ISUPFERE : LA FORMATION INGÉNIEUR EN ÉNERGÉTIQUE

Auteur : Pascal STABAT (P 2003 Docteur)

Le diplôme “ingénieur en énergétique en apprentissage” de MINES Paris Tech montre l’originalité et les atouts des formations “ingénieur en apprentissage”. Aujourd’hui, 14 % des ingénieurs formés en France passent par cette voie de l’apprentissage, moyen d’ouverture sociale permettant à des jeunes d’accéder aux études supérieures. Explications et témoignages.

MINES Paris a ouvert en 2009 avec ses partenaires académiques, le CNAM et l’Université de Paris, une formation d’ingénieur en apprentissage à la demande des branches professionnelles pour répondre à leur besoin de cadres capables de mettre en œuvre la transition énergétique. Après 13 ans d’existence, cette formation est un succès, moteur d’ouverture sociale et contribuant à former des ingénieurs plus techniques dont les entreprises ont aussi besoin.

Cette formation s’inscrit dans le cadre d’un fort développement de l’apprentissage ingénieur en France à partir de 2005. Les premières formations d’ingénieurs en apprentissage ont été habilitées par la CTI au début des années 90. Aujourd’hui, les élèves ingénieurs sous statut d’apprenti représentent environ 14 % du total des inscrits dans les formations d’ingénieurs françaises (CDEFI, 2021). Cet article présente les spécificités de la formation, les atouts de l’apprentissage ingénieur et quelques témoignages d’apprentis acteurs de la transition énergétique.

CRÉATION DU CYCLE EN APPRENTISSAGE

En 1992, l’école des MINES de Paris créait un diplôme d’ingénieur en énergétique en formation continue. Cette formation répondait aux besoins des entreprises en ingénieurs ayant des compétences techniques en ligne avec le rapport DECOMPS (1989) qui préconisait de former des techniciens pour en faire des ingénieurs de terrain, plus spécialisés que les ingénieurs classiques. Une structure de

partenariat a été créée, appelée ISUPFERE, Institut SUPérieur Fluides Énergies Réseaux Environnement. Ce type de structure est encouragé par la Commission des Titres d’Ingénieur afin de coordonner et d’actualiser en continu le cursus de la formation avec les branches professionnelles. La structure ISUPFERE regroupe les établissements partenaires et les branches professionnelles couvrant toute la chaîne énergétique : GIM – Groupe des industries métallurgiques ; FEDENE – Fédération des services énergie environnement ; FFB-UMGCCP – Union des métiers du génie climatique, de la couverture et de la plomberie ; SERCE – Syndicat des entreprises de la transition énergétique et numérique ; SYNTEC Ingénierie – Fédération des professionnels de l’ingénierie ; et un représentant des industries électriques et gazières, EDF.

La formation continue a connu un grand succès avec de nombreux stagiaires qui sont devenus directeurs techniques dans leur entreprise. En 2007, les branches professionnelles ont fait appel à ISUPFERE afin de former des ingénieurs par la voie de l’apprentissage pour répondre à l’évolution de leurs métiers, notamment en ce qui concerne l’intégration des énergies renouvelables et l’efficacité énergétique.

L’objectif d’ISUPFERE est de former des ingénieurs capables de concevoir, installer, exploiter et optimiser des installations énergétiques, dont les énergies renouvelables et les meilleures techniques disponibles, dans les secteurs du bâtiment et de l’industrie. La formation du cycle ingénieur en énergétique en alternance, se construit sur une interaction permanente avec les activités en entreprise. Elle s’appuie sur 3 principes : devenir ingénieur sans quitter l’entreprise, en valorisant les enseignements pour développer des projets innovants ; enrichir la technique et la culture de l’entreprise avec des ingénieurs préparés aux nouveaux enjeux de l’énergie ; et exploiter au mieux l’alternance entreprise/école pour provoquer des changements dans les attitudes et les pratiques professionnelles.

UN CURSUS EN ALTERNANCE ALLIANT THÉORIQUE ET PRATIQUE

Le cycle ingénieur en apprentissage vise une montée progressive en compétences et en autonomie du futur ingénieur. L’école vise à apporter à l’apprenant des connaissances scientifiques et techniques, des outils et méthodes de l’ingénieur et aussi à développer ses aptitudes à communiquer, à s’adapter, à manager, à innover. L’alternance est un moyen unique de mettre en œuvre directement les apprentissages à l’école dans des missions concrètes en entreprise. Un double tutorat école et entreprise permet d’accompagner l’apprenti dans la réussite de sa formation. Une brève description du cursus sur le cycle de 3 ans illustre le parcours de l’apprenti ingénieur qui s’appuie sur la réalisation de projets puisés dans l’activité professionnelle et la prise progressive de responsabilités.

 En 1re année du cycle, nos apprentis découvrent en entreprise les différentes facettes de leur futur métier d’ingénieur au travers de missions ciblées. Une alternance courte de 3 semaines en entreprise suivie de 2 semaines à l’école est appliquée. À l’école, les enseignements visent à apporter aux apprenants un socle de connaissances scientifiques pour traiter des problèmes techniques variés et à développer leur capacité d’analyse et de synthèse. En entreprise, les objectifs de la 1re année sont de réussir la bonne intégration en ayant identifié les ressources internes et externes nécessaires à la réalisation des missions, y compris les réglementations et normes propres au métier, et la bonne appropriation des méthodes et outils professionnels. Les apprentis sont aussi initiés aux questions de sécurité, hygiène et santé au travail via des enseignements et par la pratique en entreprise.

 En 2e année du cycle, les enseignements visent à renforcer leurs compétences scientifiques et techniques en énergétique, à développer leurs compétences en régulation des installations et à leur apporter des méthodes de gestion de l’ingénieur comme des outils de management de projets, d’analyse de risques et d’ingénierie de systèmes. L’entreprise leur confie un projet principal pour lequel ils doivent rédiger un rapport “méthodes” portant sur l’amélioration des méthodes de gestion de projets en s’appuyant sur les outils vus à l’école. Les projets sont très variés, par exemple : le développement d’outils de suivi énergétique d’installations, l’amélioration des pratiques du BIM (Building Information Modeling), la mise en œuvre d’outils de suivi de chantiers, la sélection de

solutions énergétiques par l’analyse technico-économique, l’analyse de risques sur des solutions innovantes.

 En 3e année du cycle, Les enseignements visent d’une part à développer l’expertise en énergétique des apprentis, notamment via un projet d’optimisation d’un système ou d’une installation énergétique en lien avec les besoins de l’entreprise. On peut citer comme exemples la comparaison d’une thermo-frigo-pompe à une solution classique, la mise en place d’une centrale solaire thermique associée à un réseau de chaleur, le pilotage optimisé d’une cascade frigorifique, l’optimisation thermique d’un panneau solaire hybride modulaire. L’expertise apportée aux élèves s’appuie sur des travaux de recherche menés en lien avec l’industrie dans les laboratoires de recherche des MINES et du CNAM, comme les méthodes d’intégration des pompes à chaleur dans les procédés industriels développées au Centre Efficacité énergétique des Systèmes. D’autre part, la dernière année a pour objectif d’aider l’apprenti à prendre de la hauteur sur ses missions via des enseignements sur le management humain, la réglementation, l’économie de l’énergie, les problématiques environnementale et sociale. En fin d’année, un projet “ingénieur” est confié par l’entreprise sur des sujets variés intégrant des aspects techniques et de gestion de projet comme la conduite de travaux sur les lots énergétiques d’un immeuble de bureaux, l’étude de conception ou rénovation d’installations énergétiques, l’optimisation du pilotage d’installations de production électrique ou thermique.

 Entre la 2e et la 3e année, une mission à l’international doit être effectuée par l’apprenti afin de développer ses aptitudes à évoluer dans un contexte linguistique et culturel différent. Cette mission est une opportunité pour les entreprises de renforcer leurs liens avec des fournisseurs ou des clients ou bien de déployer de nouvelles méthodes dans leurs filiales ou de créer de nouveaux partenariats en particulier avec la recherche. Si cette opportunité ne peut être saisie par toutes les entreprises, ces dernières retrouvent, après quelques mois à l’étranger, leur apprenti ayant gagné en maturité et ouverture d’esprit.

Cette alternance permet à des élèves, issus principalement de filières techniques, d’évoluer pour devenir ingénieurs en renforçant leurs compétences scientifiques et techniques mais aussi en développant leur capacité à résoudre des problèmes, à mettre en œuvre des solutions innovantes, à communiquer, à s’adapter dans un environnement international.

LA FORMATION EN QUELQUES CHIFFRES

Le nombre d’apprentis entrant dans la formation est de 18 chaque année. Ils sont issus en majorité de DUT (63 %). Le recrutement est complété par des étudiants issus de CPGE, licence et BTS. Ils effectuent leur apprentissage dans diverses entreprises (voir figure 1) montrant le besoin d’ingénieurs en énergétique non seulement dans la production et la distribution d’énergie mais aussi dans le bâtiment et l’industrie. En effet, une majorité d’apprentis intègrent des entreprises du génie climatique et des services énergétiques répondant ainsi au besoin d’ingénieurs pour construire, auditer, rénover, et suivre les performances énergétiques des bâtiments.

Figure 1 : Secteurs d’activité dans lesquels sont recrutés les apprentis ISUPFERE

 Depuis son ouverture en 2009, La formation compte 120 diplômés. 45 % d’entre eux sont restés dans l’entreprise dans laquelle ils ont effectué leur apprentissage. Trois mois après leur remise de diplôme, 86 % sont en emploi et 10 % en poursuite d’études. Ils intègrent de grandes entreprises (50 %), des établissements de taille intermédiaire (22 %), des PME (24 %) et une minorité rejoint la fonction publique.

L’APPRENTISSAGE EN ÉCOLE D’INGÉNIEUR, UNE VOIE PLEINE D’ATOUTS

D’une part, les formations ingénieur par la voie de l’apprentissage sont plébiscitées par les entreprises. Elles répondent à leur besoin d’ingénieurs spécialisés ayant une bonne maîtrise technique. L’apprentissage est souvent un pré-recrutement pour l’entreprise. De plus, l’apprentissage est une véritable immersion dans l’entreprise permettant de recruter des jeunes immédiatement opérationnels à l’issue de leur formation.

D’autre part, leur attrait auprès des jeunes est croissant du fait de leurs nombreux atouts. Tout d’abord, l’apprentissage permet une autonomie financière facilitant l’accès aux études supérieures. Ensuite, l’apprentissage est un tremplin vers l’emploi, le taux d’insertion sur le marché de travail d’un apprenti ingénieur est parmi les plus élevés (taux de chômage de 3 % (CDEI 2016)). En effet, l’apprentissage permet aux jeunes d’acquérir une expérience professionnelle reconnue. Par ailleurs, les jeunes aspirent de plus en plus à suivre des formations plus concrètes, en prise directe avec les enjeux des entreprises. L’apprentissage répond à leurs attentes grâce à l’immersion dans l’entreprise leur permettant de mettre en pratique les enseignements théoriques dispensés en école et de développer leurs “soft skills”. Le rythme de l’alternance leur demande de développer leur sens de l’organisation devant répondre à la fois aux objectifs fixés en entreprise et à l’école. La conciliation entre théorie et pratique contribue à la motivation des jeunes qui sont de véritables acteurs de leur formation.

En outre, l’apprentissage est un véritable moteur de l’ouverture sociale pour les écoles d’ingénieurs. Il permet aux écoles de renforcer leurs liens avec les entreprises et de mieux connaître leurs besoins. Les écoles doivent aussi se renouveler en faisant preuve d’innovation pédagogique pour répondre aux exigences de l’alternance.

L’apprentissage est un atout pour les entreprises, les jeunes et les écoles mais aussi pour la société. Un rapport publié par le cabinet Asterès en 2021 a montré que l’investissement dans l’apprentissage dans l’enseignement supérieur était “une stratégie gagnante pour les finances publiques et la société”.

CONCLUSION

Pour faire face à des révolutions techniques et technologiques majeures, à l’image des transitions énergétique et numérique auxquelles elles sont confrontées, les entreprises doivent pouvoir compter sur des ingénieurs aux compétences pointues afin de fournir des solutions efficaces en matière de performance énergétique. L’École des Mines a répondu aux demandes des entreprises en créant la formation d’ingénieur en énergétique en apprentissage. Pourquoi le choix de l’apprentissage ? Il est cohérent avec la devise de l’École des Mines “théorie et pratique”, l’alternance met les apprentis en situation professionnelle, leur permettant de mettre en œuvre les enseignements de haut niveau reçus à l’école, facilitant ainsi l’acquisition des compétences scientifiques et techniques des élèves ingénieurs. De plus, elle leur permet de développer leurs capacités d’autonomie, d’esprit d’équipe et d’innovation. En outre, cette voie de formation est un véritable moteur de diversification sociale. Parmi les grandes écoles d’ingénieur, l’École des Mines a été l’une des premières à s’être lancée dans cette aventure.

L’apprentissage ingénieur est aujourd’hui une filière à part entière qui présente de nombreux atouts pour les entreprises et les jeunes. Les formations ingénieurs ne représentent cependant que 4,3 % des effectifs d’apprentis toutes filières confondues du CAP au BAC+5 (DEPP 2020). La filière doit progresser sur la féminisation. En effet, les femmes ne représentent que 19,4 % des effectifs en formation ingénieur par la voie de l’apprentissage (DEPP 2020) contre 28 % pour l’ensemble des formations ingénieurs (IESF 2020). Parmi toutes les filières en apprentissage, entre 2019 et 2020, seul le diplôme d’ingénieur a vu ses effectifs entrants stagner (- 0,1 %) (DEPP 2020). De plus la filière est menacée par la réforme des DUT, filière privilégiée de recrutement des formations ingénieurs en alternance. En effet, les entreprises apprécient particulièrement les candidats à l’apprentissage ingénieur issus de DUT. En outre, pour former les ingénieurs de demain, il est indispensable de financer les formations ingénieur en apprentissage à un niveau satisfaisant. Rappelons que le coût de formation d’un ingénieur dans la plupart des pays occidentaux dépasse les 20 k€/an.

Pour conclure, citons le rapport Asterès : “l’apprentissage dans le supérieur devrait être considéré comme un investissement créateur de valeur aussi bien pour la société que pour les finances publiques.”

Références

ASTERES (2021), “L’apprentissage dans l’enseignement supérieur : un investissement créateur de valeur”, Étude économique, septembre 2021

CDEFI (2016), “chiffre du mois Les élèves ingénieurs en apprentissage”, Conférence des directeurs des écoles françaises d’ingénieurs, septembre 2016

CDEFI (2021), “Panorama des écoles françaises d’ingénieurs”, Conférence des directeurs des écoles françaises d’Ingénieurs, 2021

DECOMPS (1989), “L’évolution des formations d’ingénieurs et de techniciens supérieurs”, ouvrage, ed. HCEE, Paris, 1989

DEPP (2021), “L’apprentissage au 31 décembre 2020”, Note d’information n° 21, Direction de l’Évaluation, de prospective et de la performance, 30 juillet 2021

IESF (2021), “synthèse des résultats de l’édition 2020 de la 31e enquête nationale IESF”, Ingénieurs et Scientifiques de France, 2021

RENOSTANDARD (2022), “Déployer des solutions de rénovation globales pour des gammes de maisons individuelles standardisées” Projet du programme PROFEEL, www.programmeprofeel.fr

TÉMOIGNAGES D’APPRENTIS

NATACHA CHALINE (P20 ISUPFERE), APPRENTIE 3E ANNÉE, ADP

Après un baccalauréat scientifique option Sciences de l’ingénieur, je me suis dirigée vers un DUT Mesures Physiques. Cette formation scientifique solide de 2 ans m’a attirée car elle peut être réalisée en apprentissage et elle permet d’accéder ensuite à des études d’ingénieur.

Portant un grand intérêt aux problématiques environnementales, j’ai ensuite souhaité participer activement à la transition énergétique en tant qu’ingénieure. La formation ISUPFERE de l’école des MINES de Paris a retenu mon intérêt du fait de ses nombreux atouts : une école d’excellence, un cursus en apprentissage et une thématique d’avenir. J’ai donc passé les concours et j’ai été retenue pour intégrer la formation.

J’ai choisi le Groupe ADP (Aéroports de Paris) pour réaliser la partie professionnelle de cette formation. C’est une entreprise fortement engagée dans la transition environnementale du secteur aérien, j’avais donc la certitude que mes missions auraient du sens.

Mon premier projet en tant qu’apprentie a été de trouver une solution permettant d’apporter du confort climatique dans les passerelles d’avions tout en faisant des économies d’énergie par rapport aux équipements existants. Pour mener cette étude au mieux, l’entreprise m’a autorisée à “privatiser” une passerelle dans laquelle je peux expérimenter de nombreuses solutions comme : l’isolation des parois, l’optimisation du réglage des équipements de chauffage ou encore la pose de peinture blanche sur les toits pour éviter la chauffe excessive des toits noirs en été.

Ce projet a été nommé "Green Passerelle" dans un but de sensibiliser les passagers aux actions entreprises par le Groupe ADP en faveur de l’environnement.

Déployés sur toutes les passerelles du terminal, ces travaux de rénovation permettraient une économie de 660 MWh par an (soit près de 30 k€) avec un temps de retour inférieur à un an.

MARTIN RAVON (P20 ISUPFERE), APPRENTI 3E ANNÉE, NOVANDIE

Après l’obtention de mon diplôme du baccalauréat scientifique (option SVT), je me suis orienté vers une classe préparatoire aux grandes écoles (CPGE), d’abord PCSI puis PC. J’ai réfléchi à mon projet professionnel et je me suis dirigé sans hésitation vers la formation ISUPFERE. En effet, le domaine des énergies me passionne et je souhaite agir pour enrayer le réchauffement climatique. La formation ISUPFERE nous permet de développer une expertise dans ce domaine, ce qui nous permet d’être des acteurs reconnus et ayant un impact sur des sujets à forts enjeux et qui demandent des évolutions fortes dans les pratiques.

J’effectue ma formation ISUPFERE en alternance dans l’entreprise Andros. Je suis basé sur le site de production de Novandie à Auneau (28) où sont produits une partie des yaourts et desserts des marques Bonne Maman, Mamie Nova ou Andros. Mes activités me permettent de concilier à la fois “terrain” via des actions de maintenance et de suivi de travaux neufs et “bureau d’études” via des analyses de consommation et bilans carbone et des projets d’optimisation. Mon service est garant du bon fonctionnement des installations énergétiques : chaudières vapeur, compresseurs d’air, production de froid, forage et traitement de l’eau et aussi station d’épuration. Nous devons par ailleurs analyser et proposer des solutions pour minimiser nos consommations (actions sur le process, les réseaux, les lignes de production…). Par exemple, je travaille actuellement sur un projet de récupération de biogaz. Nous utilisons un méthaniseur pour traiter nos effluents, le gaz ainsi produit est utilisé pour le maintien en température du méthaniseur et l’excédent brûlé en torchère. Nous avons mis en place un système permettant de valoriser la totalité de ce gaz grâce à un procédé de traitement (déshumidification, filtration de l’H2S…) mais aussi en modifiant le brûleur de la chaudière principale. Par la suite, nous envisageons de mettre en place un système de pompe à chaleur pour maintenir le méthaniseur en température et ainsi récupérer la totalité du biogaz produit dans la chaudière principale. La pompe à chaleur permet de refroidir les eaux de la station d’épuration avant son rejet en rivière. Ce projet est en cours de réalisation sur notre site et devrait être bientôt opérationnel. Il permettra, à terme, d’économiser près de 750 tonnes de carbone et entre 100 000 et 200 000 € chaque année.

BILLY RAKOTOMALALA (P21 ISUPFERE), APPRENTI 2E ANNÉE, CSTB

En deuxième année de licence de physique, j’ai eu un “réveil écologique” me poussant à m’intéresser à l’énergie et poursuivre dans une formation appliquée à cette problématique. J’ai ainsi entamé une première année d’alternance au sein du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), un établissement public dont le leitmotiv est d’accompagner le futur de la construction. Cette année m’a surtout appris que la sobriété est inévitable, il est impératif de maîtriser notre consommation énergétique. À la suite de ce constat, le contenu de formation proposé par ISUPFERE répondait parfaitement à mes aspirations.

En outre, le bâtiment est un levier important de sobriété, c’est pourquoi j’ai poursuivi mon alternance au CSTB en tant qu’apprenti Ingénieur Recherche & Expertise de la direction de l’enveloppe du bâtiment. Je fais partie d’une petite équipe d’experts en transferts thermiques/hygrothermiques à travers l’enveloppe qui accompagne les acteurs de la construction dans la caractérisation de leurs procédés d’isolation innovants et de la prévention des risques associés au moyen de simulations numériques ou d’essais.

Dans le cadre de mes missions, j’ai eu l’opportunité de travailler dans le projet Profeel Renostandard (2022). Ce projet vise à faire émerger des solutions de rénovation globale adaptées pour chaque modèle de maisons individuelles et ainsi accompagner la massification de la réhabilitation du parc. Mon équipe a collaboré avec des groupements professionnels (industriels, architectes…) en mettant à profit notre expertise pour faciliter la conception de ces solutions de réhabilitation et en évaluer la faisabilité technique. Une dizaine de modèles-types de maisons individuelles en France ont été étudiés dans le cadre de ce projet.

Par exemple, j’ai eu l’occasion de travailler sur une maison ayant comme particularité d’avoir un mur adossé à un talus, autrement dit enterré. Cette situation pose question sur le choix et la mise en œuvre de l’isolation par l’extérieur (voir figure 2). J’ai mené une analyse de l’impact de la profondeur d’isolation sur les performances énergétiques, incluant le calcul des ponts thermiques de liaison ainsi qu’une évaluation du confort des occupants de la pièce dont le mur est enterré (effet de paroi froide lorsque l’écart de température entre le mur et l’ambiance intérieure est supérieure à 3 °C). L’étude a montré qu’une profondeur d’isolation de 50 cm dans le sol était un bon compromis entre facilité de mise en œuvre, performance énergétique (voir Tableau 1) et confort thermique. De plus, une proposition de modification de la structure portante de l’isolation par l’extérieur via un étrier en U a permis de diviser la valeur finale du pont thermique par 4.

VICTOR PRIOLET (P20 ISUPFERE), APPRENTI 3E ANNÉE, BALAS

À la suite de l’obtention de mon baccalauréat scientifique option Sciences de l’ingénieur, j’ai eu pour ambition d’intégrer une école d’ingénieur. Pour cela, j’ai intégré le DUT Mesures Physiques de Clermont-Ferrand me permettant ainsi de postuler aux écoles d’ingénieurs tout en effectuant une formation de qualité mêlant théorie, pratique et expériences à l’étranger.

Souhaitant poursuivre dans une formation ingénieur d’excellence qui allie théorie et pratique tout en ayant un impact sur les questions environnementales de demain, j’ai tout naturellement candidaté à la formation en apprentissage ISUPFERE de l’École des Mines de Paris.

Afin d’obtenir une expérience professionnelle valorisante dans le monde du bâtiment et de l’efficacité énergétique, j’effectue depuis bientôt 3 ans mon apprentissage au sein de l’entreprise BALAS qui est un acteur majeur du BTP en Île-de-France. Mon poste au sein de cette entreprise est Chef de Projets dans le domaine du CVCD (Chauffage, Ventilation, Climatisation et Désenfumage).

En tant que Chef de Projets les enjeux énergétiques sont au centre des préoccupations lors des études et de la réalisation des chantiers. En effet, il est important de garantir une haute performance énergétique et un faible impact environnemental lorsqu’un bâtiment est construit ou rénové. Pour cela de nombreuses actions sont effectuées par le Chef de Projets afin de respecter les différents labels et certifications environnementales mises en place. Ces actions sont : le choix des équipements de production, le choix et l’emplacement des terminaux, le choix des régimes de températures, la valorisation des déchets…

 Une autre mission que je réalise est le dimensionnement et l’installation de panoplies hydrauliques préfabriquées par BALAS, qui sont installées sur les CTA (Centrale de Traitement d’Air) et à chaque étage du bâtiment. Ces panoplies (figure 3) permettent de réguler le débit, réguler la pression, garantir un contrôle du delta de température et de compter l’énergie tout en la pilotant afin de s’adapter au mieux à la demande. Cette solution technique permet ainsi d’assurer un suivi des performances énergétiques du bâtiment, ce qui permet d’optimiser les consommations améliorant ainsi l’efficacité énergétique et réduisant les coûts liés à la maintenance et à l’exploitation.

Figure 3 : Exemple d’un schéma d’une panoplie de régulation et comptage d’énergie