Depuis quelques années, enseignants, chercheurs, acteurs de l’enseignement supérieur ou encore organismes d’enquêtes partagent un même constat : le niveau en mathématiques des élèves français se fragilise. Face à des profils étudiants de plus en plus hétérogènes, les écoles d’ingénieurs doivent adapter leurs méthodes pédagogiques afin de renforcer les compétences scientifiques tout en redonnant du sens aux mathématiques dans un monde marqué par l’essor de l’intelligence artificielle, de la donnée et des technologies numériques.
Une chute préoccupante du niveau en mathématiques
29%
des élèves français de 15 ans sont considérés comme en difficultés en mathématiques.*
*Trends in International Mathematics and Science Study.
Selon l’enquête Programme for International Student Assessment (PISA) publiée en 2023 sur la base des données 2022, la France obtient 474 points en mathématiques, un score légèrement inférieur à la moyenne de l’OCDE. Plus préoccupant encore, la France a enregistré une baisse de 21 points entre 2018 et 2022, l’une des plus fortes chutes observées depuis la création de l’étude en 2000.
Dans le même temps, la part d’élèves en difficulté progresse : près de 29 % des élèves français de 15 ans sont aujourd’hui considérés comme en difficulté en mathématiques.
Ces résultats s’inscrivent dans une tendance de fond. Sur plusieurs décennies, les comparaisons internationales montrent un recul significatif du niveau moyen des collégiens français. L’étude internationale Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS), confirme ce constat : les élèves français se situent en dessous de la moyenne internationale. En classe de quatrième, ils obtiennent ainsi 479 points en mathématiques, contre 507 points en moyenne dans les pays participants. Par ailleurs, seuls 3 % des élèves français atteignent un niveau avancé, contre 11 % ailleurs.
Ces indicateurs traduisent une réalité contrastée : si le système éducatif français continue de produire d’excellents élèves, les écarts entre les niveaux se creusent et une part importante des jeunes rencontre des difficultés avec les fondamentaux mathématiques. Une situation qui se répercute naturellement dans l’enseignement supérieur.
Des profils étudiants de plus en plus hétérogènes
Les écoles d’ingénieurs accueillent des étudiants issus de parcours variés : baccalauréat général, filières technologiques, BUT, BTS ou classes préparatoires. Cette diversité constitue une richesse, mais elle implique aussi des niveaux scientifiques parfois très différents à l’entrée des formations.
Au lycée, la réforme du baccalauréat a profondément modifié l’organisation des disciplines scientifiques. Même si la spécialité mathématique reste la plus choisie en classe de première générale, (environ 65 % des élèves), elle est plus souvent abandonnée en terminale. Par ailleurs, les résultats globaux au baccalauréat restent élevés : en 2024, le taux de réussite dépassait les 91 %, dont plus de 96 % dans la voie générale. Ces chiffres traduisent une démocratisation de l’accès au diplôme, sans pour autant refléter la diversité des niveaux scientifiques à l’entrée dans l’enseignement supérieur. Face à ce constat, les écoles d’ingénieurs doivent repenser leurs approches pédagogiques.
Le TOMIC : évaluer pour mieux accompagner la réussite
À CESI École d’Ingénieurs, cette réflexion a conduit à la création, en 2021, d’un dispositif spécifique : le TOMIC, pour Test Of Mathematics for Integrated Curriculum. Inspiré du modèle du TOEIC pour les langues, ce dispositif permet d’évaluer le niveau mathématique des étudiants et de suivre leur progression tout au long de leur formation. Le principe est simple : identifier les connaissances acquises, repérer les lacunes éventuelles et les axes de progression, tout en adaptant l’accompagnement pédagogique.
Au fil des années, ce dispositif a évolué pour devenir un véritable parcours de montée en compétences scientifiques, intégré à la formation d’ingénieur. La première étape consiste à évaluer le niveau scientifique des étudiants dès leur arrivée dans le cycle préparatoire intégré. Des tests de positionnement permettent d’identifier les prérequis maîtrisés et les points à renforcer.
À partir de ce diagnostic, les étudiants bénéficient d’un accompagnement personnalisé, avec des exercices ciblés et un suivi pédagogique assuré par les enseignants et responsables pédagogiques.
Puis s’ajoute un dispositif de remédiation s’appuyant sur des outils d’apprentissage adaptatif développés avec le consortium universitaire Unisciel, qui mutualise des ressources pédagogiques numériques pour les disciplines scientifiques. Les étudiants peuvent ainsi accéder à des plateformes d’entraînement reposant sur des systèmes d’adaptive learning – comme la plateforme MaPS – destinée à accompagner les étudiants dans la consolidation des savoir-faire mathématiques nécessaires aux études scientifiques. Les exercices proposés évoluent en fonction des réponses de l’étudiant et de sa progression – grâce à un système d’algorithmes adaptatifs qui calculent le niveau de l’étudiant – afin de renforcer progressivement les notions les plus fragiles.
Ils peuvent également accéder à des modules structurés et scénarisés – dispositif SOCLES – composés de ressources Unisciel et organisés comme un cursus de licence scientifique : cours, exercice, évaluation.
Toutefois, ces outils, à eux seuls, ne suffisent pas toujours pour les jeunes n’ayant pas les prérequis pour intégrer une école d’ingénieurs. D’où l’importance d’un accompagnement global, proposé dès l’entrée sur le cycle préparatoire et tout au long du parcours, jusqu’aux examens, avant l’intégration du cursus ingénieur.
Repenser l’apprentissage des mathématiques
Dépasser une vision abstraite des mathématiques
Car à l’ère de l’intelligence artificielle, des algorithmes et de l’exploitation massive des données, les mathématiques restent plus que jamais le langage et l’outil fondamental de l’innovation scientifique et technologique.
Jusqu’à présent, les étudiants participent à deux semaines intensives de préparation scientifique dès leur intégration du cycle préparatoire intégré (CPI). Les mathématiques y sont abordées à travers des problématiques concrètes et interdisciplinaires, mêlant sciences, technologies ou transition écologique. L’objectif est de replacer les concepts scientifiques dans des contextes réels – par exemple la modélisation de phénomènes climatiques ou l’analyse de données environnementales. Ce dispositif a été renforcé en intégrant, dés la rentrée 2026, une troisième semaine avec davantage de méthodologie.
Par ailleurs, tout au long de l’année, les étudiants suivent également un enseignement hybride en Mathématiques (5 à 6 heures hebdomadaires) combinant cours théoriques, travaux pratiques et exercices appliqués. Des quiz personnalisés et des évaluations régulières permettent de suivre la progression des étudiants et d’adapter les contenus pédagogiques.
Enfin, au cours du cycle ingénieur, notamment en 3ème année, des ETS (enseignements transverses scientifiques) prolongent et enrichissent le dispositif initial, en liant les mathématiques à des enjeux contemporains : IA, data, numérique, modélisation de systèmes complexes ou encore la transition écologique.
L’objectif est clair : dépasser une vision abstraite des mathématiques pour montrer leur rôle concret dans la compréhension et la transformation du monde.
L’enjeu de l’attractivité : pour une ingénierie plus féminisée
Au-delà de la question du niveau en mathématiques, un autre enjeu majeur se pose : celui de l’attractivité des filières scientifiques, et notamment de leur féminisation.
Aujourd’hui encore, les femmes restent minoritaires dans les formations et les métiers de l’ingénierie : elles représentent environ 28 % des ingénieurs en France, selon les données de Ingénieurs et Scientifiques de France et de la Commission des Titres d’Ingénieur. Dans les écoles d’ingénieurs, la part des étudiantes progresse mais demeure généralement autour de 30 à 32 % des effectifs. Cette sous-représentation trouve en partie son origine dans les choix d’orientation au lycée. Bien que les mathématiques soient largement choisies en classe de première, les filles y sont encore moins nombreuses que les garçons et abandonnent plus souvent cette spécialité en terminale.
Pourtant, les défis contemporains auxquels nos sociétés sont confrontées – transition énergétique, intelligence artificielle, cybersécurité, industrie du futur – nécessitent des talents scientifiques nombreux et diversifiés.
Encourager les vocations suppose donc de renforcer l’enseignement des mathématiques, mais aussi de mieux en valoriser les usages et les débouchés.
Redonner du sens aux mathématiques pour préparer l’avenir
Dans un contexte de transformation technologique accélérée, former les ingénieurs de demain ne consiste pas seulement à transmettre des savoirs, mais à donner du sens aux apprentissages et développer les savoir-faire.
Attirer davantage de jeunes vers les sciences – et notamment davantage de jeunes filles – est essentiel pour que ces métiers reflètent toute la diversité des talents.Morgan Saveuse, Directeur des formations à CESI École d’Ingénieurs
Car derrière la question du niveau en mathématiques, c’est bien notre capacité collective à innover, comprendre et transformer le monde qui est en jeu.