Sommaire. CPN GEII-RT 11 janvier

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1 Sommaire 1 Préambule Objectifs de la formation Référentiel d activités et de compétences Introduction Qualités caractéristiques du diplômé Tableau des activités et compétences Activités et compétences de base Activités spécifiques et compétences Tableau récapitulatif des activités et compétences d'un diplômé GEII Organisation générale de la formation Volume horaire global, tableau des semestres Liste et répartition horaire des matières par unité d'enseignement Liste et répartition horaire des modules par semestre Positionnement du stage, des projets tutorés Positionnement du PPP Orientations pédagogiques : pédagogie par la technologie Prise en compte des enjeux actuels de l économie Description des modules de formation Unité d enseignement Composants, Systèmes et Applications Unité d enseignement Innovation par la technologie et les projets Unité d Enseignement Formation Scientifique et Humaine Annexes Tableau détaillé des activités et compétences de base d'un diplômé GEII Tableau détaillé des activités et compétences spécifiques d'un diplômé GEII CPN GEII-RT 11 janvier

2 Programme Pédagogique National GEII 1 PREAMBULE La formation dispensée dans les départements Génie Électrique et Informatique Industrielle (GEII) est construite par une communauté au sein de laquelle coopèrent enseignants et professionnels de l industrie et des services. Elle constitue un dispositif national universitaire qui prépare en 2 ans l étudiant à l insertion professionnelle tout en lui laissant la possibilité de poursuivre ses études. La formation est dédiée à l acquisition de connaissances pratiques et de compétences professionnelles applicables dans les technologies du domaine GEII. Elle se concrétise par un parcours dans lequel la mise en situation concrète (travail en équipe projet), accompagnée par une équipe pédagogique pluridisciplinaire, développe l autonomie et la prise d initiatives. En s appuyant sur une large culture scientifique et technologique, la formation permet à l étudiant d augmenter sa capacité à évoluer et à s adapter aux mutations de son métier, tout au long de son parcours personnel et professionnel. 2 OBJECTIFS DE LA FORMATION Les secteurs traditionnels d activité (industries électriques et électroniques, appareillages et instrumentation, production et transport d énergie, télécommunications, technologies de l information et de la communication) se sont élargis en raison des multiples applications de l électricité et de l informatique. Étant donnée la généralisation de l électronique et de l informatique industrielle dans bon nombre d activités, les compétences du diplômé GEII s exercent dans des secteurs aussi divers que : les industries de transformation et manufacturières, la production et la gestion de l'énergie, l industrie électronique, les transports et l automobile, l'aérospatial et la défense, la construction et le bâtiment, la santé, l agroalimentaire et les agro-industries. L'objectif de la formation est de donner accès à des professions intermédiaires dont les activités dépendent pour une large part du type d entreprise où le diplômé GEII exerce ses fonctions : elles sont spécialisées dans une grande entreprise, plus larges et variées dans une petite entreprise ou un laboratoire de recherche. Il exerce ses fonctions de technicien dans les domaines des études et du développement, de l industrialisation et de la production, de l'automatisation, de l'intégration de systèmes, de la maintenance, de l assurance qualité et des services, voire du commerce. Les métiers d électronicien, électrotechnicien, automaticien ou technicien de maintenance couvrent une large palette d emplois spécifiques : méthodiste industrialisateur, chargé d études, chargé d'affaires, chargé d essais, responsable d équipes de fabrication, coordonnateur maintenance, développeur, concepteur-chargé de gammes, automaticien régulation, spécialiste process, informaticien industriel, etc. Le diplômé GEII aura également accès à la poursuite d'études dans les filières courtes telles les licences professionnelles, mais aussi aux filières longues pour obtenir un master ou diplôme d'ingénieur. PPN GEII 11 janvier

3 3 REFERENTIEL D ACTIVITES ET DE COMPETENCES 3.1 Introduction Le référentiel des activités et des compétences répertorie les activités qu'un titulaire du diplôme va être en mesure d'assurer à l'issue de sa formation ; pour chacune d'elle, une ou plusieurs compétences sont mobilisées. Ces activités/compétences sont hiérarchisées en deux niveaux : activités/compétences de base, qui correspondent au cœur de métier, exigible de n'importe quel diplômé (cœur de compétence), activités/compétences spécifiques qui sont accessibles à l'intérieur du parcours DUT, à travers une spécialisation propre, par exemple celle offerte dans un module complémentaire. Les activités/compétences ont été mises en évidence sur un double plan : d'une part quant au domaine technique, d'autre part quant au domaine transversal, requis de tout technicien supérieur. Certaines activités ont été précisées à travers une liste de tâches. 3.2 Qualités caractéristiques du diplômé Au-delà de ses compétences conceptuelles et techniques, le diplômé est amené à évoluer dans un environnement ouvert où la communication est essentielle à la réalisation de son travail. Il est par conséquent capable de rédiger mais aussi d'interpréter des documents professionnels, d'écouter ses clients mais également de communiquer avec son environnement tant en langue française qu'en langue anglaise. En tant que référent, il sait motiver et transmettre ses connaissances. Il est aussi capable d'utiliser les outils collaboratifs pour un travail en équipe efficient. Le diplômé doit également être capable d'appréhender un projet dans toute sa globalité, à commencer par le présenter et le promouvoir, convaincre. Pour cela, il sait examiner les conditions de faisabilité technico-économique de réalisation, mettre en œuvre des outils méthodologiques. Il est en capacité de respecter un cahier des charges, des délais, des contraintes économiques et environnementales, les réglementations et normes, l'environnement technique, la qualité, l'hygiène et la sécurité. Les atouts d'un diplômé GEII par rapport à d'autres formations de même niveau sont multiples. En particulier, le stage en fin d'étude de 10 à 12 semaines est le point d'orgue d'un apprentissage qui prépare au travail en autonomie, au travail en entreprise, à travers la réalisation de projets dès le début et tout au long de la formation, gage d'une insertion professionnelle réussie. C'est aussi un environnement universitaire, avec un socle scientifique et général décrivant un périmètre disciplinaire très large, qui permet d'appréhender les projets en tenant compte du contexte général dans lequel ils s'inscrivent. Enfin, l'étudiant en GEII est acteur de sa formation en choisissant certains modules en cohérence avec son projet personnel et professionnel. Cela participe, avec le contrôle continu qui permet de s'inscrire dans la durée, à favoriser la réussite qui mène au diplôme puis à l'insertion professionnelle. 3.3 Tableau des activités et compétences Activités et compétences de base Les activités identifiées comme étant représentatives de l activité de base que tout DUT GEII, quelque soit son parcours, est susceptible d assurer, sont les suivantes : développement de systèmes embarqués simples, développement d applications d automatisme, réalisation, installation et maintenance, test, qualification de systèmes électriques ou électroniques autonomes ou dédiés au contrôle-commande d ensembles pluritechnologiques installation, configuration d un poste de travail informatique pour une utilisation dans le domaine GEII, PPN GEII 11 janvier

4 exploitation d un système asservi pluritechnologique (process continus), réalisation d études de veille technologique. On peut regrouper les compétences dans les familles suivantes, qui font écho au cycle de vie d un produit : compétences de modélisation : être capable de produire une représentation simplifiée mais fidèle d'un système dans son environnement, compétences de conception : choisir des composants (élémentaires, sousensembles) les associer pour produire une solution technique à un problème posé, compétences de réalisation : savoir utiliser les outils pour la réalisation, organiser la réalisation, compétences de validation : tests, mesures, compétences d'exploitation, de conduite de système, compétences de maintenance : diagnostic réparation, compétences de documentation : exploitation, production, compétences de relations client-fournisseurs. Nota : les compétences de modélisation et de conception ont été identifiées dans des activités sur des systèmes de complexité modérée. Les compétences de documentation et de relations client fournisseur seront rattachées aux qualités caractéristiques du diplômé qui vont intégrer globalement : les compétences liées au travail en équipe projet (autonomie et collaboration, gestion du temps, prise en compte des normes et des aspects économiques), les compétences de communication (au sens large : en français, en anglais, au sein d une équipe projet, vers un client, vers un fournisseur). Les activités et compétences de base d'un diplômé GEII sont détaillées en annexe page Activités spécifiques et compétences Les activités identifiées comme étant représentatives d une activité spécifique, que tout DUT GEII, ayant suivi un parcours de formation spécifique à travers des modules complémentaires, est susceptible d assurer, pour des projets de complexité modérée, sont les suivantes : développement, installation, maintenance de systèmes de production d énergie électrique, développement, installation, maintenance de chaines d énergie, pour utiliser de manière optimale celle-ci, développement, installation, maintenance de systèmes électroniques (signal bas niveau) dédiés à la gestion d interface et aux communications, développement, installation, maintenance de systèmes de communication industrielle, développement de systèmes embarqués complexes, supervision d une installation industrielle. Les compétences attendues sont de même nature que les compétences de base (paragraphe précédent) faisant écho au cycle de vie d un produit. Les activités et compétences spécifiques d'un diplômé GEII sont détaillées en annexe page 61. PPN GEII 11 janvier

5 3.3.3 Tableau récapitulatif des activités et compétences d'un diplômé GEII Activité Développement de systèmes embarqués simples Développement d applications d automatisme Réalisation, installation et maintenance, test, qualification de systèmes électriques ou électroniques autonomes ou dédiés au contrôlecommande d ensembles pluritechnologiques Installation, configuration d un poste de travail informatique pour une utilisation dans le domaine GEII Exploitation d un système asservi pluritechnologique (process continus) Réalisation d études de veille technologique Développement, installation, maintenance de systèmes de production d énergie électrique Développement, installation, maintenance de chaines d énergie, pour utiliser de manière optimale celle-ci Développement, installation, maintenance de systèmes électroniques (signal bas niveau) dédiés à la gestion d interface et aux communications Développement, installation, maintenance de systèmes de communication industrielle Développement de systèmes embarqués complexes Supervision d une installation industrielle Compétence : savoir faire, savoir être Compétences faisant écho au cycle de vie d un produit : Compétences de modélisation : être capable de produire une représentation simplifiée mais fidèle d'un système dans son environnement Compétences de conception : choisir des composants (élémentaires, sousensembles) les associer pour produire une solution technique à un problème posé Compétences de réalisation : savoir utiliser les outils pour la réalisation, organiser la réalisation Compétences de validation : tests, mesures Compétences d'exploitation, de conduite de système Compétences de maintenance : diagnostic réparation Compétences de documentation : exploitation, production Compétences de relations clientfournisseurs Compétences liées aux qualités caractéristiques du diplômé : Compétences liées au travail en équipe projet : autonomie et collaboration, gestion du temps, prise en compte des normes et des aspects économiques Compétences de communication : en français, en anglais, au sein d une équipe projet, vers un client, vers un fournisseur 4 ORGANISATION GENERALE DE LA FORMATION Le parcours de formation conduisant au DUT est constitué d une majeure, qui garantit le cœur de compétence du DUT, et des modules complémentaires. Ces modules complémentaires sont destinés à compléter le parcours de l étudiant qu il souhaite une insertion professionnelle ou qu il souhaite une poursuite d études vers d autres formations de l enseignement supérieur. Ils sont élaborés par les IUT en prenant appui sur les préconisations des commissions pédagogiques nationales et présentent les mêmes caractéristiques en termes de volume horaire et de coefficient entrant dans le contrôle des connaissances. Ils visent à développer des capacités complémentaires telles que l approfondissement technologique, le renforcement des compétences professionnelles et l ouverture scientifique. L étudiant est amené à choisir 8 modules complémentaires qui vont prolonger les acquis du cœur de compétences de manière à préparer une insertion professionnelle immédiate ou une poursuite d études en cohérence avec le Projet Personnel et Professionnel. Les modules visant l'insertion professionnelle immédiate sont décrits dans ce programme. Chacun des modules complémentaires a un volume horaire de 30 heures. Des projets de plus en plus ambitieux tout au long de la formation conclus par un stage de fin d'étude concourent à l'acquisition d'autonomie et préparent à une insertion professionnelle réussie. PPN GEII 11 janvier

6 Les enseignements sont dispensés en Cours (promotion entière), Travaux Dirigés (groupe de 26 étudiants max) et Travaux Pratiques (groupe de 13 étudiants max, sauf mention particulière liée à la sécurité de l'étudiant) selon un volume défini par l'arrêté du 3 août 2005 modifié relatif au diplôme universitaire de technologie dans l'espace européen de l'enseignement supérieur. Les 1800 heures de formation encadrée, complétées par la formation dirigée, se définissent comme suit : Horaire pour les quatre semestres Formation encadrée Formation dirigée Cours Travaux dirigés (TD) Langue, expression, communication (TD ou TP) Travaux pratiques Projets tutorés Stage en entreprise 360 heures 540 heures 300 heures 600 heures 300 heures 10 à 12 semaines Les 1800 heures de formation encadrée ajoutées aux 300 heures de projets tutorés sont dispensées sur une durée minimum de 60 semaines, ce qui représente 35 heures par semaine au plus pour les étudiants. Modalités pédagogiques particulières Les enseignements d innovation pédagogique qualifiés «apprendre autrement» représentent 10 % de la formation encadrée. Ce volume horaire identifié constitue une valeur minimale pour conduire une politique d innovation favorisant la réussite des étudiants et l acquisition des compétences à l échelle du département et à celle de l IUT. Il est recommandé d'intégrer au moins deux conférences annuelles communes à l'ensemble des départements GEII. Le tableau général regroupant les modules (décrits en C, TD, TP pour la totalité du volume horaire encadré) fait apparaître au niveau de chaque Unité d'enseignement ce volume horaire minimal d innovation en temps horaire étudiant. Il est souhaitable que l utilisation de ce volume étudiant fasse l objet d un pilotage par le conseil de l IUT de façon à mutualiser les bonnes pratiques. Lors de l évaluation des IUT, il est rendu compte de la politique mise en œuvre par le département et par l IUT. 4.1 Volume horaire global, tableau des semestres Le programme des 3 premiers semestres de la formation se décline en 3 unités d'enseignement (UE) : UE1 : Composants, systèmes et applications, UE2 : Innovation par la technologie et les projets, UE3 : Formation scientifique et humaine. Les compétences attendues pour un diplômé sont acquises majoritairement à travers des enseignements académiques dans les UE1 et UE3. L'UE2 privilégie l'enseignement sous forme de mise en situation. Le dernier semestre comporte 3 unités d'enseignement : UE41 : Stage UE42 : Innovation par la technologie et les projets UE43 : Formation scientifique et humaine Ces unités d'enseignement se répartissent comme suit sur les 4 semestres : PPN GEII 11 janvier

7 Enseignements S1 S2 S3 S4 Total heures heures heures heures heures UE1 : Composants, systèmes et applications UE2 : Innovation par la technologie et les projets UE3 : Formation scientifique et humaine (UE41 : Stage) Total Heures encadrées Liste et répartition horaire des matières par unité d'enseignement UE1 : Composants, systèmes et applications Coeff S1 S2 S3 S4 Total Energie Système d'information numérique Informatique Système électronique Automatisme Réseaux Automatique Modules complémentaires Total UE2 : Innovation par la technologie et les projets Coeff S1 S2 S3 S4 Total Outils logiciels 5, Etudes et réalisation d'ensembles pluritechnologiques Projet Personnel et Professionnel Compétences projet 3, Adaptation - Méthodologie pour la réussite universitaire Modules complémentaires Projet tuteuré (300 h en formation dirigée) Total (en formation encadrée) PPN GEII 11 janvier

8 UE3 : Formation scientifique et humaine Coeff S1 S2 S3 S4 Total Anglais Mathématiques Expression et communication Physique Droit - Economie Module complémentaire Total PPN GEII 11 janvier

9 4.1.2 Liste et répartition horaire des modules par semestre Référence module Nom module Coef. C TD TP AA Volume Etudiant en formation Semestre 1 UE11 Composants, systèmes et applications encadrée Ener1 Energie SIN1 Système d'information numérique Info1 Informatique SE1 Systèmes électroniques Total UE dirigée UE12 Innovation par la technologie et les projets OL1 Outils logiciels ER1 Etudes et réalisation d'ensembles pluritechnologiques PPP1 Projet personnel et professionnel AM1 CP1 Adaptation - Méthodologie pour la réussite universitaire Initiation à la gestion de projet PT1 Projet tutoré 2 85 Total UE UE13 Formation scientifique et humaine An1 Anglais Ma1 Mathématiques EC1 Expression Communication P1 Thermique - Mécanique Total UE Total Semestre PPN GEII 11 janvier

10 Référence module Nom module Coef. C TD TP AA Volume Etudiant en formation Semestre 2 UE21 Composants, systèmes et applications encadrée Ener2 Energie Info2 Informatique embarquée Auto2 Automatisme SE2 Systèmes électroniques Total UE dirigée UE22 Innovation par la technologie et les projets OL2 Outils logiciels 1, ER2 Etudes et réalisation d'ensembles pluritechnologiques PPP2 Projet personnel et professionnel CP2 Développement des compétences projet , PT2 Projet tutoré 2 85 Total UE , UE23 Formation scientifique et humaine An2 Anglais Ma2 Mathématiques EC2 Expression Communication P2 Electromagnétisme - Capteur Total UE ,5 135 Total Semestre PPN GEII 11 janvier

11 Référence module Nom module Coef. C TD TP AA Volume Etudiant en formation Semestre 3 UE31 Composants, systèmes et applications encadrée Ener3 Energie Au3 Automatique SE3 Systèmes électroniques Res3 Réseaux MC31-1 1, MC31-2 1, Total UE dirigée UE32 Innovation par la technologie et les projets OL3 Outils logiciels ER3 Etudes et réalisation d'ensembles pluritechnologiques PPP3 Projet personnel et professionnel MC CP3 Cycle de vie du produit PT3 Projet tutoré 2 85 Total UE UE33 Formation scientifique et humaine An3 Anglais Ma3 Mathématiques EC3 Expression Communication P3 Propagation - CEM Total UE Total Semestre PPN GEII 11 janvier

12 Référence module UE41 Stage Nom module Coef. C TD TP AA Volume Etudiant en formation Semestre 4 encadrée dirigée Stage Stage à 12 semaines Total UE41 12 UE42 Innovation par la technologie et les projets MC42-1 1, MC42-2 1, MC42-3 1, MC43-4 1, ER4 Etudes et réalisation d'ensembles pluritechnologiques PPP4 Projet personnel et professionnel PT4 Projet tutoré 2 45 Total UE UE43 Formation scientifique et humaine An4 Anglais EC4 Expression Communication CDE4 Connaissance de l'entreprise MC Total UE Total Semestre Positionnement du stage, des projets tutorés Le stage industriel, d une durée de 10 semaines minimum, est conçu comme une approche de la réalité industrielle. Il est de préférence positionné au quatrième semestre et son organisation est souple pour permettre certaines adaptations (échanges internationaux, période de préparation au stage...). Lors de l élaboration de son PPP, l étudiant qui s oriente vers une insertion professionnelle immédiate peut envisager un prolongement de son stage d une durée de 4 semaines, qui se substitue à deux modules complémentaires. Les projets tutorés, d une durée totale de 300 heures, se déroulent sur les 4 semestres : 85 h pour chacun des 3 premiers semestres, 45 h pour le semestre 4, pendant lequel le stage se déroule de préférence. PPN GEII 11 janvier

13 4.3 Positionnement du PPP Le Projet Personnel et Professionnel est un travail de fond qui doit permettre à l'étudiant de se faire une idée précise des métiers et de ce qu'ils nécessitent comme aptitudes personnelles. Il doit amener l'étudiant à mettre en adéquation ses souhaits professionnels immédiats et futurs, ses aspirations personnelles, ses capacités afin de concevoir un parcours de formation cohérent avec le ou les métiers choisis. A ce titre, le Projet Personnel et Professionnel concerne l ensemble des disciplines. Il implique un travail de communication et de recherche personnelle de l étudiant et mobilise l ensemble de l équipe de formation, en particulier dans la découverte du milieu professionnel. Il est favorisé par un tutorat individuel. Quatre modules (à raison d'un chaque semestre) sont dédiés à l élaboration du PPP. 4.4 Orientations pédagogiques : pédagogie par la technologie La préparation du DUT GEII est orientée vers la mise en situation de l'étudiant, dans les domaines du GEII, à travers de nombreuses activités pratiques, notamment des projets, qui visent à familiariser l étudiant avec une vraie culture du travail en équipe projet. A travers les projets, l étudiant apprend à travailler comme technicien, c'est-à-dire à mobiliser des savoirs (acquis en cours/td/tp) pour concevoir, réaliser, valider, exploiter des systèmes dans sa spécialité. Dans la spécialité GEII, ces projets sont : des travaux de réalisation (modules «Etudes et Réalisation d ensembles pluritechnologiques»), des travaux pratiques longue durée, des projets proprement dits, dont les projets tutorés. A travers ces projets l étudiant est confronté à la réalité et à la dimension transversale des projets qui intègrent de la technique, mais aussi de la communication, de l économie, de la normalisation. Pour aider à la réalisation de ces projets, un volume conséquent de la formation encadrée est dédié à l accompagnement de ce travail : ce sont les modules CP1, CP2 et CP3. Chaque module, en particulier ceux orientés vers la technologie, est construit: en vue de développer une compétence (ou plusieurs) opérationnelle en situation de projet. L ensemble de l Unité d Enseignement «Innovation par la technologie et les projets» est dédiée à l acquisition des compétences que le technicien supérieur du domaine est amené à exercer dans son activité professionnelle. Ces compétences vont mobiliser des savoirs technologiques (abordés principalement dans l UE «Composants, Systèmes et Applications»), lesquels s appuieront sur des savoirs de base (UE Formation Scientifique et Technique). 4.5 Prise en compte des enjeux actuels de l économie En situation de projet (Etudes et Réalisation d ensembles pluritechnologiques, projets tutorés), l étudiant est confronté : au respect des normes en vigueur dans le domaine, au respect des préconisations pour travailler en sécurité, à la prise en charge du développement durable dans le cycle de vie des produits, à la dimension économique des projets auxquels il participe. PPN GEII 11 janvier

14 5 DESCRIPTION DES MODULES DE FORMATION 5.1 Unité d enseignement Composants, Systèmes et Applications Référence de l'ue : UE11 Référence Module : Ener1 Composants, systèmes et applications Matière :Energie Nom du module Réseaux électriques 60h (15CM, 24TD, 21TP) Semestre S1 Objectifs : Ce module donne les bases pour l'étude des circuits électriques et la manipulation des grandeurs qui lui sont liées, en particulier concernant la sécurité électrique Savoir utiliser les outils de calcul des réseaux électriques Etre capable de mesurer un courant, une tension et une puissance, choisir les bons instruments de mesure Etre capable de travailler en sécurité (habilitation électrique) Etre capable de câbler un équipement sur un réseau monophasé ou triphasé Lois générales de l électricité (module SE1) Complexes, Intégrales et dérivées (module Ma1) Contenu : Outils réseaux électriques : représentation dans le plan complexe, vecteurs de Fresnel ; connaissance des signaux usuels dans le domaine de l énergie électrique ; maitrise des notions de tensions simples et tensions composées ; maîtrise des notions de valeurs moyennes, efficaces, de valeurs maximums et d ondulation ; maitrise des notions de puissance en régime périodique (et en particulier en alternatif sinusoïdal) monophasé et triphasé, Théorème de Boucherot ; maîtrise de la notion d énergie Mesures : être capable de mesurer un courant, une tension et une puissance, savoir choisir les bons instruments de mesure Câblage sur réseaux : réseaux monophasés et triphasés ; connaissance des équipements à connecter : sectionneur, disjoncteur, transformateur, appareillage électrique ; connaissance des grandeurs électriques associées au réseau alternatif sinusoïdal monophasé ou triphasé : tension composée, courant de ligne, fréquence ; mise en œuvre d un couplage adapté (réseau et équipement) dans le cas d un réseau triphasé : couplage étoile et triangle. Sécurité électrique : schémas de liaison à la terre ; Habilitation niveau B1V A partir des connaissances sur les réseaux électriques et leur représentation, on pourra assurer sur des montages électriques simples, les différents câblages et faire des mesures de courant et de tension en toute sécurité Dans le cadre de «l apprendre autrement», on pourra mettre en place des exercices en ligne notés afin d encourager le travail personnel des étudiants En ER, travailler sur des armoires électriques, avec analyse de schémas, câblage de certaines parties, étude de documentation technique, Mots Clés : réseaux électriques, Energie, puissance, triphasé, courant, tension, sécurité électrique, habilitation, NFC 18C510 PPN GEII 11 janvier

15 Référence de l'ue : UE21 Référence du module Ener2 Composants, systèmes et applications Matière : Energie Module Conversions d'énergie (1) 60h (16CM, 24TD, 20TP) Positionnement S2 Objectifs : Il s'agit pour l'étudiant d'obtenir une culture technique suffisante pour lui permettre de comprendre le fonctionnement et les enjeux des convertisseurs d'énergie électrique Être capable d'utiliser une inductance dans un montage Être capable de choisir et mettre en œuvre un transformateur monophasé, triphasé Être capable de choisir et mettre en œuvre un convertisseur électromécanique ; application à la MCC à excitation séparée constante (aimants permanents) Être capable de mettre en œuvre un convertisseur d'énergie AC/DC non commandé Lois générales de l électricité (module SE1) Puissances, énergie, plan complexe (module Ener1) Intégrales et dérivées (module Ma1) Notions de mécanique (module P1) Equations différentielles (module Ma2 ) Contenu : Matériaux pour l électrotechnique : Eléments d'électromagnétisme nécessaires pour comprendre les principes de la conversion d'énergie électrique (théorème d'ampère, forces de Laplace, loi de Lenz) Matériaux magnétiques : caractéristiques et utilisation de circuits magnétiques classiques, les aimants permanents, applications, Bobinage en sinusoïdal, notion de flux forcé, de réluctance, formule de Boucherot, Applications : inductance, entrefer, constitution du transformateur Transformateurs : schéma équivalent, essais, bilan des puissances, couplages Conversion électromécanique Fonction d usage d un convertisseur électromécanique : conversion d'énergie, rendement, pertes Application à la MCC : réglage de la vitesse et du couple Conversion alternatif continu Objectif de la conversion alternatif continu Montages redresseurs de tension non commandés, monophasé, triphasé Filtrage et lissage, Pour la partie électromagnétisme, le cours pourra être illustré de plusieurs expériences mettant en évidence les principaux phénomènes. L équivalence circuit magnétique circuit électrique pourra être développée dès le début du cours d électromagnétisme, à partir de circuits magnétiques «idéaux». Dans le cadre de «l apprendre autrement», on pourra mettre en place des exercices en ligne notés afin d encourager le travail personnel des étudiants. Ener3 Mots Clés :conversion énergie électrique, inductance, transformateur, redresseur, conversion électromécanique PPN GEII 11 janvier

16 Référence de l'ue UE31 Référence du module Ener3 Composants, systèmes et applications Matière : Energie Module Conversions d'énergie (2) 45h (10CM, 14TD, 21TP) Positionnement S3 Objectifs du module : Il s'agit pour l'étudiant d'obtenir une culture technique suffisante pour lui permettre de comprendre le fonctionnement et les enjeux des convertisseurs d'énergie électrique Etre capable d analyser et de comprendre des architectures de systèmes électroniques de conversion et de transformation de l énergie Etre capable de réaliser un bilan de puissance d'un équipement Etre capable d'exploiter les informations d'une plaque signalétique Ener1, Ener2, Ma2 Contenu : Conversion DC/DC : hacheur, notion d'alimentation à découpage Conversion DC/AC : onduleur de tension, MLI, Machines à courant alternatif : notion de champ tournant, alternateur, moteur asynchrone Association moteur asynchrone onduleur de tension Les documentations constructeurs et les fiches signalétiques des équipements pourront utilement être exploitées Dans le cadre de «l apprendre autrement», on pourra mettre en place des exercices en ligne notés afin d encourager le travail personnel des étudiants MC-Eneri Mots Clés : Conversion énergie électrique, hacheur, alimentation à découpage, champ tournant, machine asynchrone, alternateur, bilan de puissance PPN GEII 11 janvier

17 Référence de l'ue UE11 Référence du module SE1 Composants, systèmes et applications Matière : électricité, électronique Module Systèmes électroniques 60h (15CM, 24TD, 21TP) Positionnement S1 Objectifs du module : Connaître les outils d analyse d un système électrique Savoir identifier les fonctions élémentaires de l électronique Développer une approche système ouverte sur la transversalité dans l objectif d une culture de projet Etre capable d utiliser les lois de base de l électricité Savoir utiliser les appareils de mesure usuels. Etre capable d interpréter des documents techniques et prendre en compte les caractéristiques d'un composant réel et ses limitations. Etre capable de mettre en œuvre des fonctions électroniques de base et en valider le fonctionnement Notions de base de mathématiques (fonctions trigonométriques, logarithmiques, exponentielles, nombres complexes ) A. Les Bases de l électricité Analyse des circuits électriques en régime continu et sinusoïdal Lois générales de l'électricité : Loi des mailles / loi des nœuds / théorèmes Thévenin - Norton Analyse des signaux analogiques Description des signaux de base et de leurs grandeurs caractéristiques, Notions de signaux en fonction du temps : amplitude, phase B. Les Fonctions électroniques Linéaires Amplification / filtrage Amplification : montage ampli idéal (limitations statiques) Système électronique du premier ordre (Equation différentielle) Déphasage / retard / atténuation / fonction de transfert / Bode Non linéaires Comparateur, Comparateur à hystérésis Ces fonctions électroniques seront abordées à partir des composants élémentaires (diode, transistor, AOP) Utilisation des appareils de mesure Réalisation de montages simples Utilisation d outils de simulation Etroite relation avec l UE12 SE2, Ener2 Circuits électriques, mesure, fonctions élémentaires, composants électroniques de base PPN GEII 11 janvier

18 Référence de l'ue UE21 Référence du module SE2 Composants, systèmes et applications Matière : électricité, électronique Module Systèmes électroniques 60h (16CM, 24TD, 20TP) Positionnement S2 Objectifs du module : Connaître les outils d analyse d un système électrique Savoir identifier les fonctions de l électronique Développer une approche système ouverte sur la transversalité dans l objectif d une culture de projet Comprendre les principes de base de la transmission de l'information Etre capable d interpréter des documents techniques et prendre en compte les caractéristiques d'un composant réel et ses limitations. Etre capable de mettre en œuvre des fonctions électroniques de base et en valider le fonctionnement Modules SE1, MA1 (Multiplication de fonctions sinusoïdales, Equations différentielles du second ordre) Introduction au traitement et à la transmission de l'information A. La dualité temps/fréquence Analyse temps / fréquence simple Outils simples pour étudier le signal dans le domaine spectral : première approche de l analyse spectrale (les fondamentaux : spectre de signaux sinusoïdaux, multiplication de signaux, transposition de fréquence). Mise en œuvre de la décomposition de signaux simples (Fourier) Première illustration à l aide de la Modulation - Démodulation AM B. Fonctions de l'électronique Limites dynamiques des composants AOP (caractéristiques, défauts) Générateurs de signaux (multivibrateur, oscillateurs à relaxation) Sources de courant et de tension Amplification : application avec l'ampli audio C. Filtrage et ses outils Systèmes du 2 ème ordre dans les domaines temporel et fréquentiel (gain, bande passante ) Introduction aux filtres d'ordre supérieur Utilisation d outil de CAO - filtrage et ses applications Utilisation d'analyseur de spectres Réalisation de montages amplificateurs Utilisation d outils de simulation Etroite relation avec l UE22 Modules SE3, MC-SE1, MC-SE2, MC-SE8 Fréquence, modulation, démodulation, amplification, filtrage, génération de signaux PPN GEII 11 janvier

19 Référence de l'ue UE31 Référence du module SE3 Composants, systèmes et applications Matière : électricité, électronique Module Systèmes électroniques 45h (10CM, 14TD, 21TP) Positionnement S3 Objectifs du module : Comprendre le rôle des différentes fonctions d'une chaîne numérique et analogique de traitement et de transmission du signal Savoir mettre en œuvre un oscillateur sinusoïdal et les circuits spécialisés afférents Connaître et savoir exploiter la boucle à verrouillage de phase, Etre capable de faire une synthèse de fréquence analogique ou numérique, Être capable de mettre en œuvre une chaîne élémentaire de traitement et de transmission du signal. Modules SE1, Ener1, Ma1, SE2 A. Chaîne de traitement numérique du signal Synoptique d'une chaîne de traitement numérique, Échantillonnage d un signal analogique, Conversions analogique-numérique (A/N) et numérique-analogique (N/A) B. Génération de signaux périodiques LES OSCILLATEURS Conditions d'oscillation dans un circuit bouclé, Résonateurs piézoélectriques : le quartz LA BOUCLE A VERROUILLAGE DE PHASE (PLL) Structure et fonctionnement quasi statique, Synthèse de fréquence avec la PLL SYNTHESE NUMERIQUE DIRECTE DE FREQUENCE (DDS) C. Communication analogiques et numériques PRINCIPE DE BASE DES MODULATIONS ET DEMODULATIONS ANALOGIQUES (AM/FM) ET NUMERIQUES (ASK/FSK) STRUCTURES DES EMETTEURS ET RECEPTEURS BILAN DE TRANSMISSION ENTRE EMETTEUR ET RECEPTEUR (ADAPTATION D IMPEDANCE, PUISSANCE) Applications à travers les travaux pratiques et prolongement en étude et réalisation Modules MC-SE1, MC-SE2, MC-SE3, MC-SE4, MC-SE5, MC-SE6, ER3, ER4 Générateurs sinusoïdaux, PLL, DDS, émetteurs et récepteurs, échantillonnage, conversions A/N et N/A. PPN GEII 11 janvier

20 Référence de l'ue UE11 Référence du module Info1 Composants, systèmes et applications Matière : informatique industrielle Module Informatique 60h (12CM, 20TD, 28TP) Positionnement S1 Objectifs du module : A partir d un cahier des charges, analyser, élaborer et valider une solution logicielle. Savoir coder un algorithme dans un langage de programmation haut niveau. Etre capable de conduire une démarche de développement logiciel (analyse, algorithme, codage, test). Savoir utiliser une chaîne de développement pour mener à bien la construction d un programme et sa mise au point (test et débuggeur). Eléments communs aux programmes de Terminales STI2D et S Démarche d élaboration d une application informatique : - Analyse d un cahier des charges, - Modélisation de l application (structuration en fonctions élémentaires), - Identification et caractérisation des données à traiter (types simples, utilisateurs, tableaux et structures), - Construction des algorithmes structurés, - Codage dans un langage évolué, - Utilisation d une méthode de validation prédéfinie, - Familiarisation avec un outil de mise au point (type débuggeur), - Documentation des fichiers sources. Ce module étant le premier module de programmation de beaucoup d étudiants, il servira notamment à inculquer les bonnes habitudes : avant de présenter les structures de contrôle, on habitue les étudiants à réfléchir aux structures de données et à découper le programme en modules aussi réutilisables que possible, et aussi à prévoir les procédures de validation. Il est souhaitable, pour aider à l apprentissage, d utiliser des environnements de développement intégrés. L écriture des applications se fait à l aide d un langage informatique évolué. Module Info2 (Informatique embarquée), Module Auto2 (Automatisme), Tous les modules d ER et de projets tutorés de semestre 2 Algorithme, programmation, type de données, tableaux et structures, structures de contrôle, fonctions. PPN GEII 11 janvier

21 Référence de l'ue UE21 Référence du module Info2 Composants, systèmes et applications Matière : informatique industrielle Module Informatique embarquée 60h (12CM, 20TD, 28TP) Positionnement S2 Objectifs du module : Comprendre l architecture d un système à microcontrôleur. Maitriser l utilisation des périphériques d un microcontrôleur. Savoir modéliser une application embarquée. Comprendre les mécanismes d'interruption. Etre capable de développer une application en langage évolué pour une cible à microcontrôleur, Savoir gérer les périphériques d entrées sorties pour s interfacer avec un environnement, Savoir mettre en œuvre le mécanisme de fonctionnement en régime d interruption de programme, Etre capable d utiliser un outil de développement croisé Modules Info1 (Informatique) et SIN1 (Système d'information numérique). Démarche d élaboration d une application informatique embarquée : - Compréhension de l architecture matérielle de la cible. - Compréhension des fonctions de gestion des périphériques types (entrées/sorties TOR, convertisseurs analogique numérique et numérique analogique, timer, communication série, PWM ), - Analyse d un cahier des charges, - Identification des ressources matérielles nécessaires et des mécanismes de leur mise en œuvre (scrutation ou interruption), - Modélisation de l application, - Codage dans un langage évolué, - Utilisation d une méthode de validation prédéfinie, - Utilisation avec un outil de mise au point (type débuggeur), - Documentation des fichiers sources. Programmation de périphériques, Implémentation de graphes d états, Mise en œuvre des interruptions. La mise en œuvre des applications en TP est souhaitable via un environnement de développement sur machine hôte, pour toute la richesse dans les techniques de mise au point qu il apporte (développement en simulation, au travers d un débugger via le téléchargement sur cible). Tous les modules complémentaires d informatique industrielle (semestres 3 ou 4), Module Res3 (Réseaux), Tous les modules d ER et de projets tutorés des semestres 3 et 4. Microcontrôleur, périphériques, architecture matérielle, registres, interruptions, développement croisé. PPN GEII 11 janvier

22 Référence de l'ue UE11 Référence du module SIN1 Composants, systèmes et applications Matière : informatique industrielle Module Système d'information numérique 60h (18CM, 20TD, 22TP) Positionnement S1 Objectifs du module : Connaître les fonctions de base de l électronique numérique, Utiliser un langage de description matérielle des circuits (conception, simulation, test) Mise en œuvre de systèmes numériques. Savoir décomposer une fonction en blocs combinatoires et séquentiels, Savoir choisir et mettre en œuvre un circuit numérique conventionnel ou programmable, Savoir utiliser une chaîne de développement, Savoir décrire, programmer, simuler et tester la fonctionnalité à réaliser. Eléments communs aux programmes de Terminales STI2D et S Fondements de l algèbre de Boole, Codages des nombres, Modélisation des fonctions de base combinatoires et séquentielles, Représentation sous forme de composants (instanciation), Modélisation par machine à états, Mise en œuvre dans un langage de description matérielle, Utilisation d une méthode de validation prédéfinie, Implantation sur une cible. Deux visions doivent être menées en parallèle : la vision hiérarchique (découpage d une fonction complexe en assemblage de fonctions plus simples) et la vision comportementale. Utiliser une chaîne de développement avec simulation et synthèse en langage de description matérielle et transfert dans une cible pour validation. Module Info2 (Informatique embarquée), Module Auto2 (Automatisme), Module complémentaire MC-FPGA Composants programmables complexes FPGA Tous les modules d ER et de projets tutorés de semestre 2. Logique, algèbre de Boole, circuits logiques programmables, langages de description matérielle, simulation, synthèse logique, machines à états, codage, validation. PPN GEII 11 janvier

23 Référence de l'ue UE21 Référence du module Auto2 Composants, systèmes et applications Matière : informatique industrielle Module Automatisme 60h (12CM, 20TD, 28TP) Positionnement S2 Objectifs du module : A partir d'une analyse fonctionnelle, savoir choisir et dimensionner les composants d'un système automatisé (partie commande, capteurs, actionneurs, préactionneurs) et, une fois l'architecture spécifiée, savoir décomposer l'application avec méthode et programmer l'automate. Etre capable de : Choisir des composants d automatisme appropriés à une application. Installer, relier ces composants et les configurer. Programmer des composants d automatisme en utilisant les langages adaptés de la norme IEC Proposer, à partir de l'analyse fonctionnelle, une gestion des modes de marches et d'arrêt et la programmer. SIN1 (fonctions numériques de base combinatoires et séquentielles), Ener1 (schéma électrique), Info1 (Programmation) L'architecture des systèmes automatisés, en local et en réseau. Quelques applications typiques des systèmes automatisés (GTB, industrie, production énergie). L'architecture d'un équipement (API, PC embarqué, SNCC ) programmable industriel (CPU, E/S, com, E.S déportées) Les différences/similitudes avec les autres classes d équipements d informatique industrielle Le mode de fonctionnement traditionnel d un API : tâche cyclique, tâches périodiques, travail sur image figée des E/S. La dynamique de la loi de commande par rapport à la dynamique du procédé Les technologies des E/S (PNP, NPN, 4-20, 0-10V, codeurs), carte «métier». Le fonctionnement des préactionneurs et actionneurs pneumatiques. L intégration de l'automate dans un schéma de câblage. L'utilisation d'une méthode pour structurer son programme (UML ou autre). Les différents types de variables, les structures de données, la paramétrisation. La description d'un problème séquentiel à l'aide d'une machine à état ou d'un grafcet. La maitrise des différents langages de l IEC Une méthode de description et de programmation des modes de marches et d'arrêt. En plus des cours et TD, des travaux pratiques et des projets d études et réalisation amèneront l étudiant à : - Maitriser un environnement de développement d'automatisme professionnel. - Mettre en œuvre des composants industriels pluridisciplinaires (capteurs, variateurs ). - Utiliser des outils de débogage de programme. - Décomposer un projet complexe en plusieurs programmes, en utilisant des fonctions et blocs fonctionnels et réaliser les tests unitaires associés. L analyse fonctionnelle, la réalisation des dossiers d'équipement de l'installation automatisée (plan, schémas, notices d'exploitation ) et les méthodes de détection de pannes seront vues dans les modules ER. MC Auto, Res3 (Réseaux), MC Réseaux industriels, MC-Supervision Automatisme industriel, API, langages , entrées/sorties, contrôle-commande PPN GEII 11 janvier

24 Référence de l'ue UE31 Composants, systèmes et applications 45h (14CM, 10TD, 21TP) Matière : informatique industrielle Référence du module Module Positionnement Res3 Réseaux S3 Objectifs du module : A partir du cahier des charges, être capable de mettre en œuvre d installer, configurer, diagnostiquer un réseau de communication. Comprendre les méthodes et techniques générales de transmission de données employées dans les réseaux de communication, dans le cadre d une modélisation générale des réseaux de communication à vocation industrielle : automatisme, domotique, immotique. Comprendre les concepts des réseaux industriels de communication et appréhender une classification des réseaux afin de pouvoir réaliser le choix d un réseau en fonction de spécifications techniques du besoin. Savoir utiliser Ethernet comme solution de communication industrielle, en local où à distance (TCP/IP). Comprendre les spécificités des implémentations industrielles d Ethernet. Être capable de participer à la mise en œuvre des réseaux reliant des équipements hétérogènes dans le monde industriel. Être capable d utiliser les protocoles d application généralistes utilisés dans le monde Internet. Savoir configurer et exploiter un équipement informatique industriel ou de bureau en réseau exploitant les protocoles d interconnexion TCP/IP. Être capable d exploiter les protocoles pour le contrôle commande de processus par Internet. Connaître les bases de représentation et codage des informations numériques (SIN1) Les différents services attendus, les contraintes (déterminisme, robustesse, débit, coût...) des réseaux et la classification (embarqué, terrain, supervision, entreprise, GTB...) Le fonctionnement d'un modèle en couches (par exemple le modèle OSI), et le principe d'effondrement (réseau de terrain en 3 couches) Les aspects généraux de la couche physique (topologie, transmission, câblage, codage ), appréhender les raisons de la diversité. Etude détaillée d une couche physique particulière. La liaison série RS232 / RS485 Les services de la couche liaison (adressage, les principales méthodes d accès à la voie ). La compréhension et la mise en œuvre d'un bus de terrain ou d'un réseau embarqué simple (modbus rtu, CANopen, Profibus, CAN ou LIN...) Ethernet TCP/IP : couches physiques d'ethernet (802.xx) ; TCP/IP. Intérêt, fonctionnement et mise en œuvre des couches réseau et transport ; configuration des éléments actifs de l'installation ; couches applicatives (HTTP, Modbus TCP, FTP, NTP, SMTP, SNMP...) ; VLAN et VPN ; notions de base en sécurité réseaux. Utilisation des outils de diagnostic, analyseurs de protocole. Mise en application sur des réseaux du marché selon les orientations locales. Il est impératif d étudier le réseau Ethernet dans ce module et la pile de protocole TCP/IP. Modules complémentaires réseaux embarqués, réseaux industriels et transmission électronique sans fil Réseaux, support physique, normalisation, modèle OSI, Ethernet, Internet. PPN GEII 11 janvier

25 Référence de l'ue UE31 Référence du module Au3 Composants, systèmes et applications Matière : Automatique Module Systèmes à temps continu 1 45h (15CM, 15TD, 15TP) Positionnement S3 Objectifs du module : Analyser les systèmes asservis. Comprendre les principes de la correction. Etre capable d'élaborer un schéma de transfert Etre capable d'identifier un système dans son environnement Etre capable d'analyser les performances statiques et dynamiques d un système et d un système asservi Etre capable de comprendre les principes de correction des systèmes asservis Mathématiques : nombres complexes, transformation de Laplace, décomposition des fractions rationnelles en éléments simples. Physique : lois générales, capteurs. Génie électrique : circuits électriques et représentation fréquentielle du comportement. - Notions de système et de schéma fonctionnel - Introduction à la modélisation, fonction de transfert - Systèmes élémentaires, analyses temporelle et fréquentielle, notion de stabilité - Décomposition d un système technologique en systèmes élémentaires, analyses temporelle et fréquentielle, notion de stabilité - Identification des systèmes par les méthodes déduites de l analyse - Systèmes asservis (régulation et asservissement), performances (stabilité, précision, rapidité) - Etude qualitative des actions P, I et D module MC-AU Automatique 2 : conception et réglage des correcteurs à temps continu fonction de transfert, stabilité, identification, précision, rapidité PPN GEII 11 janvier