Learning outcomes

Physical engineers master the physical aspects of how objects function and their interaction with the environment (waves, light, ions, electric and magnetic fields, temperature gradients). Physical engineers have dual training in experiments and simulation. They are capable of using theories and formal representations of objects thanks to numerical simulation tools. They are also capable of carrying out laboratory-based experiments. Their comprehensive understanding of physical properties allows them to make the connection between properties on an atomic scale with those that are macroscopic.

Due to the in-depth study of different fields of physics (material physics, optics, electromagnetics, electronics, mechanics, quantum physics, etc.), the Master’s degree programme in physical engineering (FYAP) prepares students for numerous jobs and specialisations in the industrial sector as well as participation in research-based technological activities.

Physical engineers are called on to resolve technological problems that are often complex and multidisciplinary in nature, linked to the design and creation of materials, devices and systems. They can act as an interface between different professions that use functional materials. They are called on to innovate in a specific technological environment.

Physical engineers systematically take into account constraints, values, rules (both legal and ethical) and economics. Their solid scientific background allows them to be autonomous enough to manage complex industrial projects. They are comfortable working as part of a team and communicating effectively even in English.

On successful completion of this programme, each student is able to :

1.démontrer la maîtrise d’un solide corpus de connaissances en sciences fondamentales et sciences de l’ingénieur, lui permettant d’appréhender et de résoudre les problèmes relatifs aux applications technologiques et industrielles des sciences physiques.

1.1. Identifier et mettre en oeuvre de façon réaliste au vu de la complexité, les concepts, lois, raisonnements applicables à une problématique donnée (p.ex. identification des lois et matériaux pour la réalisation de LEDs à lumière blanche, pour la conception de convertisseurs d’énergie à base d’éléments thermoélectriques, pour la réalisation de supports et de dispositifs pour le stockage et/ou le transfert de l’information, pour la conception de panneaux photovoltaïques à rendement optimal ...)
1.2. Identifier et utiliser les outils de modélisation et de calcul adéquats pour résoudre cette problématique.
1.3. Vérifier la vraisemblance et confirmer la validité des résultats obtenus au regard de la nature du problème posé.

2.organiser et mener à son terme une démarche complète d’ingénierie relative à une application dans le domaine des hautes technologies nécessitant les outils et concepts fondamentaux de la physique, répondant à un besoin ou à un problème particulier.

2.1. Analyser un problème ou un besoin fonctionnel de complexité réaliste et formuler le cahier des charges correspondant.
2.2. Modéliser le problème et concevoir une ou plusieurs solutions techniques originales répondant à ce cahier des charges (p.ex. optimisation de matériaux et/ou de combinaison de ceux ci pour l’isolation thermique (batiments, ...) ou, au contraire, pour favoriser l’évacuation de la chaleur (aérospatiale, microélectronique, ...), développement de mesures de caractérisation électrique et thermique répondant à une géométrie de matériau donnée, choix des matériaux pour l’émission de lumière (LEDs) ou la réalisation de panneaux photovoltaiques...)
2.3. Evaluer et classer les solutions au regard de l’ensemble des critères figurant dans le cahier des charges : efficacité, faisabilité, qualité, ergonomie et sécurité dans l’environnement professionnel.
2.4. Implémenter et tester une solution sous la forme d’une maquette, d’un prototype et/ou d’un modèle numérique.
2.5. Formuler des recommandations pour améliorer le caractère opérationnel de la solution étudiée.

3.organiser et mener à son terme un travail de recherche pour appréhender une problématique inédite technologique ou industrielle dans différents domaines de la physique appliquée et de l'ingénierie de haute technologie.

3.1. Se documenter et résumer l’état des connaissances actuelles dans le domaine considéré.
3.2. Proposer une modélisation et/ou un dispositif expérimental permettant de simuler et de tester des hypothèses relatives au phénomène étudié.
3.3. Mettre en forme un rapport de synthèse visant à expliciter les potentialités d’innovation théorique et/ou technique résultant de ce travail de recherche.

4.contribuer, en équipe, à la programmation d’un projet et de le mener à son terme en tenant compte des objectifs, des ressources allouées et des contraintes qui le caractérisent.

4.1. Cadrer et expliciter les objectifs d’un projet (en y associant des indicateurs de performance) compte tenu des enjeux et des contraintes (ressources, budget, échéance, …) qui caractérisent l’environnement du projet.
4.2. S’engager collectivement sur un plan de travail, un échéancier et rôles à tenir par exemple, répartition des tâches entre étudiants dans la réalisation d’un projet
4.3. Fonctionner dans un environnement pluridisciplinaire, conjointement avec d’autres acteurs porteurs de différents points de vue : gérer des points de désaccord ou des conflits
4.4. Prendre des décisions en équipe lorsqu’il y a des choix à faire : que ce soit sur les solutions techniques ou sur l’organisation du travail pour faire aboutir le projet.

5.communiquer efficacement oralement et par écrit en vue de mener à bien les projets qui lui sont confiés dans son environnement de travail. Idéalement, il devrait être capable de communiquer également dans une ou plusieurs langues étrangères en plus du français.

5.1. Identifier clairement les besoins du « client » ou de l’usager : questionner, écouter et comprendre toutes les dimensions de sa demande et pas seulement sur les aspects techniques (par exemple sélectionner l’équipement d’analyse et/ou de caractérisation le plus adapté selon la nature et la géométrie d’un matériau, choisir les matériaux les plus adaptés suivant les fonctionnalités visées et l’intégration dans des systèmes, …).
5.2. Argumenter et convaincre des choix technologiques en s’adaptant au langage de ses interlocuteurs : techniciens, collègues, clients, supérieurs hiérarchiques.
5.3. Communiquer sous forme graphique et schématique ; interpréter un schéma, présenter les résultats d’un travail, structurer des informations.
5.4. Lire, analyser et exploiter des documents techniques normes, plans, cahier de charge : évolution de propriétés physiques en fonction du matériau, de la température, d’une contrainte mécanique ou de champs extérieurs, diagrammes de phases, structures de bandes…
5.5. Rédiger des documents écrits en tenant compte des exigences contextuelles et des conventions sociales en la matière.
5.6. Faire un exposé oral convaincant en utilisant les techniques modernes de communication.

6.faire preuve de rigueur, d’ouverture, d’esprit critique et d’éthique dans son travail. Tout en tirant parti des innovations technologiques et scientifiques à sa disposition, il prendra le recul nécessaire pour valider la pertinence socio-technique d’une hypothèse ou d’une solution et se comporter en acteur responsable.

6.1. Appliquer les normes en vigueur dans sa discipline (terminologie, unités de mesure, normes de qualité et de sécurité …).
6.2. Trouver des solutions qui vont au-delà des enjeux strictement techniques, en intégrant les enjeux de développement durable et la dimension éthique d’un projet (par exemple « life cycle analysis » et similaires).
6.3. Faire preuve d’esprit critique vis-à-vis d’une solution technique pour en vérifier la robustesse et minimiser les risques qu’elle présente au regard du contexte de sa mise en oeuvre (cette compétence est principalement développée dans le cadre du travail de fin d’étude tant au niveau de l’analyse critique des techniques mises en oeuvre pour la fabrication et la caractérisation de matériaux qu’au niveau des perspectives de recherche et de développement rédigées au terme du mémoire).
6.4. S’autoévaluer et développer de manière autonome les connaissances nécessaires pour rester compétent dans son domaine – « lifelong learning » (cette compétence est notamment développée dans le cadre de cours à projets nécessitant des recherches bibliographiques).