Option Systèmes Embarqués et Réseaux Electriques

Option en cours pour l'année universitaire 2021/2022 et qui n'ouvrira pas à la rentrée 2022.
 
TP - option  Option Systèmes Embarqués et Réseaux Electriques
Présentation

Le développement du contrôle/commande de systèmes s'inscrit aujourd'hui dans une démarche qu'on pourrait résumer de la manière suivante "de la spécification système au logiciel embarqué" et ne doit donc plus être vue selon une démarche cloisonnée entre, d'une part, les concepteurs de lois de commande et, d'autre part, ceux chargés de leur mise en œuvre effective, par exemple sur des systèmes embarqués. Des deux côtés, il apparaît nécessaire de connaître les contraintes et les techniques de l'autre.


Pour preuve, on peut citer par exemple des séminaires organisés pour des ingénieurs, par des éditeurs de logiciel sur cette démarche, l'idée étant de montrer l'intégration de différentes étapes dans la conception de systèmes commandés, à savoir :
 

  1. modélisation/identification
  2. conception du contrôle commande
  3. simulations
  4. développement de solutions embarquées
  5. analyse de la sûreté/sécurité/fiabilité
  6. mise en œuvre : supervision, diagnostic, décision

C'est donc cette démarche de développement utilisée dans l'industrie qui a guidé le montage de cette option.

Les enjeux

Les enjeux industriels liés à la conception de systèmes commandés et à la mise en œuvre de solutions embarquées, sont immenses. En 2013, 34 priorités de Politique Industrielle Française ont été définies exprimant les atouts existants, à préserver, voire à amplifier au niveau national. Parmi celles-ci, on trouve les thématiques réseaux électriques intelligents et logiciels et systèmes embarqués. Les objectifs de la chaire RTE, signée en 2015 à Centrale Nantes, émargent directement sur la première thématique à travers, entre autres, le cours "d'analyse et commande de systèmes électriques". Plus généralement, les cours de commande et d'informatique embarquée répondront aux problèmes de la 2e thématique mais aussi à d'autres telles que véhicule à pilotage automatique, énergies renouvelables, avion électrique et nouvelle génération d'aéronefs, dirigeables - charges lourdes, etc.


L'enjeu est donc de former des ingénieurs maîtrisant un ensemble d'outils de conceptions de lois de contrôle/commande, et de solutions logicielles embarquées pour leur mise en œuvre effective, et ayant une vision générale de la chaîne de développement d'un système de contrôle/commande.
Contenu pédagogique
Semestre 7 ou 9 (autumn semester) Semestre 8 ou 10 (spring semester)
Analyse et commande de systèmes électriques Conception numérique sur FPGA
Informatique embarquée Noyau d'exécutif temps réel
Méthodologie de la commande linéaire Implantations discrètes de lois de commande
Simulation des systèmes dynamiques-prototypage rapide Systèmes interconnectés
Stratégie de commande non linéaire, drones Projet 2
Commandes Avancées Stage
Modélisation et vérification des systèmes embarqués
Projet 1
 
Exemples de projets et de stages

Exemples de projets

  • Analyse des dynamiques d'un générateur électrique couplé à un réseau de transport d'énergie électrique (Chaire RTE).
  • Pilotage des voiles d'un paquebot hybride Voiles-Diesel (en lien avec un contrat STX/IRCCyN).
  • Commande d'une picobrasserie à l'aide d'un micro contrôleur Arduino et d'un smartphone.
  • Construction d'un gyropode (mini segway) piloté par micro contrôleur Arduino.
  • Fabrication d’un ROV (Remote Operated Vehicle).
  • Réalisation d’une serre connectée.
  • Stratégie de commande pour le Saildrone.
  • Étude d’un module WIFI.
  • Gestion de la charge de véhicules électriques (en collaboration avec Renault).
  • Système aérien de video tracking (en collaboration avec Thales).

Exemples de stages

  • Étude de switchs Ethernet embarqués sur des microprocesseurs Télécom pour du logiciel avionique (AIRBUS).
  • Simulation de chaînes de traction hybrides (PSA).
  • Développement d'un plugin d'IHM 2D/3D pour Matlab/Simulink (MBDA).
  • Détermination de l'altitude de vol d'un aéronef (MBDA).
  • Étude de la recharge des véhicules électriques (Renault Technocentre).
  • Avionics Architecture Optimisation (ATR).
  • Loi de commande robuste pour la transmission de machines mobiles articulées (Secom Engineering).
  • Extension aux systèmes embarqués des sondes de surveillance de la Cyber Sécurité (Thales Air Systems).
  • Intégration des énergies renouvelables sur le réseau avec le compteur communiquant Linky (EdF R&D).
Et après ?

Secteurs d'activités

De part la nature même du contrôle/commande et des systèmes embarqués, les débouchés dans le secteur industriel sont extrêmement vastes :

  • aérospatiale, aéronautique (pilotage automatique, avion électrique…)
  • automobile (gestion des moteurs thermiques [consommation], gestion du confort…)
  • énergie (gestion des réseaux électriques, systèmes de production d'énergie [renouvelable…])
  • télécommunications (téléphonie, smartphone…)
  • médical (pompe à insuline pour le traitement du diabète, robotisation du geste médical, contrôle de la médicamentation)
  • domotique (ensemble des objets connectés de demain, régulation intelligente de température de l'habitat)
  • automatisation industrielle (manufacturing, packing en agroalimentaire).
bateau hybride
systeme embarqué automobile


 
Publié le 16 mars 2017 Mis à jour le 30 mars 2022