Diplôme d'ingénieur en chimie - génie des procédés

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce module s’adresse aux élèves n’ayant pas suivi de formation en programmation informatique (algorithmique et langage Python) et dont le niveau d’algèbre de par leur formation antérieure n’est pas suffisant pour la mise en équations des problèmes physiques. L’objectif de cet enseignement consiste à donner les bases mathématiques et informatique préliminaires à cette formation.

Contenu

Les notions abordées sont :

Mathématiques Appliquées

• Etudes de fonction (intervalle de fonction, fonctions particulières log, exp, trigonométriques, multivariables)
• Limites et dérivées
• Principe de l’intégration (calcul d’aire et règles d’intégration)
• Développement de Taylor
• Vecteurs et calcul vectoriel
• Matrice et calcul matriciel (opérations, valeur et vecteur propre, réduction de matrices)
• Résolution des systèmes linéaires

Informatique

• Algorithmique
• Langage python
• Représentation graphique d’une fonction
• Manipulation de vecteurs et de matrices en programmation

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce module s’adresse aux élèves n’ayant pas suivi de formation en chimie dans les études supérieures ou du moins n’ayant pas d’expérience de manipulations chimiques exercées en autonomie. L’objectif de ce module est de former les élèves aux manipulations en laboratoire en leur permettant de pouvoir manipuler de manière autonome et en sécurité.

Contenu

La formation débute par une initiation à la sécurité de laboratoire et aux risques chimiques (2h cours/TD). L’analyse des risques sera ensuite faite de manière de plus en plus autonome dans la suite du module. Les élèves seront aussi formés à la recherche documentaire leur permettant de préparer leur TP : données sécurité, protocoles (2h de cours/TD).

La partie expériementale sera abordée par la mise en oeuvre d’étapes élémentaires de synthèses organiques (réaction, cristallisation, distillation): 4h de cours et 12h de TP
Les élèves suivant cette formation feront le projet informatique avec les élèves suivant l’autre module.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce module permet aux élèves d’évaluer le risque chimique et de s’en protéger. Cet enseignement donne les bases générales de la chimie permettant aux élèves de comprendre les procédés qu’ils doivent extrapoler ou conduire.

Contenu

Le contenu du module se divise en 4 parties :

Risques chimiques

• Cotation du danger (FDS, phrases de risques, DL50, …) et des modes d’exposition.
• Moyens de protections adaptés: protections collectives, individuelles
• Evaluation du risque

Tableau périodique

• Structure atomique: configuration électronique, propriétés atomiques (rayon, énergie d’ionisation), électronégativité
• Liaisons chimiques et structure moléculaire : liaison intra- et intermoléculaires; liaisons covalentes et ioniques

Grands types de réactions

• Acido-basique (Lewis et Bronsted)
• Oxydo-réduction (+mécanismes de corrosion et passivation)
• Complexation
• Radicalaire
• Nucléaire (fission et fusion)

Catalyse

• Généralités sur les organométalliques
• Catalyse homogène
• Etapes élémentaires des mécanismes de catalyse

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce module dont les éléments de compréhension de la chimie organique de base permet de prévoir la réactivité des molécules organiques. Les élèves pourront comprendre les procédés qu’ils extrapolent ou conduisent.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de ce module est l’apprentissage de la méthode des bilans en s’appuyant sur des connaissances de thermodynamique et sur les phénomènes de transfert de matière et d’énergie. Cela fait partie des éléments indispensables à la compréhension d’un procédé.

Contenu

Thermodynamique
Les compétences requises pour l’ingénieur en Génie Procédés sont de deux ordres :

1. Analyse des systèmes réels. On peut distinguer deux problématiques:

• Etablissement des bilans d’énergie, d’entropie et de matière pour l’analyse énergétique des procédés industriels;
• Etablissement des conditions d’équilibre entre phases ou chimique. Les propriétés d’équilibre conditionnent aussi les performances de bon nombre de procédés industriels.

1. Calcul des propriétés thermodynamiques pour la résolution des bilans et des conditions d’équilibre. Ces calculs sont basés sur des modèles thermodynamiques.

La partie Thermodynamique de ce module est consacrée à l’apprentissage des méthodes d’analyse des systèmes réels et au calcul des propriétés des corps purs ou de mélanges en utilisant des modèles simples ou des données pré-calculées. A l’issue de ce module, les élèves seront capables de :

• Mettre en oeuvre la méthode des bilans pour l’énergie et la matière;
• Utiliser des données thermodynamiques pré-calculées, des diagrammes ou des modèles simples pour la résolution de ces bilans;
• Utiliser des données d’équilibres: chimiques et entre plusieurs phases.

Transferts Thermiques
A l’issue de ce module, les élèves seront capables de :

• Représenter les phénomènes de transfert à petite échelle (conduction, convection, le rayonnement étant vu par ailleurs);
• Etablir les bilans d’énergie pour un équipement en régime permanent et en régime transitoire sur la base de quelques exemples, dimensionner un échangeur thermique à partir d’une modélisation simplifiée (initiation au dimensionnement des opérations unitaires).

Transfert de matière
A l’issue de ce module, les élèves seront capables de :

• Etablir des bilans de matière locaux ou globaux ;
• Représenter les phénomènes de transfert de matière par diffusion à petite échelle et les phénomènes de transfert de matière entre phases à l’aide de l’analyse dimensionnelle;
• Etablir les bilans de matière pour un équipement en régime permanent, sur la base de quelques exemples.

Travaux pratiques :

• Transfert thermique: mesure du coefficient d’échange thermique d’échangeurs tubulaires et d’échangeurs à plaques; mesure du coefficient d’échange thermique d’une cuve agitée ; étude de la conduction thermique en régime transitoire.
• Transfert de matière : détermination du coefficient de diffusion de vapeurs de solvant dans l’air; mesure du coefficient de transfert de matière en phase liquide; étude d’une colonne à film tombant; distillation continue du mélange eau/éthanol

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’ingénieur GPI est capable de comprendre son rôle dans le développement durable et de proposer des solutions pertinentes.
Le développement durable est introduit dans sa globalité (développement économique durable respectueux de l’environnement naturel et social) et appuyé par une présentation scientifique des grandes problématiques environnementales du 21ème siècle. Ayant la compréhension des mécanismes de destruction des milieux environnants, les élèves explorent les leviers sur lesquels ils peuvent agir :

• Consommer moins de ressources, utiliser des ressources renouvelables et recyclées
• Produire mieux pour réduire les pollutions
• Limiter les impacts sur l’environnement
• Enfin, la formation présente les modes d’évaluation des productions tout en leur montrant leur pertinence et leur limite.

Contenu

Les chapitres de cours et les cours de cette thématique d’approfondissement sont divisés en deux modules de 2 crédits respectivement suivis en année 3 et en année 4. Dans ce premier module d’année 3, les élèves aborderont le développement durable, les grandes problématiques environnementales et la production d’énergie (renouvelable ou non), son stockage et l’économie circulaire.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

La mécanique des fluides est abordée en donnant les principes qui permettent de prédire et de dimensionner le transport d’un fluide dans une usine, et de tenir compte du mouvement des fluides dans toutes les opérations de l’industrie chimique. A l’issue de ce module, les élèves seront capables de :

• Connaître le fonctionnement des principaux appareils de mesure de pression, de débit et de viscosité,
• Caractériser l’écoulement d’un fluide dans une conduite,
• Calculer la perte de charge subie par un fluide en écoulement dans une conduite,
• Sélectionner le type de pompe le mieux adapté pour véhiculer un fluide et dimensionner une installation de pompage dans son ensemble.

Contenu

Mécanique des fluides :

• Rappels d’hydrostatique,
• Relations fondamentales de la dynamique. Application aux fluides parfaits : équation d’Euler et de Bernoulli,
• Applications de l’équation de Bernoulli : mesure des pressions, les débitmètres,
• Critère de Reynolds, écoulement laminaire, écoulement turbulent,
• Limitation de l’équation de Bernoulli – Equation de Bernoulli généralisé,
• Méthodologie de calcul des pertes de charge pour un fluide newtonien,
• Les pompes : pompes volumétriques, pompes centrifuges; cavitation et NPSH; règles de similitude,
• Ecoulement des fluides compressibles réels,
• Introduction à la rhéologie: description, phénoménologie, caractérisation, écoulement laminaire en conduite.

Travaux pratiques : mesure des pertes de charge, étude des pompes centrifuges, détermination du Cv d’une vanne pneumatique, détermination du nombre de puissance de différents mobiles d’agitation, établissement du schéma de procédé d’une installation pilote et analyse des risques.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de cet enseignement est de permettre aux élèves de pouvoir résoudre numériquement leurs problèmes de génie des procédés et en particulier :

• Des équations non linéaires et non explicites
• Des équations différentielles à une variable

L’enseignement dans ce module permettra aux élèves de se familiariser avec des méthodes de résolution numérique d’équations et d’optimisation. Les notions d’erreurs numériques et l’importance de l’algorithme de calcul font partie de la formation. La résolution numérique se fera lorsque possible sur un tableur et/ou via la programmation.

Contenu

Mathématiques Appliquées :

• Mise en équation des problèmes physiques (bilans)
• Fonctions discrètes
• Calculs de dérivées et d’intégrales de fonction discrètes (méthode des trapèzes et de Simpson)
• Résolution d’équations, estimation de fonctions implicites, optimisation simple (méthodes graphiques, dichotomie, méthode de la sécante, méthode de Newton, descente de gradient)
• Résolution numérique d’équations différentielles à une variable (Euler (implicite et explicite, Runge Kutta, …)

Informatique

• Excel de base: tracé de courbes, calculs simples, utilisation du solveur, tableaux croisés dynamiques
• Résolution numérique d’équation : sur excel et programmation de macro VBA simple
• Application de résolution numérique d’équations différentielles de problème de transfert thermiques

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif des enseignements dans les cinq modules d’anglais, prévus sur les 3 années de formation, est de permettre aux élèves de s’exprimer en anglais, à l’écrit et à l’oral, et de communiquer dans les situations professionnelles et personnelles qu’ils rencontrent.

Ce bloc de compétences est le premier d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence C1 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues).

L’objectif des enseignements dans ce module est de poser les bonnes bases pour que les élèves puissent atteindre le niveau B2 à la fin de leur première année. Les enseignements s’articulent autour des deux thèmes : l’actualité et « apprendre pour apprendre ».

Contenu

• Lecture, analyse et compréhension de l’actualité écrite, audiovisuelle et en ligne
• Se familiariser avec l’anglais: style, tournures des phrases, accentuation, prononciation, expression gestuelle, et différence par rapport à la langue française.
• Apprendre au fur et à mesure à adopter un style de communication en adéquation avec le contexte, à l’oral comme à l’écrit
• Appliquer des stratégies de communication
• Apprendre à s’autoévaluer
• Les élèves doivent suivre l’actualité en anglais et produire un rendu hebdomadaire avec les vocabulaires et les expressions apprises
• Les élèves partagent leurs rendus hebdomadaires en ligne (wiki, blog)

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Pour ce module, l’élève doit suivre les cours d’ouverture (Géopolitique et actualités du monde, management socio-productif), de communication (orale, visuelle et écrite), et de management de projet qui sont évalués séparément. Il devra en outre suivre un atelier de découverte du portfolio de compétences et un atelier cohésion/créativité, non évalués.

• S’ouvrir à la culture en saisissant le sens de son appartenance au groupe, au social.
• Accéder à la distance qui permet de penser en faisant preuve de discernement.
• Approcher la complexité du monde à la lumière d’une lecture critique des évènements
• Développer sa capacité à communiquer et à manager des projets
• Développer sa capacité à identifier ses compétences

Contenu

Géopolitique et actualités du monde :
Le cours va permettre une approche critique et circonstanciée de l’actualité mondiale et des grands enjeux et problématiques de la planète qui, de par leur pérennité, occupe l’espace de l’actualité de manière régulière si ce n’est pas de manière constante.
Au-delà des circonstances propres à chaque question abordée, l’objectif est d’en extraire les grands déterminants communs et les enjeux communs qui les traversent. En outre, il s’agit également d’aborder les questions traitées sous un angle critique au-delà du bruit de fond médiatique et peut être des discours dominants.

Management socio-productif :
La « socioproductivité » recherche les termes d’une nouvelle donne dans les rapports producteur-consommateur. Le cours vise à fournir les notions indispensables à une bonne compréhension des sociétés modernes, développer une réflexion éclairée sur les dimensions sociales et managériales du développement durable et donner un sens aux objectifs et aux ambitions d’un citoyen et futur cadre responsable

Communication orale, visuelle et écrite :

A travers 3 séquences centrées successivement sur la communication orale (improvisation), visuelle (visual thinking) et écrite (écrits journalistiques), développer la fluidité et l’adaptation au public.

• Management de projet
• Une demi-journée (non évaluée) avec l’ensemble des promotions de CPE (3ème année) propose de rencontrer les autres de manière créative et solidaire
• Un cours présentera les principales méthodes de management de projet et les techniques associées.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Les polymères sont utilisés très majoritairement en tant que matériaux dont les applications dépendent étroitement des procédés mis en oeuvre lors de leur élaboration.
A l’issue de ce module, l’ingénieur GPI sera capable de :

• comprendre les principaux procédés de polymérisation industriels en lien avec les grandes chimies de polymérisation ainsi que les contraintes spécifiques à la synthèse des polymères
• comprendre les relations procédés – propriétés – applications afin de choisir le procédé à mettre en oeuvre
• mettre en oeuvre et contrôler les procédés de polymérisation aptes à conduire aux polymères recherchés.

Contenu

Le cours est organisé en trois grandes parties illustrant les principaux procédés de polymérisation industriels et les polymères qui y sont rattachés:

• procédés en masse, émulsion, suspension: polymérisation et copolymérisation radicalaires de monomères vinyliques et acryliques.
• procédés phase gaz, suspension et solution: polymérisation et copolymérisation de l’éthylène par voie radicalaire et coordination.
• polymérisation en masse: polycondensation des monomères fonctionnels: cas des polyesters et/ou polyamides

Chaque partie mettra en avant les spécificités des différents procédés et des réacteurs utilisés, en détaillant leur influence sur les propriétés et les applications des polymères obtenus, à travers cours et TDs.
Ce module est en interaction forte avec plusieurs modules de la formation pour traiter les aspects de simulation, commandes et analyses de données.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce module permettra aux élèves de comprendre les principes de base de certaines techniques analytiques couramment utilisées en production pour la caractérisation des matières premières et des produits finis, le suivi du procédé et le contrôle des effluents.

Il s’agira de techniques reposant sur l’absorption ou l’émission de rayonnements (spectroscopies moléculaires et atomiques), exploitant les interactions de molécules en phase liquide ou gazeuse avec des supports solides (méthodes chromatographiques), ou permettant la caractérisation d’échantillons solides à partir de leur dégradation thermique. D’autres techniques plus spécifiques (analyse en ligne ou en laboratoire de contrôle), la problématique de l’échantillonnage et du traitement de données seront abordées dans d’autres modules.

Le reste des analyses seront vues directement associées aux procédés où elles sont appliquées car ce sont des analyses spécifiques.

Ces enseignements permettent aux élèves de comprendre les analyses réalisées dans des domaines spécifiques et qui sont particulièrement rencontrées dans les usines pour la plupart.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de cet enseignement, les élèves seront capables d’appliquer les notions fondamentales de cinétique au dimensionnement des réacteurs chimiques idéaux en prenant en compte la maîtrise de la sécurité à l’échelle industrielle.

Contenu

• Définitions et propriétés élémentaires
• Mesure de la vitesse d’une réaction chimique
• Analyse statistique des modèles cinétiques
• Le réacteur chimique: définition, classification, grandeurs caractéristiques
• Bilans de matière et bilans d’énergie sur les réacteurs idéaux: réacteur parfaitement agité fermé, réacteur parfaitement agité continu, réacteur piston, réacteur adiabatique, stabilité thermique
• Comparaison réacteur agité-réacteur piston, association de réacteurs continus, transposition réacteur fermé, réacteur piston
• Mise en oeuvre des réactions à stoechiométries multiples: sélectivité instantanée, sélectivité globale, rendements
• Mélange/agitation : extrapolation des cuves agitées à partir d’invariants caractéristiques
• Sécurité de la réaction chimique: calorimétrie réactionnelle
• Emballement thermique

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de cet enseignement, les élèves seront capables d’appliquer les notions fondamentales de catalyse au dimensionnement des réacteurs chimiques et à l’exploitation de données issues de ces réacteurs et de reconnaitre les grandes classes de catalyseurs, leurs caractérisations et leurs applications. Ils sauront analyser le fonctionnement d’un réacteur polyphasique, de choisir la technologie la mieux adaptée à la mise en oeuvre d’un procédé donné et d’en effectuer le dimensionnement.

Contenu

Catalyse

• Mécanismes réactionnels et approche moléculaire de la réactivité
• Introduction, rappels, définitions: catalyse et catalyseurs, activité, sélectivité, mesures et pratiques de laboratoire
• Les grandes classes de catalyseurs hétérogènes et applications à travers quelques procédés industriels (zéolithes – oxydes – sulfures – métaux)
• Adsorption sur les catalyseurs solides: détermination de la surface et de la porosité (Chimisorption: Isotherme de Langmuir – Physisorption: Isotherme B.E.T. – Détermination des tailles de pores)
• Notions de caractérisation des catalyseurs par méthodes physiques (spectroscopies, rayons X).
• Cinétique en catalyse hétérogène (Mécanismes de Langmuir Hinshelwood, Eley Rideal, réactions d’oxydation, mécanisme de Mars et van Krevelen)
• Empoisonnement et désactivation en catalyse hétérogène

Réacteurs hétérogènes

Réactions gaz-liquide ou solide-liquide :

• Diffusion externe et interne de matière, modules de Thiele et de Weisz – diffusion externe et interne de chaleur, critère de Prater
• Applications: mesure et estimation des paramètres de transfert, mesure de la vitesse intrinsèque de réaction, effet sur la conversion et la sélectivité
• Réacteurs : lit fixe et lit fluidisé
• Réactions gaz-liquide : modèle des deux films – facteur d’accélération, nombre de Hatta – choix technologiques
• Travaux pratiques : étude de l’hydrodynamique de colonnes garnies (garnissage vrac et garnissage structuré) fonctionnant à contre-courant de gaz et de liquide; – étude de la distribution de temps de séjour de liquide au sein de deux contacteurs gaz-liquide

Réactions gaz-liquide-solide : étape déterminante; choix technologiques et corrélations.

Exemples de dimensionnement :

• Notions phénoménologiques sur les distributions de temps de séjour.
• Ecoulement et réacteurs réels, caractérisation par la distribution des temps de séjour (DTS).
• Ecart à l’écoulement piston.
• Répercussion sur la conversion et la sélectivité.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de ce module les élèves seront capables de comprendre le principe, connaitre les paramètres critiques et dimensionner les principales opérations unitaires de séparations. L’enseignement mettra en évidence les situations d’utilisation adéquate de chacune des techniques en comparaison avec les autres.

Contenu

La compréhension de opérations de séparation nécessite l’introduction de notions de thermodynamique pour prédire les équilibres entre phases mis en oeuvre dans les opérations de séparation. Ces notions seront incluses dans les 4 chapitres de ce cours représentant un type d’opération unitaire :

• Equilibres liquide-vapeur, la distillation;
• Equilibres liquide-liquide, l’extraction liquide-liquide;
• Equilibres solide-fluide, l’adsorption;
• Equilibres gaz-liquide, l’absorption/chromatographie.

Pour chaque opération, les notions de thermodynamique seront rappelées, le principe sera donné avec des exemples d’application et les élèves mettront en oeuvre des méthodes de dimensionnement.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de ce module, les élèves seront capables de concevoir une unité de vapeur en allant dans le détail de la définition du matériel. Ce module est une initiation au monde de l’ingénierie.

Contenu

Le module débute par la présentation des procédés classiques de production d’énergie utilisables dans une usine (génération de vapeur et conversion partielle en énergie électrique avec ou sans cogénération et cas des utilisations de turbine à gaz). Les utilités les plus classiques d’une usine sont présentées avec leur rôle.
Suite à ce cours, les élèves suivront des cours et des travaux dirigés, de technologies pour savoir choisir les appareils et les dimensionner : pompes, compresseurs, ventilateurs, choix des matériaux vis-à-vis de la corrosion.
Ils apprendront à dessiner des schémas de démarrage de projets d’ingénierie : schémas bocs, schémas PFD et isométriques.
Les élèves travailleront sur un projet de conception d’unité de génération de vapeur avec un cahier des charges qui sera donné par un tuteur en petit groupe (2-3 élèves). Ils devront ainsi mettre en oeuvre les connaissances acquises dans ce module et dans deux autres modules: mécanique des fluides et bilans matière et énergie en dimensionnant des pompes, des conduites pour une perte de charge acceptable et un rendement énergétique le plus élevé possible.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’ingénieur GPI est capable d’animer des projets d’amélioration dans un contexte industriel.
Cet enseignement permet de transmettre une démarche en 5 étapes (DMAIC) permettant de mener des projets d’amélioration où la solution n’est pas décidée ni connue à l’avance dans un environnement complexe et multivariable. La démarche consiste à :

• Définir une problématique et cibler un objectif d’amélioration :
• Evaluer une situation de départ et recueillir les bonnes données
• Identifier les leviers d’actions et évaluer leurs effets sur la situation
• Proposer des solutions et les mettre en place
• Valider les solutions mises en place et assurer leur pérennité

La démarche est déroulée en formant les élèves à des outils éprouvés facilitant l’objectivité, l’implication des équipes, la résolution de problèmes et l’efficacité. L’ensemble constitue une boîte à outils de méthodes d’animation d’équipe, de résolution de problèmes et de fiabilisation des processus.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de cet enseignement est de permettre aux élèves d’analyser des données existantes ou établies par des plans d’expériences :

• Récupérer et trier des données
• Calculs de Probabilités et Statistiques de bases
• Distinguer des valeurs en tenant compte de l’écart-type (test d’hypothèses et intervalle de confiance)
• Modélisation statistique (analyse en composante principale, plans d’expériences)
• Notions de capabilités (par rapport à une spécification client): d’un procédé et d’une analyse.

Ce module est lié au module d’excellence opérationnelle et utilisera des exemples liés à la production dans le but d’une amélioration continue.

Contenu

Mathématiques Appliquées :

• Base des probabilités
• Statistiques de base: moyenne, écart-type, représentation de population (lois de distributions)
• Probabilités et statistique
• Tests d’hypothèses et comparaison (test ANOVA)
• Régression linéaire simple et multiple (méthode des moindres carrés)
• Plans d’expérience et interprétation; chimiques (criblage de facteurs expérimentaux, interaction entre facteurs, méthode des surfaces de réponses)
• Application plan d’expériences aux analyses (Gage R&R) pour étudier la capabilité d’analyses
• Analyse en composantes principales

Informatique

• Récupération de data sous différentes formes de représentation
• Fonctions statistiques sous tableur, sous Python
• Traitement du signal (lignes de base, moyennes glissantes)

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

• Connaître l’environnement économique pour comprendre la nécessité de la performance : macro-économie, micro-économie et gestion des personnes
• Décrypter les grandes tendances de la mondialisation et articuler les concepts économiques avec des points d’actualité en privilégiant les axes de la responsabilité et de la solidarité
• Acquérir les compétences d’une communication favorisant une qualité relationnelle avec soi-même et autrui
• Etre en mesure de conduire ou de participer à un projet d’innovation

Contenu

Economie

• L’environnement de l’entreprise et les mutations actuelles du paysage économique; distinction entre macro-, micro- et méso-économie
• Théories économiques et environnement sociétal
• Application sur des thèmes présents dans l’actualité économique mondiale

Communication non violente
Elaborée par Marshal Rosenberg, l’intention de la C.N.V. est de créer une qualité de relation avec soi-même et les autres favorisant la satisfaction des besoins fondamentaux de chacun de façon harmonieuse et pacifique. Au sein des équipes, cette pratique permet de développer un climat de confiance, de coopération et de solidarité quel que soit le rôle de chacun, et offre des outils qui permettent de clarifier les enjeux, faciliter la prise de décision et la mise en oeuvre de projets. C’est aussi un langage qui, naturellement, facilite la résolution de conflits.

Management de projet
Développements récents dans le management de projet: méthodes agiles, design thinking, co-conception

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Ce bloc de compétences est le 2ème d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence C1 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues).
Les objectifs des enseignements sont de leur donner les éléments techniques en anglais pour travailler dans un contexte professionnel.

Contenu

• Connaître le vocabulaire lié aux entreprises (business, métiers, …)
• Connaître le vocabulaire métier (chimie, procédés, appareils)
• Pouvoir participer ou animer une réunion
• Pouvoir rédiger une note technique
• Pouvoir communiquer par téléphone avec des clients ou fournisseurs
• Savoir se présenter et de se vendre en milieu professionnel

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

Connaître et comprendre le comportement chimique de différentes grandes familles minérales et de procédés industriels :

• Chimie des phosphates
• Chimie des carbonates
• Chimie des métaux
• Chimie du Chlore
• Chimie des oxydes
• Silice, Sol gel
• Chimie de terres-rares

Contenu

Propriétés des molécules :

• Couleur et magnétisme: champs de ligands
• Acidité-basicité: Bronsted, Lewis, Lux-Flood, Concept généralisé
• Oxydo-réduction: Potentiel E, Diagramme de Frost (E-pH), influence du pH et des ligands

Réactivités et mécanismes de réactions des complexes inorganiques :

• Notion de stabilité (thermodynamique), labilité/inertie (cinétique)
• Constante de formation partielle et globale
• Réactions de substitution : mécanismes associatifs/dissociatifs
• Réactions d’oxydo-réduction : mécanismes de sphère externe/interne
• Corrosion

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de cet enseignement est d’apprendre à concevoir et exploiter un procédé complet de chaîne du solide humide pour fabriquer une poudre ou un solide divisé mis en forme. Le fort lien entre chaque étape du Procédé et la qualité du produit est précisé et les paramètres critiques agissant sur la qualité seront connus. Le risque d’hygiène lié à la manipulation des poudres et le risque d’explosion des poudres sont présentés et les élèves apprendront à déterminer les conditions de mise en sécurité adéquates lors du séchage ou du broyage.

Contenu

La chaîne du solide humide est d’abord présentée et comparée aux autres voies d’accès à des solides divisés: voie sèche et voie fondue.
Ensuite, les opérations unitaires de la chaîne du solide humide sont détaillées les unes après les autres en faisant l’état des lieux des phénomènes élémentaires qui s’y déroulent, les lois physico-chimiques qui les régissent et les paramètres critiques qui influencent la qualité et la productivité.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de ce module, les élèves seront capables d’estimer et d’utiliser des propriétés thermodynamiques (de corps purs, de mélanges, de réactions chimiques) dans des cas généraux où l’idéalité n’est pas respectée dans le but de prédire le comportement d’unités de production ou de les concevoir. Dans ce cadre, les élèves manieront le logiciel ASPEN largement utilisé dans le métier pour faciliter considérablement les calculs.
Ils pourront ensuite simuler des procédés à l’état stationnaire en vue de satisfaire les exigences en matière de rendement, qualité, environnement et d’optimiser la performance globale du système.

Contenu

Les propriétés thermodynamiques des mélanges sont essentielles pour prédire et concevoir les procédés industriels. Ces propriétés peuvent se trouver dans la littérature mais réduite à des cas très limités: produits historiquement étudiés, conditions de travail facilement mesurables avec précision. Les procédés industriels eux, mettent en oeuvre des situations complexes (mélange multiples de composition variables, molécules non étudiées) dont il est irréaliste de connaître les valeurs expérimentales de propriétés couvrant toutes les plages d’utilisation. Le recours à des modèles et des logiciels de calcul est une nécessité.
Ce module présente aux élèves les modèles thermodynamiques semi-empiriques permettant de prédire l’évolution des propriétés (6h de cours et 4h de TD classiques) de phases fluides :

• Des corps purs (équations d’état, méthode de contribution de groupes dans le cas de molécules non décrites dans la littérature),
• Des mélanges (modèles d’excès, équations d’état) y compris des mélanges ioniques (coefficients d’activités apparentés Debye-Huckel).

Les élèves mettent en oeuvre ces modèles dans des cas concrets industriels en bénéficiant des moyens de calcul de logiciel ASPEN (14h de TD ASPEN). Il leur est demandé de choisir les bons modèles et paramétrages afin :

• D’évaluer les propriétés d’un fluide réfrigérant qu’ils utiliseront au cours d’une séance de travaux pratiques sur une machine frigorifique,
• D’évaluer l’enthalpie d’une réaction industrielle,
• D’évaluer des diagrammes d’équilibre liquide/vapeur de mélanges complexes,
• De prédire l’absorption d’un gaz à l’équilibre en vue de le purifier à l’aide d’un liquide comportant des ions et mettant en oeuvre des réactions chimiques (purification du CO2)

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de cet enseignement, les élèves seront capables d’aborder un problème de modélisation dynamique et de simulation d’un procédé en relation avec l’application principale envisagée ici : la mise en oeuvre de techniques transitoires pour la détermination de propriétés physico-chimiques.
L’objectif est d’entraîner les élèves à l’acte de modéliser dans le domaine des régimes transitoires en Génie des Procédés à l’aide d’exemples traités. Dans ce contexte très lié à l’Automatique et à l’estimation paramétrique, on utilise le plus souvent des modèles « à façon » dont la mise au point mobilise les connaissances préalables en Génie des Procédés plutôt que l’utilisation de logiciels de simulation de procédés.

Contenu

Modélisation dynamique :

• Etablissement des bilans matières et bilans d’énergies dans différents types de systèmes sièges de phénomènes physiques, chimiques ou physico-chimiques
• Notions de systèmes lents et rapides
• Résolution des bilans dynamiques sous Matlab

Notions de base de la dynamique des systèmes :

• Entrées, sorties, états
• Linéarité/non linéarité ; linéarisation d’un modèle autour d’un point stationnaire (obtention du linéarisé tangent)
• Modèles entrées/sorties versus modèles d’états. Notion de fonctions de transfert dans le cas linéaire à paramètres constants

Estimation de paramètres physico-chimiques :

• Notion d’identifiabilité expérimentale et théorique
• Estimation des paramètres par la méthode des moments et la méthode du modèle
• Calcul des intervalles d’incertitudes sur les paramètres

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de cet enseignement, l’ingénieur Procédés, en interaction avec des instrumentistes ou ingénieurs de contrôle, sera capable de :

• Diagnostiquer des boucles de régulations sur un procédé existant,
• Réduire la variabilité des régulations,
• Participer à l’établissement de l’Analyse fonctionnelle générale,
• Comprendre / mettre à jour des schémas de boucles de régulation (sur P&ID),
• Définir la stratégie de contrôle,
• Dimensionner les vannes de régulation (l’actionneur le plus courant)
• Adapter la solution à la dynamique du système.

Contenu

Partie 1 : problématique de la conduite des procédés

• Introduction à la conduite des Procédés
• Introduction à la régulation PID
• Exemples de réglages PID (1 à 2 exercices dont 1 noté)
• Technologie des organes de mesures et de contrôle et schématique P&ID
• Visite d’un pilote industriel (en fin de module)

Partie 2 : méthodes et schémas de régulations

• Stratégies de Régulation (autre que boucle simple)
• TD d’application Analyse fonctionnelle et commande

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de cet enseignement est de permettre aux élèves de pouvoir résoudre numériquement leurs problèmes de génie des procédés et en particulier :

• Optimisation: recherche d’optimum de systèmes multicritères
• Des équations différentielles à dérivées partielles

La résolution numérique se fera par programmation informatique.
A l’issue de ce module, les élèves seront capables de mettre en place la méthode numérique la mieux adaptée à leur problème, d’en comprendre les problématiques numériques ainsi que d’avoir un regard critique sur les résultats obtenus.

Contenu

Mathématiques appliquées :

• Optimisation multicritère
• Identification paramétrique (intervalle de confiance, analyse de sensibilité)
• Mise en équation et résolution des problèmes physiques complexes (bilans)
• Classification des équations aux dérivées partielles (Partial Differential Equations) et résolutions numériques (différences finies, volumes finis)

Informatique : 

• Recherche d’optimum (point de fonctionnement d’un réacteur)
• Résolution numérique d’un profil thermique de réacteurs chimiques (non isotherme)

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :

Ce bloc de compétences est le troisième d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence C1 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues).

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• Le développement des compétences linguistiques
• Le développement des compétences communicatives
• La connaissance des différentes cultures d’entreprise
• La connaissance de la gestion des conflits
• Une auto-évaluation des compétences (écrites, orales, linguistiques) permettra à chaque élève de mettre en place ses propres plans d’actions pour atteindre le niveau C1 en année 5

Contenu

• Gérer et mener à bien une situation professionnelle conflictuelle
• Analyser un texte et rédiger un commentaire
• Rédaction et composition de textes
• Faire une présentation orale sur un sujet imposé et/ou libre (actualité, environnement, géopolitique, santé, Génie des Procédés, …)
• Auto-évaluation et plan d’amélioration personnalisé proposé par l’enseignant

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :

• Assimiler les différentes fonctions de l’entreprise et leurs relations, progresser dans la connaissance du fonctionnement économique des entreprises, intégrer les missions/responsabilités du chef d’entreprise et comprendre ses logiques comportementales
• S’initier à la réflexion éthique sur les enjeux et défis liés aux technologies numériques dans l’entreprise et particulièrement dans le domaine des biotechnologies
• Mieux se connaître dans ses relations avec les autres à travers un test psychologique de référence

Contenu

Jeu d’entreprise :
Diabolo-IPAJE est un jeu d’entreprise qui privilégie la mise en situation, le travail en sous-groupe, l’échange, la mutualisation des compétences. Débriefing permanent pendant le déroulement de la session et à l’issue de la session.
La simulation en ligne constitue l’ossature du séminaire, sur laquelle viennent se greffer :

• des obligations et évènements externes conjoncturels que les élèves sont amenés à analyser de façon critique pour en évaluer l’impact sur leur entreprise.
• des travaux annexes
• des apports de connaissances par le dialogue avec les animateurs et la lecture des documents de la simulation.

Ethique (digitalisation et biotechnologies)
Ce cours d’éthique des technologies numériques vise à sensibiliser l’élève aux challenges éthiques qui accompagnent l’émergence des nouvelles technologies numériques. Ce cours sera l’occasion d’initier l’élève à la place de l’éthique dans la réflexion et l’action humaine. Après une introduction aux fondamentaux de la réflexion éthique, l’accent sera mis sur l’investissement participatif.

MBTI
Le MBTI est un test de référence fondé sur une typologie de 16 types de personnalités.
Si la passation du questionnaire MBTI® n’est pas suffisante, un travail complémentaire en groupe permet de s’approprier les 16 types de personnalité et de découvrir les utilisations de cette connaissance de soi dans les relations professionnelles.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de ce module, les élèves auront acquis des connaissances de bases suffisantes dans les domaines du vivant pour être des interlocuteurs compétents dans des équipes pluridisciplinaires : biologistes, biochimistes, pharmaciens.

Contenu

Biochimie

• Introduction et définitions
• Biochimie structurale (molécules du vivant)
• Génie enzymatique
• Génie métabolique (les voies métaboliques, aérobiose/anaérobiose)

Microbiologie

• Description cellule et physiologie
• Types de micro-organismes (levures, champignons, bactéries)
• Cultures, conservation, identification

Culture cellulaire

• Description cellule et physiologie
• Types de cellules
• Cultures, conservation, identification

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

A l’issue de ce module, les élèves auront les connaissances de base en génie des procédés appliquées à mises en oeuvre de systèmes vivants, ou de leurs constituants dans le cadre d’une production.

Contenu

• Génie des bio-réacteurs et Génie de la réaction chimique appliquée à la fermentation
• Modèles de croissance et de production
• Applications en bioproduction :
  -Fermenteurs (micro-organismes, levures, champignons, bactéries)
  -Cytoculteur (cellules animales)
• Exemples de bioprocédés industriels
• Conférences (méthanisation, traitement des eaux, bio-production d’acides aminés, production d’anticorps monoclonaux)
• Réglementation bio
• Techniques de séparation appliquées aux biomolécules :
  -Séparation chromatographique
  -Techniques membranaires (micro, UF, nano, osmose inverse, electro)

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’objectif de ce module est de donner aux apprenants les outils pour réduire les consommations énergétiques et améliorer la performance des Procédés. Le module complète les connaissances en transfert thermique déjà acquises en abordant le transfert radiatif en démontrant dans quels cas il devient non négligeable et comment il doit être modélisé. Le principe et les efficacités des machines thermiques (production de froid, pompes à chaleur) et les systèmes de la production d’électricité (turbines à vapeur, turbine à gaz, cogénération) sont présentés.
Ensuite, deux méthodes d’efficacité énergétique seront détaillées et appliquées et les machines thermiques économes en énergies seront présentées. Enfin, une introduction à l’Intensification des Procédés donnera aux apprenants une approche pour améliorer significativement (lorsque possible) l’efficacité des procédés.

Contenu

Ce module se décompose en 4 parties :

• Transferts radiatifs et application (fours)
• Machines thermique (production de froid, pompe à chaleur, turbine à vapeur, turbine à gaz, cogénération)
• Efficacité énergétique: Méthode du pincement et Optimisation Exergétique, applications particulières (multiples effets, pompes à chaleur)
• Intensification des Procédés

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques)

L’ingénieur GPI sera capable de définir, concevoir et opérer l’usine 4.0. Il est un acteur de la mise en place de la « digitalisation » des Procédés par son rôle intégrateur de tous les corps de métiers. L’enseignement de ce module forme un socle de compétences permettant de :

• Comprendre les systèmes automatisés, les architectures des systèmes d’information et leurs modes de communication et d’interaction
• Interpréter les données et imaginer des solutions d’intelligence artificielle

Pour faciliter la mise place des solutions pertinentes et de « challenger » ses interlocuteurs (corps de métiers et fournisseurs). En particulier, ce module d’apprentissage démystifie la notion d’intelligence artificielle.

Contenu

L’enseignement de ce module vient compléter les connaissances nécessaires pour la mise en oeuvre de la Digitalisation des procédés et sera divisé en 5 chapitres reliés aux domaines où la digitalisation concerne les Procédés :

Le chapitre Environnement/Infrastructure/Connectivité apporte aux élèves la connaissance de l’architecture des systèmes de contrôle des usines, des systèmes de stockage de la donnée, de l’utilisation d’objets connectés avec les possibilités de communication, d’interaction et d’autonomie qu’ils offrent. Les problèmes de cyber sécurité sont enfin présentés pour donner aux futurs ingénieurs le regard critique nécessaire pour gérer les risques de la mise en place de solutions connectées sur un site industriel pouvant être classé Seveso.

Le chapitre analyse de la performance complète la formation en abordant :

• Les méthodes tri, de classement et de traitement de données (Data mining),
• L’analyse avancée des données ou Intelligence Artificielle en distinguant :
  o Les méthodes de Machine Learning avec les réseaux de neurones et des méthodes probabilistes comme les réseaux Bayésiens, les arbres de décisions;
  o Les Systèmes de Gestion des Règles (BRMS en Anglais) avec des exemples d’application à l’industrie chimique.

Le chapitre automatisation, robotisation et cobotisation présentera un panorama des méthodes de contrôle avancé (Advanced Process Control) et en particulier les méthodes de contrôle prédictif multivarié (MPC) seront détaillées. Une visite d’une usine 4.0 permettra aux élèves de connaître des exemples de robotisation et de cobotisation qui pourraient leur être utiles.

Le chapitre jumeau numérique présente le concept d’usine virtuelle qui inclut une maquette 3D interactive et un simulateur complet des unités industrielles. Les élèves manipuleront des maquettes 3D pour en comprendre le potentiel et utiliseront des simulateurs pour mettre au point une stratégie de contrôle sous forme de projet.

Enfin, le chapitre Culture numérique et organisation est abordé dans le module de SHES qui aborde les méthodes collaboratives et la méthode AGILE.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :

A l’issue de ce module, les élèves seront capables de concevoir une unité industrielle de production efficiente et en particulier économe en énergie (utilisation des connaissances d’efficacité énergétique) et dont les risques sont maîtrisés.

Contenu

Le module inclut quelques cours/TD sur :

• Les schémas PID (instrumentation et régulation incluses)
• La sécurité des appareils classés (risque pression, machines tournantes, fours, stockage)
• Les revues PDF sur schéma
• Les analyses des risques (AMDEC, HAZOP)

Les élèves concevront une unité de production dont le bilan matière complet est connu (réalisé dans le module Simulation statique des Procédés et thermodynamique -S7M3). Les tuteurs expérimentés encadreront ce projet pour lequel les élèves seront répartis en petits groupes.

Les élèves devront suivre un cahier des charges précis qui inclut :

Pour l’unité complète :

• Le schéma PDF
• Le choix des technologies y compris ceux des traitements des effluents
• Le choix du matériel principal et des matériaux
• L’analyse des consommations énergétiques
• Une stratégie d’efficacité énergétique
• Liste des équipements principaux

Sur un équipement choisi avec le tuteur :

• Dimensionnement de l’équipement
• Conception de détail de l’environnement de l’appareil (stockage, alimentation, rétentions, lignes, instrumentation)
• Conception de la stratégie de contrôle/commande et sécurités associées
• PID et analyse des risques
• Liste des équipements de détails

Un rapport est rendu au tuteur qui fera un retour oral (corrections, remarques) après correction.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :

Ce bloc de compétences est le quatrième d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence C1 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues).

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• Approfondir les compétences linguistiques
• Préparer les élèves à partir à l’étranger
• Se préparer à l’interculturalité
• Approfondir les compétences en anglais techniques : lecture et rédaction de rapports scientifiques
• Préparer les élèves aux examens de Cambridge

Contenu :

• Culture d’entreprise
• Se préparer pour partir vivre une expérience professionnelle à l’étranger
• Lecture et analyse de documents techniques
• Rédaction de résumés d’articles
• Présentation orale : support et discours
• Activités de préparation aux examens de Cambridge

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :

• Aborder la gestion dans sa dimension pluridisciplinaire, au confluent du droit, de l’économie et des RH, sans oublier l’analyse de la performance de l’entreprise à travers les notions de rentabilité, d’équilibre et d’autonomie financière
• Se repérer dans les démarches couramment utilisées dans la conduite et l’accompagnement du changement
• Acquérir les notions essentielles du droit du travail pour pouvoir les mobiliser en pratique. Maîtriser le vocabulaire juridique afin de poser les problèmes juridiques clairement face à des interlocuteurs spécialisés, être suffisamment autonome sur certains sujets et faire les bons choix.
• Comprendre la notion d’interculturalité et d’intraculturalité, se décentrer par rapport à sa propre culture et appréhender les variations culturelles dans l’entreprise.

Contenu

Interculturalité

Ce cours propose une réflexion sur l’interculturalité. Les élèves tenteront d’en comprendre les enjeux par des études de cas et témoignages. Une lecture sociologique et anthropologique servira d’appui et aidera à prendre la distance et à dépasser la vision trop simple qui réduit « le management interculturel » à l’application de recettes apprises au service de « bonnes conduites ».

Gestion- Droit du travail

Le cours de Gestion doit permettre aux élèves de s’initier à la gestion de l’entreprise, comprendre la logique comptable et financière et se familiariser avec le lexique propre à la comptabilité financière et à la comptabilité de gestion (emplois et ressources, comptes, plan comptable, bilan, compte de résultat…). L’accent sera mis sur la mesure de la performance financière de l’entreprise (TSIG, EBE, CAF…) d’une part, et de sa gestion (différentes marges et seuil de rentabilité), d’autre part. L’analyse financière sera abordée afin de permettre aux élèves d’apprécier la solidité d’une entreprise (solvabilité et de liquidité), sa profitabilité et sa rentabilité.

Le cours de Droit du travail abordera principalement la vie du contrat de travail : organisation juridictionnelle du contrat de travail, les fautes, procédures disciplinaires et sanctions, les conditions de travail, la modification du contrat de travail et des conditions de travail.

Conduite du changement

La transformation numérique des entreprises amène à porter une attention particulière à la conduite du changement et l’accompagnement des salariés. Le cours s’attachera à préciser ce qui fait la difficulté du changement dans les groupes humains, à identifier les principales méthodes d’accompagnement du changement à l’appui de cas concrets.

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :
Ce bloc de compétences est le dernier d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence C1 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues).

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• La validation des compétences rédactionnelles et orales en Anglais
• La préparation des élèves à la certification Cambridge: C1 Advanced

Contenu :

• Rédaction d’un rapport en Anglais d’une activité (période en entreprise, activité dans une association ou autre à l’international, recherche bibliographique sur un cours à l’international) et soutenance orale
• Une semaine intensive pour la préparation de la certification

Acquis de la formation (objectifs pédagogiques) :
L’objectif de ce module est d’expérimenter l’immersion dans une culture étrangère, d’observer les situations, les comparer avec des situations identiques vécues en France.

Contenu :
Les élèves devront suivre un module de SHES dans leur université d’accueil ou bien se créer une expérience personnelle dans une association du pays.

Course Description / Aims

This module confers fundamental knowledge and practices in safety and emergency procedures in a biology, microbiology and chemistry laboratory, considering the different working environments.

Learning outcomes

Students will understand the potential hazards associated with working in a laboratory setting and how to mitigate these risks effectively. The course module aims to equip the students with the knowledge, skills, and attitudes necessary to work safely and responsibly in laboratory environments, ensuring their well-being and the integrity of their environment, the lab equipment and the results of their lab work.

Skills and competences

This module will confer the following skills:

• Apply appropriate procedures and good practices for chemical and biological safety of laboratory equipment.
• Apply appropriate procedures in case of emergency.

Course Description / Aims

Mathematical tools are essential to all scientific studies, for analyse experimental result, and improve the understanding of physical and chemical phenomena. The aim of this module is to consolidate and complete the mathematical knowledge, and to introduce new concepts required for process modelling and optimisation. The use of computer tools such as spreadsheets and text editing tools will also be covered. In particular, the statistical calculation tools available in spreadsheets.

Learning outcomes

• Master the mathematical and statistical tools needed to manage experimental data.
• Proficiency in the Office suite, especially Word and Excel.
• Master the study of mathematical functions and their derivation and integration.
• Understand and apply polynomial interpolation and simple linear regression methods
• Understand and apply methods for calculating differential equations.

Skills and competences

This module will provide the student with the skills required to perform calculations required for other teaching modules (fluid mechanics, reactors, …)

Course Description / Aims

The use of mathematical models to simulate chemical and/or biochemical processes requires knowledge of computational tools. The aim of the module is to introduce learners to the Python language and its use for data processing and modelling. Numerical methods for solving complex equations and optimization methods will be implemented in Python.

Learning outcomes

• Master a programming language (Python)
• Understand and apply numerical tools for integration and equation solving
• Understand and apply parametric optimization methods
• Use the R language for statistical calculations, multiple linear regression calculations and principal
• component analysis.
• Discover digital simulation of complex problems

Skills and competences

This module will provide the student with the skills required to properly analyze and evaluate any type of data used for calculations or sizing or understanding biotechnology and bioprocesses.

Course Description / Aims

This module aims at refreshing the knowledge in general and physical chemistry gained during the 2 preparatory years and to get into more in depth knowledge in general-physical chemistry for the students to follow the overall curriculum.

Learning outcomes

• To master the basis of physical chemistry including thermodynamics and kinetics.
• To master analytical chemical methods for solid analysis and water titration.
• To have some knowledge of industrial chemistry.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

To master the basics of chemistry and physical-chemistry for the optimal production, valorisation and transformation of products while minimizing the impact on the environment.

Course Description / Aims

This module aims at refreshing the knowledge in organic chemistry gained during the preparatory 2 years and to get into more in depth knowledge in organic chemistry for the students to follow the overall curriculum.

Learning outcomes

• To master basic knowledge in organic chemistry.
• To apply spectroscopic methods for identification of main chemical functional groups.
• To understand chromatography and how it can help to assess chemical purity.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Understanding of the chemistry general principals of life for the optimal production, valorisation and transformation of products while minimizing the impact on the environment

Course Description / Aims

• Discovery of life sciences, biotechnology and bioprocesses
• Presentation of fundamental concepts in cell biology, microbiology, molecular biology, biochemistry

Learning outcomes

• Know the main characteristics of eukaryotic, prokaryotic, archaeal cells and viruses: their differences, their specificities
• Know the structure of cells
• Know the families of biomolecules, their characteristics and their synthesis routes
• Know the main pathways of metabolism and catabolism

Skills and competences

This module will provide the student with the following skill: Identify the biological agent and understand its specificities

Course Description / Aims

• Acquisition/recall of fundamental common knowledge in cell biology, microbiology, molecular biology, biochemistry for biotechnology and bioprocesses.
• Acquisition of basic notions in bioinformatics.

Learning outcomes

• Master the fundamental notions of cell biology, microbiology, molecular biology, biochemistry.
• Know the main pathways of cellular metabolism and catabolism.
• Know the basic techniques in cell culture, microbiology, molecular biology and biochemistry (theory and practicals).
• Know the main bioinformatics databases.
• Know how to use sequence and protein analysis software.
• Know the typical industrial applications of biotechnology.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Identify the biological agent and understand its specificities
• Manipulate microorganisms (bacteria, yeasts, filamentous fungi) in sterile laboratory conditions to isolate, identify and characterize microbial strains.
• Carry out manipulations of biological agents (cells, organisms, and biomolecules) in vitro.
• Analyse the specificities of the biological agent / biological model using IT tools (bioinformatics) for the implementation of a biotechnology project or a bioprocess.

Course Description / Aims

This highly academic and rigorous language course enables students to develop strong language skills while engaging with scientific fundamentals and intercultural topics. Through a structured curriculum encompassing independent study, group projects, and general language learning activities, students will immerse themselves in academic discourse, vocabulary acquisition, grammar, and intercultural understanding, with a focus on scientific contexts.

Learning outcomes

• English: Intensive instruction in English language skills including reading, writing, listening, and speaking, tailored to academic and professional contexts. Language Instruction: Developing and consolidating a C1 level; introduction to Cambridge tasks and exercises.
• European Language: Students will choose one European language to study alongside English, such as French, German, Spanish, or Italian. Language courses will cover grammar, vocabulary, conversation, and cultural nuances.

Skills and competences

• Listening and Speaking Skills: Practice in listening comprehension and oral communication through dialogues, role-plays, and interactive exercises.
• This course is designed for students at the C1 level who have a strong command of the English language and are interested in exploring ethical issues in science and biotechnology.

Course Description / Aims

This module aims to give an understanding of the typology of biotechnologies and give an overview of the contribution of biotechnologies in each sector of activity.

Learning outcomes

• Foundational Knowledge: Students will gain a solid understanding of the fundamental principles and concepts underlying biotechnology, including molecular biology, genetics, and bioprocess engineering.
• Applications Understanding: Students will be able to identify and describe the diverse range of applications of biotechnology in various fields, including healthcare, agriculture, industry, and the environment.
• Ethical and Regulatory Awareness: Students will understand the ethical, legal, and social implications of biotechnology and be aware of the regulatory frameworks governing its practice in the EU.

Skills and competences

This module will confer the following skills:

• Carry out literature a research project in various fields of biotechnology
• Identify the sector of activity concerned by a given biotechnological process
• Indicate aspects that are subject to regulations
• Report and discuss the results of the literature research in oral form

Course Description / Aims

This module gives a solid foundation in ecosystem ecology and enables the students to develop the knowledge, skills, and perspectives necessary to address sustainability challenges in biotechnology engineering.

Learning outcomes

• Define and describe the biogeochemical cycles of C, N, P, O and water at the ecosystem scale.
• Describe and explain the flows that contribute to the energy balance of an ecosystem.
• Describe the flows of energy and matter within ecosystems and explain how abiotic factors impact them.
• Use the knowledge acquired in ecology to develop a holistic approach to problems and understand global issues.
• Develop critical thinking and problem-solving skills.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Identify environmental and societal issues at different scales (global/local);
  Identify the main potential environmental impacts
• Use collective intelligence to facilitate exchanges and co-construction.
  Transmit and present orally information relating to the results of an analysis;
  Exchange in a relevant way with different interlocutors

Course Description / Aims

• Use of artificial intelligence for biotechnology and bioprocesses.
• Use of databases & exploitation of big data (large data sets) for biotechnology and bioprocesses.
• Use of process/reaction simulation software and acquisition of knowledge on the use of digital twins for biotechnology and bioprocesses.

Learning outcomes

• Know how to code/program in Python
• Know how to create an “sdf” or “sql” database.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Identify the tools for creating, managing and analysing databases considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Develop scripts in Python and use process/reaction simulation tools considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project.

Course Description / Aims

This module will provide the students with an understanding of European institutions, their roles, and functions in shaping biotechnology and sustainability policies.

Learning outcomes

• Develop linguistic competence, cultural awareness, critical thinking skills, and practical knowledge to navigate the complexities of Europe’s linguistic, cultural, and environmental landscapes.
• Cultural Awareness: Exploration of cultural aspects influencing scientific practices in Europe, including cultural norms, values, and attitudes toward science.
• Professional Communication: Development of professional communication skills relevant to scientific contexts, such as email writing, formal presentations, and academic discourse.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Intercultural Competence: Development of intercultural communication skills, cultural sensitivity, and awareness of cultural differences and similarities.
• Identify European institutions and policy frameworks which impact the biotechnology and sustainability sectors

Course Description / Aims

This teaching module aims to initiate students in project management within the context of sustainable biotechnology. Within this group project, students will:

• Interact with peers coming from different backgrounds and/or countries
• Adopt an active stance towards their engineering studies
• Learn and use essential project management principles, tools, and techniques while applying them to sustainable biotechnology projects.

Learning outcomes

• Understand the fundamentals of project management and its relevance to sustainable biotechnology projects.
• Develop skills in project planning, execution, monitoring, and control.
• Apply project management tools and techniques to effectively manage sustainable biotechnology projects.
• Enhance communication, teamwork and collaboration skills through group project work.
• Analyze and evaluate the sustainability aspects of biotechnology projects.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Conduct a literature review using IT tools and scientific and technical databases
• Use and implement management and collaborative project management tools and techniques;
• Position yourself in a project team considering your assigned role to guarantee the completion of a project within deadlines;
• Interact with team members in an efficient and productive manner by mobilizing soft skills (behavioral skills) to guarantee the completion of a project on time;
• Receive and integrate criticism and suggestions by mobilizing soft skills (“relational” behavioural skills) to guarantee the progress of the project;
• Transmit and present orally information relating to a project.

Course Description / Aims

This module provides on basic knowledge in applied cell and molecular biology. The students will learn the basic cell structure / organisation and the control of all living processes by genetic mechanisms. They will have an opportunity to handle and manipulate genetic material provided in the laboratory. This module will explore the impact of a wide range of model organisms, gene manipulation technologies through case studies and real-world examples

Learning outcomes

Applied Cell Biology

• Understanding the functioning of animal and plant cells: structure and physiology of eukaryotic cells, the different cellular systems, their divisions and their specificities.
• To master the techniques of animal cell culture in the laboratory: growth, contamination, nutritional needs, control of the speed of development
• Be able to differentiate cellular systems and compare different culture modes to choose the best cellular tool and appropriate culture conditions
• To master good laboratory practices to ensure the reliability of cell culture experiments in the laboratory

Applied molecular biology

• Know and understand the basics and the technics of molecular biology
• Apply modern molecular biology techniques for strain modification or strain analysis and characterization of biomolecules
• Generate strategies for new strain construction that will be useful for the development, innovation and improvement of bioprocesses

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Integrate the principles of life at the cellular and molecular scale, upstream of an industrial project, to explore new approaches
• Analyse the biological specificities by integrating behaviours and cultivation principles in different environments and conditions for the selection of the biological agent to be produced.
• Develop strategies for new strains construction that will be useful for the development, innovation and improvement of bioprocesses

Course Description / Aims

The learning content of this module provides a comprehensive understanding of microorganisms structural and molecular diversity, physiologies, metabolisms and their applications in industrial productions. Concepts of microbial communities and consortia are introduced. Lectures are completed by practicals and projects revolving around the basics techniques and methodologies employed at laboratory scale to cultivate, isolate, and characterize microorganisms, notably bacteria, yeasts and filamentous fungi.

Learning outcomes

• Knowledge of the different classes of microorganisms, their composition, structures, specificities, applications in research or industry
• Strong understanding of microbial metabolisms (primary, secondary), and metabolites of interest in the industry
• Master the basics methods in microbiology: isolation, identification, culturing, biochemical characterization, counting and biomass evaluation
• Ability to design, test and improve a culture method at laboratory scale

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

• Design a microbial bioproduction by mobilizing the bibliography and performing laboratory tests in order to substitute a petro-based chemical process by a bio-based bioprocess.
• Analyse the biological specificities of microorganisms in the context of the development or conduct of a bioprocess in order to select the biological agent to produce.
• Handle microorganisms under sterile conditions in the laboratory to isolate, identify and characterize microbial strains.

Course Description / Aims

This module provides basic knowledge of the chemical constitution, utilization and modification of biomass and biopolymers. Students will explore the diversity of biopolymers and biomass in both their sourcing, compositions and structures at different scales, as well as their chemical modification/functionalization for, notably, industrial or medical applications. Furthermore, through case studies and real-world examples, the module highlights the societal and environmental stakes of biopolymers & biomass utilization in the global context of sustainability.

Learning outcomes

• Master the fundamentals concepts related to the principal biosourced and natural polymers: structures, physico-chemical properties, extraction & preparation methods, applications
• Understand the stakes of natural and biosourced polymers in the global context of sustainability
• Explain and evaluate biopolymer properties based on their structure (at atomic, nano-, micro- and macro-level) and give their chemical structure;
• Relate a specific biopolymer to biological structures in nature;
• Reflect on the polymeric material choices for different applications taking in account its properties;
• Identify and discuss current environmental issues with a focus on the material’s impact in relation to the sustainable development objectives set by the community;
• Suggest and discuss the choice of biopolymers synthetic polymers suitable for common applications with respect to raw materials, energy aspects, material properties, function, environmental impact, waste management, ethical aspects and economy.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Integrate living principles to produce, valorise, and transform a product optimally with minimal environmental impact.
• Develop innovative biotechnology projects by incorporating European and French frameworks for biotechnology and sustainable development.
• Undertake scientific and technical projects, whether industrial or research-oriented, in complex and multidisciplinary environments.

Course Description / Aims

This module will provide the bases in chemical engineering to the students in order to understand the behaviour of bioreactors.

Learning outcomes

• Understand the behaviour of fluids within a system.
• Understand agitation phenomena and the characteristics of an agitator impeller.
• Know the applications of agitation in bioprocesses.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Calculate the pressure losses experienced by a fluid flowing through a pipe.
• Select the most suitable type of pump for conveying a fluid.
• Size an entire pumping installation.

Course Description / Aims

This module will provide the bases in chemical engineering to the students in order to understand the behaviour of bioreactors.

Learning outcomes

• Understand the constraints imposed by the thermodynamics of chemical and biological processes.
• Know the physical laws governing the processes of mass and heat transfer.
• Understand the terms involved in a mass and heat balance.
• Master the criteria for selecting equipment and materials used in bioproduction.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Calculate thermodynamic properties to establish balances and define equilibrium conditions.
• Be able to establish heat and mass balances at the boundaries of equipment in both steady-state and transient conditions.
• Calculate, simulate, and predict the operation of installations that optimize material and energy consumption, product quality, and consistency.
• Design the dimensions of a bioproduction facility.
• Know how to draft a specifications document for design offices or equipment manufacturers.

Course Description / Aims

This module will provide the bases in chemical engineering to the students in order to understand the behaviour of bioreactors.

Learning outcomes

• Understand the behaviour of chemical / Biochemical reactors.
• Evaluate the impact of the coupling between mass transfer and the chemical/biochemical reactions

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Choosing the necessary reactor for developing a process at the pre-industrial scale (laboratory and pilot).
• Be able to establish heat and mass balances at the boundaries of equipment in both steady-state and transient conditions.
• Calculate, simulate, and predict the operation of installations that optimize material and energy consumption, product quality, and consistency.
• Design the dimensions of a reactor.
• Know how to draft a specifications document for design offices or equipment manufacturers.

Course Description / Aims

This module will introduce the concepts of sustainable development, sustainability and the bioeconomy. Serious games will enable the students to interact with their peers and develop ideas and sustainability strategies based on crowd intelligence.

Learning outcomes

• Understand the major environmental issues and the societal transitions underway;
• Understand the concepts of sustainable development, sustainability and the bioeconomy;
• Analyse the benefits of an integrated approach to biotechnology in a context of change

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Analyse case studies/best practice/feedback to improve sustainability/CSR practices;
• Integrate the principles of sustainability and environmental responsibility into projects;
• Develop critical thinking and problem-solving skills.

Course Description / Aims

Establishing social and environmental responsibility as a common objective while solidifying a B1 (minimum) level in a European language other than English: Social and environmental responsibility will be studied in the student’s third language, with the objective of fostering ethical, sustainable, and socially conscious practices among future engineers. Develop effective communication skills in a third language for engaging with diverse stakeholders, including policymakers, community members, and industry partners as well as the ability to understand the issues in « layman’s » terms.

Learning outcomes

• Solidify a B1 level in a European language
• Reading and speaking about environmental issues
• Interdisciplinary thinking
• Integration of diverse perspectives in problem-solving.

Skills and competences

• Examine the environmental impact of engineering activities across different sectors.
• Introduce strategies for designing and implementing environmentally sustainable engineering solutions.
• Understand the importance of considering diverse perspectives and addressing social inequalities in engineering practice.
• Encourage students to identify opportunities for leveraging engineering skills to address social and environmental challenges.
• Foster a commitment to lifelong learning and continuous improvement in ethical and sustainable engineering practice.
• Strengthen language skills:

– Understand the main points of clear standard speech on current affairs or topics of personal or professional interest when the delivery is relatively slow and clear.

– Enter unprepared into conversation on topics that are familiar

– Briefly give reasons and explanations for opinions and plan; narrate a story or and describe reactions.

– Understand texts that consist mainly of high frequency language

Course Description / Aims

The student will be working full-time in a company in biotechnologies related to Bioprocesses & Biotechnologies, for a period of 2 months. The student is guided by a CPE LYON tutor and a supervisor in the company. The evaluation of the internship will be conducted by the tutor and the supervisor. The final mark is based on the evaluation of the student behavioural & social skills demonstrated during the internship (tutor evaluation report), and of an individual report produced by the student (tutor & supervisor).

Learning outcomes

• Write a technical report based on results obtained from physico-chemical measures (production, research, or development), commented & discussed based on the main objectives of the internship
• Collaborate with a team in the context of a short-term project
• Understand & apply internal rules, good practices of manufacturing or laboratory
• Apply a protocol or guidelines to operate equipment or conduct an experiment
• Gather & analyse written technical resources, reach relevant experts, from the team or from other departments, to provide expertise on specific project tasks
• Communicate through written reports, oral presentations in meetings or seminars, and interpersonal discussions
• Manage working time & plan tasks
• Develop a critical thinking toward results obtained & take initiatives

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Develop deliverables associated with the context / work situations considering the purpose of the document to support production and/or technology transfer.
• Transmit and present orally information relating to a project, in context / work situations, considering the specificities of the various interlocutors (internal and external partners, experts or professionals who are not experts in the field), to inform the various actors and stakeholders.
• Work in multidisciplinary and inclusive teams and interact with the various specialists or engineers from another discipline by mobilizing soft skills (“relational” behavioural skills) to solve a problem related to bioproduction.
• Consider the specificities of the various interlocutors and collaborators (e.g. situations of disability) in a professional context by mobilizing soft skills (“relational” behavioural skills) to optimize collaboration.
• Receive and integrate criticism and suggestions by mobilizing soft skills (“relational” behavioural skills) to guarantee the progress of the project.

Course Description / Aims

Cells are commonly used as biocatalysts to transform various materials into products of interest for industry or end-consumers. Rational approaches to engineering cells to better make molecules/products are of crucial technical, economic and scientific interest, particularly in the context of industrial mutations toward sustainable production means. This module provides an advanced knowledge of the cell as a biocatalyst for productions, and the approaches to modify, adapt and study the biocatalysts.

Learning outcomes

• Understand the specificities of biocatalysts and cell factories as technological tools
• Ability to choose the type of cell and adapt it to a production
• Ability to design a protein expression or biomass production strategy
• Understand advantages and disadvantages of whole-cell catalysis versus enzymatic catalysis
• Ability to apply methods for cell modification, culture and protein expression for production in microbial or in animal cells

Skills and competences

This module provides the student with the following skills:

• Define the experimental procedures and resources necessary to carry out the experiments based on the analysis of the bibliography carried out from relevant documentary databases to design an improved production strain;
• Modify a biomanufacturing strain using the principles of genetic, metabolic and biochemical engineering to design an improved strain as part of a bioprocess development
• Execute experimental protocols for the isolation, identification and culture of bioproduction strains, for the sterilization of materials and equipment, the characterization of cell growth and the main metabolisms involved

Course Description / Aims

This module provides basic knowledge of operation for biomanufacturing upstream processing production area. The student will explore the difference between mammalian, plant and microbial upstream processing. Through examples and exercises, they will understand areas process design and bioreactor technology.

Learning outcomes

Knowledge and understanding the theory of metabolism and microbial or animal cell growth in bioreactors.

To implement and optimize culture processes with bacteria, yeasts, fungi or animal cell culture processes in respect of BPL

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Design, implement and optimize the production process (USP/DSP) of a biological agent, biological or biosourced product on an industrial scale

• Operate a bioreactor by ensuring offline and online analytical monitoring to validate the pilot design.
• Identify the process indicators and characterize a monitoring strategy by selecting the relevant parameters for control the culture and the bioreactor to ensure the compliance of the indicators and the appearance of possible drifts and failures
• Analyse critical process parameters and their impact on bioprocess outcomes.
• Analyse the collected data by using representation tools and mobilizing private or public documentation resources, patents, scientific & technical publications, to propose corrective actions

Course Description / Aims

This module will explore fundamental knowledge on the purification of biotechnological products using different technologies and various purification procedures.  Students will also gain understanding of the processes involved in downstream production of biomolecule or biomass

Learning outcomes

• Acquisition of Knowledge of the theories and concepts of different techniques for the purification of products of interest or biomass harvesting
• Understand the strategy of the different chromatography techniques in a purification process.
• Know how to implement the different unit operations of separation and purification of products of interest
• Be able to identify the critical parameters of these processes for controlling of their implementation.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Design, implement and optimize the production process (USP/DSP) of a biological agent, biological or biosourced product on an industrial scale.
• Implement and manage unit separation and purification operations by ensuring offline and online analytical monitoring.
• Define the process indicators and define a monitoring strategy by selecting the relevant parameters for conducting the separation and purification step.
• Ensure the compliance of the indicators and the possible deviations and failures

Course Description / Aims

This module will equip students with the knowledge and skills necessary to assess the environmental impacts of chemical and biotechnological processes and products, and to make informed decisions aimed at improving sustainability of the biotechnological products throughout their life cycles.

Learning outcomes

• Know and understand the main principles of eco-design;
• Understand the value of LCA methodology in a bioindustrial context;
• Acquire the methodology applied to bioproducts (ISO standard);
• Understand the potential and limitations of this environmental impact assessment method.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Carry out an assessment and analysis of the impact of a bioproduct using a standardized methodology.
• Write the LCA study report and communicate the results of the study.

Course Description / Aims

In this module, students will deepen their understanding of the complex interplay between EU policies, and ethical considerations in the field of biotechnology, while developing critical thinking, research, and communication skills essential for informed citizenship and professional engagement in the European context and continuing to develop English language skills that will allow them to successfully pass a Cambridge exam.

Learning outcomes

• Develop advanced English language skills in reading, writing, listening, and speaking within the context of science and biotechnology ethics.
• Explore and analyse ethical principles, theories, and frameworks relevant to scientific research, experimentation, and technological innovation.
• Engage in critical discussions and debates on contemporary ethical issues in science and biotechnology.
• Collaborate on project-based assignments that require research, analysis, and reflection on ethical implications in scientific practice.
• Enhance cross-cultural awareness and communication skills through interaction with diverse perspectives and viewpoints.

Skills and competences

This module will:

• Develop linguistic competence, cultural awareness, critical thinking skills, and practical knowledge to navigate the complexities of Europe’s linguistic, cultural, and environmental landscapes.
• Professional Communication: Development of professional communication skills relevant to scientific contexts, such as email writing, formal presentations, and academic discourse

Course Description / Aims

Within this group project, students will apply their knowledge to develop a new bioprocess or to improve an existing one. The bioprocess may be based on biomass feedstocks (e.g. hemp, straws, hardwoods, sugarcane bagasse etc.), biomass-derived wastes and residues (e.g. waste papers, composts, municipal waste etc.), or compounds/chemicals obtained or derived from biomass (e.g. lignin, glucose, ethanol etc.). Size and constitution of groups: 3 to 5 students of diverse and complementary skills and backgrounds.

Roles and Responsibilities:  the roles will be assigned at the beginning and generally maintained throughout the duration of the project. Switching roles is possible but should be explained to the tutor.

Learning outcomes

• Students who complete the module will be able to identify the characteristics of biomass from different resources
• describe suitable microbial processes for processing different types of biomass to produce biofuels or biochemicals
• account for the metabolic interactions in microbial cells
• explain the principles for the concept of renewable bioenergy and sustainability
• explain the bottlenecks and/or inhibition effects of the different biomass conversion processes
• account for calculation and simulation tools to determine metabolic fluxes
• explain techniques to measure cellular metabolic fluxes

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• assess and select relevant original scientific literature and current scientific methods, models and other tools used in the project and asses the problem of the project and results in relevant scientific and social contexts
• select appropriate modelling strategies
• model carbon fluxes in microorganisms
• manipulate the direction of metabolite fluxes
• propose strategies to genetically optimize production strains
• use software for process design
• perform techno-economic analysis for microbial bioprocesses
• write an electronic project report following the standards of the field of study, include relevant original scientific literature, use the correct terminology, and communicate the research-based foundation and problem and results in writing, graphically and orally in a professionally reasoned and coherent way
• use relevant software to present, analyse and visualize theories, hypotheses and data in writing as well as orally

Course Description / Aims

Cells are commonly used as biocatalysts to transform various materials into products of interest for industry or end-consumers. Rational approaches to engineering cells to better make molecules/products are of crucial technical, economic and scientific interest, in particular in the context of industrial mutations toward sustainable production means. This module provides an advanced knowledge of the cell as a biocatalyst for productions, and the approaches to modify, adapt and study the biocatalysts.

Learning outcomes

• Ability to apply methods of enzymology, protein characterization and analysis
• Ability to design an expression system to produce a specific protein, enzyme
• Understand the composition, advantages, disadvantages, case applications of enzymatic reactors
• Integrate biocatalytic properties of an enzyme for bioprocess design and biotechnological development

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Use innovative biological tools (enzymes, microorganisms, microbial consortia) in processes developed at the laboratory scale
• Integrate the constraints specific to reactor production, at the laboratory reactor scale, in the development of biocatalytic solutions for bioprocesses in order to comply with production specifications
• Modify a bioproduction strain using the principles of genetic, metabolic and biochemical engineering to design or adapt protein production as part of a bioprocess development
• Implement an experimental protocol to modify a protein or enzyme as part of the improvement, adaptation or creation of a biocatalytic process

Course Description / Aims

• Understanding of the challenges of industrial analysis of biomolecules
• Mobilization of analytical techniques for the implementation of analytical strategies in biotechnology or bioproduction
• Mobilization of analytical techniques for the implementation of online analyses in biotechnology or bioproduction

Learning outcomes

• Understanding the challenges of industrial analysis of biomolecule
• Analysis strategy
• Understanding the challenges of industrial analysis strategies for biomolecules from the laboratory to the foot of the production process
• Know the main analytical techniques of biomolecules used in biotechnology and bioprocesses
• Be able to coordinate and evaluate an analysis strategy approach, integrate data from several techniques
• Choosing and implementing the right techniques
• Online analysis & PAT
• Understand the challenges of online analysis for improving the safety and quality of products and manufacturing processes
• Knowledge of the methodology and main on-line analysis techniques for designing, analysing and controlling manufacturing processes in biotechnology and bioprocesses
• Be able to coordinate and evaluate an online analysis process

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Analysis strategy

Propose and implement analysis tools by establishing technological and bibliographic monitoring to optimize production conditions;

Define the process indicators and define a monitoring strategy by selecting the relevant parameters for monitoring the culture and the bioreactor to ensure the compliance of the indicators and the appearance of possible drifts and failures within the framework of permanent monitoring of the process;

Propose and implement a strategy for analysing biomolecules or cells to optimize production conditions.

Course Description / Aims

This module will explore the basic of omics approaches for studying biological systems (cells or microorganisms) in interaction with other biological systems. The student will understand the consequences of these interactions or be able to propose models of synthetic biological systems possessing new functions or allowing the bioproduction of molecules of interest.

Learning outcomes

Understand the concepts of omics approaches and multi-scale analyses for the study of biological systems and metabolic networks

Know the different multi-scale analysis tools allowing the study of the biological system / metabolic networks

Be able to use bioinformatics tools for the analysis of data from omics approaches

Simple omics data analyser

Understand the concepts of integrated and simultaneous analysis of different omics data in order to study cellular mechanisms and their deregulations or to reconstruct biological networks.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Integrate the principles of life at the cellular and molecular scale, upstream of an industrial project, to explore new approaches

Use digital technologies to create biological models or industrial processes to optimize biotechnological applications, biotransformation/bioproduction strategies

Course Description / Aims

Using artificial intelligence for biotechnology and bioprocesses

Use of databases and exploitation of big data for biotechnology and bioprocesses

Use of process/reaction simulation software and knowledge of the use of digital twins for biotechnology and bioprocesses

Learning outcomes

• Know the principles of AI and the main uses for biotechnology
• Discover the tools for digital simulation and the creation/use of digital twins
• Discover the main tools for processing “big data” in biotechnology and bioprocesses

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

• Identify artificial intelligence tools considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Use artificial intelligence tools considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Identify the tools for creating, managing and analysing databases considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Identify the tools for creating, managing and analysing databases considering the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project

Course Description / Aims

This module provides an introduction to frameworks for ethical decision-making in scientific research and professional practice. Concerning the professional Development, this module enables the students to develop professional skills such as communication, project management, and leadership, essential for success in the biotech industry and regulatory agencies.

Learning outcomes

• Regulatory Compliance: Understanding the regulatory frameworks governing biotechnology in the European Union, including laws, directives, and guidelines.
• Communication Skills: Effectively communicating regulatory requirements, compliance strategies, and scientific concepts to diverse audiences in English, French and possibly a third language.
• Comprehensive Understanding: Develop a deep understanding of the EU regulatory landscape governing biotechnology.
• Critical Analysis: Enable students to critically analyse and interpret EU biotech regulations in the context of technological advancements, market dynamics, and societal concerns.
  • Innovation and Compliance: Equip students with the skills to navigate regulatory requirements while fostering innovation in biotechnology, balancing the need for safety and compliance with the drive for technological progress.
  • Global Perspective: Explore the harmonization of EU regulations with international standards and the implications for global biotech markets, preparing students for careers in multinational companies or consulting firms. 

    Skills and competences

    This module will provide the student with the following skills:

    -Comprehensive Understanding: Develop a deep understanding of the EU regulatory landscape governing biotechnology, including key directives such as GMO regulations, medical device regulations, and clinical trial directives.

    – Critical Analysis: Enable students to critically analyse and interpret EU biotech regulations in the context of technological advancements, market dynamics, and societal concerns.

    – Applied Knowledge: Provide opportunities for students to apply regulatory knowledge to practical scenarios through case studies, simulations, and internships in biotech companies or regulatory agencies.

    – Hands-on projects focusing on sustainability challenges and solutions, allowing students to apply language skills, critical thinking, and interdisciplinary knowledge to real-world issues.

    – Develop recommendations for policymakers, industry stakeholders, and civil society organizations to address ethical concerns and enhance the governance of biotechnology within the European Union.

    – Comparative Analysis of European and International Biotechnology Regulations

    – Propose strategies for promoting transparency, accountability, and public participation in decision-making processes related to biotechnology.

   

Course Description / Aims

The student will be working full-time in a company in biotechnologies related to Bioprocesses & Biotechnologies, for a period of 4 months.  It aims to provide students with their first significant experience in a professional environment, exposing them to the relevant technical, managerial, and safety aspects and requirements. The student is guided by a CPE Lyon tutor and a supervisor in the company. The evaluation of the internship will be conducted by the tutor and the supervisor. The final mark is based on the evaluation of the student behavioural & social skills demonstrated during the internship (tutor evaluation report), and of an individual report produced by the student (tutor & supervisor).

Learning outcomes

• Write technical reports based on results obtained from physico-chemical measures (production, research, or development), with associated discussions based on the main objectives of the internship.
• Write a project report including project context, description of the methods, & detailed results.
• Analyse & propose additional conclusions based on the study of several results together.
• Collaborate with the team, other departments, and experts on the field.
• Understand & apply internal rules of procedure, good practices of manufacturing or laboratory.
• Apply protocol or guidelines to operate equipment or conduct an experiment.
• Conduct a short bibliographical study.
• Reach relevant experts, from the team or from other departments, to provide expertise on specific project tasks.
• Communicate through written reports, oral presentations in meetings or seminars, and interpersonal discussions.
• Design & follow a planning for the project execution.
• Demonstrate critical thinking on the methods applied, the results obtained.
• Take initiatives & propose improvements on technical operations.

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

• Complete a mission by solving complex technical problems (with objectives, timelines, cost and quality).
• Behave with creative and independent thinking.
• Present findings and proposals; provide technical expertise and support of decisions made; convey a message with strength and conviction.
• Write a report feting both academic and industrial expectations.

Course Description / Aims

This course module provides the students with a comprehensive understanding of Quality by Design (QbD), Design of Experiments (DoE), and Process Analytical Technology (PAT) and their integrated application to enhance the efficiency and robustness of the bioproduction processes and to enhance product quality.

Learning outcomes

Students will:

Understand the principles and importance of QbD, DoE, and PAT in bioproduction engineering.

Learn how to systematically design experiments using DoE to optimize bioproduction processes.

Gain knowledge of PAT tools and techniques for real-time monitoring and control of bioprocesses.

Understand the integration of QbD, DoE, and PAT for process optimization and quality assurance in bioproduction.

Skills and competences

Students will develop practical skills through case studies and practical exercises in applying QbD, DoE, and PAT to bioproduction processes: Calculate, simulate, and predict the operation of an installation using a digital bioprocess simulation tool in order to transfer from the pilot scale to the industrial scale.

Course Description / Aims

« Peace engineering strives to establish and emphasize the roles and contributions of engineers and scientists in diplomacy and policymaking. This includes promoting science, technology and engineering literacy in policy makers, and increasing diplomacy and policy literacy in scientists, technologists and engineers. »

These tools can assist diplomats, policy makers and the business community in designing and implementing strategies to anticipate and address problems with sustainable solutions that promote human security and wellbeing.

The ultimate vision is to foster a self-sustaining peace industrial complex, where economic impact and return on investments in peace-tech can be measured consistently and predictably for global sustainability.

Learning outcomes

• Interdisciplinary Approach: Encourage interdisciplinary collaboration between students from diverse backgrounds such as law, science, ethics, and policy, reflecting the multifaceted nature of biotech regulation.
• Innovation and Compliance: Equip students with the skills to navigate regulatory requirements while fostering innovation in biotechnology, balancing the need for safety and compliance with the drive for technological progress.
• Global Perspective: Explore the harmonization of EU regulations with international standards and the implications for global biotech markets, preparing students for careers in multinational companies or consulting firms.

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Geopolitical Analysis: Examine the geopolitical factors influencing biotechnology policies and regulations within the European Union, including EU integration, international trade agreements, and geopolitical rivalries.

Ethical Awareness: Foster ethical awareness and responsibility in biotech professionals by exploring the ethical implications of regulatory decisions and industry practices.

Examination of issues of social justice, equity, and access in scientific research and technological innovation.

Discussion of ethical responsibilities of scientists, policymakers, and industry stakeholders in addressing disparities in scientific advancement.

Course Description / Aims

This module aims to deepen the understanding of bioproduction engineering students in assessing and mitigating the environmental impact of bioproduction processes, with a specific focus on carbon footprint and environmental impact analysis.

Building upon the knowledge acquired in the previous Life Cycle Assessment (LCA), this module will focus on carbon accounting methodologies, emissions quantification, and strategies for reducing the environmental footprint of bioproduction processes.

Learning outcomes

Consolidate the understanding of carbon footprint and environmental impact analysis concepts in the context of bioproduction engineering.

Develop skills in quantifying carbon emissions and conducting carbon accounting for bioproduction systems.

Explore advanced strategies for reducing carbon footprint and mitigating environmental impacts in bioproduction engineering.

Analyse real-world case studies and best practices in environmental sustainability within the bioproduction industry.

Foster critical thinking and problem-solving skills for optimizing bioproduction processes while minimizing environmental impact

Skills and competences

This module will provide the student with the following skills:

Develop a mitigation plan integrating LCA results and carbon footprint reduction strategies;

Present project results and recommendations for environmental improvement and optimisation of bioproduction processes.

Course Description / Aims

In this Track students will acquire advanced knowledge of cells modifications principles, enzyme improvement, and development of the first step of the scale-up process, at laboratory scale. A broad assessment of scientific and technical methods and technologies for research and development will be taught and aims to provide the student with technical skills usable for research and development in laboratories, in the industry or academia, in a varied array of fields: biopharmaceutical, biotechnologies, chemical (bio)productions, food technologies, etc. The Track is composed of five modules providing both theoretical and practical knowledge, with an emphasis on projects and tutorials:

1. i) Biocatalysis and Chemical Biology for bioprocessing, takes interest in using enzymes for biochemical transformation of materials,
2. ii) System Biology and Synthetic Biology, provides deep knowledge in the use of computational tools to develop and improve bioprocesses

iii) Bioprocess Design and Engineering, provides a good understanding of how to scale-up a production from flask to laboratory scale reactor

1. iv) de novo Enzyme Design is a shared module with Track 3, and emphasizes computational methods to study and develop enzymes from scratch
2. v) Sustainable Design and Development, providing key understanding elements for future engineers to integrate sustainability considerations immediately at the laboratory stage

Learning outcomes

• Master the methods and principles to design and experimental procedure to improve cells, enzymes, or products for a production process
• Ability to use advanced computational tools to analyse data on biologic materials, from pure biomolecules to complex consortia of organisms
• Integrate the European sustainability principles into the research and development procedures to improve processes sustainability
• Deep understanding of enzyme functioning, utilization and characterization for chemical biology, biocatalysis and enzymatic bioprocesses
• Design a development strategy including cutting edge methods in wet biology, computational biology, biochemistry and process engineering
• Ability to apply the intensification to experimental research by the use of high-throughput technologies

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

• Design a bioprocess improvement strategy to reduce its environmental impact
• Integrating circular bioeconomy concepts into the development and/or optimization of bioprocesses
• Design an experimental strategy to create or improve a bioproduction
• Integrating new digital approaches into the development of new biocatalysis
• Design an in-vitro and in-silico experimental strategy to create or improve enzymes

Course Description / Aims

In This Track, Students will acquire advanced knowledge of in bioprocess engineering for applications in the biopharmaceutical, industrial biotech, chemical industries or food tech industries. It composes of 5 different modules that provides to the student solid skills in bioprocess design, dimensioning, scale-up and optimisation and transition from lab to industrial production. Students will explore the conventional unit operations in bioprocesses engineering as well as innovative technology and bioprocess intensification (continuous bioprocessing, High Cell Density Cultures processes, waste limitation, improvement of energy yields, miniaturisation, etc.). A substantial part will be dedicated to a case study or industrial example, executed in teams of 4-6 participants, on the design of a bioprocess.

Learning outcomes

Master the specificities of equipment associated with the culture of animal or microbial cell for biomass or biomolecule production

Design, implement and optimize an upstream process and downstream process in response to specifications for producing a biomolecule or bio sourced product in in the global context of sustainability.

Be able to implement or optimize a process for cultivating microalgae or plants in a bioreactor in response to specifications.

Know the methodology and intensification technologies, at the laboratory and production scale.

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

Design, implement and optimize the production process (USP/DSP) of a biological agent, biological or biosourced product on an industrial scale allowing the improvement of the efficiency, productivity and sustainability of Bioprocesses

Course Description / Aims

In This Track, Students will acquire advanced knowledge of in computation biology for applications in the biopharmaceutical, industrial biotech, chemical industries or food tech industries. It composes of 5 different modules that provides to the student solid skills with in-silico tools: Artificial Intelligence, Big Data, Data management, Machine Learning, Bioinformatics, Python programming, Process Simulation, Protein design.

A substantial part will be dedicated to projects, executed in teams of 4-6 participants, on bioprocess applications.

Learning outcomes

• Develop a digital twin of a bioprocess
• Use and adapt AI & machine learning tools for biotechnology and bioprocesses.
• Through simulation, design, implement and optimize an upstream process and downstream process in response to specifications for producing a biomolecule or bio sourced product in in the global context of sustainability.

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

• Implement scale up methods by sizing the bioprocess to reach a given production volume with a view to developing the bioprocess on an industrial scale.
• Implement scale transfer methods (scale down) using simulation tools and mobilizing bibliographic resources for bioprocesses in order to test the effectiveness of the process
• Identify the causes of possible anomalies using analytical methodologies/tools in order to guarantee product quality and maintain production stability
• Select avenues for correcting deviations and/or malfunctions and propose technological and strategic tools for improving and optimizing processes.
• Analyse and take into account the specificities of the biological or biosourced product to be concentrated/purified by integrating the principles of separative approaches in order to design the DSP phase of a bioprocess
• Design the isolation, purification and concentration process to be implemented by choosing the equipment necessary to develop the process on a pre-industrial scale (laboratory and pilot).
• Implement mathematical, statistical and probability tools to exploit and represent experimental data
• Apply numerical methods of integration and equation resolution
• Implement tools: calculation platform, spreadsheet, simulation software (Matlab, xppaut, Excel) for data analysis
• Implement IT tools for data representation and modelling
• Formulate the numerical simulation of a complex problem
• Arguing the choice of specific algorithms
• Formulate mathematical models based on differential equations for xxx biological reaction pathways
• Use bioinformatics tools for the integrative and simultaneous analysis of data from different omics approaches
• Perform multivariate and multi-scale analyses using digital technologies to study biological systems and metabolic networks
• Develop mathematical models using specific software and numerical tools to simulate and analyse biochemical reaction pathway models
• Identify the tools for creating, managing and analysing databases taking into account the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Create and operate databases
• Simulate bioprocesses using digital twins
• Develop scripts in Python and use process/reaction simulation tools taking into account the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Identify artificial intelligence tools taking into account the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Use artificial intelligence tools taking into account the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Create scripts in Python and use process/reaction simulation tools taking into account the specificities of the biological agent to optimize a bioprocess or a biotechnology project
• Use Machine Learning to automate and improve the analysis of omics technique results
• Use digital technologies and data analysis for the development of new optimized cell strains in order to improve bioproduction/biotransformation processes
• Exploiting the results of omics sciences to improve bioproduction/biotransformation processes
• Design, activate and characterize an improved enzyme
• Design an enzyme de novo
• Modify, adapt and study biocatalysts using different screening methods
• Select the appropriate enzymes to produce a given molecule of interest by biocatalysis based on bibliographic and database searches
• Selecting the Right Combination of Design and Screening Methods
• Propose and design an expression system for enzyme production
• Size the biocatalytic reactor (enzymatic or cellular)

Course Description / Aims

This Six-month internship takes place from February to July at the end of the fifth year of the engineering curriculum and is currently named “End-of-Study-Project” or “ESP”. It involves applying the teachings of the school to an industrial or applied fundamental research subject, taking into account the scientific, technological, economic, international and industrial property aspects specific to the subject. The internship requires a level of autonomy and responsibility equivalent to what is expected of a junior engineer.

Learning outcomes

To apply the teachings to the study of a concrete problem by carrying out a mission at the level of a junior engineer. The intern must consider the bibliographic, scientific, technological, and economic aspects related to the subject. A school tutor supervises the intern.

Skills and competences

This module will contribute to get the student with the following skills:

• Mobilize resources from a broad field of fundamental sciences.
• Know and understand a specialized scientific and technical field.
• Identify and clarify the problem(s).
• Select resolution methods or propose innovative solutions.
• Design, select, or appropriate techniques, resources, and tools.
• Implement technical solutions (installation, processes, methods, etc.).
• Analyse a subject in its entirety.
• Synthesize and take into account intermediate and final results.
• Write a report
• Communicate results, present a report

Contents – contact hours and Teaching methods

The intern is supervised by an engineer from an industrial company or by a researcher from a university or industrial laboratory. A school tutor, appointed during the establishment of the internship agreement, is responsible for monitoring the internship. The End-of-Studies Project (PFE) results in a report and a presentation.

The PFE internship is supported by a 4 hours meeting on internship preparation. The objectives and expectations of the internship will be presented. An introduction to job search techniques will also be addressed. Students will advance their reflection on their professional project using the competency portfolio methodology.

The intern must have fulfilled all examinations as required by the school regulations before getting to the internship.

Assessment

The End-of-Studies Project (ESP) results in a report and a presentation. The internship supervisor at the company is required to evaluate the work and behaviour of the student using a detailed evaluation form.

The evaluation of the intern by the company, as well as the writing of the internship report, allow for the assessment of professional behaviour and skills, the scientific and technical quality of the project, and the ability to write a report.

Acquis de la formation

Ce module reprend les cours d’électricité de niveau Bac+2 et introduit les composants de bases de l’électronique : de la jonction PN jusqu’aux transistors.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Décrire le fonctionnement des diodes de signal, Zener, Schotky.
• Décrire le fonctionnement des transistors bipolaires, et à effet de champs (à jonction et à grille isolée)
• Calculer le point de repos d’un circuit électrique comprenant au plus 2 composants non linéaires (diode et/ou transistors),
• D’identifier des fonctions analogiques de bases à diode (calage, redressement, logique, référence de tension…)
• D’utiliser un transistor pour réaliser un amplificateur de tension.
• D’identifier la configuration dynamique de l’amplificateur, et de quantifier ses performances (gain en tension, impédance d’entrée, impédance de sortie, bande passante) à l’aide d’un modèle petit signal.
• D’utiliser de te dimensionner des condensateurs de couplage et de découplage

Contenu

• Calcul de circuit : Théorème fondamentaux, présentation des composants de base, Equivalent Thevenin/Norton, notion de condensateur de couplage/découplage
• Diodes :

1. De la jonction PN idéal à la diode réelle,
2. Diodes Zéner, Schoktty
3. Polarisation d’une diode, montages à diodes de bases
4. Zéner en inverse, Effet tunnel, Effet d’avalanche, notion de résistance dynamique

• Transistors bipolaires :

1. Présentation, fonctionnement
2. Modélisation statique, Mode de polarisation
3. Le transistor en interrupteur : introduction (complété dans le module N1)
4. Le transistor en amplificateur :

– Principe, modèle dynamique,
– Les configurations d’amplificateur et leurs caractéristiques,
– Amplificateur multi-étages

• Le transistor à effet de champs :

1. JFET, MOSFET : principe de fonctionnement, polarisation, modèle dynamique

• Amplificateur de tension à étage

Prérequis

• Physique générale de niveau Bac+2 : notion d’ARQS, Calcul de circuits, Régimes transitoires 1er et 2nd ordre, Diagramme de Bode, Notion d’impédance.
• Module P1

Pédagogie

CM : 10h / TD : 8h / TP : 8h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 3h

Bibliographie

Livre d’électronique de prépa (calcul de circuit)/ J. Blot / Allen, chapitre XXX

Acquis de la formation

L’objectif de ce module est de présenter l’AOP. L’accent est d’abords mis sur sa mise en oeuvre dans les montages de bases, en insistant sur la notion de compromis gain/bande et la gestion des modes communs. Ensuite, lors de l’étude de l’architecture interne d’un AOP, les briques de bases de l’électronique analogique sont présentées et étudiées.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Mettre en oeuvre un AOP dans un montage amplificateur de tension en gérant les problématiques de mode commun, de slew-rate, de bande passante, d’offset.
• Choisir un AOP à partir d’une documentation technique et d’un cahier des charges pour une application donnée.
• Déterminer le rôle d’une fonction analogique mettant en oeuvre un ou plusieurs AOP(s).
• Identifier le régime de fonctionnement d’un AOP dans un montage et comprendre les rôles de la rétroaction.
• Quantifier et corriger un problème de stabilité lorsqu’une rétroaction (ou plusieurs) sont présentes.
• Analyser qualitativement une architecture interne d’AOP et faire le lien entre cette architecture et les performances de l’AOP.
• D’expliquer la nécessité et décrire le principe d’une compensation fréquentielle.

Contenu

Mise en oeuvre d’un amplificateur opérationnel :

• Présentation du composant AOP (caractère idéal, non-idéalités : origine, OdG, conséquences)
• Rétroaction et conséquence, fonctionnement en régime linéaire et saturation
• Montages de base en régime linéaire et non-linéaire
• Performances dynamiques et analyse de la stabilité des montages de base en régime linéaire
• Gestion des tensions de mode commun

Architecture interne d’un amplificateur

• Briques analogiques de base : paire différentielle, charge active, référence et miroir de courant, étage de sortie push/pull de classe A, B et AB.
• Effet Miller et son utilisation pour la compensation fréquentielle d’un AOP
• Analyse de quelques architectures internes

Prérequis

A1 (Transistors et étages amplificateurs) / MS1 (Transformée de Laplace) / MS4 (Automatique)

Pédagogie

CM : 12h / TD : 6h / TP : 8h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 3h

Bibliographie

– Bouquin d’elec de prépa (AOP)
– Horowitz, chapitre XXX
– Allen, chapitre XXX

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Concevoir et optimiser des circuits et fonctions complexes combinatoires
• Réaliser une maquette dont les fonctions implémentées sur CPLD interprètent des valeurs fournies en entrées par des périphériques et gèrent les affichages et actionneurs en sortie.

Contenu

Représentation des nombres

• Décimal, binaire, octal, hexadécimal…
• Passage entre les bases.
• Représentations des nombres signés, en virgule fixe et virgule flottante

Fonctions logiques et opérations de base

Simplification des fonctions logiques

• Méthode algébrique
• Méthode de Karnaugh

Circuits combinatoires usuels

• Encodeur/Décodeur,
• Transcodeurs,
• Multiplexeur/Démultiplexeur

Opérations et circuits arithmétiques

• Additionneur binaire (half & full adders)
• Soustracteur binaire (half & full)
• Additionneur/Soustracteur

Technologie des Circuits intégrés numériques

• TTL : circuits logiques à diodes et transistors bipolaires
• CMOS : circuits logiques à transistors MOS
• Autres : BiCMOS,…

Circuits Programmables – CPLD

• Architecture CPLD CoolRunner – Xilinx
• Introduction et prise en main de ISE

Prérequis

• Connaissance de l’algèbre de Boole. / Physique générale de niveau bac+2.
• A1 : Calcul de circuits, Diodes.

Pédagogie

• Cours dynamique avec exemples à l’appuie
• TP/projet dont les objectifs sont fixés dès le début et dont les objectifs sont atteints progressivement au travers des enseignements en parallèle.

Lien évaluation-compétences

• 20% : évaluation 1er partiel axé représentation des nombre et technologies des circuits numériques
• 40% : évaluation 2ème partiel axé sur la conception et optimisation de circuits combinatoires
• 40% : évaluation pratique axée sur la réalisation sur maquette et outil de conception et d’implémentation de logique matérielle sur carte programmable.

Bibliographie

Logique combinatoire et séquentielle : méthodes, outils et réalisation, Claude Brie, 2003.

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Comprendre les bases de la logique séquentielle : concept des bascules et ses applications dans des circuits classiques (registres et compteurs)
• Expliquer le fonctionnement d’une machine d’état.
• Implémenter ces concepts sur FPGA dans un projet de TP

Contenu

Les bascules

• Bascules bistables RS, D, JK, T…/ Monostable / Astable/ Bascule de Schmitt

Les compteurs

Les compteurs asynchrones/ synchrones
Les compteurs intégrés (TTL, CMOS)

Application des compteurs

• Diviseur de fréquence / Mesure de fréquence
• Mesure du temps / Horloge numérique

Les registres

• Mode opératoire série ou parallèle

1. Ecriture et lecture en parallèle /Ecriture et lecture en série (registre à décalage)
2. Ecriture en série et lecture en parallèle
3. Ecriture d’un mot dans un registre /Lecture d’un mot contenu dans un registre

• Etude de registres en circuits intégrés 74164/94

Application des registres

• Conversion S/P et P/S
• Ligne à retard
• Multiplication et division par 2n
• Compteur en anneau et compteur Johnson
• Génération de séquences pseudo-aléatoires

Introduction aux machines d’états (Moore, Mealy)

Prérequis

N1: Conception et mise en oeuvre de circuits numériques combinatoires sur composant programmable de type CPLD

Pédagogie

• Cours dynamique avec exemples à l’appuie
• TP/projet dont les objectifs sont fixés dès le début et dont les objectifs sont atteints progressivement au travers des enseignements en parallèle.

Lien évaluation-compétences

• 30% : évaluation 1er partiel axé éléments séquentiels et leurs applications (bascules et compteurs)
• 30% : évaluation 2ème partiel axé registres, leurs applications et machines d’états
• 40% : évaluation pratique axée sur la conception d’une architecture incluant des éléments de calculs, de mémoire et de contrôle (machine d’états) implémentée sur FPGA.

Bibliographie

• Logique combinatoire et séquentielle : méthodes, outils et réalisations, Claude Brie, Ellipses, 2003.
• Electronique numérique – Architecture, VHDL, technologie des circuits programmables, Antoine d’Hermies, Dunod 2020

Acquis de la formation

Ce module s’inscrit dans la continuité du cours de physique quantique de MP/PC. Une mise à niveau sera prévue pour les étudiants issus de la filière PSI. L’objectif du module est de fournir aux étudiants les notions et les outils nécessaires à la compréhension des dispositifs électroniques à base de matériaux semiconducteurs dopés (dispositifs vus dans le module A1). A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Résoudre l’équation de Schrödinger dans les cas d’école simples : puits de potentiel (de profondeur finie et infiniment profond), marche de potentiel, effet tunnel, oscillateur harmonique
• Comprendre, modéliser et analyser une jonction PN

Contenu

• Mécanique quantique : équation de Schrödinger stationnaire et application aux cas d’écoles (puits infiniment profond, puits de profondeur finie, effet tunnel, oscillateur harmonique), électron dans un puits de potentiel périodique 1D
• Statistique de Fermi-Dirac : limite de la statistique de Maxwell-Boltzmann, gaz d’électrons libres
• Physique des semi-conducteurs : notion de masse effective, mobilité, dopage P, N, contact SCN/SCP, jonction PN, équation de Schokley

Prérequis

Physique générale de niveau Bac+2

Pédagogie

CM : 14h / TD : 14h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 3h

Bibliographie

• J. Hladik, M. Chrysos, Introduction à la mécanique quantique (Dunod)
• H. Mathieu, Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques (Dunod)

Acquis de la formation

Ce module s’inscrit dans la continuité du module P1. A partir de la description de la jonction PN, l’étude porte sur le fonctionnement des dispositifs de type transistors bipolaires et à effet de champs. Le procédé de fabrication standard CMOS est également présenté. A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Comprendre et modéliser le fonctionnement des transistors bipolaires et à effet de champ (à jonction ou à grille isolée)
• Citer les différentes étapes technologiques d’un procédé de fabrication CMOS et citer les ordres de grandeur de la filière silicium

Contenu

• Contact P-N-P et N-P-N : les transistors bipolaires
• Contact Metal-Oxyde-SC (N ou P)

1. Capacité MOS, Effet de champs
2. MOSFET (à enrichissement, à appauvrissement, de type N et P)

• Contact Métal-SC : Transistor JFET
• Aspect technologique :

1. Procédé CMOS : notion de substrat, caisson, jonction parasite, bipolaire parasite
2. Simulation process, imperfection aux interfaces, conséquences

Prérequis

Module P1

Pédagogie

CM : 14h / TD : 10h / TP : 4h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h
• Note pratique (compte rendu de TP)
• Note de bibliographie en travail personnel

Bibliographie

H. Mathieu, Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques (Dunod)

Acquis de la formation

Ce module reprend, synthétise et approfondie les notions d’analyses vues en mathématiques en classes préparatoires afin de fournir aux étudiants des outils d’analyses spectrales utilisés en électroniques et en signal. A l’issue du module, les étudiants seront capables :

• d’identifier si une situation est susceptible d’être traitée par la transformée de Fourier et de discerner si elle peut l’être de façon analytique ou par une méthode numérique.
• Concevoir et implémenter des algorithmes en vue d’un traitement numérique (Matlab ou Python)

Contenu

• Calcul intégral (2h CP, 2h TD)
• Espaces de Hilbert (1h CM, 2h TD)
• Théorie des distributions (2h CM, 2h TD)
• Séries de Fourier (1h CM, 1h TD)
• Transformée de Fourier des fonctions et des distributions (4h CM, 4h TD, 6h TP)
• Transformée de Laplace (2h CM, 3h TD)

Prérequis

• Analyse niveau prépa (espaces pré-hilbertiens, séries numériques et séries de fonctions, calcul intégral simple et double)
• Bases de programmation

Pédagogie

CM : 10h, TD : 10h, TP : 6h
L’accent est mis sur une approche concrète et intuitive des concepts, que l’on illustre via l’outil informatique, plutôt que sur une introduction formelle et théorique, comme on peut le voir dans la plupart des ouvrages universitaires. Le cours est approfondi par des exercices relativement classiques, à résoudre « à la main », afin de se familiariser avec
les concepts importants (comme par exemple les propriétés de la transformée de Fourier) et d’entraîner son esprit au maniement des outils introduits (produit de convolution, distribution de Dirac). Pour affiner encore un peu plus la compréhension de ces concepts et de ces outils, des exercices spécifiques, à modéliser et à résoudre par l’informatique (programmation Matlab), sont également proposés.

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 3h (avec une ou plusieurs questions permettant d’évaluer l’aspect « méthodes numériques »).

Bibliographie

The Fourier Transform and its Applications, R. N. Bracewell, McGraw-Hill International Editions

Acquis de la formation

L’objectif de ce module est de donner les bases du traitement du signal continu. Dans un premier temps, il s’agira d’introduire différentes représentations et opérations permettant de caractériser le contenu d’un signal, notamment dans le domaine fréquentiel. Ensuite, le filtrage linéaire invariant dans le temps sera abordé afin de permettre la caractérisation de l’effet d’un filtrage sur un signal continu. Un lien fort sera établi avec l’électronique analogique, utilisée comme application privilégiée.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Choisir un espace de représentation pertinent pour l’étude des caractéristiques d’un signal
• Mettre en oeuvre des opérations usuelles sur des signaux continus (décalage, corrélation)
• Effectuer et interpréter l’analyse spectrale de signaux continus
• Caractériser un filtre linéaire et invariant dans le temps (causalité, stabilité, réponse fréquentielle)

Contenu

Classes de signaux

• Grandeurs caractéristiques (moyenne, puissance, énergie)
• Classification énergétique
• Déterministe versus aléatoire
• Signaux et opération usuels (translation, facteur d’échelle, périodisation)

Analyse spectrale

• Rappels sur la Transformée de Fourier, propriétés
• Transformées de Fourier usuelles
• Dualité temps-fréquence

Fonctions de corrélations et convolution

• Autocorrélation et intercorrélation (définitions, propriétés)
• Densités spectrales d’énergie et de puissance
• Convolution (rappels, propriétés)
• Théorème de Plancherel

Filtrage linéaire

• Lien convolution/filtrage, réponse impulsionnelle
• Causalité, stabilité
• Réponse fréquentielle (gain complexe)
• Fonction de transfert (rappels Laplace)
• Gabarits fréquentiels et famille de filtres (passe-bas/haut/bande, diagramme de Bode, atténuation à – 3dB)

Introduction aux signaux aléatoires -> enchainement par rapport à proba ?

• Description et propriétés (stationnarité, ergodicité, autocorrélation)
• Notions de bruit (description spectrale de bruits colorés)
• Rapport signal-à-bruit

Prérequis

MS1 (Transformées Fourier/Laplace, distributions)

Pédagogie

CM : 10h/ TD : 8h / TP : 8h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 2h

Acquis de la formation

Le module est abordé dans une perspective utilisateur de solution logiciel de microélectronique sous environnement UNIX. Les étudiants seront capables de :

• Expliquer les concept d’un système d’exploitation UNIX
• Mettre en place un environnement de travail spécifique (shell, éditeurs, fichiers de configurations,etc)
• Identifier et utiliser les protocoles de communication adaptés (TCP/IP, FTP, NFS, etc)
• Utiliser les lignes de commandes et fonctionnalité sous UNIX
• Réaliser des scripts en bash et en Skill pour lancer une campagne de test sous Cadence :

1. Écrire, et exécuter un programme composé de plusieurs fonctions
2. Choisir et utiliser les modes de stockage de données et d’affichage
3. Partager des programmes simples avec un outil de version de type Git

Contenu

Structure du système d’exploitation dans une perspective utilisateur :

• Noyau,
• Structure de données,
• Représentation interne des fichiers (« mounting »).

Configuration d’un environnement de travail et Shell :

• OS ( RedHat, CentOS,Alma-Rocky-Linux) et Console (konsole, xterm, gnome-terminal)
• Commandes Shell (bash, sch, tcsh, etc)
• Variable d’environnement, gestion des droits utilisateurs
• Shell sous windows (MobaXterm, Windows Subsystem for Linux)

Navigation et gestion de l’environnement de travail :

• Editeurs (emacs, vi, gedit)
• Lignes de commandes (echo, ls, cat, find, kill, mount etc.)
• Raccourcis des lignes de commandes (bind keys)
• Boite à outils Linux (gnuplot, convert, etc)
• Interface graphique –X (gnome, KDE, Cinnamon)

Scripts et programmation

• Boucle for, if, case, while, until
• Stream editor(sed), grep, chmod, etc.

Gestion de serveur distant et taches parallélisées

• SSH (config, authorized_keys), FTP
• VNC, Nomachine, X2Go, thinlinc, xRDP
• Lancement de tache sur serveur de calcul (qsub, jobs : UGE/SGE/SLURM)

Mise en place d’un suivi de version de code sous Git

Prérequis

AN4, Notions d’algorithmie : variable, fonction, boucles

Pédagogie

Cours/TD : 10h – TP : 16h

Lien évaluation-compétences

Mini Projet

Acquis de la formation

ANGLAIS

A l’issue de ce module les étudiants auront acquis et amélioré des compétences en Communication (le parler, l’écoute, l’écrit, la lecture) dans la langue cible afin d’effectuer les tâches assignées* suivantes à un niveau défini avec le formateur. Le niveau de compétence à atteindre est défini sur l’échelle CECRL, niveau B1(minimum) ou B2 ou C1ou C2

Prérequis

Aucun

Contenu

TACHES ASSIGNEES : ANGLAIS*

• Expliquer des processus/systèmes industriels et en faire une présentation orale sous forme d’un poster.
• Lire et analyser des documents/publications de sujets scientifiques cohérents avec le cursus.
• Prendre des notes à partir de cours magistral/ d’une conférence, et en rédiger un compte rendu.
• Rédiger: une lettre de registre formel (lettre des lecteurs de presse..); une lettre de registre informel (lettre de demande d’information auprès d’un élève en AEE….)
• Suivre et rapporter sur, (à l’oral et à l’écrit), un sujet d’actualité en cours, et en faire une analyse.

TACHES ASSIGNEES : LV2*

• Comprendre et expliquer des aspects et références culturelles relatives à la langue enseignée et relatives à sa propre langue et culture
• Parler de soi-même et des autres
• Faire un exposé sur un sujet de civilisation
• Argumenter sur/débattre un thème académique
• Réussir une simulation d’ entretien d’embauche avec lettre de motivation et CV

TACHES ASSIGNEES: LV2* Débutant

Tâches différentes en fonction de la langue étudiée.

MOYENS/CONTENUS – Anglais/LV2

• Implémentation individuelle d’un système d’apprentissage
• Application des Stratégies pour Résoudre des Problèmes de Communication (SRPC)
• Apprentissage des éléments langagiers relatifs à la communication dans la langue cible.
• Apprentissage des éléments langagiers spécifiques aux tâches assignées citées ci-dessus
• Sensibilisation au langage

Bibliographie

Aucune

Lien évaluation-compétences

Les élèves sont évalués et notés sur :

• leur niveau de compétence à communiquer dans la langue traitée à chaque cours, leur “interlangage” (basic learner variety)
• leur niveau de compétence qui se manifeste lors de l’exécution des tâches assignées élaborées ci-dessus.

Pour ce module, choisir un enseignement “Éthique et formation humaine” dans la liste proposée.

Acquis de la formation

Les enseignements de SHES (Sciences Humaines, Economiques et Sociales) permettent de situer l’action de l’ingénieur dans le contexte économique, politique, social et culturel. Ils permettent également aux élèves de développer, leurs aptitudes au management et à la prise de décision. La répartition des enseignements et interventions en SHES, sur les 3 années de formation de l’ingénieur, obéissent à une progression qui part de l’individu (connaissance de soi et de son environnement) vers la professionnalisation (management, management projet etc.).

Acquis des enseignements d’ouvertures

Ethique et formation humaine

• S’ouvrir à la culture en saisissant le sens de son appartenance au groupe, au social.
• Accéder à la distance qui permet de penser en faisant preuve de discernement.
• Approcher la complexité du monde à la lumière d’une lecture critique des évènements
• Ces objectifs traverseront les thèmes suivants :

1. Sociologie des organisations
2. Engagement et exercice de la responsabilité
3. Sensibilisation à la psychologie : un regard sur la vie psychique
4. Relations Internationales : géopolitique,
5. Économie et Politique
6. Les expériences de la vie ordinaire au regard de la psychanalyse
7. Relations Internationales : la mondialisation
8. Sciences, technique et humanité
9. Lecture de l’événement

Economie

• Connaître l’environnement économique pour comprendre la nécessité de la performance : macroéconomie, micro-économie et gestion des personnes.
• Décrypter les grandes tendances de la mondialisation
• Comprendre le rôle de l’Etat (ex : le traitement du chômage) et les politiques publiques
• Articuler les concepts économiques avec des points d’actualité en privilégiant les axes de la responsabilité et de la solidarité.
• Développer ces capacités à communiquer dans le cadre de débats d’idées.
• Articuler les concepts abordés au Projet Création d’Entreprise y compris quant au statut juridique de l’entreprise.

Formation à l’économie :

• Connaître l’environnement économique pour comprendre la nécessité de la performance : macroéconomie, micro-économie
• Articuler les concepts économiques avec des points d’actualité en privilégiant les axes de la responsabilité et de la solidarité.
• Se familiariser avec le fonctionnement de la bourse et de quelques mécanismes financiers à partir de mises en situation.
• Développer ces capacités à communiquer dans le cadre de débats d’idées.

Prérequis

Aucun

Contenu

Ethique et formation humaine : les étudiants ont le choix entre 10 modules :

· Comprendre le monde : d’hier à demain
· La science vue par les médias
· Intelligence du changement
· La démocratie numérique
· Faits et valeurs
· Relations humaines : du singulier au pluriel
· Management socio-productif
· Anthropologie et religions
· Sociologie de l’innovation
· Culture éthique et scientifique

Économie

• L’environnement de l’entreprise ; distinction macro-micro-méso économie
• Les apports théoriques : la pensée libérale, la pensée keynésienne et néo-Keynésienne
• Les mutations de l’entreprise

1. Le paysage de l’entreprise française : PME-PMI ; TPE, Start Up etc. – Statistiques -Tableaux
2. La tendance actuelle : les concentrations, prise de contrôle, prise de participation, OPA et fusions
3. Évolution du partage de la valeur ajoutée (définition de la valeur ajoutée)

• La mondialisation
• Régulation par le marché. Un exemple : le marché du travail
• Régulations par l’Etat

Bibliographie

• Tout est langage – Françoise DOLTO
• Jeu et réalité – D. WINNICOTT
• CROZIER M., FRIEDBERG E., (1977), L’acteur et le système. Les contraintes de l’action collective, Paris, Seuil.
• DURKHEIM Émile, Les règles de la méthode sociologique, PUF, 1937
• Karl Popper, La logique de la découverte scientifique, Payot 1973
• Thomas Kuhn, La structure des révolutions scientifiques, Flammarion, 1983
• Hans Jonas, Le principe de responsabilité, Cerf, 1993
• Jean-Christophe Merle, Justice et progrès, PUF, 1997
• Frédéric Worms, Droits de l’homme et philosophie, Presses Pocket, 1993

Bibliographie Economie :

• Périodiques : Revue Alternatives Économiques, Eco flash, Problèmes Économiques, J.M.ALBERTINI / A.SILEM : Comprendre les théories économiques, Poche – Editions Points Seuil (2011)
• J.GENEREUX : Jacques Généreux explique l’économie à tout le monde, Editions SEUIL (2014)
• J.GENEREUX : Introduction à l’économie Poche – Editions Points Seuil (2001)

Lien évaluation-compétences

Rédaction de dossier, exposé.

Acquis de la formation

A partir de l’étude des amplificateurs opérationnels (module A2) et des transistors (module A1), les fonctions analogiques élémentaires sont présentées avec pour objectif de savoir analyser un montage complet en le
découpant par fonction.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

– Analyser un montage existant par découpage en fonctions élémentaires
– Reconnaitre et mettre en oeuvre des fonctions élémentaires :

• Amplification / Comparaison
• Génération de signaux
• Filtrage
• Conversion Analogique Numérique et Numérique Analogique (CAN / CNA)
• Régulation de tensions

– Analyser une documentation technique pour en extraire les informations pertinentes
– Choisir les composants et montages appropriés pour interfacer différents capteurs

Contenu

En plaçant les étudiants dans le contexte de l’acquisition de signaux issus de capteur, ils étudient chaque bloc de la chaine vis-à-vis de l’ensemble du système pour en déduire des spécifications pour le dimensionnement. Ils étudient pour chaque fonction le principe de fonctionnement et le
dimensionnement :

– Génération de signaux (multivibrateur, oscillateurs à relaxation, à quartz)
– Filtrage

• Classification des filtres (filtres idéaux, filtres réels, imperfections),
• Principe de la synthèse d’un filtre actif,
• Méthode pratique de réalisation des filtres actifs,

– Conversion Analogique Numérique et Numérique Analogique (CAN / CNA)

• Principes fondamentaux (échantillonnage, bruit, dynamique)
• Familles de convertisseurs (Flash, Pipeline, R2R, etc.)
• Interfaçage avec les microprocesseurs

– Régulateurs de tensions

• Les références de tension (PTAT) et les régulateurs linéaires
• Cas particulier des LDO

Prérequis

A1 (Transistors et étages amplificateurs), A2 (Mise en oeuvre d’AOP), MS1 (Transformée de Laplace), MS4 (Automatique), N1 (Fonctions logiques combinatoires), N2 (Fonctions logiques séquentielles).

Pédagogie

• CM : 10h
• TD : 8h
• TP : 8h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 3h

Bibliographie

• Amplificateurs opérationnels (I et II)– M Girard
• Régulateurs linéaires – M Girard
• Filtres Actifs – Paul Bildstein

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Identifier et comprendre les principaux éléments composant une architecture d’ordinateur
• Comprendre les différentes phases d’exécution d’une instruction, modes d’adressage ainsi que les différentes solutions de décodage
• Comprendre le lien entre les couches d’abstraction et particulièrement le passage d’un environnement matériel à un environnement logiciel
• Appliquer ses connaissances sur Microcontrôleur lors de TP, les étudiants maitriseront aussi les interruptions et la configuration des PIO.

Contenu

• Introduction : loi de Moore, principe et architecture de Von Neumann, différentes couches d’abstraction.
• Unité Centrale : registres, UAL, BUS, multiplexage
• Mémoire : hiérarchie en mémoire, types de mémoire, bancs de registres, modes d’adressage.
• Jeu d’instructions : architectures CISC et RISC, cycles d’exécution d’une instruction, format des Instructions, modes d’adressage.
• Décodeur : types de décodeurs, exécution d’une micro-instruction
• Interruptions : niveau de priorité, la pile et sauvegarde du contexte, types d’interruptions, principes d’armement et de masquage
• Périphériques entrée et sorties : architecture de sortie, instructions d’entrée et de sortie, registre de configuration d’un PIO, handshake
• Pipeline et scalarité : pipeline d’instruction et ses limitations, superscalarité
• Introduction au microcontrôleur étudié : présentation de l’architecture, présentation de la mémoire, boutisme
• Langage assembleur : structure du langage, instruction Set Architecture (arithmétiques, accès mémoire, comparaison, branchement & conditions et registre d’état), structures de contrôle en assembleur, structures de données : chaînes de caractères et tableaux
• Fonctions et périphériques : invocation et retour : langage C et assembleur, sauvegarde du contexte et pile (Assembleur) / fonctions avec argument (C), périphériques : modules programmables, système des Bus, GPIO et configuration, masquage
• Interruptions : mapping des périphériques, routine d’interruption de service (ISR), interruption et polling, configuration d’une interruption

Prérequis

N1, N2

Pédagogie

Cours théorique renforcé par des exemples existants dans l’industrie. TP guidés sur carte STM32 +
Petit projet portant sur la programmation des GPIO d’un microcontrôleur.

Lien évaluation-compétences

• 30% : évaluation 1er partiel axée sur l’exécution des instructions (phases et adressage) au sein d’un séquenceur d’une architecture classique de Von Neumann
• 30% : évaluation 2ème partiel axée sur les interruptions et les PIO dans une architecture classique de Von Neumann
• 40% : Evaluation de séances de TP et projet réalisés sur microcontrôleur (STM32)

Bibliographie

Manuels de programmation et d’architecture des cartes STM32

Acquis de la formation

Ce module se base sur les connaissances acquises en classe préparatoire pour décrire l’interaction matière-lumière.
Il présente les principaux dispositifs d’émission, de réception et de transmission de lumière utilisés en électronique.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Décrire les interactions lumière-matière
• Mettre en oeuvre une diode laser, une photodiode, une LED, une fibre optique
• Comprendre et décrire les propriétés ondulatoires de la lumière

Contenu

La lumière :

• Dualité onde-corpuscule, spectre électromagnétique, effet photo-électrique
• Polarisation de la lumière
• Interférence, diffraction

Interactions lumière-matière

• Absorption/Emission d’un photon par un atome, émission stimulée, ionisation
• Diffusion de la lumière par un atome/molécule (Rayleigh, Compton, Mie)

Emetteurs de lumière : LASER, diodes laser, diodes électroluminescentes (LED)
Détecteurs de lumière : photodiode, photorésistance, phototransistor, cellule photovoltaïque, CCD
Fibres optiques : guide d’onde, fibre monomode, fibre à saut d’indice multimode, fibre à gradient d’indice multimode, longueur d’onde de coupure, atténuation, dispersion chromatique, bande passante
Interférométrie (illustré sur un Mach-Zender en intégré)

Prérequis

Physique générale de classes préparatoires, modules A1 et P1

Pédagogie

• CM : 8h
• TD : 8h
• TP : 10h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h
• Note pratique (compte-rendu de TP)

Bibliographie

H. Mathieu, Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques (Dunod)

Acquis de la formation

Ce module présente l’utilisation de milieux diélectrique et magnétique pour la réalisation de composants discrets (condensateurs, bobines, transformateurs).
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Calculer les champs E, M dans des situations à haut degré de symétrie
• Utiliser un simulateur pour cartographier des champs E, M dans une situation concrète
• Citer les technologies des différents condensateurs, bobines et transformateurs
• Choisir une technologie de composants passifs pour une application donnée (puissance, fréquence, …)
• Mettre en oeuvre un transformateur et quantifier son rendement

Contenu

– Rappel sur les milieux ohmiques (absorption, dispersion)
– Milieux diélectriques

• Champ électrique macroscopique à l’extérieur / à l’intérieur du diélectrique, notions de charges liées
• Polarisation, susceptibilité diélectriques, permittivité diélectrique, relations constitutives, équations de continuité aux interfaces
• Exemple d’application : condensateurs

– Milieux magnétiques

• Loi de Biot et Savart, moment magnétique d’un dipôle, potentiel vecteur et champ magnétique macroscopique, courant lié, courant d’aimantation et vecteur aimantation, excitation magnétique, théorème d’ampère généralisé.
• Origine microscopique du magnétisme (moment magnétique d’un électron, rapport gyromagnétique, nombre magnétique quantique, spin, magnéton de Bohr)
• Diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme (Domaine de Weiss, hystérésis, aimantation rémanente, excitation coercitive, milieux doux et dur + applications)

– Introduction à la compatibilité électromagnétique

Prérequis

Physique générale de classes préparatoires, module A1

Pédagogie

• CM : 12h
• TD : 6h
• TP : 4h
• Projet : 4h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 3h
• Notes pratiques (compte rendu de TP + compte rendu de projet)

Acquis de la formation

L’objectif de ce module est de formaliser le passage du traitement du signal continu au traitement du signal numérique. Après avoir étudié le phénomène d’échantillonnage ainsi que ses répercussions dans le domaine fréquentiel, la Transformée de Fourier discrète sera étudiée. Enfin, le filtrage numérique sera abordé d’abord via l’étude de ses différentes caractéristiques, puis via l’introduction de différentes méthodes de synthèse. Les notions vues lors des modules d’électronique numérique seront utilisées comme cadre applicatif.
A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Mettre en oeuvre un processus d’échantillonnage pertinent
• Choisir les paramètres d’analyse pour effectuer une analyse spectrale
• Interpréter correctement une analyse spectrale
• Appliquer et synthétiser un filtre numérique ayant les caractéristiques requises

Contenu

Echantillonnage

• Modélisation mathématique, génération de séquences discrètes
• Théorème de Shannon
• Interpolation idéale
• Quantification

Transformée de Fourier discrète (TFD)

• Transformée de Fourier à temps discret (directe, inverse)
• TFD N-points (directe, inverse, choix de N, graduation fréquentielle)
• Propriétés (convolution, corrélation, Parseval)
• Paramètres d’analyse (zéro-padding, résolution fréquentielle)
• Algorithmes rapides de TFD (Cooley-Tukey)

Filtrage numérique

• Réponse impulsionnelle, causalité, stabilité
• Filtres RIF, RII
• Equation aux différences (systèmes récursifs/transversaux, coefficients du filtre)
• Transformée en z (domaine de définition, inversion, propriétés)
• Fonction de transfert (pôles/zéros, stabilité)
• Gain complexe (lien avec la réponse impulsionnelle, famille de filtres)
• Structures de réalisation (forme directe, canonique, parallèle)
• Implémentation filtres RIF par TFD

Intro à la synthèse de filtres

• Méthode des fenêtres
• Filtres optimaux (Remez, Parks-McClellan)
• Transformée bilinéaire

Prérequis

MS1 (Transformées Fourier/Laplace, distributions) / MS2 (Traitement du signal continu)

Pédagogie

CM : 10h / TD : 4h / TP : 12h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 2h

Acquis de la formation

Ce module présente les outils de l’automatique et les utilise pour l’analyse des montages électroniques analogiques, en insistant sur les aspects liés à la stabilité des systèmes bouclés et à leur correction. Un lien très fort est présent avec le module A2 : AOP.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Représenter, quand cela a du sens, un circuit électrique (ou multi-domaine : électromécanique…) sous la forme d’un schéma-bloc.
• Calculer une fonction de transfert et tracer le diagramme de Bode associé en la décomposant en fonction du 1er et du 2nd ordre
• Analyser et corriger les problèmes de stabilité liés à la présence de boucle de rétroaction.

Contenu

• Notion de fonction de transfert, pôles, zéros, lien avec le comportement temporel du système
• Analyse de la stabilité et des performances d’un système bouclé
• Corrections des systèmes bouclés :

1. Action P, I, D, PI, PD, PID
2. Méthode de synthèse d’un correcteur PID
3. Correction de stabilité par avance/retard de phase

Prérequis

M1 (Transformé de Laplace), A1 (Calcul de circuit), A2 (Montage de base à AOP)

Pédagogie

CM : 8h, TD : 10h, TP : 8h (Sous Matlab/Simulink)

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h
• Note pratique (Compte Rendu des TPs)

Acquis de la formation

A travers un projet de complexité croissante, les étudiants seront capables de :

• Mettre en oeuvre une architecture mixte répondant à un cahier des charges
• Réaliser une modélisation fonctionnelle
• Concevoir les sous-blocs analogiques et numériques en langage de description matériel
• Co-simuler l’ensemble
• Réaliser en technologie CMOS les sous-blocs analogiques
• Réaliser en technologie CMOS les sous-blocs numériques
• Faire la vérification de l’ensemble par la simulation

Contenu

Ce double module s’inscrit dans la continuité de l’enseignement de l’électronique. Il constitue l’introduction à la conception analogique, numérique et mixte en micro-électronique d’une part, et permet de synthétiser, dans le cadre d’une réalisation, les connaissances de première année d’autre part. L’accent est également mis sur la présentation et la prise en main des outils spécifiques rencontrés dans l’industrie.
Le projet et les problèmes proposés permettront d’avoir une initiation à :

– Des langages de description matériel analogique (VHDL-AMS et/ou Verilog-A)
– La conception analogique CMOS

• Présentation d’un PDK AMS 0.35u ou XFAB 0.18u ou FDSOI 28nm
• Conception de briques analogiques de base (Comparateur, Référence de tension, de courant, Amplificateur)

– La conception numérique CMOS
– L’utilisation des outils (Cadence, Mentors, etc…)
– La modélisation comportementale
– L’automatisation d’un cycle de simulation via script Python et extraction/traitement automatique des résultats
– La rédaction d’un rapport de conception

Prérequis

A1 à A3, N1 à N3, P1 et P2, et I2

Pédagogie

Apprentissage par projet et par problèmes

Lien évaluation-compétences

• 40% Epreuve écrite de 2h
• 60% Evaluation Projet

Bibliographie

• Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th Edition, Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer
• CMOS: Mixed-Signal Circuit Design, 2nd Edition, R. Jacob Baker

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Enoncer les notions de programmation de base
• Mettre en oeuvre les concepts nécessaires pour la programmation C (identifiants, déclaration, opérateurs, instructions, modules, structures…),
• Manipuler aisément des structures conditionnelles et itératives
• Résoudre des problèmes complexes en adoptant le langage de programmation C.

Contenu

Introduction

• Structure générale du code
• Premier Printf et caractères spéciaux (\n \t, etc.)

Les variables

• Types de variables
• Affecter des valeurs aux variables
• Afficher le contenu d’une variable (printf avec arguments)
• Récupérer la saisie d’une variable (scanf)
• Opérations avec variables (+, -, *, /, %), incrémenter ou décrémenter une variable, inclure math.h

Conditions et boucles

• If / else if / else (avec une ou plusieurs conditions), Switch case
• While, do… while, for

Appel de fonctions

• Type, nom et paramètres d’une fonction
• Return d’une fonction
• Appel d’une fonction

Structurer un code

• Annoncer les fonctions avec des prototypes
• Créer des fichiers d’en-tête (header.h) pour appeler plusieurs fichiers
• Création de variable globale uniquement accessible dans un fichier
• Conserver la valeur d’une variable (static)

Les pointeurs

• Comprendre le principe de données stockées à une adresse mémoire
• Obtenir l’adresse d’une variable (&var)
• Déclarer un pointeur et obtenir sa valeur (*pointeur)
• Envoi de pointeurs dans une fonction

Créations de tableaux

• Définir et initialiser un tableau
• Parcourir et afficher un tableau

Texte et chaînes de caractères

• Tableau de type char
• Récupération d’une chaîne de caractères via scanf
• Manipulation de chaînes par fonction (strlen, strcpy, strcmp, etc)

Les structures et énumérations

• Définir une structure
• Usage commun d’une structure
• Usage d’une énumération

Manipulation de fichiers

• Ouvrir un fichier et fermer un fichier
• Lire et écrire dans un fichier
• Renommer et supprimer un fichier

L’allocation dynamique

• Récupérer la taille d’une variable en fonction de son type
• Allouer de la mémoire au système (malloc, free)
• Création de tableaux dynamiques dont la taille est définie au moment de l’exécution

Prérequis

Aucun

Pédagogie

• Cours dynamique avec exemples à l’appui
• TP accompagnés puis projet orienté sur la filiale microélectronique (ex : programmer le fonctionnement d’un circuit numérique combinatoire)

Lien évaluation-compétences

• 65% examen pratique sur machine.
• 35% suivi de TP + projet

Bibliographie

Apprenez à programmer en C
Auteur : Mathieu Nebra
Éditeur : OpenClassroom, 2ème édition, 2015.

Acquis de la formation

ANGLAIS

A l’issue de ce module, les étudiants auront acquis et amélioré des compétences en communication (le parler, l’écoute, l’écrit, la lecture) dans la langue cible afin d’effectuer les tâches assignées* suivantes, et ceci à un niveau de compétence tel que c’est défini en B1 (minimum) B2 / C1 / C2 sur l’échelle CECRL.

Prérequis

Aucun

Contenu

TACHES ASSIGNES ANGLAIS*

• Expliquer des aspects et références culturelles relatives à la langue enseignée et relatives à sa propre langue et culture*
• Rédiger un CV et une lettre de motivation en vu d’obtenir une année en entreprise; et réussir une simulation d’embauche pour un tel poste*
• Faire un descriptif d’un PCE et en faire une présentation en public; en rédiger un plan de développement*
• Réussir un FCE blanc à un niveau de B1*
• Lire et analyser des documents/publications de sujets scientifiques actuels et cohérents avec le cursus*

MOYENS/CONTENUS – Anglais

• Implémentation individuelle d’un système d’apprentissage
• Application des Stratégies pour Résoudre des Problèmes de Communication (SRPC)
• Apprentissage des éléments langagiers relatifs à la communication dans la langue cible
• Apprentissage des éléments langagiers spécifiques aux tâches assignées citées ci-dessus
• Sensibilisation au langage
  

  Lien évaluation-compétences

  Les élèves sont évalués et notés sur :

  • leur niveau de compétence à communiquer en langue cible par rapport aux éléments traités lors du cours en présentiel -“Interlangage”
  • leur niveau de compétence démontré lors de l’exécution des tâches assignées élaborées ci-dessus.

Bibliographie

Aucune

Acquis de la formation

Ce cours vise à exercer l’étudiant à saisir ce qui est en jeu dans un processus de changement ainsi qu’à lui donner des outils pour se positionner en tant qu’acteur de changement. Il s’agira autant de posséder quelques vues sur différentes approches du changement que de savoir où porter son attention et ses efforts dans une situation de ce type.
Techniques de communication orales et écrites. Situer une activité dans son contexte épistémologique, technique, historique. Esprit critique, mise en perspective. Percevoir, analyser et gérer un conflit de valeur. Se positionner face à l’altérité au niveau personnel, social, culturel. Culture politique et
économique. Travail d’équipe. Autonomie.

Prérequis

Aucun

Contenu

De la naissance à la mort, la vie humaine est un processus de changement continuel. Pour vivre, chaque individu développe ainsi une vision de «la façon dont les choses changent ». Celle-ci s’élabore en commun, particulièrement en famille. Elle s’enrichit et se transforme tout au long de la vie. Elle permet de comprendre le monde et d’y agir. Peut-on la muscler et la nourrir pour qu’elle colle mieux à la réalité ? Peut-on entraîner notre capacité à s’adapter au changement ou de conduite de celui-ci ?

L’objet de ce cours est de se donner une occasion d’exercer cette intelligence du changement avec le recul nécessaire. Le support en sera la présentation et de la discussion de différents exemples – relatifs surtout au changement social – allant des thérapies familiales et des questions de sociologie religieuse aux stratégies de recherche d’emploi.

Lien évaluation-compétences

• Participation/Rendu des exercices/ Exposé oral : 10 points.
• Réflexion écrite : 10 points
• Total : 20 points

Bibliographie

• BERGER, Peter, L’impératif hérétique – Les possibilités actuelles du discours religieux, Van Dieren, Editeur, Coll. « Débats », Paris, 2005.
• SCHÜTZ, A., L’étranger, Editions Allia, Paris, 2003.
• WALTZLAWICK, P., WEAKLAND, J., FISCH, R., Changements – paradoxes et psychothérapie. Seuil, Coll. Points, Paris, 1975.
• WEBER, M., Le savant et le politique, Editions 10-18, Coll. Bibliothèques. Paris, 2006.

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Comprendre et analyser des architectures de systèmes RF
• Concevoir et mettre en oeuvre des réseaux d’adaptation d’impédance
• Concevoir, simuler et mettre en oeuvre de circuits RF (amplificateurs, mélangeurs, filtres…)
• Analyser les performances de systèmes RF
• Simuler des chaines de communication numériques
• Implémenter et valider des formes d’ondes sur plateforme radio-logicielle
• Comprendre le principe de fonctionnement des antennes
• Concevoir et simuler des antennes
• Réaliser et caractériser des antennes

Contenu

Architectures et composants RF – 30h

• Architecture des systèmes d’émission/réception RF
• Non-linéarité et bruits des composants RF
• Lignes de transmission
• Adaptation d’impédance
• Composants chaîne RF :

1. Amplificateurs de puissance
2. Amplificateurs à faible bruit
3. Mélangeurs
4. Oscillateurs
5. PLL/VCO
6. Filtres

Communication numérique et radio logicielle – 30h

• Chaîne de communication numérique (émission/réception)
• Canal de propagation
• Bilan de liaison
• Codage et décodage source
• Codage et décodage canal
• Modulation analogique (AM, FM…)
• Modulation numérique (QPSK, QAM…)
• Modulation multi-porteuse (OFDM)
• Concept MIMO
• Mise en oeuvre et simulation d’une chaîne de communication sur SystemVue
• Mise en oeuvre de forme d’onde (émission/réception) sur GNU Radio et PlutoSDR

Antennes – 30h

• Principe de fonctionnement
• Calcul du rayonnement d’antennes
• Caractéristiques des antennes : diagramme de rayonnement, directivité, gain d’antenne, facteur d’antenne, polarisation d’onde, impédance d’une antenne
• Types d’antennes : antennes boucles, antenne paraboliques – réflecteurs, guide d’onde, antennes patchs
• Réseaux d’antennes
• Caractérisations d’antenne
• Mise en oeuvre d’une antenne patch

Prérequis

• Physique générale : calcul de circuits, notion d’impédance
• Fonctions électroniques (A1, A2, A3)
• Electromagnétisme (P4)
• Traitement numérique du signal (MS1, MS2, MS3 MS5, MS6 et MS7)
• Pratique des langages C, python sur architecture x86 (I1-1, I1-2, I2-2).
• Programmation orientée objet en C++ (I3)
• Réseau, modèle OSI (I2-1)

Pédagogie

Cours couvrant la théorie illustrée par des exemples pratiques de systèmes réels :

• Vue d’ensemble à différents niveaux d’abstraction : du système au composant d’une chaine de communication radio fréquence.
• Couverture des concepts et outils nécessaires pour aborder et maîtriser les trois sous-modules enseignés : Architectures et composants RF, Communication numérique et radio logicielle, Antennes.

TD/Projet : Etude de cas pratique de systèmes industriels réels.

• Analyse et étude de cas pratique
• Simulation logicielle, mise en oeuvre, test et validation d’un lien de communication radio de bout en bout (émetteur, récepteur, canal radio, antennes).

Lien évaluation-compétences

30% : évaluation d’acquisition des concepts théoriques sur les systèmes et composants RF, la communication numérique et les antennes.

• 10% : Systèmes et composants RF
• 10% : Communication numérique
• 10% : Antennes

60% : évaluation pratique axée sur la simulation et réalisation sur maquette et outil de conception et d’implémentation de circuits RF, d’antennes et plateforme radio-logicielle.

• 20% : Systèmes et composants RF
• 20% : Communication numérique
• 20% : Antennes

10% : évaluation d’un projet de recherche bibliographique et étude d’un standard de communication radio

• 5% : Rapport
• 5% : présentation orale

Bibliographie

• Electronique Radiofréquence : Composants pour télécoms (Amplificateurs, oscillateurs, PLL, filtres, Théorie et simulation). François de DIEULEVEULT, Ellipses, 2013.
• Les antennes – Théorie, conception et applications, Odile PICON et coll. Dunod, 2009.
• Introduction aux communications numériques, Michel JOINDOT, Alain GLAVIEUX. Dunod, 2007.
• Communications Ultra Large Bande : le canal de propagation radioélectrique. Pascal PAGANI et all. Lavoisier, 2007.

Acquis de la formation

Ce module présente les enjeux liés à la récupération, au stockage et à la gestion d’énergie.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Classer et sélectionner les technologies de batterie
• Mettre en oeuvre un système de batterie et quantifier son rendement
• Analyser une architecture de système de gestion de la batterie
• Implémenter les blocs d’un système de gestion

Contenu

Ce module se décompose en plusieurs parties :

Les principes de base du stockage d’énergie et de l’électrochimie. Les étudiants aborderont les technologies de batteries existantes (matériaux utilisés pour les électrodes, séparateurs et électrolyte) et émergentes pour identifier les verrous et leviers des futures batteries : représentation
de Ragone, densité énergétique, densité de puissance.

La récupération d’énergie sera ensuite étudiée pour faire disparaître les batteries, collecter et convertir en source électrique de petites quantités d’énergie disponibles dans l’environnement (lumière, chaleur, son, vibrations, etc).

Le système de gestion de batterie (BMS) qui est responsable de la sécurité de fonctionnement, des performances et de la durée de vie de la batterie subissant des cycles charge-décharge dans diverses conditions environnementales. Les étudiants mettront en oeuvre un système permettant de :

• Surveiller la température et la tension des cellules
• Estimer l’état de charge et l’état de santé
• Limiter la puissance d’entrée et de sortie pour la protection thermique et contre les surcharges
• Contrôler le profil de charge
• Équilibrer l’état de charge des différentes cellules

Etudes et mise en oeuvre de structures de convertisseurs DC/DC, DC/AC, AC/DC, AC/AC (hacheur, onduleur, redresseur, transformateur).

Prérequis

Physique générale de classes préparatoires, module AP-1

Pédagogie

CM : 12h, TD : 12h, Projet : 28h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 2h, Projet

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Saisir les enjeux de la conception d’un système embarqué
• Comprendre les interactions bas niveau entre la couche matérielle et logicielle
• Concevoir des applications embarquées sans système d’exploitation
• Exploiter les dispositifs matériels embarqués (périphériques)
• Concevoir et exploiter des pilotes de périphériques

Contenu

Introduction

• Définition
• Les systèmes embarqués dans notre quotidien
• Contraintes d’un système embarqué
• Systèmes d’exploitation et embarqué
• Panorama d’architectures SE

Première approche – Conception d’une application embarquée sans système d’exploitation

• Modèle Background (SuperLoop)
• Modèle Background/Foreground
• Organisation par gestion des activités
• Organisation par gestion des entrées-sorties
• Modèle Foreground exclusif

Dispositifs matériels avancés

• Périphériques de configuration système
• Périphériques DMA (Direct Memory Access)
• Périphériques Timers – Watchdog
• Périphériques de communication
• Périphériques analogiques
• Périphériques de protection et de sécurité

Périphérie d’un système embarqué

• Alimentation
• Consommation
• Protection – CEM

Conception et utilisation de couches logicielles pilotes de périphériques

• Conception logicielle en couches
• Drivers de gestion d’interruption
• Drivers de gestion de la mémoire
• Drivers de périphériques
• Exemple des BSP (Board Support Package)
• Exemple de Cube MX/CMSIS chez ST

Système d’exploitation temps réel

• Introduction aux systèmes d’exploitation temps réel – RTOS
• Définitions
• Contraintes
• Classification
• Choix
• Etude d’un RTOS
• Découpage en tâches
• Ordonnancement
• Signalisation et communication entre tâches
• Queues
• Sémaphores et Mutex

Test des applications embarquées

• Les outils à disposition
• Méthodologie de test

Prérequis

• Module N1 – Introduction à la logique combinatoire,
• Module N2 – Introduction à la logique séquentielle
• Module N3 – Introduction aux microprocesseurs
• Module I1-1 – Introduction à la programmation en C

Pédagogie

Cours magistraux en début et milieu du module + 2 projets de conception de 2 systèmes embarqués selon les approches suivantes : 1) Superloop 2) Avec RTOS

Lien évaluation-compétences

• 60% évaluation épreuve écrite
• 40% suivi de projet de conception

Bibliographie

Digital Design and Computer Architecture: RISC-V Edition, Harris & Harris, © Elsevier 2021

Acquis de la formation

Ce module s’inscrit dans la continuité du module de traitement du signal numérique, avec pour principal objectif d’approfondir les notions de filtrage numérique. Il s’agira dans un premier temps d’étudier des méthodes avancées de synthèse de filtres, puis d’appréhender les enjeux liés à leur implémentation. Les architectures matérielles permettant l’implémentation de ces filtres seront présentées et appliquées (DSP,
FPGA), afin de créer un lien fort avec d’autres modules du cursus (automatique, électronique).

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Synthétiser des filtres numériques complexes et y associer des structures de réalisation
• Quantifier et gérer les problématiques d’implémentation des filtres numériques (quantification, arrondi, cycle limite)
• Implémenter un filtre numérique sur une architecture matérielle (DSP, FPGA)

Contenu

Synthèse avancée de filtre numérique

• Synthèse de filtres optimaux (Remez, Parks-McClellan)
• Applications usuelles du filtrage (intégrateur, dérivateur, modulation)

Implémentation de filtres numériques

• Structures de réalisation avancées
• Architectures matérielles (DSP, FPGA)
• Problématiques d’implémentation (quantification, arrondi, cycle limite)

Application de filtres numériques

• Implémentation de correcteurs
• Décimation ΣΔ

Prérequis

• MS1 (Transformées Fourier/Laplace, distributions)
• MS2 (Traitement du signal continu)
• MS3 (Traitement du signal numérique)
• MS4 (Automatique)
• A7

Pédagogie

CM : 10h, TD : 4h, TP : 6h, Projet : 6h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 2h

Bibliographie

• “Digital Control of Dynamic Systems”, G. Franklin, J.D. Powell, M. Workman
• “ΣΔ Conversion for signal conditioning”, K. Philips, A.H.M. Roermund

Acquis de la formation

Ce module a pour objectif de présenter les différentes origines du bruit qui perturbent les signaux. Les bruits d’origine physique (agitation thermique, bruit de grenaille, bruit de flicker), ainsi que le bruit de quantification seront présentés et modélisés. L’impact de ces différentes sources de bruit sur la chaîne de transmission sera quantifié. Dans un second temps, le traitement de signaux bruités sera abordé pour permettre l’estimation des grandeurs caractéristiques du bruit, ainsi que la détection du signal par filtrage adapté.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Caractériser l’effet de plusieurs sources de bruit sur un signal et sur la chaîne de traitement
• Estimer les grandeurs caractéristiques d’un signal aléatoire (moyenne, autocorrélation)
• Mettre en oeuvre un filtrage adapté pour la détection d’un signal

Contenu

Origines du bruit

• Bruits d’origine physique (agitation thermique, bruit de grenaille, bruit de flicker)
• Bruits de quantification

Caractérisation de signaux aléatoires

• Grandeurs statistiques caractéristiques, stationnarité, ergodicité
• Fonctions d’autocorrélation et d’intercorrélation
• Notions de théorie de l’information

Estimation (Estimation de l’autocorrélation, Estimation spectrale)

Filtrage adapté (Filtrage de signaux aléatoires, Filtrage de Wiener)

Prérequis

MS1 (Transformées Fourier/Laplace, distributions), MS2 (Traitement du signal continu), MS3 (Traitement du signal numérique), Notion de probabilités

Pédagogie

CM : 10h, TD : 4h, TP : 12h

Lien évaluation-compétences

Epreuve écrite de 2h

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Enoncer les notions de programmation de base
• Mettre en oeuvre les concepts nécessaires pour la programmation C (identifiants, déclaration, opérateurs, instructions, modules, structures…),
• Manipuler aisément des structures conditionnelles et itératives.
• Résoudre des problèmes complexes en adoptant le langage de programmation C.

Contenu

Introduction

• Structure générale du code
• Premier Printf et caractères spéciaux (\n \t, etc.)

Les variables

• Types de variables
• Affecter des valeurs aux variables
• Afficher le contenu d’une variable (printf avec arguments)
• Récupérer la saisie d’une variable (scanf)
• Opérations avec variables (+, -, *, /, %), incrémenter ou décrémenter une variable, inclure math.h

Conditions et boucles

• If / else if / else (avec une ou plusieurs conditions), Switch case
• While, do… while, for

Appel de fonctions

• Type, nom et paramètres d’une fonction
• Return d’une fonction
• Appel d’une fonction

Structurer un code

• Annoncer les fonctions avec des prototypes
• Créer des fichiers d’en-tête (header.h) pour appeler plusieurs fichiers
• Création de variable globale uniquement accessible dans un fichier
• Conserver la valeur d’une variable (static)

Les pointeurs

• Comprendre le principe de données stockées à une adresse mémoire
• Obtenir l’adresse d’une variable (&var)
• Déclarer un pointeur et obtenir sa valeur (*pointeur)
• Envoi de pointeurs dans une fonction

Créations de tableaux

• Définir et initialiser un tableau
• Parcourir et afficher un tableau

Texte et chaînes de caractères

• Tableau de type char
• Récupération d’une chaîne de caractères via scanf
• Manipulation de chaînes par fonction (strlen, strcpy, strcmp, etc)

Les structures et énumérations

• Définir une structure
• Usage commun d’une structure
• Usage d’une énumération

Manipulation de fichiers

• Ouvrir un fichier et fermer un fichier
• Lire et écrire dans un fichier
• Renommer et supprimer un fichier

L’allocation dynamique

• Récupérer la taille d’une variable en fonction de son type
• Allouer de la mémoire au système (malloc, free)
• Création de tableaux dynamiques dont la taille est définie au moment de l’exécution

Prérequis

Aucun

Pédagogie

• Cours dynamique avec exemples à l’appui
• TP accompagnés puis projet orienté sur la filiale microélectronique (ex : programmer le fonctionnement d’un circuit numérique combinatoire)

Lien évaluation-compétences

• 65% examen pratique sur machine.
• 35% suivi de TP + projet

Bibliographie

“Apprenez à programmer en C”
Auteur : Mathieu Nebra
Éditeur : OpenClassroom, 2ème édition, 2015.

Pour ce module, l’étudiant doit choisir un enseignement d’anglais dans les listes proposées.

Acquis de la formation

A l’issue des modules proposés en anglais, les étudiants auront acquis et amélioré des compétences en communication (le parler, l’écoute, l’écrit, la lecture) dans la langue cible afin d’effectuer les tâches assignées* relatives aux différents thèmes choisis par l’élève, et ceci à un niveau de compétence
immédiatement supérieur au niveau de départ (défini par le CECRL).

Prérequis

Aucun

Contenu

ANGLAIS : CONTENU / TACHES ASSIGNEES / MOYENS

Travailler des compétences autour d’un thème choisi par l’élève. Ce dernier peut être amené à travailler une ou deux compétences spécifiques et qui se prêtent au thème (e.g. Meetings : prise de parole, techniques pour débattre…) et/ou à développer un vocabulaire spécifique au sujet sélectionné (e.g. Talking Chemistry – termes chimiques…)

Thèmes proposés :

• Se préparer pour le FCE
• Réunions : organisation, conduite, participation
• Parler Science
• Se préparer à se rendre en Grande Bretagne
• Parler sciences naturelles
• Ecrire l’anglais
• Anglais littéraire, vers le Proficiency ou l’Advanced
• Amélioration de la compréhension orale
• Débat sur l’international
• Se préparer à se rendre aux USA
• Science of innovation
• L’industrie de l’énergie
• Multiculturalisme
• Sciences et cinéma
• L’anglais du monde des affaires et du management
• Parler chimie
• Les droits humains
• La musique et la société

Bibliographie

Aucune

Lien évaluation-compétences

Chaque module a son mode d’évaluation propre spécifiquement inhérente au thème choisi. D’une façon générale, les élèves sont évalués et notés sur :

• Leur niveau de compétence à communiquer en langue cible par rapport aux éléments traités lors de chaque cours en présentiel (‘Interlanguage’-basic learner variety)
• Leur niveau de compétence à communiquer qui se manifeste lors de l’exécution de différentes tâches qui sont assignées (voir chaque module pour plus de détails).

Acquis de la formation

A l’issue de ce module, les étudiants seront capables de :

• Connaître les principales théories du management
• Intégrer les bases du management et de l’animation d’équipe :
  – se positionner dans leurs nouvelles fonctions
  – mettre en place un système de communication constructive
  – développer l’autonomie des collaborateurs et adapter le style de management à la situation
  – gérer les situations difficiles et conflictuelles
  – apprendre à gérer les émotions (stress)
  – exercer sa responsabilité
  – créer des liens de solidarité

Prérequis

Aucun

Contenu

MANAGEMENT

• Connaître les principales théories du management : OST/Taylor, l’organisation administrative (Fayol, Weber), le courant des relations humaines (école des relations humaines, mac Gregor), la motivation
  (Maslow, Herzberg), le courant du management (DPO, Toyotisme), l’analyse stratégique, l’approche systémique,
• Les bases du management et de l’animation d’équipe :
  – négociation et gestion des conflits,
  – exercice de la responsabilité
  – création de liens de solidarité
  – délégation
  – leadership
• Le manager dans son environnement de travail : caractéristiques du travail du cadre, gestion du temps et du stress, conciliation vie privée/vie professionnelle, responsabilité sociale de l’entreprise et du cadre, management interculturel…

DROIT ET MANAGEMENT QUALITE

• Prise en compte des enjeux d’un management intégré : qualité/sécurité/environnement
• Relations juridiques (ingénieur/employeur) –  le contrat de travail

Lien évaluation-compétences

Une enquête auprès de cadres en exercice permet de se familiariser concrètement sur le terrain avec des méthodes de management et d’évaluer les cohérences/incohérences entre les pratiques et les objectifs de l’entreprise. Cette enquête donne lieu à la production d’un dossier et à la
soutenance orale de ce travail devant un jury composé de professionnels et d’enseignants. Ce dernier exercice permet de travailler et d’évaluer la prise de parole en public.

Bibliographie

• MINTZBERG H (2004), Le management – voyage au centre des organisations, Editions d’Organisation, 2ème édition
• LARCHER G, SERIYX H (1998), L’entreprise du 3ème type, Editions Seuil, collection Points

Acquis de la formation

A travers l’étude d’architecture de référence, les étudiants seront capables de :

• Concevoir une architecture mixte répondant à un cahier des charges
• Réaliser une modélisation fonctionnelle dans différents langages et outils
• Réaliser des simulations avec des modèles sur différents niveaux d’abstraction
• Mettre en oeuvre un flot de vérification fonctionnelle

Contenu

• Etude de la PLL comme exemple de circuit mixte.
• Initiation aux langages de description matérielle analogique (VHDL-AMS et/ou Verilog-A).
• Implémentation de modèles à différents niveaux d’abstraction (system Verilog).
• Implémentation d’un flot de vérification mixte
• Automatisation des simulations via script Python.

Prérequis

AN4

Pédagogie

• Apprentissage par projet et par problèmes

Lien évaluation-compétences

• 40% Epreuve écrite de 2h
• 60% Evaluation Projet

Bibliographie

• CMOS: Mixed-Signal Circuit Design, 2nd Edition, R. Jacob Baker
• Design of CMOS Phase-Locked Loops: From Circuit Level to Architecture, Behzad Razavi

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Modéliser un circuit numérique avec une machine d’états
• Déterminer la représentation en diagramme d’états (FSM) d’une machine d’états
• Déduire la représentation algorithmique (ASM) d’une machine d’états
• Identifier les chemins de contrôle dans un système numérique
• Modéliser et mettre en oeuvre les chemins de contrôle sous forme de machine d’états en VHDL
• Comprendre l’importance de la synchronisation dans des circuits synchrones à entrées asynchrones
• Comprendre les problèmes de métastabilité dans les systèmes et circuits numériques
• Concevoir et mettre en oeuvre sur FPGA en langage VHDL des interfaces de communication série intégrant des machines d’états (UART, SPI, I2C)
• Concevoir et mettre en oeuvre sur FPGA en langage VHDL une interface mémoire pour SDRAM
• Concevoir et mettre en oeuvre sur FPGA en langage VHDL un oscillateur numérique (DDS/NCO)
• Mettre en oeuvre sur FPGA un SoC autour d’un coeur de processeur Soft (Microblaze), un bus AXI et des interfaces de communication.
• Mettre en oeuvre du SoC sur carte FPGA et interface avec des capteurs/actionneurs pour application pratique
• Analyser les performances d’un système complexe (ressources, vitesse…)

Contenu

Retour sur machines d’états (FSM)

• Machine d’états Mealy
• Machine d’états Moore
• Représentation FSM
• Représentation ASM
• Etude de cas pratique (Détection de front montant, Circuit antirebond)

Métastabilité et synchronisation de signaux asynchrone

• Synchronisation
• Métastabilité

Mise en oeuvre d’interfaces de communication série : UART, SPI, I2C

Mise en oeuvre d’une interface pour SDRAM

• Introduction DDR2/DDR3
• Interface d’une mémoire SDRAM
• Contraindre l’interface SDRAM (timing)

Mise en oeuvre d’une DDS (NCO)

• Principe de fonctionnement,
• Sine/Cosine – LUT
• Intégration, test et validation

Mise en oeuvre d’un SoC à base d’un processeur Microblaze

• Architecture Microblaze
• Bus AXI
• Packaging d’IP avec interface AXI
• Intégration des IP UART, SPI, I2C, DDS dans le SoC
• Test et validation (capteur température, accéléromètre…)

Prérequis

• Conception de circuits combinatoires (N1)
• Conception de circuits séquentiels (N2)
• Introduction aux microcontrôleurs (N3)
• Pratique des langages C sur cible embarquée (N3)

Pédagogie

• Cours illustré avec des exemples pratiques sur la conception des machines d’états.
• TD/Projet : Etude de cas pratique de systèmes et circuits numériques :

1. Analyse et étude de cas pratique (détection de séquence).
2. Mise en oeuvre, test et validation d’interface de communication série.
3. Mise en oeuvre de circuits numériques spécialisés (DDS/NCO, interface SDRAM…)
4. Apprentissage par projet : étude et mise en oeuvre d’un système complexe autour d’un SoC et intégration des blocs (IPs) développés tout au long de ce module.

Lien évaluation-compétences

40% : évaluation d’acquisition des concepts théoriques sur les machines d’états et la conception de systèmes et circuits numériques complexes.

• 20% : partie théorique sur les machines d’états
• 20% : partie pratique sur machine

1. Étude d’un circuit numérique
2. Conception et modélisation
3. Mise en oeuvre en VHDL et validation en simulation

60% : évaluation pratique axée sur la simulation et la réalisation sur maquette et outil de conception et d’implémentation de circuits numériques sur FPGA.

• 20% : Interface de communication série (UART, SPI, I2C)
• 20% : Circuits spécialisés (DDS/NCO, SDRAM)
• 20% : SoC autour d’un processeur Microblaze sur FPGA

Bibliographie

• Logique combinatoire et séquentielle : méthodes, outils et réalisations
  Auteur : Claude Brie
  Éditeur : Ellipses, 2003.
• Electronique numérique – Architecture, VHDL, technologie des circuits programmables
  Auteur : Antoine d’Hermies
  Éditeur : Dunod, 2020
• La conception de systèmes avec FPGA
  Auteur : Philip SIMPSON
  Éditeur : Dunod, 2014
• Les circuits FPGA et le langage VHDL
  Auteur : Jocelyn Sérot
  Éditeur : Ellipses, 2019.

Acquis de la formation

Ce module approfondit les notions de physique du semi-conducteur vues en P1 et P2 en lien avec leurs utilisations pour la réalisation de composants électroniques. L’accent est mis sur les composants III-V pour l’optoélectronique, et les hétérojonctions pour les composants hautes performances et la conversion photovoltaïques.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Décrire le fonctionnement d’une jonction III-V et citer les SC III et les SC V utilisés de nos jours.
• D’identifier une hétérojonction, et citer les matériaux (métaux, oxydes, …) utilisés pour réaliser ces hétérojonctions.
• De citer des composants réalisés à base de SC III-V ou d’hétérojonction.
• Décrire l’état actuel des connaissances en matériaux semi-conducteur et citer quelques problématiques de l’état de l’art.

Contenu

• Semi-conducteur III-V : intérêt, notion de gap direct/indirect, utilisation.
• Hétérojonction : intérêt, étude des interfaces, utilisation.
• Approfondissement de physique statistique : notion de bosons/fermions, statistiques associées.

Prérequis

Physique générale de classe préparatoire, P1, P2, P3, A1

Pédagogie

CM : 14h / TD : 12h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h
• Projet bibliographique personnel et présentation orale sur thématique semi-conducteur en lien avec l’état de l’art

Bibliographie

H. Mathieu, Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques (Dunod)

Acquis de la formation

L’objectif de ce (double) module est la présentation, la conception et la fabrication de capteurs et microcapteurs ainsi que leur électronique de conditionnement.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• lister les technologies associées aux différentes familles de capteurs discrets et aux différentes familles d’actionneurs.
• choisir et interfacer un capteur.
• choisir et interfacer un actionneur.
• citer les principaux procédés de fabrication de micro dispositifs, et les mettre en oeuvre.
• réaliser les principales étapes de conception de fonctions électroniques depuis un cahier des charges jusqu’à la réalisation sur PCB et le test.

Contenu

Ce module se décompose en 2 parties :

Partie 1 : capteurs discrets, actionneurs et conditionnement

• Présentation des différentes familles de capteurs et principe de fonctionnement
• Conditionnement d’un capteur, chaîne d’acquisition (du capteur à la conversion AN)

Partie 2 : conception d’un micro-capteur et conditionnement

Le cours donnera les bases théoriques des technologies de micro-fabrication, et explicitera notamment les contraintes de travail en salle blanche. Après avoir reçu les bases théoriques des technologies de micro-fabrication, le TP est réalisé en plusieurs séances, en petit groupe, d’une
demi-journée dans la salle blanche de Nanolyon.

• Les principaux procédés mis en oeuvre sont le nettoyage chimique, la photolithographie, le dépôt de couches minces par pulvérisation cathodique, la gravure chimique.
• L’étape d’assemblage (packaging) est effectuée par l’équipe support technique

Prérequis

Physique générale de classes préparatoires, l’ensemble des modules d’électronique

Pédagogie

CM : 10h / TD : 6h / TP instrumentation : 10h / Projet réalisation micro-capteur : 26h dont TP salle blanche : 8h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h orientée capteur et instrumentation
• Projet : résultats de réalisation

Bibliographie

• MEMS , Microtechnologies, Lab-On-Chip
• Conception CAO et réalisation de PCB

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Analyser et comprendre le fonctionnement d’une architecture RISC-V et son jeu d’instruction
• Programmer en C et langage Assembleur une carte avec un coeur RISC-V
• Comprendre et ajouter des instructions à l’architecture selon leurs besoins
• Comprendre et modifier le cheminement des données dans l’architecture
• Comprendre et modifier la hiérarchie de la mémoire

Contenu

Introduction :

• Présentation de RISC-V
• Unité de contrôle
• Registres
• Modèle de la mémoire

C et Assembleur

• Programmer en C et/ou en Assembleur avec des appels de fonctions
• GPIO
• Interruptions

Modification d’une architecture RISC-V

• Ajout d’instructions dans le code d’un RISC-V implémenté sur FPGA
• Ajout d’un module dédié à une application spécifique (filtrage)
• Modification des accès mémoire

Synthèse et simulation d’une architecture RISC-V

• Réalisation de la synthèse d’une architecture faisant usage d’une librairie technologique
• Analyse de rapports de synthèse, coûts (surface, consommation, fréquence de fonctionnement)
• Simulation comportementale et post-synthèse.

Prérequis

• Conception de circuits numériques
• Langage C
• Langage Assembleur et concept de jeu d’instruction
• Microarchitecture
• Hiérarchie de mémoires

Pédagogie

Série de cours / TP guidés sur carte SiFive et FPGA.

Lien évaluation-compétences

100% suivi de TP par validation et évaluation à l’oral en séance

Bibliographie

Digital Design and Computer Architecture: RISC-V Edition, Harris & Harris, © Elsevier 2021

Acquis de la formation

A travers un projet de complexité croissante, les étudiants seront capables de :

• Mettre en oeuvre une architecture mixte répondant à un cahier des charges
• Réaliser une modélisation fonctionnelle
• Concevoir les sous-bloc analogique et numérique en langage de description matériel
• Co-simuler l’ensemble
• Réaliser en technologie CMOS les sous-bloc analogiques
• Réaliser en technologie CMOS les sous-bloc numériques
• Faire la vérification de l’ensemble par la simulation

Contenu

Ce double module s’inscrit dans la continuité de l’enseignement de l’électronique. Il constitue l’introduction à la conception analogique, numérique et mixte en micro-électronique d’une part, et permet de synthétiser, dans le cadre d’une réalisation, les connaissances de première année d’autre part. L’accent est également mis sur la présentation et la prise en main des outils spécifiques rencontrés dans l’industrie.

Le projet et les problèmes proposés permettront d’avoir une initiation à :

• Des langages de description matériel analogique (VHDL-AMS et/ou Verilog-A)
• La conception analogique CMOS :

1. Présentation d’un PDK AMS 0.35u ou XFAB 0.18u ou FDSOI 28nm
2. Conception de briques analogiques de base (Comparateur, Référence de tension, de courant, Amplificateur)

• La conception numérique CMOS
• L’utilisation des outils (Cadence, Mentors, etc…)
• La modélisation comportementale
• L’automatisation d’un cycle de simulation via script Python et extraction/traitement automatique des résultats
• La rédaction d’un rapport de conception

Prérequis

A1 à A3, N1 à N3, P1 et P2, et I2

Pédagogie

Apprentissage par projet et par problèmes

Lien évaluation-compétences

• 40% Epreuve écrite de 2h
• 60% Evaluation Projet

Bibliographie

• Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th Edition, Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer
• CMOS: Mixed-Signal Circuit Design, 2nd Edition, R. Jacob Baker

Acquis de la formation

Ce module présente les outils de l’automatique des systèmes à temps discrets et les utilise pour l’analyse des montages électroniques numériques, en insistant sur les aspects liés à la stabilité des systèmes bouclés et à leur correction.

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Décrire un système temps discret sous forme de schéma-bloc,
• D’analyser et de corriger un problème de stabilité dans un système temps discret bouclé,
• D’implémenter une fonction temps discrète dans une cible matérielle.

Contenu

• Présentation des systèmes temps discrets (exemple : filtre numérique, DPLL, …)
• Analyse de la stabilité et des performances d’un système bouclé temps discret
• Corrections des systèmes bouclés, correcteurs RST
• Contraintes liées à l’implémentation d’un correcteur temps discret dans une cible matériel type uC : résolution, erreur d’arrondie, cycle limite…

Prérequis

MS3 (Transformée en Z), MS7 (TNS)

Pédagogie

CM : 8h / TD : 6h / TP : 4h / Mini-projet : 8h

Lien évaluation-compétences

• Epreuve écrite de 2h
• Note pratique (Compte-rendu des TP/Projet)

Bibliographie

Digital Control of Dynamic System 3rd Edition, Franklin, Powell, Workman, Ellis Kagle Press

Acquis de la formation

A l’issue des modules proposés en anglais et en LV2, les étudiants auront acquis et amélioré des compétences en communication (le parler, l’écoute, l’écrit, la lecture) dans la langue cible afin d’effectuer les tâches assignées* relatives aux différents thèmes choisis par l’élève, et ceci à un niveau
de compétence immédiatement supérieur au niveau de départ (défini par le CECRL).

Prérequis

Aucun

Contenu

ANGLAIS : CONTENU / TACHES ASSIGNEES / MOYENS

Travailler des compétences autour d’un thème choisi par l’élève. Ce dernier peut être amené à travailler une ou deux compétences spécifiques et qui se prêtent au thème (e.g. Meetings : prise de parole, techniques pour débattre…) et/ou à développer un vocabulaire spécifique au sujet sélectionné.

Thèmes proposés :

• Se préparer pour le FCE
• Réunions : organisation, conduite, participation
• Parler Science
• Se préparer à se rendre en Grande Bretagne
• Parler sciences naturelles
• Ecrire l’anglais
• Anglais littéraire, vers le Proficiency ou l’Advanced
• Amélioration de la compréhension orale
• Débat sur l’international
• Se préparer à se rendre aux USA
• Science of innovation
• L’industrie de l’énergie
• Multiculturalisme
• Sciences et cinéma
• L’anglais du monde des affaires et du management
• Parler chimie
• Les droits humains
• La musique et la société

Bibliographie

Aucune

Lien évaluation-compétences

Chaque module a son mode d’évaluation propre spécifiquement inhérente au thème choisi. D’une façon générale, les élèves sont évalués et notés sur :

• Leur niveau de compétence à communiquer en langue cible par rapport aux éléments traités lors de chaque cours en présentiel (‘Interlanguage’-basic learner variety)
• Leur niveau de compétence à communiquer qui se manifeste lors de l’exécution de différentes tâches qui sont assignées, (voir chaque module pour plus de détails).

Acquis de la formation

A l’issue de ce module, les étudiants sont capables de :

• Identifier les différents types d’innovation existants et adopter une démarche d’innovation en fonction du contexte
• Répondre avec des méthodologies adaptées sur 3 étapes clés du processus d’innovation
• Utiliser les outils de dimensionnement économique et fonctionnel pour définir la faisabilité d’un projet

Contenu

Accompagnement de groupes de 5 à 6 étudiants dans un projet de réponse à une demande d’entreprise pré-ciblée ou en réponse à une problématique sociétale. L’organisation alternera temps avec des intervenants spécialisés et temps en autonomie et dans la réalisation du projet.
Le travail est structuré en 6 grandes étapes :

• Constitution des équipes : Construire et mettre en place une équipe pluridisciplinaire dans un contexte de travail ou les compétences sont distribuées.
• Recherche de l’idée clé avec la méthode du Design Thinking (double losanges)
• Construction du Business Model (usages)
• Analyse de la viabilité du projet : Plan de financement – Viabilité technique – liberté d’exploitation
• Prototypage et preuve de concept
• Promotion de la solution : Story telling, Social selling

Prérequis

Aucun

Lien évaluation-compétences

L’évaluation se fera sur les résultats du projet mené pendant le module, présentés à un jury incluant des professionnels d’entreprise, des enseignants.

Bibliographie

• Thinking in new boxes : a new paradigm for business creativity. Luc de Brabandère, Alain Iny. Random House. 2015
• Business Model nouvelle génération : un guide pour visionnaires, révolutionnaires et challengers. Pearson. 2011.
• La boite à outils de l’innovation. Geraldine Benoit Cervantes. Dunod. 2016

Acquis de la formation

Ce projet, équivalent de 2 modules, a pour but de synthétiser les connaissances d’électronique analogique et de micro-électronique à travers la réalisation de systèmes analogiques complexes décomposables en
plusieurs sous-systèmes. L’accent est mis sur l’étude préliminaire des structures, la modélisation haut niveau pour choisir les différents paramètres du système, la réalisation des sous-systèmes au niveau
transistors, la simulation mixte pour valider chaque sous-système (au niveau transistor), réalisation layout d’un des sous-systèmes (extraction des parasites, simulation PLS) et validation de l’ensemble.
Exemple de systèmes pouvant servir de sujet : amplificateur de classe D asservis, convertisseur DC/DC asservi, PLL, filtre analogique gmC, convertisseur AN type SAR ou Sigma Delta, …

Prérequis

Ensemble des modules d’électronique de la formation

Pédagogie

Projet

Lien évaluation-compétences

• Rapport d’étude préliminaire (Etat de l’art, choix d’une architecture, modélisation haut niveau)
• Rapport de conception
• Rapport de layout, validation PLS
• Présentation orale des travaux
• Recette matérielle

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Concevoir un ASIC optimisé pour une bibliothèque de cellules standard
• Analyser un circuit (contrôlabilité et observabilité) et générer un banc d’essai à l’aide d’un outil de génération automatique de vecteurs de test (ATPG)
• Tester un circuit, observer sa tolérance aux fautes (transitoires, de collage ou de délais) sur simulateur

Contenu

Au cours d’un projet regroupant tous les aspects de la conception dite “front-end”, les étudiants seront confrontés aux différentes étapes et leurs problématiques respectives. La mise en place de scripts permettant de générer automatiquement les fichiers nécessaires est encouragée. Une fois la conception d’un circuit réalisée et son comportement testé, les étudiants seront accompagnés dans les différentes étapes de test industriel pour mettre à l’épreuve leur circuit face aux différentes pannes possibles d’un ASIC (défaillance de conception, d’impact de l’environnement et d’usure).

Prérequis

• Conception de circuits numériques (VHDL, Verilog)
• Connaissance d’architecture des ordinateurs et machines à état fini
• Langage de scripting (Python, Bash et/ou tcl/tk)

Pédagogie

Projet long accompagné. Les connaissances nécessaires sont fournies sur document et lors de discussions sur les problématiques de la conception et sur puce, ses différentes étapes de test et leurs enjeux économiques.

Lien évaluation-compétences

• 70% suivi de projet par validation
• 30% évaluation du rapport de projet et présentation

Acquis de la formation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Analyser et étudier des architectures de SoC et MPSoC parallèles
• Utiliser et intégrer des bus de communication spécialisés pour les SoC et MPSoC
• Mettre en oeuvre des mécanismes de communication et de synchronisation entre processeurs dans une architecture multi-processeurs (MPSoC) parallèle.
• Intégrer des IP de communication série dans le SoC/MPSoC pour s’interfacer avec des capteurs, des actionneurs et des processeurs externes.
• Analyser les performances d’un système multi-processeurs (MPSoC) parallèle.

Contenu

• Architecture SoC, MPSoC et NoC
• Reprendre l’architecture d’un processeur RISC-V
• Architecture des processeurs ARM Cortex M3 et M1
• Mécanisme de communication et synchronisation entre processeurs

1. Mémoire partagée – Mail Box
2. Interruption

• Bus de communication

1. Reprendre le Bus AXI
2. Packaging d’IP avec interface AXI
3. Bus Wishbone
4. Packaging d’IP avec interface Wishbone
5. Passerelle (Bridge) AXI/Wishbone

• Gestion de la mémoire partagée
• Intégration de périphériques (UART, SPI, I2C)
• Mise en oeuvre, test et validation d’un système MPSoC sur FPGA

Prérequis

Ensemble des modules d’électroniques de la formation

Pédagogie

• Cours illustré avec des exemples pratiques sur la conception de systèmes multi-coeurs et parallèles.
• TD/Projet : Etude de cas pratique de systèmes SoC, et MPSoC :

1. Analyse et étude de cas pratiques (architecture MPSoC Xilinx, TI, ST…)
2. Apprentissage par projet : étude et mise en oeuvre d’un système complexe MPSoC sur FPGA.

Lien évaluation-compétences

• 20% : évaluation d’acquisition des concepts théoriques sur les architectures de MPSoC parallèles.
• 80% : évaluation pratique axée sur la simulation et la réalisation sur maquette et outil de conception et d’implémentation de systèmes MPSoC sur FPGA.

Bibliographie

• Design Concepts for a Virtualizable Embedded MPSoC Architecture: Enabling Virtualization in Embedded Multi-Processor Systems, Alexander Biedermann. Springer, 2014.
• Architecture et micro-architecture des processeurs. Bernard Goossens. Springer, 2010.
• Serveurs multiprocesseurs clusters et architectures parallèles . René-J Chevance. Eyrolles, 2000.

Acquis de la formation

A l’issue de ce module, les étudiants seront capables de :

• Distinguer les différentes méthodes existantes de l’intelligence artificielle (IA)
• Implémenter un algorithme d’intelligence artificielle (DL, NN, ou équivalent) sous Python
• Appliquer une technique d’IA à la conception de circuit intégré (Analog ou Edge Computing)
• Evaluer les enjeux énergétiques associés à l’usage de l’IA

Contenu

L’intelligence artificielle intègre notre quotidien de nombreuses façons (reconnaissance faciale, conduite autonome, etc.). Après avoir étudié les différentes techniques existantes (apprentissages supervisés, non
supervisés des réseaux de neurones, réseaux de neurones convolutionnels, etc.), les étudiants travailleront sous python à l’évaluation de différentes technologies.
Ils étudieront ensuite les apports possibles d’une solution numérique ou mixte analogique/numérique dans un réseau de neurone en termes de rapidité et d’efficacité énergétique.
Les étudiants seront initiés au travail de recherche à travers une étude bibliographique et la présentation d’un sujet lié à l’état de l’art.

Prérequis

I1, I2, I3, A7

Pédagogie

Apprentissage par projet et par problèmes

Lien évaluation-compétences

• 40% Epreuve écrite de 2h
• 60% Evaluation Projet

Bibliographie

• L’apprentissage profond avec Python, François Chollet
• Hands-On Machine Learning with Scikit-Learn, Keras, and Tensorflow: Concepts, Tools, and Techniques to Build Intelligent Systems, Aurélien Géron

Acquis de la formation

A travers un projet de complexité croissante, les étudiants seront capables de :

• Mettre en oeuvre une architecture mixte répondant à un cahier des charges
• Réaliser une modélisation fonctionnelle
• Concevoir les sous-blocs analogiques et numériques en langage de description matériel
• Co-simuler l’ensemble
• Réaliser en technologie CMOS les sous-blocs analogiques
• Réaliser en technologie CMOS les sous-blocs numériques
• Faire la vérification de l’ensemble par la simulation

Contenu

Ce double module s’inscrit dans la continuité de l’enseignement de l’électronique. Il constitue l’introduction à la conception analogique, numérique et mixte en micro-électronique d’une part, et permet de synthétiser, dans le cadre d’une réalisation, les connaissances de première année d’autre part. L’accent est également mis sur la présentation et la prise en main des outils spécifiques rencontrés dans l’industrie.
Le projet et les problèmes proposés permettront d’avoir une initiation à :

• Des langages de description matériel analogique (VHDL-AMS et/ou Verilog-A)
• La conception analogique CMOS :

1. Présentation d’un PDK AMS 0.35u ou XFAB 0.18u ou FDSOI 28nm
2. Conception de briques analogiques de base (Comparateur, Référence de tension, de courant, Amplificateur)

• La conception numérique CMOS
• L’utilisation des outils (Cadence, Mentors, etc…)
• La modélisation comportementale
• L’automatisation d’un cycle de simulation via script Python et extraction/traitement automatique des résultats
• La rédaction d’un rapport de conception

Prérequis

A1 à A3, N1 à N3, P1 et P2, et I2

Pédagogie

Apprentissage par projet et par problèmes

Lien évaluation-compétences

• 40% Epreuve écrite de 2h
• 60% Evaluation Projet

Bibliographie

• Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 5th Edition, Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis, Robert G. Meyer
• CMOS: Mixed-Signal Circuit Design, 2nd Edition, R. Jacob Baker

Acquis de la formation

Le progrès rapide qu’a connu le domaine des semi-conducteurs et de la microélectronique d’une façon générale a ouvert le champ à de nombreuses nouvelles applications. Portées par la maitrise de technologies nouvelles et prometteuses, des solutions hier irréalisables deviennent envisageables voire possibles.
Ce module a pour objectif d’initier les étudiants aux thématiques qui portent la recherche scientifique dans le domaine de l’électronique intégrée.

Contenu

L’ouverture scientifique sur les technologies émergentes sera proposée au travers d’interventions d’industriels et de chercheurs spécialistes du domaine. L’étudiant aura une initiation à des domaines tels que :

• La photonique
• Les ordinateurs quantiques
• Fabrication en micro et nanotechnologies
• Sécurité matérielle et logicielle des systèmes électroniques
• L’électronique organique
• La plastronique
• Les enjeux de la consommation électriques des « systèmes numériques »

Prérequis

Modules P3 et P4, AN4

Pédagogie

Les étudiants auront à choisir entre la participation au développement dans un projet de recherche d’une équipe de recherche d’un laboratoire ou la réalisation d’une étude bibliographique sur sujet parmi une liste sélectionnée dans l’état de l’art.

Lien évaluation-compétences

• Présentation orale
• Rédaction article scientifique

Acquis de la formation

A l’issue des modules proposés en anglais et en LV2, les étudiants auront acquis et amélioré des compétences en communication (le parler, l’écoute, l’écrit, la lecture) dans la langue cible afin d’effectuer les tâches assignées* relatives aux différents thèmes choisis par l’élève, et ceci à un niveau
de compétences immédiatement supérieur au niveau de départ (défini par le CECRL).

Prérequis

Aucun

Contenu

ANGLAIS : CONTENU / TACHES ASSIGNEES / MOYENS

Travailler des compétences autour d’un thème choisi par l’élève. Ce dernier peut être amené à travailler une ou deux compétences spécifiques et qui se prêtent au thème (e.g. Meetings : prise de parole, techniques pour débattre…) et/ou à développer un vocabulaire spécifique au sujet sélectionné.

Thèmes proposés :

• Se préparer pour le FCE
• Réunions : organisation, conduite, participation
• Parler Science
• Se préparer à se rendre en Grande Bretagne
• Parler sciences naturelles
• Ecrire l’anglais
• Anglais littéraire, vers le Proficiency ou l’Advanced
• Amélioration de la compréhension orale
• Débat sur l’international
• Se préparer à se rendre aux USA
• Science of innovation
• L’industrie de l’énergie
• Multiculturalisme
• Sciences et cinéma
• L’anglais du monde des affaires et du management
• Parler chimie
• Les droits humains
• La musique et la société

Lien évaluation-compétences

Chaque module a son mode d’évaluation propre, spécifiquement inhérente au thème choisi. D’une façon générale, les élèves sont évalués et notés sur :

• Leur niveau de compétence à communiquer en langue cible par rapport aux éléments traités lors de chaque cours en présentiel (‘Interlanguage’-basic learner variety)
• Leur niveau de compétence à communiquer qui se manifeste lors de l’exécution de différentes tâches qui sont assignées, (voir chaque module pour plus de détails).

Acquis de la formation

A l’issue de ce module, les étudiants sont capables de :

• Comprendre les enjeux liés à la fabrication des systèmes numériques sur l’ensemble de la chaine de valeur sur le plan économique et environnemental
• Etre en mesure de quantifier les rendements, effets micro et macroscopiques sur le plan écologique et économique

Contenu

A l’issue d’un cycle de conférences dédiées à la compréhension des phénomènes physiques, biologiques et chimiques en jeu dans l’activité humaine (industrie, transport, etc.), les étudiants travailleront en groupes de 5 à 6 dans un projet de réponse à un des impacts de la société du tout numérique.
Leur réflexion intégrera les problématiques :

• de l’écoconception des produits et services avec un focus sur les équipements électroniques et services numériques.
• des liens avec les nouveaux modèles d’affaires (économie circulaire, économie de la fonctionnalité)

L’organisation alternera temps avec l’enseignant et temps en autonomie et dans la réalisation du projet.

Prérequis

Aucun

Lien évaluation-compétences

L’évaluation se fera sur les résultats du projet mené pendant les cours, présentés à un jury incluant un professionnel d’entreprise, l’enseignant et un étudiant d’un autre groupe.

• Introduction à l’algorithmique, algèbre booléenne, structures de données et complexité
• Les différents paradigmes et langages de programmation
• Projet de développement

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Mettre en œuvre différents types d’algorithmes pour résoudre des problèmes qu’ils peuvent rencontrer dans leur vie professionnelle
• Identifier les différentes structures de données, leurs limitations et leurs forces, et les utiliser à bon escient
• Avoir une vue globale sur les différentes approches de conception d’algorithmes
• Analyser la validité et l’efficacité d’un algorithme
• Appliquer des concepts mathématiques adéquats au service de la conception et l’analyse des algorithmes
• Choisir le langage de programmation le plus pertinent pour le codage des algorithmes
• Appliquer les bonnes pratiques de génie logiciel pour le codage des algorithmes
• Intégrer les différents concepts algorithmiques pour la conception des logiciels modérément complexes

• Les différentes architectures des systèmes d’information
• Modélisation des processus métier de l’entreprise (Modélisation UML)
• Modélisation et gestion de données

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Identifier les fonctions et les rôles du système d’information (SI) dans les activités de l’entreprise et ses relations avec les partenaires
• Connaître les différentes infrastructures logicielles du SI (Client/serveur, orientées service, microservices, cloud, P2P,…)
• Analyser et conceptualiser les besoins d’un client
• Modéliser un processus métier et traiter les données d‘une entreprise
• Choisir les logiciels pertinents pour le développement des applications répondant aux processus métiers
• Assurer la gestion à court et à long terme d’un SI
• Respecter les contraintes réglementaires liées aux SI et à la protection des données comme la RGPD (Règlement général sur la protection des données) ou la PGSSI-S (Politique Générale de Sécurité des Systèmes d’Information de Santé)

• Systèmes d’exploitation basés sur Linux
• Langages de script Shell (Bash, Python, Perl) : automatisation de l’administration
• Programmation système sur Linux

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Configurer un système Debian GNU/Linux à partir d’une installation minimale pour une utilisation de type serveur
• Maîtriser la ligne de commande Linux
• Administrer le système de fichiers
• Installer et configurer des services Linux
• Administrer les utilisateurs et les groupes
• Sécuriser le système de fichiers, les comptes et les services
• Automatiser les tâches d’administration et de sauvegarde
• Traiter de grands lots de données notamment les fichiers de journalisation
• Maîtriser les principes de la programmation système sur Linux

• Concepts généraux des réseaux IP
• Routage IP
• Projet de conception et configuration d’un réseau LAN avec une connexion à Internet

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Expliquer les notions de base des réseaux informatiques et de la transmission de données
• Comparer les modèles OSI et TCP/IP utilisés pour la planification et la mise en œuvre des réseaux
• Décrire les fonctions et les services associés à chaque couche des modèles OSI et TCP/IP
• Concevoir, configurer et sécuriser un réseau local commuté (Technologies Ethernet)
• Concevoir un plan d’adressage IPv4 pour un réseau local incluant plusieurs sous-réseaux
• Configurer le routage statique et le routage dynamique dans un réseau local incluant plusieurs sous-réseaux
• Mettre en œuvre une segmentation VLAN (Virtual Area Network) incluant la configuration de commutateurs et de routeurs
• Assurer la fiabilité et la haute disponibilité dans un réseau local
• Mettre en place un service d’attribution dynamique d’adresses IP (DHCP)
• Expliquer les principes de routage dans le contexte d’un réseau étendu WAN (Wide Area Network)
• Mettre en œuvre les connaissances apprises pour dépanner différents types de problèmes réseaux

• Menaces,  attaques et protection
• Cryptologie et ses applications dans le domaine de la sécurité
• Sécurité des applications web

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Avoir une première approche pragmatique de la sécurité informatique
• Identifier les différentes menaces qui pèsent sur un SI (Système d’information)
• Identifier les différentes failles de sécurité liées à l’architecture logicielle et applicative du SI, notamment celle basée sur les technologies web
• Utiliser les différentes techniques basées sur la cryptologie pour contrôler l’accès au SI
• Mettre en place les méthodes, les outils et les bonnes pratiques nécessaires pour renforcer la sécurité des applications web

L’objectif des enseignements dans les 5 modules d’anglais, prévus sur les 3 années de formation, est de permettre aux élèves de s’exprimer en anglais, à l’écrit et à l’oral, et de communiquer dans les situations professionnelles et personnelles qu’ils rencontrent.

Ce bloc de compétences est le premier d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle  du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL)

L’objectif des enseignements dans ce module est de poser les bonnes bases pour que les élèves puissent atteindre le niveau B1 à la fin de leur première année.  Les enseignements s’articulent autour des deux thèmes : l’actualité et « apprendre pour apprendre ».

• Ouverture à l’altérité
• Citoyenneté et économie

Les enseignements de Sciences Humaines, Economiques et Sociales (SHES) permettent de situer l’action de l’ingénieur dans le contexte économique, politique, social et culturel. Ils permettent également aux élèves de développer, leurs aptitudes au management et à la prise de décision.

La répartition des enseignements et interventions en SHES, sur les 3 années de  formation de l’ingénieur, obéissent à une progression qui part de l’individu (connaissance de soi et de son environnement) vers la professionnalisation (management, management projet etc.).

• Administration système
• Déploiement
• Virtualisation

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Concevoir et déployer une solution d’infrastructure système et réseau basée sur les technologies MS Windows
• Administrer un environnement Windows Server à l’aide de PowerShell
• Installer et configurer les services de domaine Active Directory
• Configurer et utiliser des stratégies de groupes
• Mettre en œuvre une solution de déploiement Microsoft
• Créer une image de référence « master » et le déployer sur le réseau
• Concevoir et configurer une infrastructure de virtualisation basée sur VMware
• Dépanner les serveurs et les services Windows physiques et virtuels

• Algèbre linéaire
• Analyse
• Méthodes numériques

Les enseignements en mathématiques appliquées ont pour objectif de développer auprès des étudiants la capacité à penser en « modèles mathématiques ».  Ils  seront en mesure d’identifier, dans un problème qui leur sera soumis dans leur vie professionnelle, la partie théorique et de la traiter. L’utilisation du langage Python et de ses différentes librairies mathématiques (scipy, numpy, mathplotlib) vise à rendre ce module plus accessible pour des élèves informaticiens titulaires d’un BTS.

A l’issue de ce module les élèves seront en mesure de :

• Analyser et comprendre un problème donné et extraire les informations nécessaires à sa résolution
• Proposer une modélisation mathématique pour faciliter la résolution du problème
• Raisonner, conjecturer, démontrer et résoudre théoriquement ou numériquement le problème
• Savoir présenter les résultats et justifier de leur validité en fonction des hypothèses émises au départ
• Diviser un problème complexe en sous-problèmes moins complexes pour faciliter la résolution
• Utiliser le langage Python pour mettre en œuvre et programmer certaines méthodes numériques

• Programmation orientée objet en Java
• Patrons de conception (design patterns) en Java
• Projet de développement avancé en Java

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Analyser un problème posé afin d’en proposer une modélisation Orientée Objet
• Concevoir une application conformément aux principes de la Programmation Orientée Objet en utilisant les principaux Design Patterns de conception
• Développer le programme correspondant en Java en s’appuyant sur les piliers de l’approche objet
• Appliquer les méthodes du Génie Logiciel pour concevoir et développer des logiciels souples, modulaires, extensibles, faciles à maintenir, réutilisables et efficaces

Ce bloc de compétences est le 2e d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL)

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• Le développement des compétences linguistiques
• Le développement des compétences communicatives
• Le développement des techniques de présentations
• La connaissance des différentes cultures d’entreprises
• La connaissance de la gestion des conflits

Projet de Création d’Entreprise.

Le Projet de Création d’Entreprise (PCE) a pour objectif de donner aux élèves la méthodologie et le goût d’entreprendre. Les élèves  expérimenteront le travail en équipe, la gestion de projet et la mise en œuvre de techniques de communication écrite et orale. Ce projet permet également d’aborder de façon pragmatique les différents acteurs économiques liés à un champ d’activité et de comprendre le fonctionnement d’une entreprise.

Ce stage consiste en un premier projet technique dans un ou plusieurs domaines qui relèvent de la formation : développement informatique, administration système, sécurité informatique, gestion de projet, administration de bases de données, …

Une convention de stage qui fixe les règles et les modalités du stage sera établie entre CPE Lyon et l’entreprise.

L’élève rend un rapport qui présente son entreprise et ses travaux. Ce rapport sera évalué conjointement par le maître de stage et le tuteur pédagogique.

• Cloud privé
• Cloud public
• Sécurité cloud

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Définir les principaux fondamentaux de la virtualisation
• Identifier les différents types de configuration Cloud
• Identifier et expliquer les différents types « AAS » : PAAS, IAAS, SAAS, CAAS
• Être capable de déployer et configurer des services cloud privé et public en fonction des besoins de son environnement de travail
• Sécuriser l’accès aux clouds

• Les principes,  les enjeux et les méthodes du DevOps
• Gestion de code source, l’intégration continue, les tests, la mise en production, les outils du DevOps
• Projet

A l’issue du module, les étudiants seront capables de :

• Cerner les enjeux du DevOps dans les sociétés d’édition et d’intégration de solutions informatiques
• Adopter une méthode de travail qui permet une étroite collaboration entre les développeurs, les intégrateurs et les clients finaux
• Mettre en œuvre les méthodes agiles de gestion de projets, les processus et les outils logiciels disponibles au service de l’intégration logicielle, de tests et de déploiement continus
• Automatiser la mise en production des applications
• Assurer le suivi et la configuration des applications après leur mise en production
• Superviser les applications
• Définir des solutions de repli et de récupération en cas de problème

Ce bloc de compétences est le 3e d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL)

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• Développement des compétences linguistiques
• Être capable de chercher, postuler et passer l’entretien pour un stage à l’international
• Pouvoir lire et comprendre un article technique ou scientifique
• Savoir rédiger un rapport technique ou scientifique

“Les enjeux de l’entreprise”

Ce cours a pour objectif de permettre aux élèves ingénieurs d’assimiler les différentes fonctions de l’entreprise et leurs relations, de progresser dans la connaissance du fonctionnement économique des entreprises, d’intégrer les missions/responsabilités du chef d’entreprise et comprendre ses logiques comportementales.

Cette compréhension les aidera à mieux se positionner par rapport à leur projet professionnel.

Il s’agit du premier projet en entreprise dans le cadre de l’apprentissage, en année 4.

Pour valider ce projet, l’apprenti rend un rapport écrit et présente oralement ses travaux devant un jury composé de son maître d’apprentissage et de son tuteur pédagogique.

• Introduction aux frameworks “Springboot” et “Maven”
• Mise en place d’une architecture SOA et microservices
• Déploiement d’architectures microservices (conteneurs “Docker”)

A l’issue de ce module les élèves seront en mesure de :

• Concevoir des services Web à l’aide du Framework SpringBoot
• Concevoir des architectures de services Web en SOA
• Concevoir des architectures de services Web en Microservices
• Effectuer du déploiement d’architecture (notamment Microservice) sur des architectures Cloud
• Proposer des architectures Backend performantes, évolutives et qui permettent un passage à l’échelle

• Acquisition, collecte, prétraitement et stockage de données massives
• Traitement, post-traitement et extraction de connaissances

Les enseignements dans ce module visent à transmettre aux élèves les bases théoriques et les compétences pratiques pour l’acquisition, la représentation, le stockage, et le traitement des données volumineuses, afin d’en extraire de la connaissance sous différentes formes.

A l’issue de ce module les élèves seront capables de :

• Se projeter dans un contexte de données massives et comprendre les différentes problématiques liées au passage à l’échelle en termes de volumétrie de données
• Avoir une vue globale sur les différentes techniques d’acquisition, de représentation et de stockage de données
• Nettoyer, harmoniser les données afin d’approvisionner les lacs de données
• Construire des modèles de traitement de données
• Découvrir les différents algorithmes, méthodes et outils de fouille de données et leurs applications dans différents domaines comme la santé, les réseaux sociaux, l’environnement, etc…
• Proposer une solution de création ou d’amélioration d’un produit ou d’un service avec une plus-value à partir de données

• Sécurité LAN/WAN, IoT
• Les VPN (Virtual Private Networks)
• Les techniques IDS (Intrusion Detection System) et IPS (Intrusion Prevention System)
• Firewall : conception et implémentation
• Gestion de la sécurité

A l’issue de cette formation les élèves seront capables de :

• Saisir les enjeux liés à la sécurité des infrastructures réseaux et télécoms
• Identifier les risques et menaces sur les infrastructures réseaux et télécoms
• Mettre en œuvre les mesures de protection nécessaires pour assurer la protection et la défense
  • D’un réseau local d’entreprise
  • De l’interconnexion de plusieurs sites via un réseau d’opérateur
  • De la connexion avec Internet
  • Des protocoles et infrastructures des objets connectés (IoT : Internet of Things)
• Déployer des solutions de détection et de prévention d’intrusion (IDS/IPS)
• Gérer les événements et les informations de sécurité avec des outils SIEM (Security Information and Event Management) adaptés

“Concrétiser un projet innovant“.

A l’issue de ce module, les étudiants sont capables de :

• Adopter une posture de consultant, acteur externe à l’entreprise
• Etre en mesure de sélectionner un consultant sur des critères objectifs
• Répondre avec des méthodologies adaptées sur 3 étapes clés du processus d’innovation

Ce bloc de compétences est le 4e d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL)

Les objectifs des enseignements dans ce module sont :

• Approfondir les compétences linguistiques
• Préparer les élèves à partir à l’international
• Approfondir les compétences en anglais techniques : lecture et rédaction de rapports scientifiques
• Préparer les élèves aux examens de Cambridge

Projet de recherche

Les objectifs de ce projet sont de développer des compétences d’analyse, de réflexion, de méthodologie, de critique, et de résolution de problème, nécessaires dans toute démarche de recherche et d’innovation technologique.

Les élèves travailleront en petits groupes de 2 ou 3 élèves sur un sujet innovant en lien avec leur cursus en informatique et sécurité des systèmes d’information.

Les enseignants-chercheurs de CPE Lyon proposeront des sujets en lien avec leurs activités de recherches dans plusieurs domaines : data science, l’IoT, robotique, sécurité, protocoles et infrastructures réseaux, etc.

Les élèves auront également la possibilité de proposer un sujet de recherche en lien avec des technologies émergentes.

Le rendu de leurs travaux pourra être sous plusieurs formats : un article de recherche ou une maquette de démonstration.

Module de spécialisation “Conception logicielle et architecture SI“.
Sujets étudiés : Architecture SI/Développement/Bases de données/Traitement de données.

L’objectif principal de ce bloc de compétences est de mettre les élèves dans une véritable situation professionnelle de conduite de projet, depuis la remise d’un cahier des charges à la livraison d’un produit fini. Au travers d’un travail en équipe, ils seront amenés à confirmer les compétences acquises, à les associer, et à développer de nouvelles compétences relationnelles et d’adaptation.

Les 3 modules de spécialisation au choix sont :

• Choix 1 : Conception logicielle et architecture SI
• Choix 2 : DevOps
• Choix 3 :  Cybersécurité

Module de spécialisation “Devops”
Sujets étudiés : Virtualisation / Cloud / Développement / Bases de données / Sécurité.

L’objectif principal de ce bloc de compétences est de mettre les élèves dans une véritable situation professionnelle de conduite de projet, depuis la remise d’un cahier des charges à la livraison d’un produit fini. Au travers d’un travail en équipe, ils seront amenés à confirmer les compétences acquises, à les associer, et à développer de nouvelles compétences relationnelles et d’adaptation.

Les 3 modules de spécialisation au choix sont :

• Choix 1 : Conception logicielle et architecture SI
• Choix 2 : DevOps
• Choix 3 :  Cybersécurité

Module de spécialisation “Cybersécurité“.

L’objectif principal de ce bloc de compétences est de mettre les élèves dans une véritable situation professionnelle de conduite de projet, depuis la remise d’un cahier des charges à la livraison d’un produit fini. Au travers d’un travail en équipe, ils seront amenés à confirmer les compétences acquises, à les associer, et à développer de nouvelles compétences relationnelles et d’adaptation.

Les 3 modules de spécialisation au choix sont :

• Choix 1 : Conception logicielle et architecture SI
• Choix 2 : DevOps
• Choix 3 :  Cybersécurité

Ce bloc de compétences est le dernier d’une série de 5 blocs, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle du Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL). L’élève doit passer et réussir l’examen « B2 First ». L’obtention de cette qualification conditionne l’obtention de son diplôme. Cette qualification permet d’attester que l’élève est capable de vivre et de travailler dans en pays anglophone.

“Les fondamentaux du Management“.

A l’issue de ce module, les étudiants sont capables de :

• Aborder la gestion dans sa dimension pluridisciplinaire, au confluent du droit, de l’économie et des RH,  sans oublier l’analyse de la performance de l’entreprise à travers les notions de rentabilité, d’équilibre et d’autonomie financière.
• Se repérer dans les démarches couramment utilisées en management/conduite de projet et identifier les méthodes et outils à mobiliser en situation de crise.
• Acquérir les notions essentielles du droit du travail pour pouvoir les mobiliser en pratique. Maîtriser le vocabulaire juridique afin de poser les problèmes juridiques clairement face à des interlocuteurs spécialisés, être suffisamment autonome sur certains sujets et faire les bons choix.

Les élèves ingénieurs doivent, dans le cadre de leur cursus, passer 3 mois à l’étranger. Ils ont la possibilité de partir à l’international dans le cadre du projet de fin d’année 3.
Dans le cas où le départ n’est pas possible en fin d’année 3, les élèves sont tenus de partir en mission à l’étranger à la fin de l’année 4.

Le semestre 10 est consacré au Projet de Fin d’Études (PFE) : les élèves sont en entreprise à temps plein.

L’apprenti rend un rapport écrit et présente oralement ses travaux devant un jury composé de son maître d’apprentissage, de son tuteur pédagogique et d’un enseignant de CPE Lyon.

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Identifier et utiliser les outils mathématiques utiles pour l’informatique, notamment l’algorithmique et l’apprentissage automatique
• Définir mathématiquement les caractéristiques principales d’un algorithme: complexité/efficacité, croissance comparée, et convergence
• Implémenter des méthodes numériques pertinentes pour le calcul d’opérations telles que l’intégration, la dérivation
• Faire le lien entre la théorie des ensembles et la conception algorithmique (structures de données, relations logiques, bases de données)
• Utiliser Python pour le développement des algorithmes

Pré-requis :

• Programmation python
• Notions mathématiques de base

Contenu du cours :

Théorie des ensembles

• Inclusion, union, intersection
• Logique mathématique, prédicat logique
• Algèbre relationnelle

Analyse

• Fonctions de base (trigonométrie, exponentielles, logarithmiques)
• Croissance comparée (complexité algorithmique)
• Suites
• Calcul différentiel (lien dérivée – différences finies)
• Calcul intégral (lien avec les méthodes numériques)

Algèbre linéaire

• Bases sur les espaces vectoriels (dim. finie)
• Opérations de bases vecteur/matrices, normes
• Calcul matriciel
• Diagonalisation, vecteurs propres, valeurs propres

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Comprendre le fonctionnement interne et externe d’un ordinateur, depuis la logique combinatoire et séquentielle jusqu’au microprocesseur et à son intégration dans un système électronique
• Comprendre le fonctionnement d’un microprocessur et ses périphériques et les utiliser pour résoudre des problèmes simples de contrôle, d’acquisition et de calcul
• Identifier les éléments d’un ordinateur tels que le processeur, les mémoires et les périphériques d’entrée-sortie
• Déterminer les caractéristiques essentielles d’un processeur (microprocesseur ou microcontrôleur)
• Comprendre la partie matérielle d’un système à microcontrôleur
• Comprendre la programmation d’un processeur
• Mettre en œuvre les périphériques de base d’un microcontrôleur
• Utiliser un environnement de développement pour processeurs dans les phases de codage, simulation et débogage
• Maitriser la totalité de la conception d’un petit système à microcontrôleur

Pré-requis :

Aucun

Contenu du cours :

• Logique combinatoire : représentation des nombres en binaire, hexadécimal et BCD. Algèbre de Boole et fonctions combinatoires de base.
• Logique séquentielle : bascules, registres, compteurs, synchrone et asynchrone.
• Mémoires : Type de mémoire (ROM, EPROM, EEPROM, FLASH,SRAM et DRAM). Espaces adressables, décodage mémoire et cycle d’accès mémoire.
• Microprocesseur : Architectures (Von Neumann, Harvard, RISC et CISC). Bus d’adresses, de données et de contrôle. Registres généraux, accumulateur, registre d’état, pointeur de code, pointeur de pile, unité arithmétique et logique, pile.
• Echanges entre le microprocessur et son environnement : échanges programmés, Interruptions, DMA, périphériques d’entrées-sorties.
• Programmation en assembleur : directives d’assemblage, Instructions, modes d’adressage, simulation et débogage.

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Installer et configurer un système d’exploitation Linux Debian / Ubuntu de type serveur
• Maîtriser la ligne de commande Linux et les scripts Bash
• Administrer un dépôt de paquets logiciels
• Administrer les utilisateurs et les groupes
• Administrer le système de fichiers
• Installer et configurer des services Linux, dont les services réseaux
• Sécuriser le système de fichiers, les comptes et les services
• Automatiser les tâches d’administration et de sauvegarde
• Utiliser un conteneur Docker

Pré-requis :

• Notions de programmation / algorithmique
• Notions d’architecture des réseaux
• Programmation en C ou en Python

Contenu du cours :

• Présentation des systèmes GNU/Linux
• Prise en main de la ligne de commande et des scripts Bash
• Gestion des utilisateurs, des groupes, et des permissions
• Gestion des paquets et des dépendances
• Administration du stockage et partitions (fstab, LVM)
• Système de fichiers Linux
• Services réseaux : DHCP/DNS, Firewall (iptables, UFW)
• Outils d’automatisation du déploiement (Ansible)
• Programmation de tâches et démarrage (at, crontab)
• Noyau et processus
• Gestion des logs
• Conteneurs Docker

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Concevoir une infrastructure pour un réseau local
• Choisir et dimensionner les équipements et les ressources réseaux nécessaires
• Configurer les équipements et les protocoles de routage et de commutation
• Optimiser la configuration du routage et de la commutation
• Assurer la fiabilité, la haute disponibilité et la performance d’un réseau local
• Sécuriser l’accès aux équipements, l’échange protocolaire et les communications dans un réseau local

Pré-requis :

• Notions de base en architecteur TCP/IP
• Codage binaire et hexadécimal

Contenu du cours :

• Introduction aux réseaux et rappels du modèle TCP/IP
• Architectures des réseaux commutés (Ethernet)
• Configuration et paramétrage des réseaux commutés
• Réseaux locaux virtuels (VLAN)
• Adressage IP et segmentation des réseaux IP
• Interconnexion des réseaux commutés
• Routage entre les réseaux commutés
• Routage entre les VLAN
• Sécuriser l’accès et les échanges sur un réseau local
• Haute disponibilité et fiabilité
• Optimisation et équilibrage de charge

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• S’approprier les différents principes des langages de programmation
• Comparer les différents paradigmes de programmation et selectionner le paradigme le plus adapté à la résolution d’un problème algorithmique
• Identifier les différentes étapes d’une chaine de compilation et la mettre en oeuvre en utilisant un langage de programmation comme le C
• Identifier les différentes étapes de l’interprétation et la mettre en oeuvre en utilisant un langage de programmation comme le Python

Pré-requis :

Connaissances de base en langages de programmation tels que Python, C, C++ ou Java

Contenu du cours :

• Besoins : introduction (propriétés intéressantes)
• Types et structures de données (types de bases + types complexes)
• Typage (typage statique et dynamique, typage faible et fort )
• Paradigmes (langages de manipulation de chaînes de caractères, impératifs, procéduraux, fonctionnels, orientés objet, orientés aspect, multiparadigmes)
• Compilateurs et interpréteurs
• Chaîne de compilation : Langage C
• Interpretation : Python
• Mettre en oeuvre des programmes avec une chaine de compilation en langage C
• Mettre en oeuvre des programmes interprétés avec Python

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Définir les principaux fondamentaux de la virtualisation et de la conteneurisation
• Comparer les différentes solutions Cloud existantes (privé, public et hybride)
• Concevoir et déployer des services adaptés à son environnement de travail dans un Cloud privé
• Configurer et gérer des infrastructures virtualisées avec VMware vSphere
• Mettre en œuvre des services de haute disponibilité pour des infrastructures virtualisées, incluant la gestion des ressources avec DRS et vSphere HA
• Déployer et configurer des conteneurs à l’aide de Docker, en maîtrisant l’utilisation de Dockerfiles pour le deploiement et l’exploitation
• Configurer des datastores partagés avec TrueNAS et iSCSI pour faciliter la migration de machines virtuelles avec vMotion
• Configurer et administrer des réseaux virtualisés à l’aide de VSS (Virtual Standard Switch) et VDS (Virtual Distributed Switch) pour optimiser la gestion des infrastructures virtualisées

Pré-requis :

• Connaissances de base en réseaux informatiques : Comprendre les fondamentaux des réseaux (adresses IP, commutateurs, routage)
• Expérience avec les systèmes d’exploitation : Avoir des notions de base en administration de systèmes (Linux et Windows) pour installer et configurer des services simples
• Maîtrise des commandes en ligne : Être à l’aise avec l’utilisation de l’interface en ligne de commande (CLI), sans expérience spécifique avec Docker ou ESXi

Contenu du cours :

Conteneurisation avec Docker :

• Introduction à Docker et à la conteneurisation
• Création et déploiement de conteneurs avec Dockerfiles
• Configuration, déploiement et utilisation de conteneurs
• Gestion des images et des volumes Docker

Principes de la virtualisation et du cloud :

• Introduction aux concepts de virtualisation (serveurs, réseaux, stockage)
• Différentes solutions Cloud: privé, public, hybride
• Introduction à VMware vSphere

Virtualisation des serveurs avec VMware vSphere :

• Installation et configuration d’ESXi
• Déploiement et gestion de VCenter
• Configuration des VSS (Virtual Standard Switch) et VDS (Virtual Distributed Switch) pour la virtualisation des réseaux
• Mise en place de la haute disponibilité (HA) avec DRS (Distributed Resource Scheduler) et vSphere HA

Virtualisation des réseaux :

• Configuration des commutateurs virtuels : VSS et VDS
• Optimisation des réseaux virtualisés dans une infrastructure VMware

Gestion du stockage dans un environnement virtualisé :

• Introduction aux types de stockage (NAS, SAN)
• Configuration d’un stockage partagé avec TrueNAS et iSCSI
• Gestion des datastores et leur utilisation avec VMware vSphere

Déploiement de services en haute disponibilité :

• Configuration de clusters vSphere HA et DRS pour assurer la continuité des services
• Utilisation de vMotion pour la migration de machines virtuelles sans interruption

Projet pratique de déploiement d’un cloud privé :

• Installation et configuration d’ESXi
• Déploiement et gestion de VCenter
• Mise en place et configuration de vSphere HA, VSS/VDS, et DRS
• Configuration d’un datastore partagé avec TrueNAS et migration de VM via vMotion

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Identifier les différents types de cloud existants et les cas d’usage de chaque type (public, privé, hybride)
• Avoir un aperçu du marché du Cloud Computing
• Comprendre les principaux types de services de Cloud Computing (IaaS, PaaS, SaaS)
• Créer des plans de migration d’infrastructures systèmes locales (on-premise) vers le cloud en considérant les spécificités de chaque environnement
• Concevoir des infrastructures informatiques cloud sécurisées et fiables
• Prendre en compte l’optimisation des coûts de déploiement et d’exploitation d’infrastructures cloud
• Automatiser les déploiements d’infrastructures cloud
• Sécuriser les données à chaque couche de l’application, en intégrant des pratiques de sécurité adaptées à l’environnement cloud

Pré-requis :

• Connaissances de base en informatique : Compréhension des concepts fondamentaux des systèmes d’exploitation, des réseaux et du stockage
• Connaissance de base dans l’administration de systèmes (Linux et Windows)

Contenu du cours :

• Introduction au cloud : Présentation des concepts et principes de Cloud Computing
• Ajout d’une couche de stockage : Services de stockage et leur intégration dans des solutions cloud
• Ajout d’une couche de calcul : Services de calcul et leur déploiement pour les applications
• Ajout d’une couche de base de données : Options de bases de données pour les applications web
• Création d’un environnement réseau : Mise en place et gestion des réseaux dans le cloud
• Connexion des réseaux : Intégration de différents réseaux et gestion de la connectivité
• Sécurisation de l’accès utilisateur et des applications : Meilleures pratiques pour sécuriser les accès
• Implémentation de l’élasticité, de la haute disponibilité et du monitoring : Stratégies pour garantir la performance et la fiabilité des systèmes
• Automatisation de l’architecture : Utilisation d’outils pour automatiser la gestion des ressources
• Mise en cache de contenu : Techniques de mise en cache pour améliorer la performance des applications
• Construction d’architectures découplées : Approches pour créer des systèmes modulaires et flexibles
• Construction de systèmes microservices et sans serveur : Concepts et meilleures pratiques pour les architectures modernes
• Planification des mesures de reprise après sinistre : Stratégies pour assurer la continuité des activités
• Préparation à la certification : Ressources et conseils pour l’examen AWS Certified Solution Architect – Associate.

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Analyser les différents algorithmes de cryptographie et identifier leur rôle dans la sécurisation des communications et des informations
• Appliquer des techniques et algorithmes cryptographiques pour sécuriser efficacement les informations et les communications numériques
• Évaluer les risques de sécurité liés aux vulnérabilités des systèmes informatiques avec un focus sur les aspects cryptographiques et proposer des solutions adaptées pour atténuer ces risques.
• Intégrer les bonnes pratiques pour développer et intégrer des applications sécurisées
• Implémenter et configurer des protocoles sécurisés tels que SSL/TLS et SSH, essentiels pour la sécurisation des communications réseaux
• Assurer la gestion des clés Cryptographiques : génération, partage, stockage, et révocation
• Identifier les vulnérabilités cryptographiques et réaliser des audits de sécurité ciblés
• Appliquer une politique de sécurité adaptée face aux risques et menace cyber.

Pré-requis :

• Principes de base de l’algèbre et des mathématiques discrètes
• Notions de base des probabilités et des statistiques
• Fondamentaux de la programmation en langages tels que Python ou Java
• Structures de données (listes, files, piles, tables de hachage)
• Principes de base des systèmes d’exploitation
• Notions de base sur le fonctionnement des réseaux TCP/IP et des architectures réseau.

Contenu du cours :

Enjeux de la sécurité informatique

• Importance de la sécurité de l’information
• Risques et conséquences des cyberattaques
• Analyse de différents types de cyberattaques
• Déni de service et déni de service distribué (DoS ou DDoS)
• Rançongiciel (Ransomware)
• Hameçonnage (Phishing)
• Password Spraying
• Dépassement de tampon (buffer overflow)
• Attaque par force brute, dictionnaire
• Malware
• Les méthodes et les outils d’attaque

La cryptologie et ses applications dans le domaine de la sécurité informatique

• Cryptographie, présentation des outils de cryptographie
• Chiffrements symétriques et asymétriques
• Introduction au hachage et à la sécurité des mots de passe
• Principes du hachage cryptographique
• Hachage de mot de passe avec salting
• Méthodes pour renforcer la sécurité des mots de passe
• Chiffrement et signature numérique
• Infrastructure à clé publique (PKI)
• Présentation des PKI (Public Key Infrastructure) et HTTPS
• Certificate Authority Based
• Utilisation de certificats (X509)
• Web of Trust (PGP)
• TOFU (SSH, Signal Protocol)

Travaux pratiques : Exercices pratiques et outils pour l’audit de sécurité des mots de passe

• Utilisation d’outils de “cracking” de mot de passe (John the Ripper, Hashcat)
• Techniques d’audit pour évaluer la robustesse des mots de passe

Travaux pratiques : Création et configuration de certificats pour HTTPS

• Générer une paire de clés (publique et privée)
• Création de demandes de signature de certificat (CSR)
• Signature et gestion de certificats avec une autorité de certification (CA) ou en auto-signé
• Configuration de serveurs web (par exemple, Apache, Nginx) pour utiliser HTTPS

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• S’exprimer en anglais, à l’écrit et à l’oral, et communiquer dans les situations professionnelles et personnelles qu’ils rencontrent
• Ce cours est le premier d’une série de 5 cours, dont la finalité est d’obtenir le niveau de compétence B2 minimum sur l’échelle CECRL (Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues)
• L’objectif des enseignements dans ce cours est de poser les bonnes bases pour que les élèves puissent atteindre le niveau B1 à la fin de leur première année. Les enseignements s’articulent autour des deux thèmes : l’actualité et « apprendre pour apprendre ».

Contenu du cours :

• Lecture, analyse et compréhension de l’actualité écrite, audiovisuelle et en ligne
• Se familiariser avec l’anglais : style, tournures des phrases, accentuation, prononciation, expression gestuelle, et différence par rapport à la langue française.
• Apprendre au fur et à mesure à adopter un style de communication, en adéquation avec le contexte, à l’oral comme à l’écrit
• Appliquer des stratégies de communication
• Apprendre à s’autoévaluer
• Les élèves doivent suivre l’actualité en anglais et produire un rendu avec les vocabulaires et les expressions apprises

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Connaître les différentes facettes de la géopolitique
• Inclure la dimension géopolitique au sein de la stratégie d’entreprise et de ses projets
• Comprendre la géopolitique des années 2020 et ses liens avec des faits historiques marquants
• S’informer des évolutions géopolitiques prévisibles et des opportunités et risques induits.

Pré-requis :

• Notions de géographie mondiale
• Notions d’économie (soit le cours d’Economie et citoyenneté aura eu lieu, soit un rappel sera opéré)

Contenu du cours :

• Présentation de la géopolitique
• Place de la géopolitique dans la stratégie d’entreprise et dans l’intelligence économique
• Notions de pays, de citoyens, d’institutions mondiales
• Le rôle de la géographie (au sens large) dans la Géopolitique
• Le rôle des opinions politiques et religieuses dans la Géopolitique
• Le rôle de la démographie, des migrations
• Les BRICS + et leurs projets
• La géopolitique du sport, de la culture, de la mode, etc.
• Géopolitique et mondes non-terrestres
• Géopolitique et mutations environnementales (au sens large)
• Géopolitique et innovations (industrielles, services, etc.).

Le module, compte-tenu de ses thématiques, et de l’actualité mondiale, débutera par la présentation d’une charte de bonne conduite (neutralité, recoupement des informations, modération). Chaque séance incluera une revue de presse en trois parties (International, France, Signaux faibles).

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Découvrir le plus de facettes possibles du pilotage d’une entreprise
• Mettre en œuvre les actions de stratégie, marketing, gestion financière, communication (Interne et Externe), gestion d’équipe et gestion du temps dans le pilotage d’entreprise sur un simulateur qui gère la concurrence économique

Pré-requis :

• Maîtrise d’Excel
• Connaître les bases de la gestion et des méthodologies de stratégie peut être utile

Contenu du cours :

• Les élèves sont répartis par équipe. Chaque équipe se doit de piloter une entreprise sur un simulateur qui gère la concurrence économique. L’apprentissage se base sur la stratégie de “Learning by Doing”, avec une possibilité de se documenter un peu à l’avance sur le cas
• Le timing est volontairement lent au début dans un contexte simple à gérer. Tout s’accélère ensuite, avec beaucoup d’évènements à traiter. Nous limitons quand même sciemment l’accélération pour que les participants puissent prendre le recul demandé sur les notions acquises, sur le comportement de l’équipe et aussi pour qu’ils construisent leurs propres outils de pilotage
• Le scénario vécu comporte des périodes de croissance et de décroissance, une crise sanitaire, un communiqué de presse, un cahier des charges à destination d’une agence de publicité, un appel d’offre, une pandémie, un challenge de prévision financière, la recherche et le suivi d’indicateurs pour la construction d’un tableau de bord
• Une synthèse finale défendant le pilotage réalisé est demandée
• Par ailleurs la créativité est sollicitée puisque le futur lointain du secteur est très noir et il est demandé aux participants d’imaginer des solutions pour assurer la survie de l’entreprise
• Comme tout cela est multi-factoriel et concurrentiel, les participants sont amenés à constater que le marché ne réagit pas forcément aux sollicitations d’une entreprise, et que tout dépend de ce que font les concurrents
• Sur le plan des Relations Humaines, une prise de recul est demandée sur l’attitude des individus et de l’équipe. Comment savoir imposer ses idées, ou au contraire savoir accepter et appliquer celles des autres pour que le groupe soit efficace.

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Comprendre les enjeux environnementaux et sociaux du numérique
• Découvrir les méthodes de mesure d’empreinte environnementale du numérique
• Découvrir l’écoconception
• Découvrir l’accessibilité numérique

Contenu du cours :

• Fresque du Numérique
• Empreinte environnementale du numérique et stratégie numérique responsable : comment mesurer et définir une stratégie NR
• L’écoconception : qu’est-ce que c’est et Comment s’y prendre ?
• L’accessibilité numérique : qu’est-ce que c’est et Comment s’y prendre ?

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

Savoir s’exprimer devant un public, dans des situations variées, (souvent déstabilisantes) :

Savoir transmettre un message construit, répété, préparé ou improvisé :

• en contrôlant des attitudes (ancrage, langage corporel, stress
• en maîtrisant sa diction, sa voix et sa respiration
• en développant son écoute active de la situation (spectateurs, environnement, partenaires)
• Maîtriser la qualité de ses interventions
• Savoir se mettre en valeur et utiliser ses qualités

Travailler sa créativité (spontanée et réfléchie)

Travailler en groupe. Améliorer et analyser son comportement dans le travail en équipe

Prendre conscience de soi (concentration, relâchement, fonctionnement, gestes ou attitudes parasites)

Contenu du cours :

• Exercices d’improvisation, de prise de parole en public, de respiration, de concentration, de relâchement…, Apports théoriques
• Travaux collectif et individuel
• Nous avons fait le choix d’une pédagogie favorisant la progression en abordant tous les objectifs (prise de parole, créativité, gestion du stress) à chaque séance en augmentant progressivement la difficulté des exercices
• Exercice en groupe : Rotation permanente des groupes pour forcer l’adaptation des étudiants à un nouveau contexte et une confrontation avec différentes énergies, différentes personnalités. L’écoute de ses partenaires au service d’un projet commun, que ce soit en improvisation ou en préparation, est une constante des exercices de groupe.

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Décrire les fonctionnalités et les architectures possibles d’un système d’exploitation
• Comprendre le fonctionnement interne du système d’exploitation Linux (processus, fichiers, mémoire, etc.)
• Comprendre les notions de processus et threads, les contextes d’exécution et le concept d’ordonnancement de threads/processus
• Maîtriser les concepts et notions sous-jacents à la programmation concurrente
• Résoudre des problèmes algorithmiques en se servant de la programmation concurrente
• Savoir développer une application utilisant les threads/processus et les mécanismes de synchronisation et de communication en C.

Pré-requis :

Une solide base de programmation en langage C : structure d’un programme, types simples et structurés (tableau, structures), structures de contrôle, fonctions, et pointeurs

Contenu du cours :

• Architecture et fonctionnement interne d’un système Linux
• Types de fichiers sous linux – Rappel
• Programmation en C – Rappel (Types, variables, fonctions, passage de paramètres)
• Processus et threads
• Signaux sous linux
• Communication entre processus : tubes, fichiers, redirection
• Synchronisation des processus – sémaphores
• Partage de mémoire entre processus: Mutex
• Programmation concurrente: Multiprocessing et Multithreading

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Comprendre les concepts fondamentaux de l’analyse des algorithmes (analyse de la complexité des algorithmes, Master Theorem)
• Concevoir et évaluer des algorithmes efficaces
• Maîtriser les paradigmes algorithmiques courants (diviser pour régner, programmation dynamique)
• Utiliser efficacement les structures de données : Sélectionner les structures de données appropriées et analyser les opérations sur ces structures
• Résoudre des problèmes pratiques : modéliser des problèmes sous forme algorithmique et implémenter les algorithmes
• Maîtriser les algorithmes classiques (tris, parcours de graphes, plus courts chemins…)
• Justifier les choix algorithmiques

Pré-requis :

• Notions de mathématiques discrètes : combinatoire, raisonnement par récurrence
• Algèbre et analyse : calcul matriciel, manipulation de fonctions, limites, logarithmes et exponentielles, croissances comparées
• Programmation : niveau de base en Python (syntaxe, fonctions, classes…)

Contenu du cours :

• Structures de données vs. Types de données ; structures et types usuels
• Introduction à la complexité algorithmique
• Fonctions récursives ; paradigme « Diviser pour régner » ; Master Theorem
• Structures arborescentes (arbres, arbres binaires de recherche, arbres équilibrés…)
• Introduction à la théorie des graphes ; modélisation d’un problème à l’aide de graphes
• Parcours de graphes
• Fonctions Programmation dynamique

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Comprendre par la pratique et au travers de la mise en œuvre d’une application le fonctionnement d’un microprocesseur et de son intégration dans un système électronique
• Utiliser un microprocesseur (microcontrôleur) et ses périphériques pour résoudre des problèmes simples de contrôle, d’acquisition et de calcul
• Identifier à partir de la documentation d’un microprocesseur :

– Le type d’architecture, la capacité de calcul et la capacité d’adressage mémoire
– Les entrées-sorties et la signification de ses signaux d’adresses, de données et de contrôle
– Les registres d’adresses, registres généraux, registres de contrôles
– Les périphériques intégrés

• Concevoir un système à base d’un microprocesseur :

-Définir les zones d’adressage pour la mémoire et les périphériques d’entrées-sorties
– Fabriquer la cartographie mémoire
– Ecrire les équations de décodage des mémoires et des entrées sorties et les réaliser

• Programmer un microcontrôleur en C :

– Ecrire un algorithme, écrire le programme correspondant et le corriger
– Comprendre l’incidence des instructions sur les registres de contrôles
– Exécuter le programme
– Utiliser les outils de DEBUG pour vérifier le bon fonctionnement du programme

Pré-requis :

Cours d’architecture des ordinateurs du semestre 5 (3IRC).

Contenu du cours :

Prise en main du simulateur et connaissance du 8051F020

• Architecture générale et structure interne du 8051F020
• Présentation du langage C et spécificité du 8051F020
• Prise en main de l’environnement KEIL (écriture, simulation, visualisation, DEBUG, etc.).
• Initiation au langage C et programmation du 8051F020
• Ecriture de sous programmes et manipulation de la pile

Découverte et mise en œuvre des périphériques intégrés du 8051F020

• Approche méthodologique
• Identification des registres, mise en évidence des drapeaux, programmation et principe de vérification matérielle
• Applications (ports d’entrées sorties, interruptions, liaison série, compteurs et temporisateurs, CAN, CNA, …)

Mise en œuvre d’une application pratique : analyse d’un cahier des charges, proposition d’une solution, programmation, débogage et vérification du fonctionnement

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Concevoir (modéliser) une base de données relationnelle normalisée et la créer.
• Requêter et manipuler les données d’une base de données relationnelle
• Améliorer les performances d’une base de données relationnelle : dénormalisation (nécessaire et suffisante) du schéma, indexation, clusters, tables partitionnées
• Administrer un SGBD relationnelles

Contenu du cours :

• Modélisation, Formes normales
• Algèbre relationnelle
• SQL
• Dénormalisation d’un schéma relationnel
• Indexation et autres techniques d’optimisation d’une BD relationnelle
• Administration d’un SGBD relationnelles

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Concevoir une architecture IoT en maîtrisant les composants clés : objets, passerelles, contrôleurs, et applications
• Analyser et comparer les différents types de liaisons sans fil pour objets connectés
• Configurer et évaluer les protocoles d’acquisition de données à partir des capteurs
• Traiter les données provenant de dispositifs Android pour le contrôle d’actionneur
• Mettre en œuvre des stratégies de collecte et de transmission des données IOT vers le cloud
• Concevoir et implémenter une chaîne de traitement IoT complète, du capteur au stockage et traitement des données sur le cloud ou sur le concentrateur

Pré-requis :

• Notions de base en informatique : Connaissance des concepts fondamentaux des systèmes d’exploitation, des réseaux, et du traitement des données
• Connaissances de base en électronique : Compréhension des microcontrôleurs et capteurs

Contenu du cours :

Conception d’une architecture IoT :

• Architecture générique de l’IoT
• Configurer des communications M2M, P2M, P2P
• Analyser les domaines d’application de l’IoT

Mise en œuvre des protocoles d’acquisition de données :

• Configurer les microcontrôleurs pour capteurs (numérique, analogique, I2C, SPI).

Analyse des protocoles de collecte de données :

• Configurer des passerelles pour liaisons filaires ou radiofréquences (WiFi, Zigbee, Bluetooth, Lora, Zigfox).

Traitement des données sur dispositifs mobiles :

• Exploiter les capteurs d’un dispositif Android pour contrôler des acteurs.

Transmission sécurisée vers le cloud :

• Configurer le protocole MQTT pour la transmission des données.

Projet d’intégration IoT :

• Concevoir et configurer une solution complète (capteur, microcontrôleur, passerelle, cloud, visualisation des données).

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Faire évoluer l’architecture d’une application Java tout en respectant la conception initiale et en garantissant la qualité du programme (respect des principes S.O.L.I.D en s’appuyant sur les piliers de la POO que sont : l’abstraction, l’encapsulation, l’héritage, le polymorphisme.).
• Concevoir les tests avant de coder.
• Evaluer la conception et son impact sur la facilité de maintenance (corrections et évolutions mineures), d’extension (ajout de nouvelles fonctionnalités) et de réutilisation des composants du programme.

Pré-requis :

Programmation en C ou Python ou Java

Contenu du cours :

• Le cours est organisé en 4 ateliers qui s’appuieront sur un projet fil rouge à développer, développement qui sera entrecoupé d’activités de recherche et de transfert de compétences, de brainstorming collectifs et d’interludes théoriques.
• Il est conçu de manière à ce que chacun.e puisse avancer à son rythme, en fonction de ses prérequis, en privilégiant le travail collaboratif pour acquérir un maximum de compétences.
• Le programme FilRouge est développé de manière incrémentale à partir d’une base fournie. Le langage utilisé est le Java.
• La pédagogie s’appuie sur les principes de la classe inversée (exploration autonome des ressources, exercices et consolidation des acquis en séance) et d’apprentissage par problèmes (1 gros pb décomposé en une succession d’étapes avec pour chaque la compréhension du pb, l’acquisition de connaissance (auto-formation), la recherche et la mise en œuvre de la solution).

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Développer des applications web pleinement dynamiques en utilisant les langages adaptés côté serveur et côté client
• Concevoir des services web respectant une architecture standardisée qui profite pleinement des composants du protocole HTTP
• Documenter et tester des services web pour garantir leur bonne intégration
• Profiter de l’asynchronicité propre à l’architecture client-serveur pour dynamiser ces applications
• Choisir et implémenter des architectures et outils adaptés au web qui garantissent modularité et maintenabilité
• Sécuriser les échanges et les données

Pré-requis :

• Notions de base en programmation (la connaissance d’un langage héritant du C est un plus : C, C++, C#, Java, etc.)
• Connaissances solides en HTML et CSS.
• Connaissances de base en JavaScript (une maîtrise du concept d’asynchronicité et de la notion de Promise sont un plus).
• Une compréhension des principes de bases de la POO sont un plus.
• Des ressources sur HTML, CSS et JavaScript seront fournies en amont avant le démarrage du module.

Contenu du cours :

• Prise en main du langage côté serveur (PHP)
• Réalisation d’une API REST, utilisation avancée d’HTTP (en-têtes, statuts, méthodes)
• Documentation d’API avec Swagger, Postman ou assimilé
• Appels HTTP en JavaScript (promesses et fetch)
• Architectures et outils abordés :

–              Point d’entrée unique et routage

–              MVC

–              Rendus côté serveur et côté client

–              Moteur de templates

• Sécurité : session, authentification, contrôle de données, CORS

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Mener et participer à une réunion d’ordre professionnel
• Préparer une réunion et en rédiger le compte-rendu
• Gérer et mener à bien une situation professionnelle conflictuelle
• Analyser un texte et rédiger un commentaire
• Composer un texte en anglais
• Faire une présentation orale sur un sujet imposé et/ou libre (actualité, environnement, géopolitique, santé, IT, …)

Contenu du cours :

• Développement des communications orales et écrites
• Développement des techniques de présentations
• Aperçu des différentes cultures d’entreprises internationales
• Gestion de conflit

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Connaître les bases de l’économie (macro-économie, micro-économie, principaux courants, principales lois)
• Rapprocher les notions économiques de la vie de l’entreprise dans sa dimension stratégique (moyen/long terme) voire opérationnelle (court terme)
• Comprendre les risques que les situations et évolutions économiques génèrent, et s’y préparer
• Connaître les modes de financement des entreprises
• Intégrer une dimension éthique/citoyenne dans l’approche financière du développement d’une entreprise ou d’un projet.

Pré-requis :

• Connaissance minimale du fonctionnement d’un Etat (présidence, ministère, banques…)
• Connaissance minimale du fonctionnement d’une entreprise (associés/actionnaires, marchés…)

Contenu du cours :

• Présentation de l’économie
• Macro-économie, micro-économie : indicateurs et acteurs
• Mondialisation / démondialisation
• Intelligence économique
• Souveraineté industrielle et relocalisations
• Eco-responsabilité et marché des gaz à effet de serre
• Financement des entreprises
• Fixation du prix de vente des produits/services en environnement concurrentiel

Objectifs pédagogiques / Acquis du cours :

• Comprendre les fondamentaux du droit des brevets
• Appréhender les enjeux économiques et stratégiques des brevets pour les entreprises
• Développer des compétences en recherche de brevets et en rédaction de demandes de brevets
• Sensibilisation aux questions éthiques et juridiques liées à la propriété intellectuelle

Pré-requis :

Connaissances générales des concepts fondamentaux de l’innovation et de la recherche-développement

Contenu du cours :

• Introduction au droit des brevets
• Recherche de brevets et information brevets
• Aspects économiques et éthiques des brevets
• Études de cas et ateliers pratiques

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Mathématiques : 2 crédits ECTS
• DevOps CI/CD (orienté SAAS) : 2 crédits ECTS
• Sécurité du code : 2 crédits ECTS
• Design Patterns (DP) : 2 crédits ECTS
• Algorithmes avancés : 2 crédits ECTS
• Projet transversal : 6 crédits ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Mathématiques : 2 crédits ECTS
• DevOps CI/CD (orienté SAAS) : 2 crédits ECTS
• Sécurité du code : 2 crédits ECTS
• Capteurs et robotique probabiliste : 2 crédits ECTS
• Algorithmes avancés : 2 crédits ECTS
• Projet transversal : 6 crédits ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Mathématiques : 2 crédits ECTS
• Routage : 2 crédits ECTS
• WAN  (WAN, QoS, HA) : 4 crédits ECTS
• Sécurité des réseaux : 2 crédits ECTS
• Projet transversal : 6 crédits ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Mathématiques : 2 crédits ECTS
• Routage : 2 crédits ECTS
• Sécurité du code : 2 crédits ECTS
• Sécurité des systèmes (Linux et Windows) : 2 crédits ECTS
• Sécurité des réseaux : 2 crédits ECTS
• Projet transversal : 6 crédits ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Data mining et Machine learning : 3 crédits ECTS
• DevOps monitoring / Load balancing : 2 crédits ECTS
• Bases de données avancées : 3 crédits ECTS
• ASI : 2 crédits ECTS
• ASI.NET : 3 crédits ECTS
• User Experience (UX) – Dev Mobile : 2 crédits ECTS
• Conférences : 1 crédit ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Data mining et Machine learning : 3 crédits ECTS
• Prototypage : 2 crédits ECTS
• Interface Homme/Robot : 3 crédits ECTS
• ASI : 2 crédits ECTS
• Frameworks robotiques : 3 crédits ECTS
• Systèmes et autonomie des transports : 2 crédits ECTS
• Conférences : 1 crédit ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• DevOps CI/CD (orienté SAAS) : 3 crédits ECTS
• DevOps monitoring/Load balancing : 2 crédits ECTS
• Sécurité Cloud : 3 crédits ECTS
• IoT : 2 crédits ECTS
• Radio logicielle : 3 crédits ECTS
• Wireless : 2 crédits ECTS
• Conférences : 1 crédit ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• DevOps CI/CD (orienté SAAS) : 3 crédits ECTS
• DevOps monitoring / Load balancing : 2 crédits ECTS
• Sécurité Cloud : 3 crédits ECTS
• IoT : 2 crédits ECTS
• Pentesting/Malware : 5 crédits ECTS
• Conférences : 1 crédit ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• ASI : 6 crédits ECTS
• Big data analytics : 3 crédits ECTS
• IA et RL (Reinforcement Learning) : 3 crédits ECTS
• Initiation à la recherche : 2 crédits ECTS
• Projet : 12 crédits ECTS

Liste des différents modules abordés dans cette majeure : 

• Systèmes embarqués motorisés : 3 crédits ECTS
• Robotique mobile : 3 crédits ECTS
• Vision : 3 crédits ECTS
• Deep Learning : 3 crédits ECTS
• Initiation à la recherche : 2 crédits ECTS
• Projet : 12 crédits ECTS