Mon premier circuit intégré «Prendre des risques pour apprendre»

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1 Mon premier circuit intégré «Prendre des risques pour apprendre» Présentation au CIRPP le 22 Octobre 2009 Gilles AMENDOLA (ESIEE) Lionel Babadjian (ESIEE) Gilles Garel (UPEMLV et X)

2 Introduction Projet pédagogique en électronique Apprendre à concevoir un circuit intégré analogique Etudiants en 4 ème / 5 ème Année ESIEE L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 2

3 Plan de la présentation Genèse De quoi parlons nous? Avant le projet Le projet La présentation aux étudiants Les étudiants Regard extérieur Analyser le projet pour lui même en croisant les points de vue de ceux qui y ont participé. Mettre le projet en perspective d une autre expérience. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 3

4 De quoi parlons nous? Un peu de vocabulaire Circuit intégré Les transistors Schéma électrique V dd I ref M 5 S 2 C 2 M 4 M cp V s M cn S 1 C o +c v ar La puce C M M 1 V pol L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 4

5 De quoi parlons nous? Concevoir un circuit intégré : tout un art! Les étapes de la conception Définir le schéma électrique Simuler le comportement sur ordinateur Dessiner le circuit (très long.) Vérifier Resimuler, revérifier Et encore vérifier. Envoi en fabrication (3mois de délais) Test L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 5

6 De quoi parlons nous? Quelques chiffres Une grosse puce (ex puce de téléphone mobile) : Equipe de 20 à 50 personnes Coût de fabrication = Quelques Millions de $ 3 à 6 mois de délais En cas d erreur on recommence! Concevoir un «petit» circuit : Quelques personnes Quelques 100 de milliers de $ L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 6

7 De quoi parlons nous? Un peu de vocabulaire Electronique «Analogique» Proche de la physique Conception «artisanale» Expérience Signal analogique Technique peu attractive 111 Signal numérique L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 7

8 Avant le projet Avant le projet : en A 4 : Amplificateur pour Aplication Audio Analogique Conception d un Amplificateur classe D Faible consommation d énergie Bonne qualité du son en sortie Utilisation dans tous les appareils portatifs : Lecteur MP3 Appareil auditif pour malentendants Téléphone portable. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 8

9 Le projet Le pourquoi et le comment Le pourquoi du projet L «Electronique Analogique» c est «dur, dur» Une demande industrielle Simulation des conditions d un vrai projet Le comment : concevoir un circuit intégré S engager (les étudiants et les enseignants) Prendre le risque de se tromper avec la sanction du «coût du circuit» Enfin, pas de tricherie «on verra le résultat» L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 9

10 Le projet Concrètement Phase 1 (Spec) Cahier des charges, du planning, contacts avec l entreprise. Phase 2 Etude système : définition des principaux blocs Phase 3 Conception des blocs du circuit et en vérification du fonctionnement global Phase 4 Vérifications en détail et d assemblage des blocs Envoi en fabrication Préparation et envoi des données à envoyer : Prévision Avril (avant le départ en stage) Retour de fabrication & test (après la fabrication de 12 à 15 semaines) L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 10

11 Le projet Déroulement prévu L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 11

12 Présentation aux étudiants La présentation aux étudiants Mon Premier circuit : un Récepteur Radio FM Suiveurs : Gilles Amendola et Lionel Babadjian Projets I Avec le Soutient de NXP et de la CCIP

13 Récepteur Radio FM Présentation aux étudiants Conception d un Récepteur FM Faible consommation d énergie Intégré sur silicium Utilisation dans un appareil portatif : Lecteur MP3 Téléphone portable. La présentation aux étudiants Amplificateur Audio Class D (Projet ) L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 13

14 Particularité du Projet Projet suivi dans sa totalité avec l engagement d aller au bout La présentation aux étudiants Motivation : un produit achevé Présentation aux étudiants Mise en pratique des connaissances vues en cours Projet mené avec professionnalisme ce qui apportera une grande expérience L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 14

15 Rôle de NXP Répondre aux besoins en ingénieur électronique analogique La présentation aux étudiants Valorisation de l ESIEE dans le domaine de l électronique Contact direct des étudiants avec les industriels (possibilité de recrutement pour des stages) Présentation aux étudiants Participation à longs termes des compagnies (Surface de Si, financement ponctuel ) L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 15

16 Les étudiants Qui sont-ils Vidéo des étudiants En construction L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 16

17 Regard extérieur L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 17

18 ELEMENTS POSITIFS DE BILAN Le sentiment de satisfaction est général car le projet est terminé ce qui n était pas évident une semaine auparavant. Les élèves ont pu concevoir de vraies puces et prescrire leur fabrication. La disponibilité des enseignants, l aide collective et individuelle, est vivement appréciée. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 18

19 LES FACTEURS FAVORABLES À L ACHÈVEMENT DU PROJET Une salle dédiée (espace collaboratif du projet) Sentiment d appartenir à une équipe Proximité de l échéance Effort collectif, prolongé et intense L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 19

20 Les causes de ce décalage sont triples 1 Un problème de périmètre et d ambition du projet 2 Une gestion du projet défaillante 3 Un projet d apprentissage ou à «savoirs lacunaires» L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 20

21 Un problème de périmètre et d ambition du projet L objectif initial du projet était de réaliser un récepteur radio FM entier. Il s agissait en quelque sorte d une montée en gamme par rapport à l année précédente. Au bout de deux mois, il s avèrera que le choix est trop large. Il y a trop de possibilités de montage et les élèves n ont pas nécessairement les moyens de les explorer toutes et surtout pas le temps de faire les recherches nécessaires. Hésitation dans l équipe pédagogique sur le «bon périmètre» du projet (c est le ressenti des élèves). Décalage d appréciation entre collègues. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 21

22 Une gestion du projet défaillante Il n y a pas eu d utilisation des outils simples de gestion pour piloter le projet. Les étudiants sont trop laissés à leur propre initiative alors qu ils n ont pas de compétence managériale. L organisation de ce projet ne permet pas de dégager assez de temps pour le réaliser dans le planning des enseignements («il faut voler du temps pour faire le projet» selon un étudiants) et l incitation associée au projet est faible pour les étudiants ex ante. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 22

23 Un projet d apprentissage ou à «savoirs lacunaires» De ce point de vue, la situation de ce projet est originale au regard du rapport à la connaissance des élèves et des enseignants ; C est là qu il y a à notre sens une réelle prise de risques. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 23

24 - Prise de risques - «Le brouillard est normal» - Double contrainte L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 24

25 Une expérience et une comparaison Des méthodes d enseignement (en fonctions (Bourgault et alii, 2006) : de la forme de contrôle de l environnement de la forme des interactions de la distance à la pratique L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 25

26 UNE EXPERIENCE ORIGINALE À L ECOLE POLYTECHNIUQE DE MONTREAL Une expérience qui transversalise les processus d une Ecole fonctionnelle et qui témoigne d un fort investissement de moyens. A l automne 2005, l Ecole Polytechnique de Montréal a décidé de mieux intégrer ses programmes de formation dans la cohérence du cursus entre la première et la dernière année. L innovation «projets d intégration» concerne tous les programmes et toutes les années. Mobiliser les compétences «projet» du département de génie industriel de l Ecole. Afin de répondre aux objectifs des projets d intégration, l équipe enseignante du programme de génie industriel est constituée de trois ressources principales : un expert «contenu», un expert «projet» et un coach. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 26

27 LES EFFETS DU DISPOSITIF Les élèves développent des compétences de professionnalisation. Le projet pédagogique oblige les professeurs à se parler et à travailler régulièrement et de façon rigoureuse ensemble. Le statut des enseignements de management de projet a changé. Apprentissages en termes de gestion des conflits ou de chocs culturels entre des étudiants différents. Médiatisation du dispositif. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 27

28 L Esiee et Montréal L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 28

29 CONCLUSION la culture du «projet» se substitue à la culture de «l exercice», mieux définir ex ante les objectifs pédagogiques et donner une cible réaliste, bien comprendre ex ante les attentes réciproques des enseignants, des étudiants et de l entreprise, valoriser le travail pour les élèves (notes, ECTS) et pour les enseignants (temps, prime), gérer le projet avec les outils de gestion de projet, dégager le temps de travail nécessaire, multiplier ces projets dans tous les départements et gérer la reconnaissance de ces projets à l échelle de l Ecole. L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 29

30 MERCI DE VOTRE ATTENTION! Gilles 2 et Lionel L école d ingénieurs des sciences et technologies de l information et de la communication 30