EGIM / Centrale Marseille

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Options générales 1A EGIM semestre 2
2005-2006
TABLE DES MATIERES
Chimie
♦ CHM-2-O-ANA : Chimie analytique : méthodes séparatives
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CHM-2-O-BIO : Biochimie
CHM-2-O-CHORG : Invitation à la Chimie Organique
CHM-2-O-INITRECH : Initiation à la recherche expérimentale en chimie
CHM-2-O-POLY : Polymères
Electronique, Electrotechnique et automatismes
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EEA-2-O-AUDIO : Systèmes électroniques audio
EEA-2-O-CAPTEURS : Capteurs en instrumentation
EEA-2-O-CONVENER : Conversion d’énergie
EEA-2-O-ELECP : Electronique de puissance
EEA-2-O-PROD : Production transport et stockage de l’énergie
EEA-2-O-PTRANS : Protocole de transmission et acquisition de signaux
EEA-2-O-VIDEO : Systèmes vidéo
Informatique
♦ INF-2-O-BD : Bases de données et conception de sites dynamiques
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INF-2-O-IA : Intelligence Artificielle & Prolog
INF-2-O-MPROG : Micro-Programmation
INF-2-O-RESEAUX : Réseaux informatiques
Mathématiques
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MAT-2-O-AD : Analyse de données
MAT-2-O-CDIFF : Calcul différentiel et applications
MAT-2-O-CM : Monte Carlo et chaînes de Markov
MAT-2-O-PROJ : Projets en modélisation
MAT-2-O-SDYN : Systèmes dynamiques
Ecole Généraliste d’Ingénieurs de Marseille (EGIM) – Technopôle de Château Gombert, 38 rue Joliot Curie
Tél. : 04-91-05-44-88 - Fax : 04-91-05-46-58 –Site internet : www.egim-mrs.fr
2005-2006
Mécanique et génie des procédés
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MGP-2-O-AERO : Aérodynamique
MGP-2-O-CAO : CAO-FAO
MGP-2-O-ECOUL : Ecoulements à surface libre en Milieux marin et fluvial
MGP-2-O-ENVI : Environnement et traitement des effluents
MGP-2-O-MEF : Initiation à la méthode des éléments finis
MGP-2-O-MOD : Modélisation thermodynamique des systèmes
MGP-2-O-MOT : Moteurs à combustion interne
Physique appliquée
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PHA-2-O-APHOTO : Applications de la photonique
PHA-2-O-COUL : Couleur et perception visuelle
PHA-2-O-OEM : Ondes guidées électromagnétiques
PHA-2-O-OPT : L’optique pour l’astronomie
PHA-2-O-PHO : Du photon à l’électron : photo détecteurs et capteurs d’images
PHA-2-O-TECH : Technologie de la micro électronique en environnement contrôlé :
une base pour les micro et nano mondes
PHA-2-O-TELED : Systèmes d’imagerie en télédétection
PHA-2-O-TI : Base du traitement d’image
PHA-2-O-VISION : Introduction aux méthodes de vision industrielle
Sciences de la matière
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SCM-2-O-BIO : Biophysique
SCM-2-O-MAP : Mathématiques appliquées à la physique
DIVERS
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DIV-2-O-BIOT : Les Biotechnologies
DIV-2-O-VALOR : Valorisation et communication de la recherche
DIV-2-O-PJT: Projet 1A
2005-2006
Option générale : CHM-2-O-ANA
Chimie analytique : les méthodes séparatives
D. Nuel, C. Roussel, N. Vanthuine
[email protected]
Les techniques de chromatographie (GLC, CLHP, Supercritique, chirale) sont en évolution
constante pour répondre aux besoins des analystes dans deux directions: l'analyse et la
quantification des traces à haut débit ou la séparation préparative. Chacun de ces objectifs est
soutenu par les principes de base et une instrumentation spécifique pour mettre en oeuvre la
chromatographie, détecter les échantillons et éventuellement les collecter.
Plan prévisionnel
-
Généralités et principes de base
Les principes de séparations
Les colonnes
Instrumentation
Retour
2005-2006
Option générale : CHM-2-O-BIO
Biochimie
E. Archelas, C. Triantaphylides, J. Leclaire, A. Abousalham
[email protected]
Les Sciences du Vivant sont omniprésentes dans notre quotidien. Qu’il s’agisse de santé humaine et d’approches
thérapeutiques nouvelles, de nutrition et de sécurité alimentaire, de matériaux innovants biodégradables et
d’environnement, les biosciences sont au cœur de nombreux enjeux dans nos sociétés. L’objectif de ce module
est de faire découvrir les problématiques, les méthodes et les applications les plus actuelles de la biochimie.
Aucune connaissance préalable particulière dans la discipline n’est requise, les concepts fondamentaux étant
rappelés ou introduits tout au long des enseignements. Les notions de base de la chimie organique sont
suffisantes.
L’introduction aux Sciences du Vivant se fera au travers d’une présentation des objectifs et des approches
expérimentales développées au CEA. Dans le contenu, on s’attardera sur le rôle clé joué par les enzymes et leurs
applications pratiques. Des exemples précis, tels que le procédé industriel de préparation de la vitamine C, les
tests immunologiques ELISA utilisés en analyse médicale, pourront être développés. Les travaux dirigés seront
consacrés à une étude bioinformatique d’identification de gènes de fonction appropriée et de modélisation de site
actif d’une lipase. Une séance de 4 h de travaux pratiques permettra de réaliser une étude cinétique enzymatique
et d’exploiter les résultats obtenus.
Contenu des enseignements :
1. Introduction
2. Organisation et structure des cellules
Cellules procaryotes et eucaryotes
Evolution et symbiose
3. Notions de biochimie métabolique
Glycolyse
Cycle de Krebs et chaîne respiratoire
Voie du mévalonate
4. Biomolécules, structure et fonction
Glucides, polyosides
Lipides, structures membranaires
Nucléotides, acides nucléiques
Aminoacides et protéines
5. Structure et mode d’action des enzymes
Structure des protéines
Purification et analyse des protéines
Site actif, mécanismes de la catalyse enzymatique, co-enzymes
Cinétique Michaëlienne et applications
Inhibition (marquage de site, substrats suicides)
6. Anticorps
Abzymes
Les anticorps comme outils d’analyses
7. Bioconversions
Mise en œuvre de biocatalyseurs (enzymes, microorganismes…)
Exemples de bioconversions
Cours : 16 h (CT) ; TD Bioinformatique 4 h (AA) ; TP Cinétique enzymatique 4 h (EA et JL)
Retour
2005-2006
.
Option générales : CHM-2-O-CHORG
Invitation à la chimie organique
L. Giordano, I. De Riggi
[email protected]
Dans cette option, nous vous proposons d’étudier une famille de molécules d’intérêt
pharmacologique.
Dans un premier temps, nous aborderons les voies de synthèse de ces composés et discuterons
de leur activité biologique.
Puis, à l’aide de base de données en ligne, vous mènerez une recherche bibliographique sur
ces composés pour connaître leur histoire, leurs voies de synthèses industrielles, leurs
propriétés pharmacologiques, odorantes, mécanique...
Vous réaliserez en binôme au laboratoire la synthèse d’un ou plusieurs de ces dérivés et vous
les analyserez, notamment en Résonance Magnétique Nucléaire.
Ces expériences en laboratoire et les analyses réalisées seront consignées dans un rapport
scientifique.
Les résultats de votre recherche bibliographique feront eux l’objet d’un rapport écrit et d’un
exposé oral devant les camarades et les enseignants.
Retour
Option Générale : CHM-2-O-INITRECH
Initiation à la recherche expérimentale en chimie
E. Archelas, E.De Riggi, L.Giordano
[email protected]
Cette option générale de 1A s’adresse à tous les étudiants de 1ère année, quelle que soit
leur origine.
Elle vous propose un premier contact avec les équipes de recherche en chimie à travers un
projet de synthèse organique.
Vous serez d’abord accueillis dans le laboratoire de recherche pour une première présentation
de leurs activités, puis vous vous verrez confier un travail de synthèse en relation directe avec
les préoccupations du laboratoire.
Toute la partie expérimentale sera réalisée, en binôme, en salle de travaux pratiques avec mise
à disposition du matériel et des instruments d’analyse (chromatographie, IR, RMN) utilisés en
recherche et vous pourrez discuter régulièrement de l’avancement des synthèses avec les
chercheurs.
Vous vous familiariserez au cours de ce travail avec la recherche bibliographique et
notamment les bases de données en ligne.
Les résultats seront mis en forme dans un rapport écrit et présentés oralement devant les
autres élèves et les membres du laboratoire.
Retour
Option générale : CHM-2-O-POLY
Polymères
E. Beaudoin
[email protected]
L’un des principaux objectifs est la découverte des polymères et de leurs implications
dans le développement dans les nouvelles technologies.
A partir de base de chimie et de physico-chimie, une culture générale dans le domaine
des polymères sera enseignée.
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Option générale : EEA-2-O-AUDIO
Systèmes électroniques audio
H. Akhouayri
[email protected]
Dans ce module, on présentera les bases de traitement électronique des messages
audio analogiques et numériques (parole et musique). Ce module est constitué de deux parties.
Dans la première partie, on introduira les principales caractéristiques des récepteurs audio
monophoniques, stéréophoniques, Hi-Fi, les systèmes de contrôle des spectres et enfin les
principales caractéristiques des haut-parleurs. La deuxième partie traitera des méthodes et des
systèmes d’enregistrement et stockage des signaux analogiques (bandes magnétiques) ou
numérique (disque compact). Plusieurs illustrations pratiques sur des systèmes réels seront
présentées.
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Option générale : EEA-2-O-CAPTEURS
Capteurs en instrumentation
A. Kilidjian, J-Y. Natoli
[email protected]
Objectifs. Les capteurs sont multiples et touchent tous les domaines de la mesure et de
l’instrumentation. Leurs diversités rendent leurs choix souvent difficiles à établir. L’ambition
de cette OG est de permettre à l’ingénieur de dégager des critères pertinents pour orienter le
choix d’un capteur et de son environnement électronique (conditionneur) à partir d’un cahier
des charges.
Notions abordées dans l’OG :
- Caractéristiques métrologiques des capteurs (grandeurs d’influence, erreurs sur la mesure,
étalonnage du capteur, limites d’utilisation, sensibilité, rapidité, temps de réponse…)
- Capteurs passifs et capteurs actifs
- Conditionnement du signal pour les capteurs passif et actifs
- Les différents principes physiques utilisés pour la conception des capteurs
- Capteurs traités suivants leurs applications (température, pression, positions, humidité,
capteurs chimiques, biologiques….)
- Les capteurs du point de vue des matériaux : Céramiques, métaux, matériaux composites,
matériaux organiques
- Evolution des capteurs : les microcapteurs – capteurs intégrés – notion de bus de terrain,
profibus, fieldus…
- Etude pratique d’un système comportant des capteurs de nature différente.
Retour
Option générale : EEA-2-O-CONVENER
Conversion d’Energie
M. Boussak
[email protected]
Conforter et ancrer les bases nécessaires à la compréhension globale des phénomènes liés à la
conversion d'énergie.
Savoir choisir une machine pour une application donnée
Plan prévisionnel
1) Bobines d’induction en alternatif – Transformateur monophasé
Définitions : Inductances propre, mutuelle, fuites,… Pertes Magnétiques schémas
électriques équivalent. Allure du courant à vide. Calcul d’un enroulement..
Transformateur parfait, réel. Schéma électrique équivalent. Détermination des éléments.
Etude du transformateur en charge. Appareils de mesures (wattmètre, voltmètre,..)
2) Etude de la machine à courant continu
Machine à courant continu à excitation séparée (shunt, compound), série. Aspects
technologiques (pôles de compensation, pôles auxiliaires...), réversibilité.
Equations de fonctionnement globales. Caractéristiques.
Etude d’une chaîne complète : transformateur monophasé – redresseur - machine à
courant continu
3) Transformateur triphasé
Schéma équivalent monophasé avec approche énergétique. Couplage des
transformateurs. Indice horaire.
4) Théorie des champs tournants
Interaction de deux champs
5) Machine asynchrone
Constitution. Aspects technologiques. Principe de fonctionnement
Schéma équivalent monophasé. Détermination des éléments du schéma équivalent.
Caractéristiques du moteur asynchrone triphasé. Variation de vitesse
Machine asynchrone monophasée
Exemple de choix d'une machine pour déplacer une charge où la machine asynchrone
est conseillée.
6) Machine synchrone
Constitution. Aspects technologiques. Principe de fonctionnement
Travaux pratiques
- Transformateur triphasé
- Machine asynchrone triphasée
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Option générale : EEA-2-O-ELECP
Electronique de puissance
D. Lafore, J. Redoutey,
[email protected]
Objectifs : Présenter les structures qui associent les composants du génie électrique et
permettent de réaliser des machines de traitement et de contrôle de l'énergie électrique.
Savoir déterminer la structure d'un convertisseur à partir du cahier des charges.
Connaître les fonctions interrupteurs en régime statique et dynamique permettant de réaliser
un convertisseur statique.
Savoir utiliser la méthode du plan de phase pour l'étude et le dimensionnement des éléments
d'un convertisseur statique.
Connaître le fonctionnement des principaux composants de commutation.
Savoir dimensionner les aspects thermiques d’un composant de puissance.
Mots clefs : Electronique de Puissance, Conversion, Commutation, Composants, Méthodes
d’analyse, Fonction de transfert.
Programme :
Principes fondamentaux
Présentation de l’électronique de puissance dans les systèmes électrotechniques)
Bases et principes de l'électronique de puissance
Différents types de conversion. Règles d'interconnexion des sources. Les composants utilisés en
conversion d’énergie. Caractéristiques principales prises en compte. Méthode de synthèse des
convertisseurs
Méthode d’étude des convertisseurs
Résolution des systèmes linéaires premier et second ordre par les variables d’état.
Variable d’état des interrupteurs.
Analyse séquentielle.
Commutation
Introduction de le cellule de commutation. Mécanismes d’Ouverture de Fermeture
Etude d’un convertisseur Hacheur
Grandeurs électriques, Fonction de transfert statique et dynamique. Ondulation résiduelle.
Contraintes dans les interrupteurs. Dimensionnement des composants.
Composants Semiconducteurs de l’Electronique de puissance
Diode de puissance
Transistors bipôlaire, MOS, IGBT
Thyristors, GTO
Thermique des composants de puissance
Pertes statiques et dynamiques
Calcul d’un radiateur
TRAVAUX DE LABORATOIRE :
1 TL de 4 H sur les convertisseurs de Puissance et la commutation
.Retour
Option générale : EEA-2-O-PROD
Production, transport et stockage de l’énergie
M. Boussak
[email protected]
Objectifs :
Présenter les structures qui associent les composants du génie électrique et permettent de
réaliser des machines de traitement de l'énergie.
Plan prévisionnel
1) Principes fondamentaux
Présentation de l’électrotechnique et de l’électronique de puissance (sources d’énergie et part
de l’électricité, moyens de transport de l’énergie électrique, systèmes électrotechniques)
Rappels sur les grandeurs complexes, représentations vectorielles.
Théorèmes généraux (Kirchoff, Thévenin, Norton, Millman). Superposition. Applications
2) Courant alternatif monophasé. Systèmes linéaires
Monophasé. Puissance active, réactive, apparente (instantanée, complexe, Boucherot). Mesure
de puissances. Notions de source. Systèmes du 1er et du 2nd ordre. Régime libre, régime forcé.
Applications
3) Systèmes triphasés
Création. Association de sources (étoile, triangle). Relations entre couplage. Schéma équivalent
monophasé avec approche énergétique.
Mesures de puissance en triphasé. Déséquilibre (rupture de phase, cc,...). Conservation de la
puissance.
4) Bases et principes de l'électronique de puissance
Différents types de conversion. Règles d'interconnexion des sources. Les composants utilisés en
conversion d’énergie. Caractéristiques principales prises en compte.
5) Etude Projet 1
Utilisation d'un élément de stockage d'énergie. Cas d'une ouverture du circuit (diode de roue
libre). Evolution des caractéristiques. Résolution des circuits par Laplace. Séance conduite sous
forme de travaux dirigés.
6) Etude Projet 2
Description et mise en œuvre d'interrupteurs commandés ou non: diode, thyristor, transistor.
Etude de la structure hacheur sous forme de travaux dirigés.
7) Redresseurs monophasés
Redresseur commandé et non commandé. Filtrage RC puis LC. Empiétement, commutation.
Formes d’ondes, harmoniques, filtrage
Travaux pratiques:
Redressement monophasé non commandé + Filtrage
Retour
Option générale : EEA-2-O-PTRANS
Protocoles de transmission et acquisition de signaux
T. Gaidon
[email protected]
Cette option a un double objectif :
* faire découvrir les aspects théoriques et pratiques du conditionnement et de
l’acquisition des signaux,
(Vous apprendrez les concepts associés aux conversions analogique / numérique, au
conditionnement des signaux, au traitement du signal et entrée/sorties numériques. Vous y
verrez des illustrations de techniques d’électronique analogiques et de traitement du signal.)
* présenter l'ensemble des protocoles usuellement utilisés pour transmettre des données
numériques entre systèmes informatiques.
Description de systèmes d’acquisition et chaîne de mesure
Conversion analogique/numériques et inversement (méthodes et composants)
Mise en évidence des problèmes d’échantillonnage
Introduction aux systèmes de transmission d'information
Rappel sur l'architecture des systèmes informatisés
Transmissions séries (asynchrone, synchrone, RS232,RS422,RS485
Transmissions parallèles
Transmissions sur bus (ISA, PCI, PCMCIA,USB, IEEE)
Transmission sans fil (bluetooth)
Exemples d'applications et présentation de cas concrets avec manipulations et programmation.
Retour
Option générale : EEA-2-O-VIDEO
Systèmes vidéos
F. Lemarchand
[email protected]
L’objectif de cet enseignement est de donner une vision non exhaustive des systèmes
vidéos, principalement en télévision. Il comprend l’étude du principe général d’un système de
réception, des caractéristiques des signaux vidéo monochrome/couleurs, des normes
PAL/SECAM/NTSC. L’étudiant sera familiarisé avec des fonctions et des montages utilisés en
vidéo comme des amplificateurs, les oscillateurs, les boucles à verrouillage de phase, la
démodulation AM et FM.
Contenu (quelques mots clés):
Perception visuelle, rappels sur l’échantillonnage, signal vidéo monochrome/composite,
modulation/démodulation, les normes et standards, schéma bloc d’un téléviseur noir et blanc/
couleurs, amplificateurs, oscillateurs, démodulateurs.
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Option générale : INF-2-O-BD
Bases de données et conception de sites dynamiques
E. Daucé, C. Jazzar
[email protected]
A l'heure actuelle, les acteurs économiques, les industriels et les laboratoires de recherche sont
amenés à manipuler de grands ensembles de données et d'informations (données comptables,
fichiers de personnel, réseaux de transport, séquençage de l'ADN). Ces données proviennent de
sources hétérogènes, multiples et réparties sur tout le territoire.
Un des enjeux actuels de l'informatique concerne donc les techniques de stockage, de
manipulation et de recherche sur de tels ensembles de données.
La notion de "Base de Données" regroupe un ensemble de méthodes de classement et
rangement des données sur un disque dur. Il s'agit d'organiser
correctement le rangement de ces données pour en faciliter l'accès et la consultation. Le
programme qui permet de construire et de consulter une base de données est un SGBD
(Système de Gestion de Bases de Données).
Le cours portera donc sur les methodes les plus classiques de
conception de modèles de Bases de Données, avec d'une part des méthodes de modélisation et
de conception (modèle entité-association, modèle relationnel) et d'autre part des méthodes de
mise à jour et consultation de ces mêmes bases (algèbre relationnelle, SQL).
On appliquera ensuite ces méthodes à la conception de sites web
"dynamiques", c'est à dire capables de construire des documents html
adaptés aux requêtes de l'utilisateur, à travers l'utilisation des
outils PHP et MySQL.
Retour
Option générale : INF-2-O-IA
Intelligence artificielle & prolog
P. Préa, C. Jazzar
[email protected]
Le but de l'intelligence artificielle est de faire exécuter par une machine une ou des tâches
intelligentes. Par tâche intelligente on entend une action qui contribue à nous permettre de vivre
avec une certaine autonomie. On les répartit généralement en Perception, Compréhension,
Décision & Apprentissage. L'intelligence artificielle est en quelque sorte le rêve ultime de
l'informatique depuis l'invention de l'ordinateur. La difficulté et la spécificité des programmes
nécessaires à l'intelligence artificielle a entraîné le développement d'outils "dédiés". Parmi ceuxci, le langage Prolog (pour Programmation en Logique) qui, comme son nom l'indique, est basé
sur la logique mathématique. Bien que créé pour l'intelligence artificielle, prolog est un langage
universel, qui peut être appliqué à n'importe quel type de problème.
Il s'agit d'un langage déclaratif, c'est-à-dire qu'un programme pour résoudre un problème,
au lieu d'être une description d'une méthode pour résoudre ce problème (comme en C ou en
Fortran..), est une description du problème lui-même, ce qui est beaucoup plus simple et direct à
écrire.
Retour
Option générale : INF-2-O-MPROG
Micro-Programmation
T. Gaidon
[email protected]
L'enseignement de cette option générale a pour objectif de faire découvrir aux élèves
l'architecture et la programmation en assembleur de systèmes informatiques.
Nous présentons de façon simple et agréable la programmation en assembleur de
microprocesseurs.
Rien de plus intéressant que de mettre en pratique des algorithmes de traitement de
données ou de commande de systèmes qui ont été obtenus dans les enseignements du cursus de
l'école. Nous verrons aussi comment commander des matériels électroniques de façon très
simple par programmation.
Ce mode de programmation, permet d'implémenter au mieux ces algorithmes sur des
microprocesseurs. Peu de personnes ont ce savoir faire essentiel pour effectuer la réalisation
matérielle pour systèmes embarqués.
Nous introduirons un outil de programmation qui permet d'utiliser simultanément la
programmation en C (facilité de programmation) et la programmation en assembleur (efficacité
de programmation d'un microprocesseur).
On pourra gérer des réalités pratiques telles que la complexité et le temps d'exécution (temps
réel).
Suivant le nombre de participants, nous pourrons travailler en groupe, sous forme de
projet, pour la mise en œuvre de méthodes mathématiques, traitement du signal … sur du
matériel de laboratoire. Les élèves pourront choisir l'algorithme à implémenter. Divers
matériels de programmation seront présentés et utilisés.
Retour
Option générale : INF-2-O-RESEAUX
Réseaux informatiques
P. Girard
[email protected]
L’objectif du cours est de savoir analyser l’architecture et les fonctionnalités d’un réseau. Cette approche, très
pragmatique, s’intéresse essentiellement aux réseaux Ethernet/TCP/IP qui sont les plus répandus aujourd’hui. Les
notions introduites en cours sont analysées sous l’angle des services délivrés par les technologies déployées en
termes de débits, de disponibilité et de sécurité. Les matériels réseaux (câblage, matériels inactifs et matériels
actifs) sont présentés de façon à offrir aux étudiants une première approche concrète de ce qu’ils trouveront dans
les entreprises.
Les architectures analysées utilisent les technologies actuellement déployées dans les entreprises (VLAN, VLSM,
VPN) pour accompagner les développements de services sécurisés, l’intégration de la téléphonie IP et l’apparition
à plus ou moins long terme d’IPv6.
1 Introduction aux réseaux
Problématique des réseaux et principes généraux
Modèle de référence international OSI
2 Couche physique
Topologie des réseaux locaux et Architecture physique, domaine de diffusion
Les différents types de média, perturbations, normes
3 Couche accès au média
Structure d’une trame, adressage MAC
Commutation, segmentation, domaine de broadcast
4 Couche réseau
Structure d’un paquet IP, adressage IP, configuration d’une NIC (passerelle)
Routage et protocoles de routage (vecteurs de distance, états de liens, hybrides)
Sous-réseaux : calculs d’adresses de sous-réseaux, masques
5 Couche transport
Structure d’un segment, adressage couche 4
Protocoles de transport (TCP, UDP) : description et propriétés
6 Sécurisation d’un site
Généralités sur la sécurité des données
Architecture sécurisée : analyse des risques et définition d’une stratégie
Firewall : définition, configuration, propriétés
7 Sécurité des réseaux locaux
VLAN : réseaux locaux virtuels – Définition, normes et protocoles
Commutation de niveau 3 : commutateurs/routeurs
Filtrage symétrique et asymétrique par Access List
8 TP : Installation et configuration d’un réseau local
Exercice de décodage d’une trame/paquet IP/segment TCP
Installations des équipements, connexions et configuration
9 Couches hautes
Système DNS
Messagerie, SMTP, lutte contre les SPAM
Format URL
10 IPv6
Superneting, VLSM
Présentation d’IPv6 (dont extraits de film)
Déploiement et développements pour l’usage domestique et professionnel
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Option générale : MAT-2-O-AD
Analyse de données
L.Cavalier,
[email protected]
L'analyse de données est une part très importante des statistiques. Les méthodes enseignées
sont descriptives au contraire de celles du cours de statistique. Les techniques étudiées sont
l'Analyse en Composantes Principales (ACP), l'Analyse Factorielle des Correspondances
(AFC), l'Analyse Factorielle Discriminante (AFD). Elles permettent de manipuler et de
synthétiser l'information provenant de tableaux de données de grande taille. Toute personne
désirant exercer un métier lié à la statistique appliquée devra maîtriser ces outils. Les besoins
dans les entreprises sont importants notamment pour celles s'intéressant aux enquêtes
d'opinion ou études de marché, les sociétés de sondage ou de conseil (Sofres, Nielsen,...), les
grandes entreprises (Renault, France Télécoms,...). D'autre part, au delà des statisticiens, de
nombreux ingénieurs sont appelés un jour ou l'autre à utiliser ce type de méthodes, souvent
pour simplifier un problème existant. Ainsi la connaissance de telles techniques est un plus.
Plan du cours
1) Description statistique
-- Introduction
-- Etude d'une variable
-- Etude de plusieurs variables
2) Analyse en Composantes Principales (ACP)
-- Tableau de données
-- Espaces associés
-- ACP
-- Interprétation et qualité
3) Analyse Factorielle des Correspondances (AFC)
-- Liaison entre deux variables qualitatives
-- Tableau de contingence
-- ACP des nuages de profils
4) Analyse Factorielle Discriminante (AFD)
-- Matrices de variances
-- AFD
-- Le cas de deux groupes
-- Affectation
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Option générale : MAT-2-O-CDIFF
Calcul différentiel et applications
, Jean-Michel Innocent, Djaffar Boussaa, Jean-Marie Rossi
[email protected]
Cette option donne une présentation rapide de l’outil universel que représente le calcul
différentiel, pour se concentrer ensuite sur quelques unes de ses applications majeures.
Les notions essentielles (différentielle, accroissements finis, fonctions implicites, points
critiques, différentielles d’ordre supérieur) seront d’abord présentées dans Rn , puis
généralisées succinctement en dimension infinie.
On s’intéressera ensuite aux applications du calcul différentiel dans des domaines variés :
Physique, Mécanique, Automatique, Sciences du vivant, Economie, Mathématiques,…en
étudiant des problèmes dont la modélisation et la résolution nécessitent son emploi.
On abordera notamment a ces occasions les domaines suivants :
• Optimisation
• Calcul des variations
• Géométrie différentielle (courbes, surfaces,…)
Le temps est partagé environ par moitié entre exposé classique (cours, exercices) et travail sur
machines (probablement avec SCILAB, une prise en main de ce logiciel étant prévue).
References bibliographiques:
1. Paul DONATO
Calcul différentiel pour la licence
2. Catherine DOSS-BACHELET et al .
Géométrie différentielle
3.
Pierre FAURE
Analyse numérique-notes d’optimisation
4. Jean-Baptiste HIRIART-URRUTY
L’optimisation
Dunod
2000
Ellipses
2000
Ellipses
1988
PUF
1996
Retour
Option générale: MAT-2-O-CM
Monte Carlo et chaînes de Markov
E. Pardoux
[email protected]
Le but de cette option est de présenter les chaînes de Markov à valeurs dans des espaces finis
ou dénombrables. On traitera aussi certaines de leurs applications :
Les files d’attente utilisées pour les télécommunications et les réseaux d’ordinateurs.
Les grandes familles d’algorithmes stochastiques : recuit stimulé, chaînes de Markov
cachées et méthode de Monté Carlo par chaînes de Markov, qui sont utilisées pour la
conception de circuits électroniques, en génomique, en bio statistique et en traitement du
signal.
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Option générale: MAT-2-O-PROJ
Projet en modélisation
J. Liandrat
[email protected]
Cette option est organisée sous forme de projets. Les sujets sont donnés en début de première
séance en fonction du nombre d’élèves.
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Option générale : MAT-2-O-SDYN
Systèmes dynamiques
J. Liandrat, J-M Innocent
[email protected]
Cette option donne une introduction a la théorie qualitative des équations différentielles.
Celle-ci est complémentaire de l'approximation (numérique); elle
aborde le comportement local des solutions (analyse locale des trajectoires X(t)), leur
comportement global (c'est a dire aux temps longs) et enfin l'étude d'équations dépendant d'un
paramètre.
Les notions essentielles abordées incluent les notions de stabilité de trajectoires, d'attracteurs
et de bifurcation de solutions.
Les applications des systèmes dynamiques sont très nombreuses et variées; on peut citer par
exemple la modélisation et l'interprétation de nombreux phénomènes naturels (modèles
proies/prédateurs pour des systèmes biologiques, modélisation des climats et de leurs
changements,...). Les notions présentes dans cette option sont utilisées de façon courante en
mécanique des fluides (attracteurs étranges, exposants de Lyapunov, routes vers la
turbulence,...), en mécanique des solides (oscillateurs, bifurcation vers la rupture,...) ou en
finance (cycles limites,...)...
La présentation est effectuée pour moitié sous forme classique (exposé, exercices) et pour
moitié sous forme appliquée sur machines (SCILAB).
References bibliographiques:
PERKO, L.: ''Differential equations and dynamical systems'', Texts in applied mathematics 7,
Springer Verlag 1991
MURRAY, J.D.: ''Mathematical Biology'', Biomathematical texts 19, Springer Verlag 1993
STUART, A.M., HUMPHRIES, A.R.:''Dynamical systems and numerical analysis'',
Cambridge Monographs on applied and computational mathematics 1998
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Option générale : MGP-2-O-AERO
Aérodynamique
O. Boiron, O. Kimmoun
[email protected]
1. Notion de base en mécanique des fluides (rappels)
a. Les différents régimes d’écoulement (classification)
b. Equations générales
c. Modèles locaux – concept de couche limite
d. Ecoulements compressibles/ Ondes de choc
2. Eléments de mécanique du vol
a. Définitions
b. Conditions de stabilité et de maniabilité
c. Domaine de vol
3. Ecoulements autour de profils minces
a. Principe
b. Circulation et génération de traînée
c. Théorie générale des profils minces
d. Régimes subsonique, transonique et supersonique
e. Aspects 3D – Méthodes numériques
4. Architecture des avions
a. Aile en flèche
b. Décrochage
c. Dispositifs hypersustentateurs
d. Dispositifs de réduction de traînée
5. Eléments de propulsion (ou éléments d’aéroélasticité)
6. Conclusion
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Option générale : MGP-2-O-CAO
CAO-FAO
J. Garrigues
[email protected]
CAO signifie : Conception Assistée par Ordinateur.
Ce vocable couvre des domaines très vastes : selon les interprétations, la « conception » peut
contenir
1) l’imagination des formes d’un objet (une pièce d’un appareil mécanique électrique,
électromécanique, un composant électronique, un circuit imprimé …)
2) les calculs de modélisation associés, qui assurent que le composant conçu remplit les
fonctions qu’il doit assurer.
La seconde partie de la conception (calculs de modélisation pour la prévision de
comportement du composant) est très particulière à chaque partie de la physique : on demande
aux composants d’un système d’avoir les propriétés mécaniques, électriques, électroniques,
électro-magnétiques, thermiques ou logiques souhaitées. Souvent, son cahier des charges fait
intervenir divers domaines de la physique. Cette partie de la conception est souvent assistée
par des logiciels spécialisés dans chaque type de métier.
Par contre, la définition de la forme finale de l’objet (ou de l’ensemble d’objets) est commune
à toutes les conceptions : toute conception se traduit par des objets devant avoir une certaine
forme avec certaines dimensions.
Dans ce module, on s’intéresse surtout à la partie commune à toute conception :
c’est-à-dire la définition des formes de l’objet ou de l’ensemble d’objets. Les logiciels aidant
à cette définition sont souvent appelés « modeleurs ». Il permettent à l’ingénieur de définir
complètement et sans ambiguïté les formes des objets, de façon à ce que sa conception puisse
être comprise par ses interlocuteurs et qu’elle puisse être fabriquée conformément à son idée.
Traditionnellement, cette phase de communication entre l’imagination du concepteur et ses
interlocuteurs était assurée par le dessin technique (quelquefois réduit à un schéma peu
explicatif et ambigu). Aujourd’hui, les logiciels « modeleurs » aident le concepteur à exprimer
graphiquement son idée sans ambiguïté. On doit donc considérer les modeleurs comme un
moyen d’expression/communication des formes qu’on a imaginées.
Le module comprend une petite partie théorique (1 séance de cours) où on explique les
concepts généraux utilisés dans les modeleurs modernes (définitions/modifications de formes)
et une partie appliquée où on apprend à utiliser un logiciel du commerce (TP sur ordinateur).
Cette partie fait l’objet d’un mini-projet d’un appareil simple (l’étudiant peut proposer un
sujet, sous réserve de l’acceptation par l’enseignant). Le but est d’apprendre à exprimer
clairement, à l’aide de cet outil, les formes qu’on a en tête.
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Option générale : MGP-2-O-ECOUL
Ecoulements à surface libre en
milieux marin et fluvial
C. Kharif, F. Anselmet
[email protected]
Les écoulements à surface libre se rencontrent dans un grand nombre de phénomènes
physiques - jets, bulles, gouttes, cavitation, etc…
On s’intéressera dans ce cours à une catégorie particulière d’écoulements: ceux à
surface libre qui existent en mer ou dans les fleuves. On considérera les équations du
mouvement correspondant à des écoulements de type potentiels en insistant sur les conditions
cinématique et dynamique de frontière libre. Comme applications, on traitera quelques cas de
la dynamique des vagues dans le cadre de la théorie linéaire: la réflexion d’une houle par une
marche, l’amplification par une plage (tsunami), les oscillations dans un port générées par des
ondes de surface longues. En milieu fluvial, on reviendra tout d’abord sur quelques propriétés
spécifiques des équations de base (régime fluvial / régime torrentiel notamment), puis on
examinera quelques situations typiques, comme les écoulements non uniformes (qui donnent
lieu aux ressauts hydrauliques notamment) ou les écoulements non permanents (qui sont
associés aux crues notamment). Finalement, on conclura ce cours en présentant des ouvertures
vers les enseignements de seconde et troisième années qui lui sont directement reliés (ondes
non linéaires - soliton et mascaret, turbulence, etc ....).
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Option générale : MGP-2-O-ENVI
Environnement et traitement des effluents
P. Moulin, P.Guichardon,
[email protected]
L'objectif de cette option générale est de sensibiliser les étudiants aux problèmes
environnementaux et aux procédés mis en jeu pour les résoudre.
A travers cette problématique, l'objectif est également de donner aux étudiants des notions de
génie des procédés tels que :
- Equilibre entre phases, rendement, NET, HET, à travers le traitement des gaz par
absorption
- Notion de vitesse de sédimentation, Mouvement brownien, potentiel zéta, à travers
un système de coagulation–floculation-décantation
- Ces deux procédés peuvent servir de fil conducteur à cette option générale avec la
description des procédés et l'abattement possible vis à vis des normes (cours), le
dimensionnement d'installation (TD) et la possibilité de faire une expérience (TP)
Cours : Introduction à la notion d'environnement
Problématique de la pollution de l'eau et de l'air
Normes et législation
Description des procédés en fonction du type de pollution à traiter
Description de trois procédés de traitement des déchets : gazeux, liquides et solides.
Nouvelles technologies et technologies propres (intérêt, principe de fonctionnement)
Etude d'une chaîne de procédés de traitement d'un effluent aqueux : de sa sortie de l'usine,
jusqu'à son rejet dans la rivière.
TD
Etude de cas et dimensionnement d'unités de traitement
Visite d'usine
TP découverte
Elimination d'une pollution organique dans de l'eau
Traitement d'un effluent de laiterie ou Production d'eau potable
Traitement de l'eau par coagulation – floculation - décantation
Traitement d'un gaz par absorption
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Option générale : MGP-2-O-MEF
Initiation à la méthode des éléments finis
J. Garrigues
[email protected]
Un grand nombre de problèmes physiques se présentent sous la forme d’une équation
différentielle aux dérivées partielles devant être satisfaites en tout point d’un domaine D,
assorties de conditions aux limites imposées sur la frontière de D.
On trouve ce type de problème en mécanique des milieux continus (fluides et solides) , en
thermique (équation de la chaleur), en électromagnétisme (équations de Maxwell).
La solution de ces problèmes bien posés, sur des domaines D de forme compliquée avec des
conditions aux limites compliquées n’est généralement pas possible de manière analytique.
(on ne sait résoudre « à la main » que des problèmes académiques sur des géométries simples
avec des hypothèses simplificatrices). L’ingénieur qui veut une réponse doit donc passer par
une résolution numérique.
La méthode des éléments finis est l’une de ces méthodes numériques (il y en a d’autres : les
volumes finis et les différences finies), actuellement rendue populaire par l’existence d’un
grand nombre de logiciels qui l’utilisent. Ces méthodes fournissent à l’ingénieur des solutions
numériques approchées de problèmes insolubles analytiquement.
Le cours comprend deux parties :
- Une partie théorique, expliquant les fondements de la méthode des éléments finis et sa mise
en œuvre,
- Une partie application, par l’utilisation d’un logiciel du commerce, sous forme de TP sur
ordinateur.
NB : Le logiciel disponible cette année (Abaqus) est orienté vers les applications
mécanique/thermique.
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Option générale : MGP-2-O-MOD
Modélisation thermodynamique des systèmes
R. Borghi
[email protected]
La conception d'objet ou de dispositif industriel doit s'accompagner de la mise au point
d'un "modèle de calcul" approximatif de son fonctionnement dans diverses conditions,
normales ou anormales. Ce module de cours montre comment on peut bâtir un tel modèle en
considérant le dispositif comme un système composé de sous-systèmes, chacun étant
représenté par un certain nombre de "bonnes variables".
La description du fonctionnement du système consiste à écrire des équations, qui sont
de trois types :
Les équations de bilans, les équations d'état, et les lois complémentaires pour les processus
irréversibles. Il s'agit donc d'une généralisation directe du cours sur les "bilans de matière et
d'énergie" du tronc commun.
Les aspects mécaniques, thermiques, électriques, chimiques ou électrochimiques
peuvent être pris en compte dans ces modèles. Ces Modèles sont évidemment approchés, et il
faut faire la distinction entre ce qui traduit les principes de base de la physique et ce qui
traduit les approximations, avec leurs justifications. Une fois que les bases du modèle sont
décidées, une partie importante du travail consiste à trouver les données physiques
nécessaires, suivie par la résolution numérique des équations, et enfin la discussion des
fourchettes d’incertitudes que les approximations peuvent entraîner. La démarche est générale
et sera mise en application pour la modélisation de deux ou trois dispositifs différentiels,
parmi lesquels, un moteur à piston et la chambre de combustion d'un turboréacteur.
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Option générale : MGP-2-O-MOT
Moteurs à Combustion Interne
Michel Chateauminois et Thierry Delorme
[email protected]
Les moteurs à combustion internes demeureront encore longtemps la seule source d’énergie
mécanique pour les transports terrestres, maritimes et la production décentralisée d’électricité.
Leur évolution est très rapide dans un contexte de fortes contraintes économiques et
environnementales très stimulantes.
Cet enseignement constitue une introduction à la compréhension des principes physiques
exploités pour optimiser leur fonctionnement. Il fait la liaison entre les connaissances
théoriques et les solutions technologiques classiques ou en émergence.
Le contenu du cours est le suivant :
Principes des moteurs à quatre temps et deux temps
Architecture classique des moteurs
Système bielle-manivelle
Distribution
Moteurs multicylindres
Cycles théoriques et réels (allumage commandé, Diesel, aspiration naturelle,
suralimenté, charge partielle)
Bilans énergétiques, Rendements, Puissance, Consommation spécifique
Combustion stoechiométrique, riche ou pauvre
Grandeurs caractéristiques
Le système moteur - machine entraînée
Moteur Diesel
Carburant, injection à préchambre ou directe, combustion
Moteur à allumage commandé
Propriété des carburants, combustion, cliquetis, extinction riche et pauvre
Carburation, injection classique et directe
Allumage
Suralimentation, Principe, adaptation compresseur – turbine, limite de
pompage, rendement.
Fonctions auxiliaires : Refroidissement, Distribution, Démarrage, Isolement
acoustique et vibratoire, Pollution, Lubrification, Essais, Maintenance.
Le cours est accompagné d’une présentation de matériel statique et une visite
du centre d’essais moteur de l’EGIM.
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Option générale : PHA-2-O-APHOTO
Applications de la photonique
F. Flory, L. Escoubas
[email protected]
La lumière permet aussi bien de refroidir des atomes que les porter à la température
des étoiles.
De la structure intime de la matière aux confins de l'espace, l'optique nous soigne, met
en contact des centaines de millions d'habitants de la terre et, avec l'astronomie, nous fait
voyager dans l'espace et dans le temps.
L'optique/photonique n'est pas seulement l'optique ophtalmique ou l'objectif de nos
appareils photos mais c'est un domaine pluridisciplinaire (matériaux, physique quantique,
physique du solide, théorie électromagnétique, mathématiques, lasers, micro technologies,
traitement de l'information….). L'optique/photonique, présente dans pratiquement tous les
systèmes de hautes technologies, est reconnue par de nombreuses études en Europe, en
Amérique et en Asie comme un domaine scientifique clé pour les développements futurs.
Nous présentons dans ce cours les raisons de l’intérêt que présente le domaine et le
propos est illustré par de nombreux exemples d’applications.
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Option générale : PHA-2-O-COUL
Couleur et perception visuelle
C. Deumié
[email protected]
La couleur est une perception oculaire transmise au cerveau pour création d'un monde
visuel. Elle existe parce qu'un capteur sophistiqué (l'œil) collecte un rayonnement
électromagnétique (la lumière) pour transmission cognitive. Tantôt opposées, tantôt
confondues, lumière et couleur ont ainsi toujours été conjointement étudiées, et c'est dans ce
contexte que notre enseignement est dispensé.
Après avoir introduit la notion de couleur, nous aborderons les différents phénomènes
physiques ou chimiques responsables d'effets colorés: couleur atomique, moléculaire ou
cristalline, liée aux impuretés, couleur interférentielle, spéculaire, diffuse, diffractée ou
diffusée, couleur par absorption… Les bases théoriques associées sont développées et
illustrées par de multiples effets recensés dans la nature (pigments colorés, iridescence des
ailes de papillons, bulle de savon, arc en ciel, rouge du crépuscule et bleu du ciel…).
Une attention particulière est accordée aux applications: textiles et peintures,
cosmétiques, holographie, arts, éclairages… Nous évoquerons dans ce contexte les travaux les
plus récents visant à créer des effets colorés variés (pigments nacrés, peintures métallisées,
surfaces multicouches…). Les questions liées à la quantification de la couleur (colorimétrie)
sont adressées avec rigueur, à partir de la réponse spectrale des objets ou sources primaires
ou secondaires.
Enfin, la notion de couleur étant intimement liée au système visuel, nous présenterons
des éléments d’anatomie et de physiologie de l’œil, ainsi que les défauts de la vision. Nous
aborderons également les effets liés à l’interprétation par le cerveau (illusions, cognitif, …)
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Option Générale : PHA-2-O-OEM
Ondes guidées électromagnétiques
S. Huard
[email protected]
La présence de discontinuité dans les propriétés électromagnétiques des matériaux fait
apparaître des ondes qui ne peuvent se propager qu'au voisinage immédiat des surfaces de
discontinuités. La particularité principale de ces ondes est d'être limitées transversalement et
de ne pas diverger contrairement à celle se propageant dans l'espace libre.
La présence de discontinuité impose des contraintes aux champs électromagnétiques sur les
surfaces. Ces dernières conduiront, le plus souvent, à des ondes ayant une constante de
propagation parfaitement définie pour une fréquence donnée. La notion de "modes de
propagation" analogue aux "états discrets" de la Mécanique Quantique sera introduite.
Le cas des discontinuités diélectriques conduira aux guides optiques planaires et aux
applications très importantes des fibres optiques. A ce propos la notion de dispersion liée à la
structure de guidage sera abordée et des méthodes permettant de diminuer la dispersion seront
présentées. Dans le cas des discontinuités de type métalliques, les guides ainsi réalisés ont
toute leur application dans le domaine de la transmission radioélectrique, du Radar et de la
télédétection. Le domaine de fréquence est alors dans le domaine hyperfréquence (MHz Ghz). Une partie significative de l'enseignement de cette option sera très inductive avec une
forte approche physique même si la modélisation est absolument nécessaire pour prévoir les
comportements de ces ondes dans les cas pratiques.
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Option générale : PHA-2-O-OPT
L’optique pour l’astronomie
F. Lemarquis
[email protected]
Cet enseignement a pour but de présenter les instruments d’optique mis en œuvre pour
répondre à différentes thématiques scientifiques actuelles liées à l’astronomie où à l’observation de la
terre (observation lointaine, imagerie à haute résolution, astrométrie, recherche d’exo planètes, ondes
gravitationnelles, climatologies…). Ces instruments seront expliqués dans leur principe de
fonctionnement et dans chaque cas, on justifiera les solutions qui ont été retenues, compte tenu des
objectifs à atteindre, des limitations physiques et des contraintes technologiques. A terme, l’élève aura
acquis une vue d’ensemble des technologies de pointes développées pour l’astronomie et l’optique
spatiale.
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Option générale : PHA-2-O-PHO
Du photon à l’électron : photo détecteurs et capteurs d’images
M. Commandre
[email protected]
Le cours a pour objectif de présenter les principes, les applications et les performances de la
photo détecteurs, photopiles et capteurs d’image.
La détection de rayonnements optiques concerne des domaines très différents allant des
télécommunications optiques à la conversion d’énergie (photovoltaïque) en passant par la détection
infrarouge, la vision de nuit, la détection du photon unique, la visualisation et la capture d’image. Les
matériaux semi-conducteurs du fait de leurs propriétés optiques et électroniques sont au coeur de
toutes ces applications. Pour chacune, différents composants sont développés pour répondre aux
besoins.
Le cours et les TD portent d’abord sur les connaissances de base nécessaires sur les propriétés
optiques et électroniques des matériaux semi-conducteurs. Sont abordés ensuite les principes, la
technologie et les performances des détecteurs (par exemple diodes PIN pour les télécommunications,
photodiodes à avalanche pour le comptage de photons…) et photopiles. On s’intéresse enfin aux
capteurs d’image CMOS qui vont devenir les composants clefs dans les caméras Web, les appareils
photos et caméscopes, dans les applications optiques de la téléphonie mobile et Internet.
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Option générale : PHA-2-O-TECH
Technologie de la micro électronique en environnement contrôlé : une
base pour les micro et nano mondes.
C. Fossati
[email protected]
La fabrication de puces repose sur la répétition et la combinaison d’un petit nombre
d’opérations élémentaires. Le traitement de plaquettes en « salle blanche » consiste à enchaîner un
grand nombre d’opérations (plus de 300 aujourd’hui) faisant appel à moins d’une dizaine de grand
procédés de base tels que :
- les traitements thermiques
- les dépôts
- la lithographie
- la gravure
- le dopage
- les étapes de nettoyage
Tout est question de dosage et d’ordre dans les manipulations. Ce processus complexe ne marche que
parce qu’il est précis.
Actuellement, les micros systèmes sont en voie de révolutionner le marché des semiconducteurs. Ce sont des dispositifs intégrés aux circuits numériques qui donnent une dimension
nouvelle aux systèmes mono puce (System on Chip) en ajoutant des fonctionnalités à leur interface
avec le monde réel. La fabrication de ces micros systèmes exploite les avancements faits dans les
procédés de fabrication microélectronique, nécessitant leur adaptation à des tailles de plus en plus
petites et une précision de plus en plus grande.
Ils bénéficient aussi des développements réalisés au niveau de la Conception Assistée par
Ordinateur (CAO). En effet, les outils de simulation plus rapides et moins coûteux que des essais
grandeur nature sont très précieux dans la mise en place de toute filière technologique. Ils permettent
de mieux comprendre et donc de prévoir le fonctionnement ou le disfonctionnement des composants
et des systèmes.
La réalisation de ces systèmes avancés n’est possible que parce que l’on sait contrôler l’ultra
propreté de l’espace dans lequel ils sont fabriqués : « salles blanches ». A cette échelle effectivement la
moindre impureté serait fatale. Les progrès effectués sur les salles blanches à partir des besoins de la
microélectronique sont à présent utilisés dans de nombreux secteurs comme les nanotechnologies avec
tous les domaines différents qui s’y retrouvent bien sur, mais aussi la santé, l’agroalimentaire….
L’objectif de ce cours est donc de découvrir les principaux procédés technologiques de base, et
de comprendre le degré de criticité de chaque paramètre entrant en compte dans le processus y compris
l’environnement necessaire.
Pour cela la partie théorique sera accompagnée d’une partie pratique de simulation à l’aide de la
« Virtual Wafer Fab. » (Silvaco) aujourd’hui utilisée dans l’industrie microélectronique.
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Option générale : PHA-2-O-TELED
Systèmes d’imagerie en télédétection
N. Bertaux
[email protected]
L’objectif de cette option est de comprendre le principe et les applications des nombreuses
méthodes d’imagerie utilisées aujourd’hui, en se concentrant sur le domaine de la télédétection.
Dans la première partie du cours, on présentera les principales méthodes de formation des
images (classique, synthèse d’ouverture, tomographie,…), puis les méthodes et indicateurs permettant
de caractériser la qualité d’une image. Le but est de fournir aux étudiants les outils et méthodes leur
permettant d’évaluer et de comparer différentes modalités d’imagerie.
Dans la seconde partie, on présentera de nombreux exemples d’applications dans le domaine de
la télédétection, où les systèmes d’imagerie connaissent actuellement un fort développement.
Contenu (quelques mots clés) :
Formation des images : optique, synthèse d’ouverture, tomographie, 3-D.
Estimation de la qualité d’une image.
Systèmes d’imagerie en télédétection : imagerie thermique, active, 3-D (holographie, LADAR),
polarimétrique, hyperspectrale, radar, …
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Option générale : PHA-2-O-TI
Bases du traitement d’images
M. Guillaume, M. Roche
[email protected]
Ce cours est une introduction au traitement d’images.
Le but est de donner une culture générale sur les méthodes et applications du traitement numérique des
images. Il est illustré par des exemples d’applications dans différents domaines : médical,
astronomique, industriel, défense, vidéo.
Contenu (quelques mots clés) :
Description et analyse : image numérique, description statistique, bruit (images radar, images
astronomiques), transformations (transformation de Fourier, transformation en Ondelettes).
Traitements : extraction de contours, segmentation, restauration et rehaussement, réduction du bruit.
Codage et compression.
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Option générale : PHA-2-O-VISION
Introduction aux méthodes de vision industrielle
T. Gaidon, A. Roueff, F. Guérault (Simag)
[email protected]
Avec l’apparition de capteurs d’images et de moyens de calculs de plus en plus puissants et bon
marché, les systèmes de vision se répandent dans tous les domaines de l’industrie. Ils permettent par
exemple de contrôler en ligne la production de pièces automobiles, de mesurer les émanations de gaz
dans un site industriel, ou de réaliser avec rapidité des séries de tests biologiques. La « vision
industrielle » est donc une technique en plein essor dans la quasi-totalité des domaines de l’industrie
(automobile, pétro-chimie, agro-alimentaire, biomédical,…), car elle permet d’augmenter la
productivité et la sûreté des sites industriels.
La conception et l’évaluation d’une chaîne de vision industrielle demande des compétences variées :
illumination de la scène, choix du système d’imagerie, procédure d’acquisition d’images, mise en
place des algorithmes de traitement. Elle met donc en jeu des technologies très différentes (optique,
électronique, informatique, traitement d’image,…).
L’objectif dans ce cours sera d’acquérir les connaissances de base nécessaires à la compréhension des
différents éléments d’une chaîne de vision industrielle. Le bénéfice retiré sera double :
- Vous aborderez un exemple d’intégration dans un système complexe de différentes
technologies issues de domaines scientifiques vus par ailleurs (optique, électronique,
informatique, traitement d’image et du signal), et cela dans le cadre d’applications très
concrètes.
- Vous vous familiariserez avec une technique en pleine expansion, à laquelle vous aurez toutes
les chances d’être confrontés, au moins en tant qu’utilisateurs, au cours de votre vie
professionnelle.
Les cours de cette option seront assurés par des enseignants de l’école et par des intervenants
industriels.
Plan prévisionnel
1. Introduction aux différentes composantes de la chaîne de vision industrielle
2. L’illumination de la scène : colorimétrie, sources de lumière et critères de choix
3. Les systèmes d’acquisition d’image : caractéristiques essentielles des optiques et des capteurs
d’images, critères de choix.
4. Les systèmes de traitement d’images: acquisition et traitement des images et processeurs.
5. Exemples de chaînes de vision industrielle utilisés dans différents domaines : robotique, agroalimentaire, biomédical, biométrie, …
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Option générale : SCM-2-O-BIO
Biophysique
P-F. Lenne
[email protected]
La biophysique est un domaine en pleine expansion qui joue un rôle
important dans la compréhension des molécules biologiques et de leurs
assemblages. Ce cours d’introduction fournit les bases théoriques et
expérimentales pour comprendre d’un point de vue physique les processus
du monde vivant.
En combinant informations biologiques, modèles physiques et approches expérimentales, nous
décrivons l’organisation des systèmes vivants allant de la cellule aux systèmes plus complexes. Le
cours commence par une présentation des propriétés structurales et biophysiques des blocs
élémentaires constituants les systèmes vivants. Il décrit ensuite la structure de la cellule en insistant sur
l’organisation des assemblages subcellulaires et en précisant le rôle joué par les processus de diffusion
dans les fonctions cellulaires. Il aborde enfin quelques exemples concernant la biophysique des tissus
et des organes.
Contenu
•
Introduction
•
Structures des molécules biologiques
•
Dynamique des molécules biologiques
•
Structure de la cellule biologique
•
Machines moléculaires biologiques
•
Biophysique des tissus et des organes
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Option générale: SCM-2-O-MAP
Mathématiques appliquées à la physique
Muriel Roche, Antoine Roueff, Patrick Vincent
[email protected]
Objectifs :
La physique utilise de nombreuses notions de mathématiques qui s'avèrent également utiles pour
les sciences de l'ingénieur. Les mises en application de ces techniques soulèvent des problèmes
différents de leur étude mathématique pure.
Dans cette option seront présentés dans un même cours plusieurs applications d'outils
mathématiques généraux. L'objectif sera de faire ressortir à partir d'exemples concrets l'aspect
générique de certaines techniques mathématiques dans le domaine de la physique au sens large,
afin de montrer l'interaction étroite entre la physique des phénomènes étudiés et le langage
adopté pour leur analyse.
Enseignements:
Les bases de fonctions (dans L2) en physique :
–Concepts de base
–Application à l’électromagnétisme : modes d’une cavité laser, etc.
–Application à la mécanique quantique
Les distributions en physique
–Concepts de base: distribution périodique, transformées de Fourier d'une distribution
–Application à la théorie des filtres linéaires
–Application à l'optique: diffraction
–La fonction de Green: application à la diffusion et à l'électromagnétisme
La théorie des groupes discrets:
–Concepts de base: représentations irréductibles
–Application à la physique quantique: règles de sélection
Pré-requis : Mathématiques de base (tronc commun)
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Option générale : DIV-2-O-BIOT
Les biotechnologies
M. Ragot
[email protected]
Nées au milieu des années 60 et s’étant fortement développées dans les années 70-80, les
biotechnologies font parties actuellement des technologies disponibles et utilisables dans de nombreux
domaines. En effet, les biotechnologies peuvent se substituer aux technologies habituellement
employées (comme dans les industries chimiques, le domaine de l’énergie…) ou être au cœur de
l’activité industrielle (industrie alimentaire, l’industrie pharmaceutique, la protection de
l’environnement ou la production agricole…).
La finalité de ce cours est , d’une part, de montrer les enjeux technologiques, économiques et sociopolitiques des bio-industries, leurs domaines d’application et les risques éventuels ; puis d’aborder,
dans un deuxième temps, les procédés de production mis en jeu dans les bio-industries.
Concrètement, ce cours essaiera de répondre aux 3 questions fondamentales suivantes :
-
Qu’est-ce que c’est ?
Il s’agit, à travers un ensemble de points clefs d’un bref historique et un ensemble de
définitions, de montrer aux étudiants ce que recouvre le terme de « biotechnologie », de
positionner l’ensemble des disciplines impliquées et le rôle de l’ingénieur.
- A quoi ça sert ?
Il s’agit ici de montrer, à travers des illustrations et des exemples précis, les champs
d’application et les domaines d’activité pouvant faire appel aux biotechnologies. Seront
particulièrement développés les domaines des vaccins et des OGM.
-
Comment ça se fait ?
Enfin, les aspects techniques de production des bio-industries seront abordés toujours à l’aide
d’exemples (fermentation, culture cellulaire, génie enzymatique et génétique). L’accent sera
plus particulièrement mis sur les procédés de fermentation.
En conclusion, ce cours a vocation de mettre en évidence l’essor et l’utilisation des biotechnologies
au service du bien-être de l’homme.
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Option générale : DIV-2-O-VALOR
Valorisation et communication de la recherche
R. Borghi
[email protected]
Cette option générale a pour but d'apprendre aux étudiants à connaître les types de thématiques
d'un laboratoire de recherche de type universitaire, les modes de fonctionnement des chercheurs, les
manières d’interagir avec les entreprises en aval.
Il est pour cela proposé de faire une visite d'une ou de plusieurs équipes d'un tel laboratoire et
d'en faire un compte rendu sous forme de posters, documents audio visuels, plaquette...Une
coopération sera organisée à cette occasion avec des spécialistes de la "communication".
Le travail se fera par groupe de quatre élèves, guidés et encadrés par un ou deux chercheurs.
Les élèves de l'EGIM par groupe de 4, seront donc amenés à s'intéresser pendant 24H (4 séances) à
une équipe scientifique de recherche en priorité parmi les laboratoires d’adossement de l'EGIM. Le
groupe devrait faire une enquête sur l'activité principale de l'équipe, ses moyens de financements et ses
relations avec l'industrie. A terme, le groupe devrait fournir un poster et/ou un film qui valorise les
activités de l'équipe. Ainsi, un groupe d’élèves sera amené à jouer le rôle de journaliste scientifique et
à chercher à comprendre quelles ont été les motivations aval des publications scientifiques. En
particulier, les élèves devront se renseigner sur la vie économique de l’équipe (contrat européen,
gestion par l’université, contrat privé, etc…).
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Option générale : DIV-2-O-PJT
Projet 1A
JP Chevalier
[email protected]
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EGIM / Centrale Marseille

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