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Option sciences de l'ingénieur · Seconde

La démarche d'ingénierie : cours de Seconde, option SI

Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La démarche d'ingénierie relie un besoin à un produit dont les performances sont vérifiées : on observe, on conçoit, on simule, on réalise, on valide.4
  • La démarche d'investigation sert à comprendre un système existant : son comportement, son fonctionnement, sa constitution.4
  • La démarche de conception sert à imaginer un produit nouveau, puis à valider ses performances par la simulation et l'essai.4
  • En Seconde, la démarche de projet s'organise en six étapes et se déploie surtout au troisième trimestre.2
  • Créativité, travail collaboratif, écoconception et approche design font partie de la démarche.2
  • Un résultat n'est valable que s'il est comparé à un critère chiffré : sans comparaison, pas de validation.

Pourquoi parler de démarche d'ingénierie ?

Un smartphone, un vélo à assistance électrique, une trottinette pliable : aucun de ces produits n'est sorti d'une seule bonne idée. Derrière chacun, il y a une suite de décisions, d'essais, de calculs et de corrections. Cette suite organisée, c'est la démarche d'ingénierie.

Dans l'option sciences de l'ingénieur de Seconde, tu ne vas pas seulement apprendre des notions : tu vas apprendre à t'y prendre. Le programme de l'option, publié au Bulletin officiel du 22 janvier 2019, fixe ce cadre pour la classe de Seconde générale et technologique.1 Cet enseignement prolonge ce que tu as vu en sciences et en technologie auparavant.3

Ce cours répond à quatre questions :

  • Qu'est-ce qu'une démarche d'ingénierie, et à quoi sert-elle ?
  • Comment étudier un produit qui existe déjà ?
  • Comment concevoir et valider un produit nouveau ?
  • Comment s'organise un projet, et quelles erreurs éviter ?

Les chapitres suivants (analyse fonctionnelle, matériaux et environnement, chaînes de puissance et d'information) utilisent tous les réflexes présentés ici.

Définir la démarche d'ingénierie

Le programme de l'option parle d'initiation aux démarches de conception et de validation des performances d'un produit.4 Deux mots sont à bien comprendre :

  • concevoir, c'est imaginer et définir une solution qui n'existe pas encore sous cette forme ;
  • valider, c'est démontrer, avec des mesures ou des calculs, que cette solution atteint le niveau de performance visé.

Une démarche qui s'arrête à la conception est incomplète : un produit joli sur le papier mais jamais vérifié ne prouve rien.

Deux manières d'aborder un produit : investiguer et concevoir

Face à un produit, deux situations très différentes peuvent se présenter. Soit il existe déjà et tu cherches à le comprendre ; soit il n'existe pas encore et tu dois l'imaginer. Les ressources qui accompagnent l'option distinguent ainsi deux façons de mener concrètement le travail en sciences de l'ingénieur : l'une pour étudier, l'autre pour créer.4

Les deux démarches se complètent. Pour concevoir un meilleur portail, il est utile d'avoir investigué les portails existants. Et lorsque tu investigues, tu repères souvent des défauts qui donnent des idées de conception.

Investigation et conception
Point de comparaisonInvestigationConception
Point de départUn système existantUn besoin à satisfaire
ButComprendre comportement, fonctionnement, constitutionCréer une solution puis la valider
RésultatUne explication appuyée sur des mesuresUne solution dont les performances sont vérifiées
Question typeComment ça marche ?Comment répondre au besoin ?
Investigation et conception

Les outils de la démarche : créativité, simulation, essai

Une démarche d'ingénierie s'appuie sur plusieurs outils. Les documents de l'option citent notamment les démarches de créativité, l'ingénierie collaborative, l'écoconception et l'approche design et innovation.2 Voyons-les un par un.

Pourquoi simuler ? Parce que c'est rapide, peu coûteux et sans danger. On peut tester dix variantes d'une pièce avant d'en fabriquer une seule. Mais un modèle est toujours une simplification de la réalité : il oublie des phénomènes (frottements, défauts de fabrication, usure). C'est pourquoi on confronte ensuite le résultat à un essai sur un prototype ou un système réel.

Le déroulé d'un projet

En Seconde, la démarche prend la forme d'un projet. Les ressources d'accompagnement précisent que la démarche de projet s'organise en six étapes.2 Elles indiquent aussi que le projet prend toute sa place au troisième trimestre.2 Les étapes exactes et leurs noms sont ceux que ton professeur te présente. Pour t'aider à les situer, voici un fil conducteur que tu retrouveras sous des formes proches dans presque tout projet technique.

Fil conducteur d'un projet techniqueSix étapes en séquence, du besoin à la validation, avec possibilité de retour en arrière.1BesoinÀ qui sert le produit et pourquoi ?2CritèresGrandeurs chiffrées à atteindre3IdéesImaginer puis choisir une solution4SimulationPrévoir les performances5EssaiConstruire et mesurer6ValidationComparer aux critères, conclure
  1. BesoinÀ qui sert le produit et pourquoi ?
  2. CritèresGrandeurs chiffrées à atteindre
  3. IdéesImaginer puis choisir une solution
  4. SimulationPrévoir les performances
  5. EssaiConstruire et mesurer
  6. ValidationComparer aux critères, conclure
Fil conducteur d'un projet technique · Fil conducteur pédagogique ; les étapes officielles sont celles présentées en classe.

Valider une performance : le cœur de la démarche

La validation est ce qui distingue une démarche d'ingénierie d'un simple bricolage. Elle repose sur une règle : chaque exigence doit pouvoir être vérifiée par une mesure ou un calcul. « Le portail doit être rapide » ne se vérifie pas ; « le portail doit s'ouvrir en moins de 10 s » se vérifie.

Erreurs fréquentes et conseils de méthode

Un exemple complet, de l'idée à la validation

Mettons tout ensemble avec un cas simple : un lycée souhaite un distributeur de gel hydroalcoolique sans contact.

Exercices corrigés

Exercice 1 Investigation ou conception ?

★☆☆Environ 8 min

Pour chaque situation, indique s'il s'agit d'une démarche d'investigation ou de conception, et justifie en une phrase.

a. On te donne une perceuse sans fil et on te demande d'expliquer comment l'énergie de la batterie devient un mouvement de rotation.

b. On te demande de proposer un support pour tablette réglable en inclinaison, en respectant un coût maximal.

c. Tu relèves la durée de montée d'un ascenseur de l'établissement et tu identifies ses éléments principaux.

Indice 1

Demande-toi si le produit existe déjà ou s'il faut le créer.

Indice 2

L'investigation observe comportement, fonctionnement et constitution.

Voir la correction pas à pas
  1. a. Le système existe et on veut comprendre son fonctionnement : c'est de l'investigation.

  2. b. Il faut imaginer une solution qui n'existe pas encore, avec une contrainte de coût : c'est de la conception.

  3. c. On observe un comportement (la durée), on relève la constitution du système : c'est de l'investigation.

Le critère de tri est simple : comprendre l'existant relève de l'investigation, créer puis valider relève de la conception.

Exercice 2 Valider la vitesse d'un robot

★★☆Environ 10 min

Un robot doit se déplacer à une vitesse d'au moins 0,5 m/s0{,}5\ \text{m/s}. Lors d'un essai, il parcourt 3 m3\ \text{m} en 5 s5\ \text{s}. Calcule sa vitesse moyenne en m/s, puis indique si le critère est respecté.

Indice 1

La vitesse moyenne est le quotient de la distance par la durée.

Indice 2

Compare ensuite ta valeur au seuil de 0,5 m/s0{,}5\ \text{m/s}.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit la relation : v=dtv=\dfrac{d}{t}.

  2. On remplace par les données, avec des unités cohérentes : v=3 m5 sv=\dfrac{3\ \text{m}}{5\ \text{s}}.

  3. On calcule : v=0,6 m/sv=0{,}6\ \text{m/s}.

  4. On compare : 0,6 m/s≥0,5 m/s0{,}6\ \text{m/s}\geq 0{,}5\ \text{m/s}, donc le critère est respecté.

Le robot atteint 0,6 m/s0{,}6\ \text{m/s}, au-dessus du seuil : le critère de vitesse est validé par cet essai.

Exercice 3 Qualité d'un modèle

★★☆Environ 10 min

Une simulation prévoit une force de 11,4 N11{,}4\ \text{N} dans une pièce. Un essai sur prototype mesure 12 N12\ \text{N}. Calcule l'écart relatif, en pourcentage, entre la valeur mesurée et la valeur simulée. On prend la valeur mesurée comme référence.

Indice 1

L'écart relatif est ∣m−s∣m×100\dfrac{|m-s|}{m}\times100.

Indice 2

Ici m=12m=12 et s=11,4s=11{,}4.

Voir la correction pas à pas
  1. On calcule la différence en valeur absolue : ∣12−11,4∣=0,6 N|12-11{,}4|=0{,}6\ \text{N}.

  2. On divise par la valeur de référence mesurée : 0,612=0,05\dfrac{0{,}6}{12}=0{,}05.

  3. On convertit en pourcentage : 0,05×100=5 %0{,}05\times100=5\ \%.

L'écart est de 5 %5\ \% : le modèle décrit assez bien la réalité pour cette grandeur. Un écart bien plus grand aurait demandé de revoir le modèle ou l'essai.

Quiz

8 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Quelle démarche consiste à observer le comportement, le fonctionnement et la constitution d'un système existant ?

  2. Une équipe affirme : « notre simulation donne 20 N, donc la pièce supportera 20 N ». Quelle est la remarque la plus juste ?

  3. Parmi ces formulations, laquelle est un critère vérifiable ?

  4. Un robot parcourt 4 m en 8 s. Quelle est sa vitesse moyenne, en m/s ?

  5. Dans une démarche de projet, si la validation échoue, on doit forcément arrêter le projet.

  6. Selon les ressources de l'option, combien d'étapes compte la démarche de projet en Seconde ?

  7. Parmi ces éléments, lesquels font partie des démarches mises en œuvre dans l'enseignement ? (plusieurs réponses)

    Plusieurs réponses possibles.

  8. Une simulation donne 40 N et un essai 50 N. En prenant l'essai comme référence, quel est l'écart relatif en pourcentage ?

Les questions qu'on se pose

À quoi sert la démarche d'ingénierie dans la vie courante ?

Elle apprend à traiter n'importe quel problème technique avec méthode : formuler précisément ce qu'on attend, comparer des solutions, vérifier le résultat. Tu l'emploies dès que tu choisis ou réalises un objet en te posant la question « est-ce que ça répond vraiment à mon besoin ? ».

Quelle différence entre investigation et conception ?

L'investigation étudie un système qui existe pour comprendre son comportement, son fonctionnement et sa constitution.4 La conception crée une solution à partir d'un besoin, puis valide ses performances. Pour trancher face à un énoncé, regarde si le produit existe déjà.

Pourquoi simuler si on doit de toute façon faire un essai ?

La simulation permet de comparer rapidement plusieurs variantes, sans coût de fabrication ni danger. L'essai n'est alors fait que sur les solutions les plus prometteuses. Les deux sont complémentaires : l'un prévoit, l'autre vérifie.

Dois-je connaître par cœur les six étapes du projet ?

Le plus utile est de comprendre la logique : du besoin à la validation, avec des retours possibles. Les étapes sont celles que ton professeur présente en classe ; apprends-les avec ses termes, en sachant ce que chacune apporte.2

Sources

Programme visé : Programme d'enseignement optionnel de création et innovation technologiques, et de sciences de l'ingénieur - Classe de Seconde générale et technologique · Bulletin officiel n°1 du 22 janvier 2019 - Ministère de l'Éducation nationale

  1. Programme d'enseignement optionnel de création et innovation technologiques, et de sciences de l'ingénieur - Classe de Seconde générale et technologique, Bulletin officiel n°1 du 22 janvier 2019 - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
  2. Ressources pour enseigner les sciences de l'ingénieur en classe de seconde, Éduscol - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
  3. Ressources pédagogiques - Sciences de l'ingénieur Seconde, Éduscol - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
  4. Ressources pour l'enseignement de l'exploration Sciences de l'ingénieur, Éduscol STI - Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 10 novembre 2026.
  5. Ingénierie de formation, Wikipédia. Consulté le 10 novembre 2026.
  6. Capella (ingénierie), Wikipédia. Consulté le 10 novembre 2026.

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