La recherche s'appuie sur cinq unités de recherche :
Centrale Nantes forme des ingénieurs généralistes, c'est-à-dire capables de s'adapter aux nombreux problèmes qu'ils rencontreront dans le monde de l'industrie. Généralement, les diplômés de l'école sont rapidement amenés à pourvoir des postes à responsabilité comme chef de projet.
A partir de la troisième année, l'école propose aux élèves d'approfondir plus particulièrement un domaine à l'aide des 8 options suivantes :
Il est aussi demandé aux élèves ingénieurs en troisième année de suivre une des options professionnelles suivantes :
Depuis 2001, l'Ecole Centrale de Nantes cherche à obtenir une dimension internationale. Ainsi deux langues sont obligatoires tout au long de la scolarité et les élèves sont tenus d'obtenir au moins une qualification internationalement reconnue ; l'objectif de l'école est de dépasser le simple apprentissage scolaire et d'apporter des connaissances culturelles et une aptitude à la communication dans la vie professionnelle.
De plus, tous les élèves doivent, au cours de leur scolarité, effectuer un séjour à l'étranger d'une durée minimale de 6 semaines. La moyenne des séjours est de 4,5 mois, ce qui est un "point fort" dans la formation des ingénieurs de l'ECN, qui acquièrent ainsi une bonne connaissance de la culture d'un pays. Dans le cadre des accords Top Industrial Managers for Europe (TIME, réseau qui regroupe une quarantaine de grandes universités européennes), les élèves ingénieurs peuvent effectuer une scolarité de 18 à 24 mois dans un établissement partenaire et obtenir au terme de 4 ans à la fois le diplôme d'ingénieur ECN et le diplôme de niveau équivalent de cet établissement.
L'école est impliquée dans deux écoles doctorales en cohabilitation avec l’Université de Nantes :
Le nombre moyen des étudiants de l’École centrale en préparation de thèse est d’environ 45 pour l’axe mécanique / génie civil et de 55 pour IRCCyN. L'école délivre une trentaine de doctorats par an.
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