1La mise sur pied du cours ING4901 – Projet intégrateur en développement durable est l’aboutissement de la volonté de changer les façons de faire et la volonté de donner des outils aux futurs ingénieurs pour l’intégration du développement durable dans leur pratique professionnelle, peu importe leur domaine d’expertise. Le cours ING4901 est un cours projet pluridisciplinaire optionnel de six crédits offert en un trimestre de quinze semaines aux étudiants de toutes les disciplines de la dernière année du baccalauréat à l’École Polytechnique de Montréal (Polytechnique) depuis l’année 2008 (Desjardins et al., 2010). Les étudiants de tous les programmes de génie peuvent s’inscrire à ce cours, en remplacement du cours projet rattaché à leur programme. À la troisième prestation du cours, à l’automne 2009, une entente avec l’École d’Architecture de l’Université de Montréal a été établie et des étudiants de l’École d’Architecture inscrits au cours ARC3012-B - Atelier forme et technique ont été intégrés aux équipes pluridisciplinaires d’étudiants en génie et un enseignant en architecture a joint l’équipe professorale pour encadrer les étudiants en architecture (Desjardins et al., 2011). Les étudiants travaillent en équipe pluridisciplinaire à la conception d’un projet réel qui s’articule autour d’un bâtiment durable et qui inclut également le traitement de l’eau et des rejets, la production locale d’énergie, une analyse de cycle de vie et une analyse de transport en lien avec la localisation géographique du bâtiment. En plus d’intégrer des notions techniques apprises au baccalauréat, les étudiants doivent proposer des solutions à un projet ouvert et complexe dans une perspective de développement durable, ce qui implique la prise en compte et l’équilibre des éléments environnementaux, économiques et sociaux, ces derniers étant parfois négligés dans la pratique. Les aspects sociaux représentent également un défi pour les étudiants qui sont attirés par les technologies vertes et l’efficacité énergétique en perdant parfois de vue l’ensemble des éléments du développement durable.
2Par l’encadrement et les activités du cours, les enseignants encouragent les étudiants à travailler ensemble et à éviter le travail en silo, malgré le langage technique différent des membres de l’équipe. Les enseignants encadrent la démarche de conception des étudiants, proposent des activités impliquant des professionnels de différents domaines pour les soutenir techniquement et les guident pour l’intégration du développement durable, tant par les principes que par la démarche de conception. Les défis entourant ING4901 sont multiples et touchent la logistique, l’encadrement technique des étudiants et l’intégration du développement durable. Le contexte du cours, son historique, les objectifs, les activités d’encadrement et l’intégration du développement durable dans tous ses aspects, tant techniques que pour la mise en œuvre sont présentés.
3En 2005, Polytechnique a procédé à la refonte complète de tous les programmes de génie du baccalauréat (Lafleur et al., 2008). Des changements majeurs ont été apportés à tous les programmes. Parmi ces changements, l’ajout d’un projet intégrateur tous les ans pour permettre aux étudiants d’intégrer les apprentissages techniques et de mettre en application les habiletés de communication écrites et orales développées dans les études complémentaires. Lors du processus de refonte des programmes de génie, chaque département a eu la responsabilité de proposer des améliorations à son programme pour rencontrer les compétences souhaitées chez les futurs ingénieurs, en accord avec le Bureau canadien d’accréditation des programmes d’ingénierie (BCAPI). Pour être en mesure de proposer des améliorations à son programme, le département de génie civil a comparé les compétences rencontrées dans ses cours par rapport aux compétences souhaitées selon les prescriptions de l’ouvrage Civil Engineering, Body of Knowledge for the 21st Century (American Society of Civil Engineers, 2008). Cet exercice a mis en évidence des lacunes en gestion environnementale et en développement durable. Ce constat a été l’élément déclencheur de la réflexion qui a mené à la création du cours ING4901. Cette réflexion s’est basée sur les éléments suivants: intégrer le développement durable dans l’ensemble de la formation, développer un projet de conception transversal impliquant plusieurs disciplines pour initier les étudiants à la conception intégrée, faire comprendre aux étudiants leur rôle comme ingénieur dans l’intégration du développement durable au cœur de leur profession et démontrer que le développement durable est l’affaire de tous, peu importe le domaine de pratique. Le cours devait à la fois répondre à ces éléments, mais aussi répondre à un besoin d’offre de cours à Polytechnique et développer des compétences souhaitées par le BCAPI.
4Le cours ING4901 permet d’ancrer le développement durable dans un projet pratique où les étudiants sont amenés à travailler dans un contexte près de la réalité. Ce cours permet également de développer plusieurs compétences et qualités souhaitées par le BCAPI, telles que la conception, le travail d’équipe et multidisciplinaire, et l’impact de l’ingénierie sur la société et l’environnement (Canadian Engineering Accreditation Board, 2008). Le concept du cours ING4901 a permis à Madame Louise Millette, professeure agrégée et directrice du département des génies civil, géologique et des mines, d’obtenir un financement de cinq ans de la Fondation Desjardins.
5Le cours a été offert pour la première fois au trimestre d’hiver 2008 à cinq étudiants en génie qui ont été encadrés par un ingénieur mécanique. Le cours a été offert pour la seconde fois au trimestre d’hiver 2009 à 22 étudiants en génie qui ont été encadrés par deux enseignants, un ingénieur mécanique et une ingénieure civile. À partir de la troisième prestation, à l’automne 2009, le nombre d’inscriptions d’étudiants en génie a considérablement augmenté et une entente avec l’École d’Architecture a été établie: douze étudiants en architecture inscrits à l’atelier forme et technique ont été intégrés aux équipes pluridisciplinaires d’étudiants en génie pour toute la durée du trimestre et un enseignant en architecture a joint l’équipe professorale. Actuellement, une trentaine d’étudiants en génie (le cours est contingenté étant donné la formule pédagogique du cours) et douze étudiants en architecture participent au cours chaque trimestre. Les étudiants sont encadrés par un ingénieur mécanique ou une ingénieure civile et un architecte. Le cours est particulièrement populaire auprès des étudiants des génies civil, chimique et mécanique et des étudiants en architecture. Des étudiants en génie électrique, industriel, matériaux, physique et géologique ont aussi participé, mais en moins grand nombre.
6Pour les étudiants en génie, le cours ING4901 se divise en deux volets: un travail individuel qui représente 20% de la note finale et un projet de groupe qui représente 80% de la note finale. Les étudiants en architecture sont évalués par le projet de groupe uniquement. Les objectifs du cours pour les étudiants en génie sont les suivants:
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Définir et comprendre le rôle de l’ingénieur face au développement durable;
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Approfondir les connaissances en développement durable et les mettre en application par le biais d’études de cas réels;
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Identifier, évaluer et appliquer les meilleures pratiques en matière d’écoconception et de développement durable;
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Développer une vision holistique des problèmes techniques (en considérant les aspects sociaux, économiques et environnementaux);
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Décoder les enjeux du développement durable dans un projet.
7Les objectifs du cours pour les étudiants en architecture sont les suivants:
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Développer des aptitudes de pensée critique, de collaboration et de communication;
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À partir d’une définition de problème, développer un projet d’architecture qui met de l’avant des techniques innovantes et plus particulièrement de celles qui favorisent le développement durable;
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Développer une proposition architecturale de qualité;
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Définir et comprendre le rôle de l’architecte dans un projet de développement durable.
8Les objectifs du travail individuel sont, d’une part, de faire prendre conscience aux étudiants que le développement durable peut être partie prenante de toutes les disciplines et, d’autre part, assister les professeurs dans l’intégration du développement durable dans la formation et étendre l’intégration du développement durable dans tous les programmes de génie. Le projet individuel permet de rejoindre un grand nombre d’étudiants par le biais d’autres cours, même si ING4901 est contingenté. Pour le travail individuel, les étudiants en génie choisissent un cours suivi durant leur formation et préparent du matériel pédagogique pour le cours en revisitant la matière dans une perspective de développement durable, en collaboration avec le professeur du cours choisi. La collaboration du professeur implique une réunion d’environ une heure au début du projet pour définir l’orientation du projet individuel et le type de matériel qui sera préparé: cours magistral d’une heure, travaux pratiques ou études de cas. Par la suite, le professeur donne du support à l’étudiant de façon ponctuelle au besoin. Le matériel pédagogique peut ensuite être utilisé par les professeurs désirant inclure des notions et perspectives de développement durable dans leurs cours. Les projets individuels sont évalués par les enseignants du cours ING4901 selon les critères suivants:
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Intégration du développement durable;
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Explication du projet individuel (mise en contexte pour les travaux pratiques et les études de cas, texte d’accompagnement pour un cours magistral);
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Structure et qualité visuelle du matériel développé.
9Pour le projet de groupe, les étudiants travaillent en équipe pluridisciplinaire à la conception d’un projet réel en ingénierie, articulé autour d’un bâtiment, dans une perspective de développement durable. Les équipes de cinq à six étudiants sont formées par les enseignants et sont équilibrées en fonction des disciplines, des spécialités et des résultats académiques. La littérature montre que le succès académique d’une équipe n’est pas uniquement lié aux compétences de chacun des individus, mais est aussi lié à la motivation, à la dynamique d’équipe, à des facteurs personnels et à la compatibilité des personnalités des membres de l’équipe (Jack, 2007). Plusieurs auteurs suggèrent des méthodes pour former les équipes en se basant sur la personnalité, les forces et les faiblesses des étudiants, dans le but de former des équipes équilibrées et les plus performantes possible (Dutta et Haubold, 2007; Jack, 2007; Lumsdaine et al., 2009). Les méthodes proposées dans la littérature pour déterminer les équipes sont intéressantes, par contre elles n’ont pas été retenues pour le cours ING4901. Un des objectifs visés pour le projet de groupe est de développer des compétences pour le travail d’équipe, peu importe sa composition. Cette méthode pour sélectionner les membres d’une équipe s’est avérée satisfaisante, bien que chaque trimestre certaines équipes éprouvent plus de difficultés, surtout pour l’organisation du travail. Cependant, les étudiants connaissent les règles du jeu dès le début du trimestre et savent qu’ils sont plongés dans un contexte qui se rapproche de la réalité. De plus, pour permettre aux étudiants d’améliorer les compétences reliées au travail d’équipe, une activité de dynamique d’équipe est prévue au milieu du trimestre avec une spécialiste de Polytechnique en habiletés personnelles et relationnelles (HPR). Plutôt que de tenter d’éviter les conflits au sein d’une équipe en sélectionnant les membres en se basant sur leur personnalité et leurs ambitions, les enseignants, en collaboration avec la spécialiste HPR, donnent aux étudiants des outils (relations interpersonnelles, gestion de conflit, feedback en équipe, discussion sur les perceptions de chacun) pour améliorer le travail d’équipe, peu importe le contexte. Au cours de leur future carrière d’ingénieurs et d’architectes, les étudiants auront inévitablement à travailler en équipe dans des contextes parfois difficiles, c’est pour cette raison qu’ING4901 et plusieurs autres projets intégrateurs offerts à Polytechnique utilisent les ressources HPR.
10Pour compléter l’encadrement technique, des activités avec des professionnels sont prévues au cours du trimestre:
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Conférences: durant les six premières semaines, des conférences données par des professionnels de divers domaines de l’ingénierie et de l’architecture sont proposées aux étudiants pour donner un appoint technique.
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Ateliers: des ateliers de travail suivent certaines conférences pour encourager les étudiants à mettre en pratique les notions apprises dans les conférences et démarrer la conception, avec le support du conférencier, notamment pour l’étude de transport et l’analyse de cycle de vie.
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Studio de conception: deux fois au cours de la session, des studios de conception impliquant des professionnels de différents domaines du génie de l’architecture sont prévus. Lors du premier studio de conception, les professionnels travaillent avec les étudiants à la conception du projet pour une durée d’environ 40 minutes. Toutes les 40 minutes, les professionnels font une rotation ce qui permet à toutes les équipes de travailler avec tous les professionnels invités. Lors du second studio de conception, des tables thématiques sont animées par des professionnels pour une durée de trois heures, par exemple: architecture, structure, mécanique du bâtiment et électricité, analyse de cycle de vie, production locale d’énergie, transport, traitement de l’eau.
11Au cours de la session, les étudiants remettent quatre livrables écrits sous forme de rapport technique. Les objectifs de chacun des livrables sont les suivants:
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Démontrer la compréhension du mandat, des objectifs, planifier le travail d’équipe et l’échéancier du projet;
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Faire les choix de conception et les justifier;
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Concevoir en détail toutes les composantes du projet;
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Présenter le projet à un large public et répondre à la question: si le projet était à refaire, qu’est-ce que nous ferions différemment techniquement, pour le travail d’équipe et la gestion de crise?
12Le travail pluridisciplinaire a plusieurs vertus pédagogiques, par contre sa mise en œuvre dans une institution comme Polytechnique est complexe. Le baccalauréat compte 120 crédits, dont 108 obligatoires. Un cheminement type est proposé pour chaque trimestre du baccalauréat, mais les étudiants ne sont pas tenus, ou ne peuvent pas toujours le suivre. Les étudiants avancent dans leur cheminement par progression par matière et non par promotion par année. Cette flexibilité génère des conflits d’horaire à l’intérieur d’un programme et devient un véritable casse-tête lors de la planification d’un cours pluridisciplinaire. Les conflits d’horaire sont inévitables pour ING4901, même avec la complète collaboration du registraire. Les enseignants du cours doivent composer avec cette réalité et prévoir les activités obligatoires à des moments où les conflits d’horaire sont les moins importants. À l’École d’architecture, les cinq après-midis de la semaine sont réservés pour le travail sur le projet, ce qui simplifie considérablement l’intégration des étudiants en architecture.
13L’intégration du développement durable, peu importe le type de projet et les disciplines impliquées, est essentielle et devrait être un réflexe. Le développement durable a la cote et le domaine de l’éducation n’échappe pas à cette tendance. Ces dernières années, la formation se colore de développement durable de différentes façons. Certains programmes de génie incluent des bases de développement durable dans les cours de première année, Rowan University (Sukumaran et al., 2004), Colorado State University (Siller, 2001) et Virginia Tech University (Mullin et al., 2006) en sont quelques exemples. À Rowan University, les bases du développement durable sont non seulement enseignées dans les cours de première année, le développement durable est également intégré dans des cours projets multidisciplinaires offerts aux étudiants de deuxième, troisième et quatrième année (Sukumaran et al., 2004). Outre les cours de première année, l’intégration du développement durable se fait souvent dans les cours projet (Burian et al., 2008; Sukumaran et al., 2004). Plusieurs d’entre eux sont orientés vers les technologies vertes et l’efficacité énergétique, et couvrent plus spécifiquement les aspects environnementaux et économiques du développement durable. Les cours projet qui prennent davantage en considération les aspects sociaux sont souvent associés à des projets de coopération internationale (Sukumaran et al., 2004).
14Pour le cours ING4901, il y a une volonté d’inclure le développement durable dans tous ses aspects, incluant la dimension sociale, pour des projets locaux. Les étudiants en ingénierie ont tendance à être attirés par les défis technologiques, la modélisation et les calculs. Les enseignants doivent rappeler aux étudiants qu’ils proposent une solution d’ingénierie pour une communauté et que leurs besoins et désirs doivent être pris en considération, ce qui implique parfois des compromis en efficacité énergétique pour tenir compte des aspects sociaux par exemple. Les enseignants ramènent les étudiants à la notion de besoin, pour les amener à proposer des solutions optimales dans une optique de développement durable. L’implication du client au début du trimestre contribue à renforcer l’aspect social, puisque le projet devient beaucoup plus concret au fil des discussions avec le client.
15Au-delà de l’intégration des notions techniques acquises au cours du baccalauréat et l’intégration du développement durable, les enseignants accordent beaucoup d’importance au processus et à la démarche de conception. Le cours initie les étudiants à la conception intégrée, pratique de plus en plus courante dans la conception de bâtiments durables, et au travail d’équipe pluridisciplinaire. Un des fondements du développement durable est la transversalité, concept difficile à mettre en application, mais qui assure le succès d’un projet parce que les contraintes et objectifs de toutes les disciplines sont pris en considération dès le début du projet. Cet aspect est renforcé par l’intégration des étudiants en architecture et prend une place importante dans le cours. La conception intégrée implique toutes les ressources dès le début du projet pour démarrer sur des bases solides en prenant en considération les contraintes et objectifs de toutes les disciplines (Zimmerman, 2006). Avec ce processus, les projets démarrent plus lentement, mais sur des bases solides et les problèmes qui font typiquement surface sont évités lorsque la conception avance. La structure du cours et les activités pédagogiques visent à faire travailler les étudiants ensemble et améliorer l’intégration des différentes disciplines dans le projet, en plus de donner du support technique aux étudiants avec l’aide de professionnels. Malgré la mise en place de ces activités, le travail d’équipe demeure une difficulté et cette difficulté est amplifiée parce que les étudiants de l’équipe proviennent de disciplines différentes, n’ont pas suivi les mêmes cours et ont un langage technique différent.
16Depuis la première prestation du cours ING4901, deux défis de taille s’imposent aux enseignants chaque session: la prise en compte des éléments sociaux et la conception intégrée. Bien que les étudiants comprennent les principes de développement durable, ils sont attirés par les technologies vertes et ont parfois tendance à migrer rapidement vers ces solutions, sans véritable analyse. Les enseignants ramènent constamment les étudiants à la notion de besoin et les encouragent à considérer l’ensemble des solutions possibles, sans négliger les aspects sociaux. Ce travail se fait par l’entremise de rencontres hebdomadaires avec les étudiants et par la rétroaction donnée pour les travaux. Dans le même ordre d’idée, c’est par l’encadrement hebdomadaire que les enseignants encouragent les étudiants à travailler de façon transversale au sein de l’équipe, en conception intégrée. Bien que la plupart des étudiants reconnaissent les vertus de la conception intégrée, l’application de ce processus de conception demeure un défi qui est amplifié par le fait que tous les étudiants au sein d’une équipe sont de disciplines différentes et parlent des langages techniques différents.
17Le cours ING4901 vise à intégrer le développement durable dans la formation des futurs ingénieurs et architectes et à leur donner des outils pour l’intégrer dans leur future pratique professionnelle, peu importe leur domaine. Le cours permet d’ancrer le développement durable dans un projet pratique où les étudiants sont amenés à travailler dans un contexte près de la réalité. Les étudiants sont initiés à la conception intégrée, travaillent dans un contexte pluridisciplinaire, et constatent que le développement durable est l’affaire de tous et qu’ils sont aux premières loges en tant que futurs professionnels pour promouvoir les aspects techniques du développement durable (social, économique, environnement) et la conception intégrée.
18Les auteurs tiennent à remercier la Fondation Desjardins pour l’octroi d’une subvention sur cinq ans qui a permis le développement et l’enseignement du cours ING4901. Les auteurs tiennent également à remercier Anne Cormier, directrice de l’École d’architecture de la faculté d’aménagement de l’Université de Montréal, pour avoir rendu possible la collaboration avec l’École d’architecture.
