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Thème 2003-2004

«Les Technologies et les Sciences mises au service du Développement Durable»

Le texte d'accompagnement est le suivant:
Arrêté fixant le thème des travaux d’initiative personnelle encadrés en 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), pour l’année 2003-2004

Le ministre de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche,

Vu les arrêtés du 3 juillet 1995 définissant les objectifs de formation et les programmes des classes préparatoires de première année de mathématiques, physique et sciences de l’ingénieur (MPSI), de physique, chimie et sciences de l’ingénieur (PCSI), de physique, technologie et sciences industrielles (TSI), de technologie, physique et chimie (TPC), et de biologie, chimie, physique et sciences de la Terre (BCPST) ;

Vu l’arrêté modifié du 11 mars 1998 relatif aux objectifs de formation et à l’organisation des travaux d’initiative personnelle encadrés en 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),
Vu l’avis du ministre de la défense en date du,
Vu l’avis du ministre de l’agriculture, de l’alimentation, de la pêche et des affaires rurales du ,
Vu l’avis du Conseil supérieur de l’éducation du ,
Vu l’avis du Conseil national de l’enseignement supérieur et de la recherche du .

ARRETE :

Article 1 – Les thèmes des travaux d’initiative personnelle encadrés 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) sont fixés conformément à l’annexe du présent arrêté.

Article 2 – Les dispositions du présent arrêté s’appliquent à l’année scolaire 2003-2004.

Article 3 – Le directeur de l’enseignement supérieur est chargé de l’exécution du présent arrêté qui sera publié au Journal officiel de la République française.

ANNEXE

Les thèmes des TIPE pour les deux années scolaires 2003-2004 et 2004-2005 s’inscrivent dans la perspective générale suivante :

«Les Technologies et les Sciences mises au service du Développement Durable»

Toutes les recherches et investigations des candidats devront montrer un lien avec cette perspective.

I - Pour l’année scolaire 2003-2004 le thème TIPE commun aux filières MP, PC, PSI, PT, TSI, TPC, est intitulé :

Objets, structures, formes et materiaux :

Reconnaissance, représentation et analyse

1) Principes généraux

Le thème est commun pour faciliter les échanges entre filières. Le décloisonnement des disciplines est recommandé, en accord avec les objectifs de formation généraux dans les CPGE scientifiques. Ce décloisonnement est un but des TIPE. L’ancrage des TIPE à la perspective globale énoncée plus haut assure leur interdisciplinarité de façon naturelle et non formelle ou artificielle.

2) Commentaire

Objets, structures, formes et matériaux constituent quatre points d'entrée pour décrire et étudier notre environnement, spécifier, concevoir, produire, exploiter les systèmes techniques. La connaissance du monde, les industries des différentes sociétés se sont développées à partir de la reconnaissance, de la représentation et de l'analyse de ces quatre termes. Les sens de ces termes sont étroitement liés entre eux, tant sous l’aspect des disciplines scientifiques que sous celui des filières de CPGE. L'exemple suivant est représentatif de ce réseau de liens : pour obtenir un matériau aux propriétés physico-chimiques spécifiées à l'avance, une solution optimisée, respectant en particulier des contraintes environnementales, consiste souvent à concevoir ce matériau idéalement avant de le réaliser et de le tester. Ce travail fait coopérer des ingénieurs de domaines d'expertises différents, physiciens, mathématiciens, informaticiens, chimistes, concepteurs, constructeurs et réalisateurs.

Pour le chimiste, un objet sera un assemblage d’atomes, de molécules qu’il doit selon les cas, analyser, concevoir, synthétiser. Le physicien étudiera plutôt le même objet sous l’angle des relations structures – propriétés qui conduiront par exemple à la réalisation d’un composant répondant à une fonction déterminée. Mais il pourra aussi procéder à l’étude de nouvelles propriétés. En mathématiques, l’objet, qu’il soit concret ou abstrait, sera représenté soit par une structure algébrique, soit d’un point de vue topologique ou géométrique. Pour les sciences industrielles, l’étude des matériaux et les choix qui y correspondent constituent la phase incontournable de la définition et de la matérialisation des objets ou des structures répondant aux cahier des charges de la commande. Ces matériaux doivent être compris au sens large de matériaux et matériels : composants électroniques par exemple.

Objets, structures, formes et matériaux déclinés dans les domaines des mathématiques, de la physique, de la chimie, des sciences industrielles et de l’informatique doivent être pour l’élève de CPGE l’occasion de développer des sujets d’études originaux et pluridisciplinaires. Aborder les programmes d'une manière transversale, c’est par exemple élaborer dans un TIPE une modélisation mathématique, sa mise en œuvre informatique, et une étude des relations entre la structure et les propriétés physiques et chimiques d'un matériau. A une telle étude des relations, on peut aussi associer une exploitation de cette étude, en vue de la réalisation de matériaux composants de systèmes techniques apportant la valeur ajoutée que l’on recherche. Dans ce dernier type d’association, une modélisation peut aussi trouver sa place. Bien sûr, il est possible d’associer les approches disciplinaires autrement que dans les exemples qui viennent d’être proposés.


II – Pour l’année scolaire 2003-2004, le thème des travaux d’initiative personnelle encadrés dans les classes préparatoires de seconde année de la filière BCPST est le suivant :

Les milieux aquatiques continentaux et côtiers : stabilité et variabilité naturelles ou anthropiques.

La compréhension du fonctionnement et de la dynamique de ces milieux est indispensable dans l’objectif d’un développement durable de la planète. Leur stabilité ou les modifications qui peuvent y être observées face aux variations de condition, temporaires ou durables, d’origine naturelle ou anthropique, seront étudiées dans cette optique, sur une durée n’excédant pas quelques siècles.

Le travail fourni doit comporter une production personnelle de l’étudiant (observation et description d’objets naturels, collecte, tri et traitement de données, mise en évidence de phénomènes, expérimentation, exploitation d’un logiciel…), réalisée dans le cadre d’une investigation sur un problème scientifique ; cette production ne peut en aucun cas se limiter à une simple synthèse d’informations collectées.