Terminale STI2D : 5 livres pour réussir son année

La terminale STI2D (sciences et technologies de l’industrie et du développement durable) demande de jongler entre un tronc commun (mathématiques, philosophie, histoire-géographie, langues) et deux spécialités : Physique-Chimie et Mathématiques (PCM) d’un côté, Ingénierie, innovation et développement durable (2I2D) de l’autre, avec l’un des quatre parcours (AC, EE, ITEC, SIN). Le tout s’articule autour de projets et d’épreuves finales désormais bien installées : spécialités écrites, épreuve orale terminale (Grand oral), contrôle continu.

Dans ce cadre, un bon manuel ne se contente pas de « donner le cours ». Il doit aider à relier les notions entre elles, à passer du schéma au calcul, puis du calcul à la rédaction argumentée, en lien avec les attendus officiels. Les programmes insistent notamment sur la capacité à modéliser un système réel, à évaluer son impact environnemental et à justifier les choix de conception.

La sélection suivante rassemble des bouquins qui couvrent l’essentiel : mathématiques, physique-chimie, ingénierie et révisions ciblées des épreuves du bac. L’idée n’est pas de tout acheter, mais de choisir un petit « écosystème » de livres qui se complètent.

1. Bac STI2D Tle – Toutes les matières (Nathan Réflexe, 2025)

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Ce guide tout-en-un offre une vue d’ensemble de la terminale STI2D. Il rassemble les matières clés : spécialité 2I2D (tous les parcours), mathématiques, physique-chimie, philosophie, histoire-géographie et langues vivantes. Chaque partie se présente sous forme de fiches synthétiques, illustrées de schémas et d’exemples concrets tirés de situations industrielles ou énergétiques.

Le cours y est condensé mais structuré : définitions essentielles, méthodes pas à pas, remarques fréquentes sur les erreurs à éviter, puis exercices corrigés. L’ouvrage insiste particulièrement sur le lien entre les disciplines : par exemple, l’exploitation des résultats de calculs mathématiques dans l’étude d’un système énergétique.

Enfin, ce volume a été conçu explicitement pour préparer le baccalauréat : il intègre des entraînements type bac, des conseils méthodologiques, un dossier dédié à la gestion des révisions et des ressources numériques accessibles via QR code (quiz, vidéos, compléments pour les spécialités). Pour un élève qui souhaite un point d’appui unique tout au long de l’année, c’est un véritable « tableau de bord » de la terminale.

Comment l’utiliser ?

Faire le point chaque semaine. En fin de semaine, prendre 30 à 40 minutes pour relire la fiche correspondant à un chapitre traité en classe (par exemple Énergie et conversions en PCM). Résumer sur une feuille les trois formules clés et refaire un exercice corrigé sans regarder la solution. Cela permet, par exemple, de vérifier que l’on sait calculer le rendement d’un panneau solaire à partir d’une puissance reçue et délivrée, sans se mélanger dans les unités.
Préparer un devoir surveillé. Avant un contrôle de spécialité, repérer dans l’ouvrage les exercices proches du sujet annoncé (circuit électrique, transfert thermique, bilan de puissance…). S’entraîner sur un exercice type bac, puis comparer sa rédaction avec le corrigé. L’objectif : détecter les étapes oubliées (schéma, choix du référentiel, justification numérique) et les corriger sur un second exercice.
Construire ses fiches personnelles. À partir des résumés, rédiger sa propre fiche pour un thème précis, par exemple « nombres complexes et circuits RLC simplifiés ». Reprendre uniquement les résultats indispensables au programme et ajouter un exemple tiré du livre : calcul de la tension dans un dipôle à partir d’un affixe. Cette réécriture active ancre durablement les notions.
Se préparer au Grand oral. Utiliser les encadrés méthodologiques pour bâtir un plan d’exposé. Par exemple, partir d’un projet mené en 2I2D (maquette domotique, station météo connectée) et suivre les conseils du livre pour présenter clairement la problématique, les choix techniques (capteurs, matériaux, algorithmes de régulation) et l’impact environnemental.

2. Mathématiques – Enseignement commun et spécialité – Tle STI2D/STL (Delagrave, 2020)

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Ce manuel de la collection Algomaths couvre l’ensemble du programme de mathématiques de terminale technologique, en tronc commun et en spécialité pour la série STI2D. Il prend appui sur des situations concrètes issues de l’industrie, de l’énergie ou des systèmes numériques, ce qui facilite le passage de la modélisation à la résolution.

Chaque chapitre commence par une activité contextualisée (profil d’une rampe, rendement d’un moteur, signal périodique…) qui sert de point de départ aux notions théoriques : fonctions, dérivées, nombres complexes, probabilités, statistiques. Le cours est accompagné de repères méthodologiques discrets qui expliquent comment raisonner plutôt que d’empiler des recettes.

La richesse de la partie exercices constitue le principal atout de ce manuel : questions de cours, QCM, exercices guidés, travaux sur tableur ou calculatrice, sujets de type bac. Des ressources numériques (vidéos, QCM interactifs) complètent l’ouvrage et permettent d’ancrer les automatismes indispensables, notamment sur les chapitres souvent délicats comme les probabilités conditionnelles ou les fonctions exponentielles.

Comment l’utiliser ?

Démarrer chaque chapitre par l’activité. Par exemple, pour le chapitre sur la dérivation, commencer par l’étude d’une courbe de puissance en fonction du temps dans un système de stockage d’énergie. Répondre aux questions qualitatives (croissance, décroissance, maximum) avant d’entrer dans la technique. On comprend alors à quoi sert la dérivée lorsqu’il s’agit d’optimiser la durée de charge d’une batterie.
Mettre en lien maths et PCM. Lorsqu’en physique-chimie vous étudiez une loi exponentielle (décharge d’un condensateur, décroissance d’une intensité lumineuse), revenir à l’exercice correspondant dans le manuel : tracer la courbe, identifier la constante, interpréter le coefficient devant l’exponentielle. On voit très concrètement comment retrouver la demi-vie d’un signal ou la constante de temps d’un circuit.
Automatiser le calcul avec le tableur. Sur un chapitre de probabilités (défaillance de composants en série et en parallèle, par exemple), refaire les exercices en utilisant les feuilles de calcul proposées : une colonne pour le nombre de composants, une pour la probabilité de panne, une pour la probabilité globale. Cette mise en tableau fait émerger les formules plutôt que de les apprendre par cœur.
Réviser avant l’épreuve de spécialité. La veille d’un devoir sur les nombres complexes, choisir un exercice type bac où l’on modélise un système oscillant par un vecteur complexe. Résoudre l’exercice en temps limité, puis comparer la rédaction avec celle du corrigé du manuel : justification du passage en forme trigonométrique, argument interprété comme angle de phase, etc. Cela habitue à rédiger des réponses complètes, valorisées dans les barèmes.

3. Physique-Chimie – Tle STI2D – Enseignement de spécialité (Nathan, 2020)

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Cet ouvrage de physique-chimie pour la spécialité PCM propose une progression très claire : chaque chapitre s’ouvre sur une situation concrète (vélo électrique, capteur de luminosité, corrosion d’une structure métallique) accompagnée d’une problématique et d’un rappel de prérequis. Un QCM d’entrée permet de vérifier rapidement ce qui est déjà maîtrisé.

Les notions sont construites à partir d’activités variées : expériences, analyses de documents, tâches complexes. Les résultats de certaines expériences sont fournis en ressources numériques, ce qui permet de travailler même lorsque le matériel de laboratoire est limité. Un cours synthétique résume ensuite les idées clés, suivi d’un exercice entièrement corrigé qui détaille la démarche attendue.

De nombreux exercices gradués, des entraînements ciblés pour l’épreuve de spécialité et des exercices faisant le lien avec les mathématiques complètent ce manuel. Des pages spécifiques sont consacrées à la préparation du Grand oral : choisir une situation technologique, formuler une problématique scientifique, organiser un discours clair et argumenté.

Comment l’utiliser ?

Préparer une séance de TP. Avant une manipulation sur les piles et la corrosion, lire la partie « ouverture de chapitre » : on y trouve le contexte (structure métallique en milieu humide, choix d’un matériau), la question centrale et un schéma. Au laboratoire, on se concentre alors sur l’observation et l’exploitation des résultats, au lieu de découvrir les notions sur le vif.
Rejouer une expérience chez soi… sur le papier. Pour un chapitre sur les ondes sonores, reprendre les données expérimentales proposées en ressources numériques (fréquences, amplitudes, graphiques) et refaire les questions en détaillant chaque étape de calcul : période, célérité, longueur d’onde. On s’entraîne ainsi à extraire l’information utile d’un graphique, compétence essentielle dans les sujets de bac.
Croiser avec les mathématiques. Sur un exercice exploitant une loi exponentielle (atténuation d’un signal lumineux à travers un matériau), commencer par écrire la relation mathématique, puis utiliser le cours de maths pour résoudre l’équation en vue de trouver l’épaisseur optimale. On voit comment la fonction exponentielle sert à dimensionner un filtre ou une paroi protectrice.
S’entraîner à la rédaction scientifique. Choisir un exercice de type bac (bilan d’énergie, étude d’un convertisseur), se donner 30 minutes et rédiger en laissant la place aux phrases complètes : justification des lois utilisées, calculs posés clairement, conclusion numérique commentée. Comparer ensuite avec le corrigé guidé pour repérer les formulations qui « rapportent des points » (analyse critique, ordre de grandeur, signification physique du résultat).

4. IT – I2D – 2I2D – 1re/Tle STI2D – Livre élève (Hachette Éducation, 2019)

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Ce manuel couvre les deux années d’Innovation technologique, d’Ingénierie et développement durable puis de 2I2D en terminale. Il suit la logique de la série STI2D : analyser un système réel (bâtiment, chaîne énergétique, objet connecté), proposer des améliorations, en mesurer les conséquences techniques et environnementales.

Le cours est organisé par grandes familles de compétences : analyse fonctionnelle, choix de matériaux, conversion et gestion de l’énergie, traitement de l’information, cycle de vie du produit. Chaque notion est illustrée par des exemples industriels : micro-éolienne, robot de manutention, structure de passerelle, système domotique. Les activités, souvent conçues pour le travail en groupe, s’appuient sur des documents techniques proches de ceux utilisés en bureau d’études.

On y trouve également de nombreuses fiches méthodologiques : conduite de projet, préparation d’une soutenance, utilisation d’outils de simulation, analyse de cycle de vie. Des ressources complémentaires en ligne et une version numérique de l’ouvrage permettent d’intégrer facilement ce manuel au travail sur poste informatique, ce qui correspond bien à l’esprit de la spécialité 2I2D.

Comment l’utiliser ?

Structurer le projet de terminale. Dès le début de l’année, repérer dans le livre les pages consacrées à la démarche de projet (formulation du besoin, cahier des charges, critères de performance). Lors de la définition d’un projet – par exemple l’optimisation de l’éclairage d’une salle de classe – utiliser ces fiches pour rédiger un cahier des charges complet : confort visuel, consommation électrique, coût d’installation, impact environnemental.
Choisir les matériaux et solutions techniques. Pour une spécialité AC ou ITEC, se servir des tableaux comparatifs du manuel (densité, résistance mécanique, conductivité thermique, recyclabilité) afin de justifier le choix d’un matériau pour une ossature ou une pièce de liaison. On peut, par exemple, comparer l’acier, l’aluminium et un composite pour la structure d’un abri à vélos, puis argumenter en termes de masse, de durabilité et d’empreinte carbone.
Préparer une étude énergétique en EE. Lorsque vous travaillez sur un système de chauffage ou une chaîne photovoltaïque, reprendre les schémas types de chaînes d’énergie proposés dans l’ouvrage. Reconstituer la chaîne de votre projet (source, conversion, stockage, distribution, actionneurs) et calculer les rendements partiels à partir des méthodes du livre. Cela permet d’identifier où se perd l’énergie et d’orienter les pistes d’amélioration.
Entraîner la communication technique. À l’approche du Grand oral ou d’une soutenance intermédiaire, utiliser les modèles de présentations du manuel : diaporama structuré, croquis légendés, argumentaire écrit. En prenant un exemple concret (station météo connectée, serre automatisée), préparer une courte présentation en suivant la trame proposée : contexte, besoins, solutions étudiées, choix retenu, bilan environnemental. Cette préparation guidée rassure et améliore la qualité de l’oral.

5. Objectif BAC – Fiches Tout-en-un – Term STI2D – Mes épreuves finales du Bac (Hachette Éducation, 2025)

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Ce recueil de fiches détachables vise les dernières semaines avant le bac. Il propose des résumés de cours très épurés dans les matières déterminantes pour la série STI2D : mathématiques, physique-chimie, spécialités, mais aussi philosophie et enseignements généraux pour l’épreuve orale terminale.

Chaque fiche va à l’essentiel : rappel des notions, formules indispensables, schémas et exemples courts. Des exercices ciblés, avec corrigés commentés, permettent de vérifier immédiatement si la notion est acquise. Le ton reste volontairement direct, sans détour théorique superflu, ce qui rend l’outil précieux lorsque le temps de révision est compté.

Le livre contient également une partie méthodologique sur les différentes épreuves : organisation des révisions, conseils de gestion du temps, préparation du Grand oral. Un dépliant détachable rassemble des références clés pour la philosophie, utile pour enrichir les copies sans passer des heures dans un manuel généraliste.

Comment l’utiliser ?

Planifier la dernière ligne droite. Trois à quatre semaines avant les épreuves, dresser un calendrier en utilisant l’index des fiches. Par exemple : un jour « probabilités et statistiques », un autre « énergie et puissance », un autre « projet 2I2D et Grand oral ». Chaque soir, travailler 2 à 3 fiches et réaliser au moins un exercice corrigé associé. On couvre ainsi l’ensemble du programme sans se perdre.
Réviser un point précis en urgence. La veille d’un sujet blanc où l’on vous a annoncé « fonctions exponentielles et applications énergétiques », ouvrir directement les fiches correspondantes. Lire le rappel de cours, puis résoudre l’exercice type : calcul de la durée nécessaire pour que la température d’un local atteigne une valeur donnée selon un modèle exponentiel. Cela permet de combler une lacune ponctuelle sans replonger dans tout le manuel de maths.
Préparer le Grand oral. Utiliser la partie méthodologie pour structurer une question de spécialité : par exemple, « Comment optimiser la consommation électrique d’une maison domotisée ? ». Les fiches aident à formuler une problématique claire, à choisir deux ou trois exemples (capteurs, algorithmes de régulation, isolation) et à construire une conclusion qui ouvre sur les enjeux environnementaux et sociétaux.
Entretenir les automatismes en physique-chimie. Pendant la période des révisions, consacrer 20 minutes par jour à une fiche de physique-chimie : tension et intensité, énergie mécanique, réactions d’oxydoréduction, etc. Réaliser l’exercice proposé en conditions proches du bac, sans calculatrice graphique si ce n’est pas indispensable. On s’assure ainsi de savoir, par exemple, passer d’un schéma de circuit à l’application des lois de Kirchhoff sans hésitation.

Quelques conseils pour organiser son année

Disposer de bons ouvrages ne suffit pas si l’on ne les intègre pas à une organisation régulière. Les programmes de terminale STI2D insistent sur la continuité des apprentissages entre la première et la terminale, en particulier pour la spécialité PCM et la spécialité 2I2D.

Il est donc utile de :

planifier chaque semaine un créneau fixe pour revoir le cours de mathématiques et de physique-chimie en lien direct avec les activités d’ingénierie ;
garder une trace écrite des projets (cahier ou carnet de bord) en s’appuyant sur les modèles proposés dans les manuels ;
utiliser les annales gratuites disponibles en ligne pour se confronter tôt au format des sujets (par exemple via l’APMEP ou les banques de sujets de physique-chimie).

Enfin, il ne faut pas hésiter à croiser systématiquement les sources : un même chapitre étudié dans le manuel de cours, puis dans un ouvrage de révision, puis dans une annale, laisse beaucoup moins de place au hasard. C’est précisément cette circulation entre les supports qui donne confiance le jour de l’épreuve.