PROGRAMME DE LA troisieme ANNEE

CursusdeMasterenIngénierieen5ans
“SMARTetGREENélectronique:SystèmesElectroniquesintelligents
etdefaibleconsommationpourlesdéfissociétaux”
ANNEEDEL3
EnL3,lesenseignementssontdeplusenpluscentréssurl’électronique.
Lesecondsemestresefaitenmobilitéinternationale.Denombreusesdestinationssontaccessibles:
Canada(UniversitéMcGill,UniversityofWaterloo,Ottawa),NationalUniversityofSingapour,République
Tchèque(Prague),Allemagne(Univ.Techno.deMunich),Suisse(EPFL–Lausanne),Israël(TelAviv),
L3S5 Nomd’UE 36
  Spécialité21
  InductionmagnétiqueetConversiond’énergie6
  Signauxetsystèmes 6
  Outilsmathématiquespourl’électronique3
Option:Réseauxélectriquesintelligentsetgestionde
l'énergie/Sonetimages:acquisitionettraitement6
  Disciplinesd’ouverturescientifiqueettechnologique6
  Basedelamécaniquedesmilieuxcontinus(3A004) 6
  Activitésdeprojet 3
  Stagededécouvertedelarechercheenlaboratoire3
  Disciplinesd’ouverturesocio‐économiqueetculturelle 6
  Anglais3
  Gestiondel'innovation3
 S6Mobilitéinternationale 36
Premiersemestre
INDUCTIONMAGNETIQUEETCONVERSIOND’ENERGIE(3E101):6ECTS
Objectifs:Cetteunitéd’enseignements’articuleautourde2partiesdistinctes.
Lapremièrepartieducoursestintitulée«champetinductionmagnétiques».Lasecondepartieducoursest
intitulée«conversiondel’énergieélectrique».Detrèsnombreusesapplicationsindustriellesmettenten
œuvredesdispositifsdeconversiondel’énergieélectrique.Cetteconversionpeutêtrestatiqueetpermetalors
d’adapterlanatureetlescaractéristiquesdel’énergieélectriquedemandéeparlacharge:onpeutciter
enexempleletransformateur.Maisellepeutfaireintervenirdessystèmesenmouvement(eten
particulier,rotatifs)lorsquelachargerequiertunactionnementélectromécanique:onparlealorsde
machinesélectriquestournantes.
Compétencesattendues:Connaîtrelescaractéristiquesdel’interactionmagnétique

Comprendrelesconceptsdechampetd’énergiemagnétique
Savoirappliquerdifférentestechniquesdecalculsdechampmagnétique
Comprendrelephénomèned’inductionetcequ’estl’inductanced’uncomposant
Avoirdesnotionssurlecomportementmagnétiquedesmatériaux
Savoirdécrirelescaractéristiquesdesconvertisseursetdepréciserleursconditionsd’utilisationdansune
chaînedeconversiondel’énergie.
Programme:
Partie«champetinductionmagnétiques»:14hCM–16hTD/BE
Interactionetchampd’inductionmagnétiqueB:Faitsexpérimentaux–Notiondechampmagnétique–
ForcedeLorentz–ForcedeLaplace–Boucledecourantdansunchampmagnétique–Notionde
momentmagnétique.
CalculduchampBcréépardescourants:Champcrééparunconducteurrectiligneinfini–LoideBiotetSavart
–Symétrieetanti‐symétrieparrapportàunplan.
Théorèmed'Ampère:Circulationduchampmagnétique–Enoncéduthéorèmed’Ampère–Applications:
champàl’intérieurd’unsolénoïdeinfini;champcrééparunenappedecourantplane.
Inductanced’uncircuitélectrique:Conservativitédufluxmagnétique–Fluxmagnétiqueàtraversuncontour
fermé–Inductanced’uncircuitélectrique–Application:calculdel’inductanced’unsolénoide–Notion
d’inductancemutuelle–Energieetdensitéd’énergiemagnétique.
Phénomèned’inductionmagnétique:Faitsexpérimentaux–LoideFaraday–Casd’uncircuitenmouvement
–Casd’uncircuitdéformable–Principedutransformateur–Originedelaf.e.minduite,notionde
champélectriqueinduit
Matériauxmagnétiques:Notiondedipôlemagnétique–Définitiondel’aimantation–Equivalence
aimantation/courantélectrique–Propriétésetrôledesmatériauxmagnétiquesdoux,notionde
perméabilitémagnétiqueetdecircuitmagnétique–Propriétésetrôledesmatériauxmagnétiquesdurs,
notiond’aimantationrémanente.
EquationsdeMaxwell:Récapitulatifdesrelationsglobalesdel’électromagnétisme:théorèmed’Ampère,
conservationdufluxmagnétique,loideFaraday,théorèmedeGauss–Passagedelaformeglobaleàlaforme
locale,introductiondeséquationsdeMaxwelldanslevideetdanslesmilieuxmatériels.
Partie«conversiondel'énergieélectrique»:12hCM‐10hTD‐8hTP
Letransformateur:letransformateuridéal,letransformateurréel,schémaélectriqueéquivalent,
élémentsdedimensionnement
Lamachineàcourantcontinu:principedefonctionnement,schémaélectriqueéquivalent,caractéristique
mécanique,loisdecommande,domainesd’utilisation
Lemoteurpasàpas:principesdefonctionnement,caractéristiquemécanique,loisdecommande,
domainesd’utilisation
Lemoteurbrushless:principedefonctionnementdelamachinesynchrone,caractéristiquemécanique,
loidecommande,domainesd’utilisation
Pré‐requis:Maths:calculvectoriel–calculintégral–Physique:mécanique
SIGNAUXETSYSTEMES(3E100):6ECTS
Objectifs:Cetenseignementpermetd’acquérirlesconnaissancesthéoriquesetpratiquespourl’étudedes
signauxetdessystèmes,indispensablespouraborderparlasuitelestechniquesdetraitementde
signal,defiltrageanalogiqueetlamodélisationdesystèmes.Lesdifférentsmodesdereprésentation,
temporeletfréquentiel,sontabordéspourlessystèmesélectroniquesanalogiques.
Compétencesattendues:Utiliserlesoutilsadaptéspouranalyserettraiterunsignalentempsetenfréquence
(transforméedeFourier…),Modéliserunsystèmesimpleencalculantsafonctiondetransfert.Synthétiserun
filtresimplepassifouactifàpartirdesespropriétés.
Programme:
Définitiondessystèmesetdessignaux:Invariance,causalité,linéarité,continu/discret,signauxtests
Analysefréquentielledessignaux:RappelssurlessériesdeFourieretlatransforméedeFourier;
Dualitétemps/fréquence;Energieetpuissanced’unsignal,Fenêtrestemporelles;

Introductionautraitementdusignal:convolution,ThéorèmedePlancherel,corrélation,ThéorèmedeWiener‐
Khintchine(densitéspectraledepuissance),applicationàlamodulationd’amplitude.
Introductionautraitementdesignauxdiscrets:Echantillonnage,TransforméedeFourierdesignauxdiscrets;
Modélisationd’unsystème:RappelssurlatransforméedeLaplace,Outilsdemodélisation:équation
différentielle,produitdeconvolution,fonctiondetransfert;Représentationfréquentielled'unefonction
complexe(moduleetargument)danslediagrammedeBode;
Systèmesd’ordre1et2:Réponsetemporelle(réponseimpulsionnelle,réponseindicielle);Fonctionde
transfert;RéponsefréquentielledanslediagrammedeBode;
Filtreparfaitetcausalité,gabaritd'unfiltre,normalisationdesimpédances,transpositiondefréquence;
Stabilitéd'unsystèmelinéaire.CalculdelafonctiondetransfertH(p)stableàpartirdugaind'unsystème|H(f)|
Prototypesdefiltres.Constructionetpropriétés(distorsion,capacitédecoupure…);
Synthèsedefiltrespassifs(applicationHF)etactifs(Sallen‐key,Rauch,Filtresuniversels).Sensibilité.
Pré‐requis:Outilsmathématiques:sériesdeFourier,TransforméedeFourier,TransforméedeLaplace,
Fonctionsdelavariablecomplexe,élémentsd'électronique(R,L,C,Amplificateursopérationnelsparfaits)
OUTILSMATHEMATIQUESPOURL’ELECTRONIQUE(3E102):3ECTS
Objectifs:Compléterlaformationenmathématiquedesétudiants.CetteUEapprofonditlecadrethéorique
desnotionsvuesenS4enintroduisantlesespacesdeHilbertetlesdistributions.Cesoutilssontillustréspar
desexemplesreprésentatifsdel’électronique.Cesexemplessontreprisdansl’UE«méthodesnumériques»
parlebiaisd’unprojetdesynthèse.
Compétencesattendues:Exploiterladualitétemps/fréquence,Manipulerdesgrandeursimpulsionnellesou
ponctuelles,Connaîtrelanotiond’espacedeHilbert
Programme:
 Complémentsd'algèbrelinéaire:RappelssurlesespacesvectorielsR2etR3‐Généralisationauxespaces
vectorielsdedimensionn‐Introductiondesespacesvectorielsdefonctions–NormesetProduitscalairede
fonctions.
 AnalysedeFourier:FormeexponentielledesSF‐LaSFvuecommedécompositiond'unefonctionsurune
basedefonctionsorthogonales‐RappeldespropriétésdelaSF‐LatransforméedeFourier‐.
 Distributions:Introduction–Espacevectorieldesfonctions‐testsD–EspacevectorieldesdistributionsD’–
Distributionsrégulièresetsingulières–ImpulsionetpeignedeDirac–Produitfonction/distribution‐
Dérivationetintégration–Suiteetsériesdedistributions.
 Outilsd'analysedessystèmeslinéairesdanslecadredesdistributions:SériedeFourierdesdistributionset
dupeignedeDirac–TransforméedeFourierdesdistributionstempérées–AnalysedeFourier2D‐Exemples
dansledomainedel'électroniqueetdel'électromagnétisme.
Pré‐requis:Calculintégralsimple–Suiteetsériesdefonctions–SériesdeFourier–Espacesvectorielsde
dimensionfinie(produitsscalairesetbasesdevecteurs)
OPTION :
RESEAUXELECTRIQUESINTELLIGENTSETGESTIONDEL'ENERGIE(3E104):6ECTS
Objectifsetcompétencesattendues:Cetteunitéd’enseignementapourobjectifdeprésenterlesréseaux
électriquesd’aujourd’huietleurévolutionversunegestiontoujoursplusintelligentedel'énergie,avecen
particulierlaproblématiquedel'intégrationdesEnR(énergiesrenouvelables).
Lapremièrepartieducoursprésentelesréseauxdedistributiondel’énergieélectrique,qu'ilssoientterrestres
ouembarqués.L'objectifpédagogiqueestlaconnaissancedesdifférentsélémentsconstitutifsd’unréseaude
distribution,lescritèresdedimensionnementdecesélémentsetlesprincipalesrèglesdeconduiteetde
régulationduréseau.Ons'intéresseraalorsauxréseauxintelligentsappelés«smartgrids».Cesréseaux
associentdifférentessourcesd'énergieélectriques(dontlesEnR)etdesdispositifsdestockageafind'améliorer
l'efficacitéénergétiqueduréseauparl'utilisationd'algorithmesd'optimisation.

Ladistributionetl'utilisationdel'énergieélectriquenécessitentuncertainnombredeconversiondecette
énergiedepuissaproductionjusqu'àsonutilisation,afind'adaptersescaractéristiques(courantcontinuou
alternatif,niveaudetension,fréquence)aucontexte(transportlonguedistance;alimentationd'unbâtiment,
d'unemachineindustrielle,d'unordinateur...).Lasecondepartieducourstraitedesconvertisseursqui
assurentcesfonctionsd'adaptationdescaractéristiquesdel'énergieauxbesoins:conversion
continu/alternatifoualternatif/continu;conversiondefréquence,detension,...L'objectifpédagogiqueestla
connaissanceetlacompréhensiondesdifférentstypesdeconvertisseursquiexistentainsiquel’apprentissage
desstratégiesdecommandedecesconvertisseursenfonctiondel’application.
Programme:
Partie«réseauxdedistributiondel’énergie»:12hCM–8hTD
Descriptionduréseaudetransportdel’énergie‐descriptionduréseaudedistribution
Réseauxélectriquesmonophasésettriphasés
Protectiondesinstallations:lesrégimesdeneutre
Lesgrandeursobservéessurlesréseaux–qualitédesréseaux
Lessmartgrids
Partie«conversionstatiquedel'énergieélectrique»:14hCM‐14hTD‐12hTP
Structuredebasedesconvertisseurs–règlesd’associationdessourcesd’énergie–notiondecellulede
commutation
Introductionsurlesinterrupteursenélectroniquedepuissance–fonctionnementencommutation–notionde
caractéristiquestatique
Lesdifférentesfonctionsdesconvertisseursstatiques:hacheur,onduleur,redresseuretgradateur
Lesalimentationsàdécoupageàisolationgalvanique
Problèmedeladissipationthermiquedanslesconvertisseurs
Associationconvertisseur–machine,stratégiedecommandeassociée
Pré‐requis:électronique:électrocinétique‐circuitsélectriques‐calculintégral
SONETIMAGE:ACQUISITIONETTRAITEMENT(3E105):6ECTS
Objectif:Cetteunitéd’enseignementapourobjectifd’initierlesétudiantsàl’acquisitionetautraitementdes
imagesetduson.Pourcefaire,l’ensembledelachained’acquisitiondel’informationseraétudiée,partantdu
capteur(caméraetmicrophones),enpassantparsontraitement(traitementsd’imageélémentaires,analyseet
traitementsdebaseenaudio),jusqu’àlarestitution(haut‐parleur).L’UEsedérouleraparailleursenpartiesous
laformed’ateliers‐problèmesaucoursdesquelslesétudiantsserontrépartisenpetitsgroupestravaillanten
autonomiesurdesproblématiquesciblées.Lesconnaissancesacquisesserontutiliséesaucoursd’unprojeten
audiomettantenoeuvreunechained’acquisition/traitement/restitutiontempsréel.
Compétencesattendues:Al’issuedecetteUE,lesétudiantsserontcapablesd’acquériruneimageetunson
(réglagesdel’acquisition),d’eninterprétersoncontenu,etd’appliqueruntraitementsimpleàl’information
acquise.
Programme:
Image:
•Capteur:photométrie(notiondecouleur,spectre),formationdesimages(optique),capteursCCD/CMOS,
bruitdephotons,courantd’obscurité,bruitdelachainedemesure.Illustrationsurunecaméra/appareil
photo.
•Dusignalàl’image:codageetreprésentationd’uneimage.
•Initiationautraitementdesimages:niveauxdegris,couleurs,histogramme,renforcementdecontraste,
suppressiondubruit(filtragelinéaireetnonlinéaire),extractiondecontours,notionsélémentairesde
morphologiemathématique.
Son:
∙Physiqueetcapteur:notiond’ondesetdepropagation,captationd’unsonparunmicrophoneàélectret,
notiondedirectivité,sensibilité(mV/dB).
∙Perception:définitiondudBA,bandeaudible,notionsdepsychoacoustique.

•Acquisition:amplificateur,filtragepasse‐bas,échantillonneur(phénomènederepliement),quantification
(bruit,notionderapportsignalsurbruit).
•Analyseettraitementaudio:analyseenfréquence(spectrogramme),filtresnumériquessimples(échos,
effetssonores),caractérisation,modélisationetcodageélémentaired’unsignaldeparole.
•Restitution:sortied’unecarteson(bloqueurd’ordre0,modélisation),amplificateursdepuissance,haut‐
parleur.
Pré‐requis:mathématiquespourl’ingénierie
ModalitésdecontrôledesConnaissances:contrôlecontinuetprojets
BASEDELAMECANIQUEDESMILIEUXCONTINUS(3A004):6ECTS
Objectifs: Cetenseignementapourobjectifdefournirlesconceptsdebasedelamécaniquedesmilieux
continus(indispensablespourlapoursuited’étudesenmécanique)etlesillustrersurdesexemplesde
comportementssimplesdemilieuxfluidesetsolides
Compétencesattendues:
‐Formulerleséquationsetconditionsauxlimitesd’unproblèmesimpledemécaniquedesmilieuxcontinus
solides(élasticitélinéaire)etfluides(newtonien)
‐Résoudredesproblèmessimplesdemécaniquedesmilieuxcontinus
‐Analyseretinterpréterlessolutionsentermesdedéplacement,déformations,contraintes
Programme:
 Introductionaucalcultensoriel;utilisationducalculindiciel.
 Représentationdesmilieuxcontinus:échelles,descriptionslagrangienneeteulérienne.
 Tenseursdesdéformations
 Tenseursdestauxdedéformation.
 Equationsdeconservation:conservationdelamasse,conservationdelaquantitéde
 mouvementetintroductiondutenseurdescontraintes.
 Elasticitélinéaire:loidecomportement,équationdeNavieretrésolutiondeproblèmesélémentaires
 Fluidesnewtoniens:loidecomportement,équationdeNavier‐Stokes,applicationsàdesexemples
 d’écoulementsincompressiblesparallèles
 Travauxpratiques:identificationdecaractéristiquesélastiques,mesuredeviscosité.
Pré‐requis:Principesfondamentauxdelastatiqueetdeladynamiquedesfluidesetdessolides,Fonctionsde
plusieursvariablesetopérateurs(gradient,divergence,rotationnel).
GESTIONDEL’INNOVATION
Objectifs:Cecoursintroduitlesétudiantsauxquestionsdelagestiondel’innovation.Ils’intéresseàl’évolution
desinstitutionsetdestechniquesdumanagementdel’innovationaucoursduvingtièmesiècleetauxbonnes
pratiquesquiontétédéveloppéesdanscedomainedepuisunevingtained’années.Lesétudiantsse
familiariserontnotammentaveclarechercheindustrielle,l’innovationouverte,lemanagementdelapropriété
intellectuelleetlagestiondeprojetsenR&D.Cesenseignementsserontaccompagnéspardesexercices
pratiquesainsiquepardesétudesdecasissuesdelaSiliconValleyetdel’universdeshautestechnologies.
Programme:
Séance1:Présentationducours:Gérerl’innovationdu19esiècleau21esiècle.
Séance2:Inventeursetrechercheindustrielle.Lire:DavidHounshell,«TheEvolutionofIndustrialResearch»,
pp.3‐26.Exposé:NaomiLamoreauxetKennethSokoloff,«Inventors,Firms,andtheMarketforTechnology».