Catherine Peters, chaire et professeur de génie civil et environnemental, discute de l'avenir des infrastructures, l'urgence d'intégrer des systèmes à grande échelle et les compétences dont les étudiants ont besoin pour résoudre les problèmes de demain.
Q. Quels développements récents en génie civil et environnemental avez-vous enthousiasmés pour l'avenir du domaine ?
R. C'est le bon moment pour poser cette question. J'ai récemment assisté à un sommet de l'American Society of Civil Engineers (ASCE), ce qui arrive environ tous les 10 ans. Nous avons longuement discuté de ce sujet et je vois trois thèmes principaux émerger au cours des années à venir.
L'un est de savoir comment les gens vivront dans les villes du futur, qui doit être résilient et durable et pourrait inclure des villes flottantes, villes et mégapoles de l'Arctique. L'urbanisation de masse entraîne la nécessité de réinventer les infrastructures, mais les manuels ne sont pas encore écrits sur la façon de construire ces nouvelles villes. Je pense que deux domaines sont essentiels pour l'avenir de l'éducation dans les PECO :l'ingénierie des matériaux avancés et les systèmes urbains axés sur les données. En plus de l'acier et du béton que nous utilisons depuis un siècle, nous utiliserons de hautes performances, adaptable, a faible consommation, matériaux à faible empreinte carbone. C'est très différent d'il y a 30 ans, lorsque les matières avancées des matériaux et de la science des données ne faisaient pas partie de cette discipline.
Un autre thème est la nécessité pour les ingénieurs d'être préparés à concevoir et à gérer des systèmes de systèmes. Le domaine est de plus en plus interdisciplinaire, en grande partie en raison de la reconnaissance de l'interdépendance des systèmes urbains. Infrastructure. Transport. Répartition des ressources en eau. Systèmes alimentaires. Protection environnementale. Santé humaine. Ces systèmes doivent être intégrés et optimisés de manière globale, et ce seront les ingénieurs civils et environnementaux qui dirigeront ces équipes multidisciplinaires.
Finalement, tous ces progrès se produiront dans le contexte d'un climat changeant. C'est le troisième thème. Ce sont les ingénieurs civils qui doivent comprendre comment les gens vivront sur cette planète, et notre travail devient de plus en plus difficile alors que la société perd du temps à remettre en question les réalités du changement climatique mondial. La plupart des villes se trouvent sur la côte, où les résidents sont confrontés à une élévation du niveau de la mer et à une fréquence et à une gravité accrues des tempêtes. Nous devons comprendre les impacts du changement climatique sur les processus environnementaux, nous devons atténuer les gaz à effet de serre, et nous devons nous adapter à de nouveaux modes de vie. Si nous voulons concevoir des villes flottantes pour s'adapter à l'urbanisation de masse, ils doivent résister à ces conditions changeantes.
Q. Les membres du corps professoral de ce département semblent collaborer largement avec des collègues d'autres domaines. Pourquoi le travail de ce département engage-t-il autant de domaines d'études différents?
A. La raison pour laquelle nous sommes si collaboratifs, c'est parce que nous construisons de grandes, systèmes d'ingénierie complexes. Et tandis que les ingénieurs civils et environnementaux comprennent ces systèmes dans l'ensemble, le processus nécessite une collaboration avec toutes sortes d'autres ingénieurs et humanistes et chercheurs en sciences sociales, ainsi que des personnes des finances et du gouvernement. L'objectif est de servir une solution optimale pour l'ensemble de la société. Il y a cinquante ans, nous optimiserions un système de distribution d'eau sans tenir compte de la quantité d'énergie nécessaire pour pomper l'eau. Nous concevrons des routes en tenant compte des meilleurs moyens pour les gens de se déplacer avec un minimum de congestion, mais nous n'avons pas pensé à la pollution qui provenait de toutes ces automobiles. Nous construirions des structures massives en béton sans nous soucier des émissions de gaz à effet de serre associées.
Il ne suffit plus de concevoir et d'optimiser un seul système à la fois. Nous devons penser à l'intégration de toutes ces choses—infrastructure physique, distribution d'eau, mobilité, travail, Santé humaine, énergie, nourriture. Parce qu'ils sont interdépendants. Nous savons déjà que si vous optimisez l'un sans tenir compte des autres, vous obtiendrez une solution holistique sous-optimale.
Q. Quoi de neuf dans l'enseignement de premier cycle en Europe centrale et orientale ? Comment les élèves mènent-ils leur apprentissage au-delà de la salle de classe ?
R. En plus de toutes les connaissances fondamentales dont les étudiants ont besoin – en génie des structures, en hydrologie, en mécanique et en protection de l'environnement – il est maintenant plus important que jamais pour les étudiants d'acquérir ce qu'on appelle des « compétences énergétiques ». Apprentissage tout au long de la vie, communication et travail d'équipe. Historiquement, c'était ce qu'on appelait les soft skills, comme s'il s'agissait de choses que vous venez de ramasser en cours de route, tout en effectuant le travail « dur » des ensembles de problèmes. Non. Non seulement ces compétences sont parfois plus difficiles à acquérir, mais ils peuvent être encore plus importants. Si vous avez les compétences de puissance, vous savez être ingénieux, tu sais aller trouver les personnes dont tu as besoin, vous savez communiquer avec un éventail de personnes différentes, et vous savez travailler efficacement avec des personnes de disciplines différentes, arrière-plans, points de vue. Les diplômés possédant ces compétences sont un atout majeur pour les employeurs.
La vérité est, nous le faisons déjà très bien à Princeton. Nos diplômés sont très bien préparés pour l'avenir. Nous enseignons de manière à ce que les étudiants dépassent les problèmes d'ingénierie que nous leur présentons pour identifier et formuler les problèmes des défis de demain. Les élèves développent plus que la capacité d'écrire et de présenter, ils apprennent à connaître leur public et à adapter leur message. Et ils pratiquent l'équilibre prudent du travail d'équipe, ce qui peut être difficile pour des élèves qui ont eu tant de succès individuellement.
Prenez par exemple ma classe sur les implications environnementales de la production d'énergie, CEE 304. C'est un sujet gigantesque. Mon approche est donc d'enseigner les principes fondamentaux pour environ la moitié du cours, et le reste du cours se concentre sur l'étude indépendante. Les élèves relèvent les défis environnementaux de leur choix. Il pourrait s'agir du changement climatique mondial, ou ce pourrait être la pollution au mercure dans les Grands Lacs ou les pluies acides dans le nord-est ou les déversements de pétrole dans le golfe. Ils doivent déterminer quels principes d'ingénierie sont nécessaires pour comprendre ce défi environnemental. Ensuite, ils doivent réfléchir à des solutions innovantes à ces problèmes. Parfois les solutions ne sont pas techniques, mais ce sont plutôt des instruments politiques ou des incitations économiques. Finalement, le cours se termine par des projets en équipe, en commençant par diviser le travail et trouver comment tout rassembler. Ils doivent communiquer les détails techniques pour un public profane, et ensuite présenter à un panel d'experts qui les évaluent. Apprentissage tout au long de la vie, travail en équipe, et communication. Le travail « dur » qu'ils effectuent consiste à étudier les principes d'ingénierie pertinents. Mais le pouvoir vient en démontrant clairement qu'ils ont appris ces principes en profondeur. C'est un paquet total.
