Faculté des Sciences et d Ingénierie. Présentation des Enseignements. Syllabus. Electronique Electrotechnique et Automatique

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1 Faculté des Sciences et d Ingénierie Présentation des Enseignements Syllabus Electronique Electrotechnique et Automatique Parcours : Réorientation vers les Etudes Longues Troisième Année LICENCE

2 Mention : EEA, Parcours : Réorientation vers les Etudes Longues Responsable : Bruno JAMMES / courriel : jammes@laas.fr Secrétariat pédagogique : L. CHERBONNEAU Site internet : Présentation de la formation La licence EEA parcours Réorientation vers les Etudes Longues (REL) à pour objectif de développer les connaissances scientifiques des étudiants issus de formation technologiques, dans le domaine de l Electronique, du Génie Electrique ou de l Informatique Industrielle, afin de renforcer leur autonomie en matière d étude et de conception de dispositifs. Ce renforcement de connaissances théoriques et l élargissement de leurs compétences aux autres disciplines de l EEA (cf. contenu pédagogique de la formation), ouvre les portes vers un large panel de formations au niveau Master ou aux préparations des concours de l Enseignement Secondaire Technologique. Pour atteindre les objectifs visés, le parcours REL de la licence EEA propose une organisation et un programme d enseignements théoriques adaptés à l origine des étudiants. Cela ce traduit par un volume horaire conséquent en Mathématiques, qui inclut une remise à niveau, un déroulement annuel de cette matière, et un lien permanent entre les théories enseignées et les applications du domaine de l EEA. Cette consolidation des connaissances mathématiques, indispensable à la poursuite en Master ou niveau équivalent, sera complétée par une initiation à la mécanique du solide et un cours de remise à niveau en Informatique Industrielle. Le Bureau d Etude de 50h proposé au second semestre doit permettre aux étudiants de faire la synthèse entre les enseignements théoriques et de leurs connaissances techniques. Les modules optionnels du second semestre : Electronique (Propagation / Physique du composant) ou Génie Electrique; consolident les connaissances de base en vu de la poursuite vers les spécialités Electronique-Microélectronique ou Génie Electrique du Master EEA. Cependant, le spectre des matières abordées dans le parcours REL est suffisamment large pour autoriser la poursuite vers n importe laquelle des spécialités du Master EEA. Fonctionnement de la licence La licence EEA est délivrée annuellement. Chaque semestre est composé d Unités d Enseignements (UE) capitalisables. Toute UE non validé en 1 ère session peut être représentée en seconde session. Modalités d accès à la formation : Les étudiants ayant validé la deuxième année de licence SPI de l UPS ont accès de droit au parcours REL. Les titulaires d un DUT, d un BTS, d une 2ème année de licence acquise dans une autre université ou d un diplôme équivalent, peuvent s inscrire à ce parcours après avis favorable de la commission de scolarité de l université. Réunion de rentrée : En début d'année universitaire, une réunion d information sur le déroulement général de la formation est organisée. A cette occasion les étudiants effectuent leurs inscriptions pédagogiques (choix de l UE optionnelle, ), et les groupes de TD et TP sont constitués, en tenant compte des cas particuliers (sportifs de haut niveau, salariés ). 2

3 Volume horaire par matière Semestre 5 Semestre 6 Matières C TD TP Tot ECTS Matières C TD TP Tot ECTS UE 1 : Informatique Industrielle UE 1 : Outils Scientifiques 2 Informatique Industrielle Théorie du signal Algorithmique et introduction au langage C Calcul numérique Total UE Total UE UE 2 : Mathématique UE 2 : Automatique Système asservis linéaires UE 3 : Outils Scientifiques 1 Système asservis discrets Mécanique Total UE Circuits UE 3 : Bureau d Etude - Communication Thermique Total UE UE 4 : Electronique Electronique analogique UE 4 : Electronique Numérique UE5 : Option Génie Electrique Spice 6 6 Génie Electrique Total UE UE 5 : Electronique de Puissance UE6 : Option Electronique Physique des composants Propagation UE 6 : Automatique 1 : Modélisation et Analyse Total UE UE7 : Langues 2 UE 7 : Langues

4 Modalités du contrôle des connaissances : Le parcours REL de la licence EEA est composé de 15 unités d enseignement (UE) capitalisables. Tout étudiant entrant dans cette formation, s'inscrit obligatoirement à toutes les unités. Les modalités d organisation des examens sont celles définies par le CEVU. Les coefficients, en pour cent, des différentes épreuves organisées en première session, sont indiqués ci-dessous. Semestre 5 Semestre 6 Matières Final CC TP Matières Final CC TP UE 1: Informatique Industrielle (Coef = 3) UE 1: Outils Scientifiques 2 (Coef = 6) Info. Industrielle Théorie du signal Algorithmique et langage C 45 Calcul numérique Total UE Total UE UE 2 : Mathématiques (Coef = 6) UE 2 : Automatique 2 (Coef = 6) Système asservis linéaires Système asservis UE 3 : Outils Scientifiques 1 (Coef = 6) discrets Mécanique 33 UE 3 : Bureau d Etude (Coef = 6) Circuit Thermique 33 UE 4 : Electronique Numérique (Coef = 3) Total UE UE 4 : Electronique (Coef = 3) UE5 : Option Génie Electrique (Coef = 3) UE 5 : Electronique de Puissance (Coef = 3) UE6 : Option Electronique (Coef = 3) Physique des composants UE 6 : Automatique 1 (Coef = 3) Propagation Total UE UE 8 : Initiation à la recherche (Coef = 3) UE 7 : Langues 2 (Coef = 3) 100 UE 7 : Langues 1 (Coef = 3) Les valeurs dans la colonne CC indiques les contrôles écrits organisés en cours de semestre. L évaluation des Travaux Pratiques (colonne TP ) est organisé sous forme de contrôle continu. Chaque séance donne lieu à une note. Dans certaines matières, un examen peut être organisé à la fin de la série de manipulations. Les modalités de contrôle des connaissances des UE de Langues sont fixées par l'ufr de Langues. 4

5 Validation des UE : L UE et les ECTS afférents sont acquis définitivement pour les étudiants qui ont obtenu une moyenne supérieure ou égale à dix sur vingt (10/20). Les étudiants ayant obtenu une moyenne inférieure mais proche de 10/20 peuvent être admis sur décision du jury d UE. Validation des semestres : L'obtention de l'ensemble des unités du semestre conduit à validation du semestre. La compensation des UE non validées est automatique si la moyenne du semestre est supérieure à 10/20 et si toutes les unités ont une moyenne supérieure à 6/20. Chaque étudiant dispose d un délai de cinq jours pour refuser la compensation, en vue d améliorer sa moyenne en seconde session. Validation de l année : Le jury de licence délibère après chacune des sessions. La validation des deux semestres conduit automatiquement à la validation de l'année. Le jury peut décider de compenser un semestre non validé, et en conséquence toutes les UE non validées du semestre en question. Les étudiants ayant bénéficié de la compensation dispose d un délai de cinq jours pour la refuser. Ils seront alors convoqués à la seconde session des UE non validées. Validation du diplôme : Un étudiant ayant obtenu 180 ECTS à l issu de la 3 ème année obtient la licence EEA. Mentions : La délivrance des mentions pour chaque unité et pour le diplôme est conforme à la procédure habituelle. Moyenne : M Mention 10 M < 12 Passable 12 M < 14 Assez Bien 14 M < 16 Bien M 16 Très Bien Absences : Un étudiant absent à une épreuve est déclaré défaillant et ne peut pas être compensé. Le contrôle des connaissances en Travaux Pratiques étant organisé sous forme de contrôle continu, toute absence non justifiée se traduira par un zéro à la manipulation concernée. L absence justifiée à plus d un tiers des séances dans une matière donnera lieu à un examen de Travaux Pratiques dans cette matière. 5

6 Seconde session : Les modalités sont identiques à celles de la première session, seuls quelques coefficients changent. Semestre 5 Semestre 6 Matières Final CC TP Matières Final CC TP UE 1: Informatique Industrielle (Coef = 3) UE 1: Outils Scientifiques 2 (Coef = 6) Info. Industrielle Théorie du signal 42,5 7,5 Algorithmique et langage C 45 Calcul numérique Total UE Total UE 67,5 7,5 25 UE 2 : Mathématiques (Coef = 6) UE 2 : Automatique 2 (Coef = 6) 87,5 12,5 UE 3 : Outils Scientifiques 1 (Coef = 6) Système asservis linéaires Système asservis discrets Mécanique 33 UE 3 : Bureau d Etude (Coef = 6) Circuit Thermique 33 UE 4 : Electronique Numérique (Coef = 3) Total UE UE 4 : Electronique (Coef = 3) UE5 : Option Génie Electrique (Coef = 3) UE 5 : Electronique de Puissance (Coef = 3) UE6 : Option Electronique (Coef = 3) Physique des composants UE 6 : Automatique 1 (Coef = 3) Propagation Total UE UE 7 : Langues 1 (Coef = 3) UE 7 : Langues 2 (Coef = 3) Voir modalités contrôle des connaissances fixées par l UFR de Langues UE 8 : Initiation à la recherche (Coef = 3) A définir Nota Bene : Les notes de TP supérieure ou égale à 12 sont reportées en seconde session. Dans le cas contraire, l étudiant devra passer un exam de travaux pratiques. Les notes de partiel (CC) sont intégralement reportées de la première session. 6

7 Détail des enseignements du 1 er semestre UE Matière Savoirs Compétences Info indus Informatique Industrielle Algorithmique et introduction langage C Représentation de l information. Systèmes d exploitation des calculateurs de commande. Liaison calculateur - environnement numérique et analogique Introduction à l'algorithmique. Les bases du langage C (types, opérateurs, instructions et pointeurs). Etre capable de produire, et mettre en oeuvre en langage C, l'algorithme de commande de procédé réel en intégrant les problématiques liées aux formats des informations manipulées et aux entrées/sorties numériques et analogiques. Etre capable de transformer la solution générique d'un problème (généralement d'analyse numérique) en algorithme puis de le traduire en langage C. Mathématiques Mise à niveau des compétences en mathématiques et en calcul : Calculs sur les nombres complexes. Résolution des EDL. Opérations matricielles, valeurs propres, vecteurs propres. Calcul intégral. Convergence des séries et des intégrales. Séries entières. Développement en séries de Fourier. Calcul de transformée de Laplace et recherche d'originaux. Fonction de transfert, étude de systèmes linéaires. Etre capable d'utiliser les outils mathématiques présentés dans ce module pour résoudre un problème concret (ex. calcul de l'impédance complexe, de réponse temporelle d'un circuit électrique...). Outils 1 Circuits Initiation à la mécanique Thermique Circuits résistifs : Mise en équations (Lois de KIRCHHOFF), théorèmes fondamentaux (superposition, Thévenin, Norton, Millman, Kennely, Miller). Circuits en régime dynamique : Réponse temporelle, régime sinusoïdal permanent, théorèmes fondamentaux. Fonctions de transfert. Quadripôles : Représentation. Caractérisation dynamique, détermination des paramètres d un amplificateur. Adaptation des impédances. Mécanique du solide. Résistance des matériaux Modes de transfert thermique. Influences sur les caractéristiques des circuits et composants électroniques. Etre capable de mettre en œuvre les outils nécessaires à l'étude des circuits électroniques analogiques, et les méthodes permettant de caractériser de tels circuits. Savoir mettre en équation un système mécanique simple (par ex. un moteur électrique, un réducteur et une charge). Etre capable d'étudier les contraintes que subit un arbre de transmission mécanique. Savoir identifier les sources de chaleur et calculer les flux et résistances thermiques qui leurs sont associées. Etre capable d'étudier l'influence de la température sur les caractéristiques des composants électriques. Savoir calculer et calibrer les dissipateurs de chaleur (radiateurs de transistors de puissance par ex), En Analogique En Analogique SPICE Les diodes à jonction. Le transistor à effet de champ à jonctions. Le transistor bipolaire. Caractérisation d un amplificateur linéaire. Montages à plusieurs transistors (darlington, différentiel, sources de courant, translateurs de tension continue).l amplificateur opérationnel idéal. L amplificateur opérationnel réel. Introduction au logiciel de simulation SPICE Savoir modéliser, en régime continu et dynamique, les composants actifs de type diode et transistor. Savoir caractériser et évaluer les performances des montages électroniques de base mettant en oeuvre des diodes et des transistors. Savoir saisir un schéma sur SPICE, le simuler et analyser les résultats. Electronique de Puissance Représentation de Fresnel, amplitudes et impédances complexes, puissances électriques. Grandeurs et loi des circuits magnétiques parfaits. Transformateur monophasé. Les composants de puissance. Les principales fonctions de l'électronique de puissance : formes d'ondes et relations élémentaires entrée/sortie des redresseurs et alimentations à découpage idéaux. Savoir faire le bilan des puissances dans une installation électrique. Déterminer le modèle électrique d'un transformateur monophasé idéal et l'utiliser pour prévoir un point de fonctionnement. Savoir mettre en équation un redresseur ou une alimentation à découpage idéale et retrouver les relations entrée/sortie. Automatique I Modélisation par fonction de transfert. Réponses fréquentielles et temporelles des système linéaire leurs grandeurs caractéristiques. Critères de stabilité. Asservissements. Savoir déterminer la fonction de transfert d'un système élémentaire dans le domaine électrique, mécanique ou thermique. Savoir estimer l'allure de la réponse fréquentielle et temporelle à partir de la fonction de transfert et mesurer les grandeurs caractéristiques (marge de phase, dépassement, temps de réponse,... ). Choix et application des critères de stabilité. Initiation à la recherche / Communication Conférences. Méthodologies pour la recherche bibliographique, la synthèse de document et les techniques de présentation multimédia Savoir effectuer une recherche bibliographique, faire la synthèse d'un article et la présenter oralement. Langue 7

8 Détail des enseignements du 2 ème semestre UE Matière Savoirs Compétences Outils 2 Calcul scientifique Théorie du signal. Méthodes numériques scalaires : ajustement polynomial, interpolation, calcul polynomial, recherche de racines, solution d'équations différentielles Outils mathématiques pour la modélisation des signaux et des systèmes (fonctions usuelles, transformée et série de Fourier, produit de convolution, probabilités et variables aléatoires). Classification des signaux. Signaux déterministes. Signaux aléatoires. Modélisation des systèmes. Echantillonnage des signaux. Arrêter le choix d'une méthode numérique simple en fonction du contexte. Effectuer les calculs courants en travail de laboratoire : Vérifier la pertinence d'une hypothèse, d'un modèle simple par ajustement expérimental. Etre capable d'utiliser les outils et modèles mathématiques présentés dans ce module pour résoudre des problèmes concrets d'électronique (ex : modélisation du bruit de fond, réponses de filtres et échantillonneurs). Acquérir les bases de modélisation pour le traitement du signal. Automatique II Systèmes asservis linéaires Systèmes à évènements discrets Synthèse fréquentielle des correcteurs avance et retard de phase, intégral et dérivé. Modélisation à événements discrets, synthèse systèmes de commande synchrone, implantation sur divers support Savoir déterminer le correcteur qui permet d'atteindre les performances fixées par un cahier des charges en s'appuyant sur la réponse fréquentielle du système. Etre capable de concevoir, analyser; réaliser et maintenir une application de commande à événements discrets sur des supports informatique et électronique Bureau d'étude / Communication Introduction à la gestion de projet. Communication écrite et orale. Conception d'un système à partire du cahier des charges. L objectif est ici de faire le lien entre l ensemble des enseignements des EUs disciplinaires et valider l autonomie des étudiants. Concevoir et réaliser un système pluridisciplinaire à partir d un cahier des charges. Savoir organiser son travail et être capable de le présenter par écrit (rapport) et oralement. Electronique Numérique Option Génie Electrique Idem parcours Fondamental Régimes triphasés équilibrés et déséquilibrés. Mesures de puissances en triphasé équilibré et déséquilibré. Transformateurs triphasés. Redresseurs triphasés commandés. Champs tournants en triphasé et monophasé. Machine Asynchrone triphasée (moteur et génératrice): fonctionnement et modélisation. Machine synchrone triphasée (moteur et alternateur): fonctionnement et modélisation. OU Savoir mesurer et faire un bilan des puissances en triphasé. Savoir prédéterminer le fonctionnement des machines tournantes triphasées (asynchrone et synchrone) en régime permanent. Savoir choisir et dimensionner un ensemble transformateur + redresseur triphasé commandé en fonction des caractéristiques de la charge. Option Electronique Physique du composant Ondes Structure des semiconducteurs, modulation de conductivité par dopage, Photoconductivité et modèle de diffusion d'une jonction PN, effet de la température, Semicond usuels(si, Ge, GaAs, Gan) notion de mobilités et structure de bande Onde plane polarisée rectilignement. Propagation des ondes HF dans le vide et les lignes microbandes. Adaptation d'impédance, coeff de rélexion, TOS. Savoir adapter le modèle SPICE d'une diode à son gabarit. Faire le lien entre la caractéristique I(V) et les paramètres du semiconducteur. Savoir estimer la tenue en tension et les performances dynamiques en HF. Savoir appréhender un circuit Hyper Frequence, une antenne et un système de communication optique. Langue 8