Thème TIPE 2015/2016 – Structures

Thème TIPE 2015/2016 – Structures : organisation, complexité, dynamique
Mis à jour Vendredi, 05 Février 2016 13:39
L'essentiel
Thème de TIPE pour les concours 2016 :
Structures : organisation, complexité, dynamique.
Il s’applique dans les classes préparatoires de seconde année, affectées ou non d’une étoile,
des filières mathématique et physique (MP), physique et chimie (PC), physique et sciences de
l’ingénieur (PSI), physique et technologie (PT), technologie et sciences industrielles (TSI),
technologie, physique et chimie (TPC) et biologie, chimie, physique et sciences de la Terre
(BCPST), technologie-biologie (TB) pour l’année scolaire 2015-2016.
Voté au Conseil Supérieur de l’Éducation du 14-01-42014.
Mise à jour du 3 septembre 2015
L'article est découpé en quatre parties accessibles par le menu placé ci-dessus à droite.
Lien direct vers le site officiel
Le TIPE 2015-2016 au Bulletin Officiel de l’Éducation Nationale
Référence : Bulletin Officiel de l'Éducation nationale n°8 du 19 février 2015
(NOR > MENS1501031A , lien vers le site officiel)
Classes préparatoires aux grandes écoles
Thème des travaux d’initiative personnelle encadrés pour l’année
universitaire 2015-2016
NOR : MENS1501031A
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arrêté du 26-1-2015
MENESR - DGESIP A1-2
Vu code de l'éducation, notamment articles D. 612-19 à D. 612-29 ; arrêtés du 3-7-1995
modifiés ; arrêté du 11-3-1998 modifié ; arrêté du 3-5-2005 modifié ; avis du CSE du
19-12-2014 ; avis du Cneser du 15-12-2014
Article 1 - Le thème des travaux d'initiative personnelle encadrés dans les classes préparatoires
de seconde année, affectées ou non d'une étoile, des voies : mathématique et physique (MP),
physique et chimie (PC), physique et sciences de l'ingénieur (PSI), physique et technologie
(PT), technologie et sciences industrielles (TSI), technologie, physique et chimie (TPC),
biologie, chimie, physique et sciences de la Terre (BCPST), technologie-biologie (TB) est fixé
pour l'année scolaire 2015-2016 conformément à l'annexe du présent arrêté.
Article 2 - L'arrêté du 10 février 2014 fixant le thème des travaux d'initiative personnelle
encadrés dans les classes préparatoires de seconde année, affectées ou non d'une étoile, des
voies : mathématique et physique (MP), physique et chimie (PC), physique et sciences de
l'ingénieur (PSI), physique et technologie (PT), technologie et sciences industrielles (TSI),
technologie, physique et chimie (TPC), biologie, chimie, physique et sciences de la Terre
(BCPST), technologie-biologie (TB) pour l'année scolaire 2014-2015, est abrogé à compter de
la rentrée 2015.
Article 3 - La directrice générale de l'enseignement supérieur et de l'insertion professionnelle est
chargée de l'exécution du présent arrêté.
Fait le 26 janvier 2015
Pour la ministre de l'éducation nationale, de l'enseignement supérieur et de la recherche
et par délégation,
Pour la directrice générale de l'enseignement supérieur et de l'insertion professionnelle
Le chef de service de la stratégie des formations et de la vie étudiante,
Rachel-Marie Pradeilles-Duval
Annexe
1 - Rappel d'un des objectifs de formation des travaux d'initiative personnelle encadrés
(Tipe) : initiation à la démarche de recherche
Lors des travaux d'initiative personnelle encadrés, l'étudiant a un travail personnel à effectuer,
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qui le met en situation de responsabilité. Cette activité est en particulier une initiation et un
entraînement à la démarche de recherche scientifique et technologique dont chacun sait que
les processus afférents sont nombreux et variés.
L'activité de Tipe doit amener l'étudiant à se poser des questions avant de tenter d'y répondre.
En effet, le questionnement préalable à l'élaboration ou à la recherche des solutions est une
pratique courante des scientifiques. La recherche scientifique et technologique conduit à
l'élaboration d'objets de pensée et d'objets réels, qui participent au processus permanent de
construction qui va de la connaissance à la conception voire à la réalisation, et portent le nom
d'inventions, de découvertes et d'innovations scientifiques et technologiques. La mise en
convergence de travaux de recherche émanant de plusieurs champs disciplinaires assure le
progrès des connaissances et permet des avancées dans l'intelligibilité du monde réel.
2. Intitulé du thème Tipe pour l'année scolaire 2015-2016
Pour l'année 2015-2016 le thème Tipe commun aux filières BCPST, MP, PC, PSI, PT, TB, TPC
et TSI est intitulé Structures : organisation, complexité, dynamique.
3. Commentaires
Le travail de l'étudiant en Tipe doit être centré sur une véritable démarche de recherche
scientifique et technologique réalisée de façon concrète. L'analyse du réel, de faits, de
processus, d'objets, etc., doit permettre de dégager une problématique en relation explicite
avec le thème proposé. La recherche d'explications comprend une investigation mettant en
œuvre des outils et méthodes auxquels on recourt classiquement dans tout travail de recherche
scientifique (observations, réalisation pratique d'expériences, modélisations, formulation
d'hypothèses, simulations, validation ou invalidation de modèles par comparaison au réel, etc.).
Cela doit amener l'étudiant à découvrir par lui-même, sans ambition excessive, mais en
sollicitant ses capacités d'invention et d'initiative.
4. Contenus et modalités
L'adéquation du sujet choisi par l'étudiant au thème de l'année s'opérera par l'une ou plusieurs
des trois entrées proposées : organisation, complexité, dynamique.
Le travail fourni conduit à une production personnelle de l'étudiant - observation et description
d'objets naturels ou artificiels, traitement de données, mise en évidence de phénomènes,
expérimentation, modélisation, simulation, élaboration, etc. - réalisée dans le cadre du sujet
choisi adhérant au thème.
Cette production ne peut en aucun cas se limiter à une simple synthèse d'informations
collectées, mais doit faire ressortir une « valeur ajoutée » apportée par le candidat.
Les étudiants effectuent ces travaux de façon individuelle ou en petits groupes d'au maximum
cinq étudiants. Dans le cas d'un travail collectif, le candidat doit être capable à la fois de
présenter la philosophie générale du projet, et de faire ressortir nettement son apport personnel
à cette œuvre commune.
5. Compétences développées
Les Tipe permettent à l'étudiant de s'enrichir du contact de personnalités physiques extérieures
au lycée (industriels, chercheurs, enseignants, etc.), de montrer ses capacités à faire preuve
d'initiative personnelle, d'exigence et d'esprit critique, d'approfondissement et de rigueur, de
rapprocher plusieurs logiques de raisonnement et de recherche scientifique et technologique,
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par exemple par un décloisonnement des disciplines.
Ils permettent à l'étudiant de développer des compétences telles que :
- identifier, s'approprier et traiter une problématique explicitement reliée au thème ;
- collecter des informations pertinentes (internet, bibliothèque, littérature, contacts industriels,
visites de laboratoires, etc.), les analyser, les synthétiser ;
- réaliser une production ou une expérimentation personnelle et en exploiter les résultats ;
- construire et valider une modélisation ;
- utiliser l'outil informatique ;
- communiquer sur une production ou une expérimentation personnelle.
Analyse du thème et quelques pistes
Une liste de liens « TIPE2016 » a été ouverte sur le compte Diigo « yvanc33 ». Cette liste est
accessible à tous.
Pour en savoir plus sur Diigo :
• Lire l'article sur l'ENT Moodle « Conseils aux étudiants de sup TSI entrant en spé à la
rentrée 2015
» (assimilation aux cahiers de vacances
2015) ;
• Lire l'article de présentation de Diigo « Diigo, mode d'emploi pour débutants » sur le site c
ursus.edu
;
• Tutoriel complet de Diigo sur le site du CRDP de Besançon (fichier PDF téléchargeable de
47 pages : c'est long, mais il n'est pas nécessaire de tout lire).
En premier lieu, il est essentiel de prendre en compte les informations présentées dans les cinq
parties de l'annexe.
Les alinéas 1 et 3 rappellent les aspects généraux à prendre en compte. Ils ne changent pas
d'une année sur l'autre.
L'alinéa 2 évoque le thème de l'année : il est différent et plutôt bref, c'est naturel.
L'alinéa 3 renseigne les candidats sur la démarche scientifique et technologique qui est
soulignée par le prolongement pratique attendu (« réalisée de façon concrète »). Cette mention
précise clairement que le travail de TIPE s'accompagne inévitablement d'une
réalisati
on pratique
: des mesures sur un système réel, la réalisation d'un prototype, l'élaboration du modèle du
système support et sa validation obtenue par le croisement des résultats issus de la simulation
numérique avec les mesures effectuées sur le système réel. Dans cette perspective, les erreurs
qui sont souvent rencontrées montrent qu'il y a confusion entre le travail de TIPE et
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l'exploitation des évaluations menées dans un TD ou un TP. Il est déconseillé de reprendre trop
systématiquement les méthodes suivies dans ce genre d'activités dans elles sont pratiquées
dans le cadre très spécifique de l'activité sur le système du laboratoire. Bien souvent le contexte
s’écarte trop fortement de celui de l'étude du TIPE. Il faut alors reconsidérer les hypothèses et
les méthodes pour « coller » à la réalité du système personnel étudié. De même, il est
déconseillé de reprendre des systèmes du laboratoire comme support d'étude de TIPE car cela
risque d'être considéré comme du « recyclage de TP », ce qui est particulièrement mal vu par
les membres du jury. En résumé, il est important de
faire preuve d'imagination
et
chercher à innover
, bref, avoir de l'initiative...
L'alinéa 4 oriente les premières recherches en proposant des mots clefs synonymes : liste à
suivre
. Il
est très important de débuter ses recherches par là, en utilisant ses propres ressources ou en
suivant les pistes proposées dans la suite du texte.
Enfin, le dernier alinéa (5) reste le même que l'année précédente : il montre que les travaux
s'inscrivent dans une
démarche de recherche. Les compétences
associées développent le sens de la communication. Les étudiants sont invités à se tourner
vers les milieux de la recherche fondamentale (laboratoires), appliquée ou industrielle
(industries, petite, moyenne ou lourde). Les contacts seront donc noués avec des membres de
laboratoires de recherche universitaires ou dans les grandes écoles. Notons aussi que le texte
officiel fait particulièrement mention d'un décloisonnement des disciplines. Le mieux est de
rechercher un support technologique qui plait, puis d'y observer les domaines et orientations
technologiques qu'il met en œuvre
sans se limiter aux seuls domaines de formations mécaniques et électriques
: ces deux disciplines doivent être mêlées, comme le montrent les systèmes sur lesquels
portent les études et les travaux pratiques.
Cette première analyse permet d'engager une sorte de brain storming visant à collecter les
termes les plus en rapport avec le thème étudié. Ces termes permettent de mieux questionner
les moteurs de recherche. Attention, Google n'est pas le seul outil disponible ! Il est souvent
judicieux de s'aider des moteurs internes aux sites (champ portant la
mention « Rechercher sur le site » ou associé à une icône de loupe)
: commencer par utiliser Google, puis une fois un site pertinent trouvé, y questionner le moteur
de recherche interne dans le but d'affiner le résultat.
Par exemple, interroger Google avec l'expression « ressources TIPE » conduit à plusieurs sites
intéressants. Ils sont repris dans les liens de la partie suivante. Cette pratique conduit assez
souvent à être confronté à des sites de
curation de contenu
(article wikipedia) qui regroupent tout un ensemble de sites autour d'un même thème.
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Pour commencer, une recherche sur Wikipedia avec le mot clef « structures » fournit une
première page qui recense les homonymies. C'est un bon moyen pour faire le tri et délimiter la
frontière d'étude. Les premiers résultats sont regroupés dans le tableau « Généralités »
ci-dessous. Après cette première phase, les recherches se poursuivent avec les autres
mots-clefs :
st
ructures
,
organisation
,
complexité
et
dynamique
. L'affinage pourra avoir lien en croisant certains termes de cette liste avec les autres
informations trouvées.
Généralités (tableau évolutif)
Domaine
Branche ou phénomène
Applications et liens
Mot clef « structure » sur Wikipedia
Les domaines abondentarchitecture
:
et
constructions
, biolog
https://fr.wikipedia.org/wiki/Structure
Mot clef « complexité » sur
Théorie
Wikipedia
de l’information, informatique
https://fr.wikipedia.org/wiki/Complexité
: complexité algorithmique, de Kolmog
Mot clef « dynamique » sur
Dynamique
Wikipediaen physique (mécanique
https://fr.wikipedia.org/wiki/Dynamique
et mécanique des fluides, thermodynam
...
Le tableau suivant reprend des liens classés par domaines scientifiques et technologiques.
Plus scientifique et technologique (tableau évolutif)
Domaine de la physiqueBranche
ou des SI
ou phénomène
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Applications technologiques
Thermodynamique
Échanges de chaleur
Tous les domaines où de la chaleur apparaît, comme objectif (chauffage) ou comme perte (frottements
Mécanique des fluides
Matériaux
Structure cristalline
métaux et alliages, cristallisation, fonderie, élabora
Mathématiques
Graphes et hypergraphes (en lien avec l'algorithmique et les sciences du nu
Optimisation
Dans tous les domaines où une recherche d'objectif est nécessaire (ex. : m
Programmation dynamique
Informatique
Complexité
Big Data (donnée, information, réseau, technologie Web)
Génie logiciel (pour les projets
https://fr.wikipedia.org/wiki/Automate_cellulaire
techniques et informatiques, le plus souvent complexes)
Langages et systèmes d’exploitation
Simulation
des systèmes complexesLogiciel
(pour 2016)
de simulation multiphysique (Comsol, etc.)
Mécanique
Stabilité d'un mobile en mouvement
bicylettes, motocyclettes, toupies, pendule inversé
Électronique
Oscillateurs
Fabrication des circuits électroniques (imprimés et intégrés), qui touche met
Oscillateur de Van der Pol , sinusoïdal (harmonique),
Météorologie
Modélisation spatiale (3D)Système
et maillage
dynamique
de domaine
de Lorenz
Systèmes (complexes)
Aide à la décision
Organisation et structuration
Systèmes techniques (avions, bâteaux, engins spatiaux,...), bâtiments, etc.
Organisation et systèmes d'information
Système multi agent Automate cellulaire ,
jeu de la vie ,
Système dynamique
dynamique de Lorenz
Oscillateur de Van der Pol (oscillateurs électrniques),
Système
(mé
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Organismes/instituts d'étude
Institut des Systèmes Complexes de Paris Île-de-France ,
Institut rhônalpin des systèmes complexes
Les cartes heuristiques (ou cartes mentales)
Amorce de référencement des liens sur le sujet des ressources (TSI2 : fichier FreeMind 2016
en ressource sur l'ENT Moodle
)
Autres mots-clefs et notions attachés au thème, mais non classés :
Internet n'est pas tout !
Ne vous limitez pas à la seule recherche en ligne et à la consultation de documents pas
toujours fiables.
Utilisez des ressources et des documents issus de livres, de notices industrielles, des articles
de recherche ou même de vulgarisation :
- En utilisant les bibliothèques universitaires (les plus proches, Valenciennes et Lille 1) ;
- Le CDI du lycée (surtout pour l'automobile) ;
- Les bibliothèques publiques (municipalités, fondations, etc.)
Pensez à questionner vos enseignants, ils ne demandent que cela ! Ils ont même souvent
des contacts avec les mondes universitaires, de la recherche et de l'industrie.
Mais vous pouvez aussi chercher des pistes et obtenir des informations sur les sites suivants :
- La page des liens regroupée dans un compte Diigo (ou en cliquant la flèche bleue en
haut à gauche de cette page) dans la liste
« TIPE
»
;
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- Les techniques de l'ingénieur . Repérer le titre et la référence de l'article, transmettre à
l'enseignant, récupérer le pdf de l'article ;
- Le site de l'UPSTI (association d'enseignants de SII) propose un guide des TIPE pour les
épreuves C et D.
Des conseils, le déroulement des épreuves, etc.
- Références sur Wikipedia avec les entrées par les mots-clefs : structure(s), organisation,
complexité, dynamique, pour commencer... Faites une carte mentale pour étendre le champ
lexical ;
- Le site SCEI-concours propose les archives de l'épreuve depuis 1998 ;
- Le site Interstice : http://interstices.info . Interstices, site de culture scientifique lancé à
l'initiative de l'INRIA, en partenariat avec le CNRS et l'ASTI, propose chaque année un article
sur le thème de TIPE. De nombreux articles sont déjà disponibles
en suivant ce lien
(Physique, maths, informatique et sciences du numérique). Pour cette année 2015/2016, un
article présente le thème et
En plus de cet article, l'INRIA rappelle par ailleurs que ses chercheurs peuvent être
sollicités (gracieusement) par les étudiants pour leur TIPE et que les centres de
documentation de l'INRIA leurs sont ouverts ;
- La page de fuscia.info et la page https://fuscia.info/tipe... renvoie aux liens regroupés sur
le compte scoop-it de Fuscia : (prochainement).
- Le site pixees propose des pistes sur les sciences du numérique. Des propositions
pour 2016 sont données
en suivant ce lien
et une analyse générale du thème est développée
sur cette page
.
- Le site
prepas.org offre parfois des ressources, à l'adresse : http://prepas.org/rens
eignementselevescpge/tipe.htm
- Des propositions de sujets de chercheurs du CEA : http://www.cea.fr/jeunes/tipe
- Forum « Futura Science » : http://forums.futura-sciences.com/l
- Et en règle générale tout ce qui concentre de l'information (encyclopédies en ligne, fonds
documentaires, etc.).
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