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octobre 2006 Année scolaire 2006-2007

Programme d'enseignement2ème et 3ème année

Filière Génie électrique

Orientation : systèmes énergétiques (EN)

Département Technologies industrielles (TIN)

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EIVD

Génie électrique / systèmes énergétiques (EN)

EN2007 et 2008

Faculté TIN

Crédits Heures Périod.

ECTS d'étude d'ens.

16.0 Bases scientifi ques 2 (BSC2)

144 96 Mathématiques 3 (MAE3) 6 6192 128 Electromagnétisme et physique appliquée (PHY2) 8 8

144 96 Signaux et systèmes (SES) 5 8

11.0 Projets et gestion (PRG)

72 49 Gestion d'entreprise (GEP) 4 3

138 64 Projet en équipe pluri-disciplinaire (PEP) 5 3

120 28 Pré-projet de diplôme (PPD) 2 2

7.0 Electronique analogique 2, CEM et acquis ition de données (ECA)

90 64 Electronique analogique 2 (EAN2) 8

120 81 Sensibilisation à la CEM et acq. de données (SCA) 4 7

8.5 Physique, mécanique et énergétique (PME)51 32 Physique appliquée (thermodyn.) (PAP) 4

51 32 Mécanique appliquée 1 (MAP1, av. EM) 4

102 64 Mécanique appliquée 2 (MAP2) 8

51 32 Energétique (ENE) 4

8.5 Simulation électromagnétique, CAO, réseaux électriques et HT (SRE)

105 63 Simulations électromagnétiques et CAO (SIM) 5 4

150 95 Réseaux électriques et haute tension 1 (RHT1) 4 4 5

9.0 Mécatronique 1 et régulation automatique (MER)

150 84 Mécatronique 1 (MET1, av. EM) 6 6

120 63 Régulation automatique (REG, av. EM) 5 49.0 Electronique de puissance, machines électriques et bases de microcont rôleurs (PMM)

105 63 Electronique de puissance 1 (EPU1, av. EM) 9

105 63 Machines électriques 1 (MEL1) 4 5

60 35 Bases de systèmes à microcontrôleur (BMC) 5

8.5 Systèmes à microcontrô leur et régulation numérique (MRN)

120 64 Systèmes à microcontrôleur (SMC, av. EM-IT-TT) 4 4

135 64 Régulation numérique (REN, av. EM-IT) 4 4

12.0 Systèmes électroniques 1, mécatronique 2 et électronique de puissance 2 (SEP)

60 32 Systèmes électroniques 1 (SEL1, av. EM) 4

120 56 Mécatronique 2 (MET2, av. EM) 4 3

180 96 Electronique de puissance 2 (EPU2) 6 6

10.5 Machines élect riques 2, réseaux électriques et HT 2 (MRH)

135 64 Machines électriques 2 (MEL2) 4 4

180 96 Réseaux électriques et haute tension 2 (RHT2) 6 6

20.0 Enseignements à choix EN (XEN)

600 280 Unités à choix 20 20

120.0 3600 1984 Totaux

Périodes d'enseignement par semaine 34 35 39 38 37 30 26 25

Les traits en gras à droite du nombre de périodes indiquent un contrôle final (examen).

Modules / Unités d'enseignement9 10 11

Trimestres

5 6 7 8 12

juin 2006, SVL-MEE-SBA

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Département des Technologies Industr ielles (TIN)

FICHE DE MODULE

Version du 25.08.2006 Page 1/1

Nom : Bases scientifiques 2

Identifiant : BSC2

Orientation-s : Tronc commun (EN, EM, EE, TT, TR, IT)

Regroupe les unités d'enseignement :

nom identifiant h. d'étude

Mathématiques 3 MAE3 144

Electromagnétisme et physique appliquée PHY2 192

Signaux et systèmes SES 144

Nombre de crédits ECTS : 16

Calcul de la note déterminante :

La note déterminante du module est égale à la moyenne pondérée des unités d’enseignement composant le module,où le poids de chaque unité est proportionnel à son nombre d'heures d'étude (estimé, pour un-e étudiant-e moyen-ne).

Validation :

Les exigences de réussite du module sont spécifiées dans le « règlement de promotion EIVD et règlement

d’application E+I ».

Autres :

Voir fiches d’unité d’enseignement.

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Département des Technologies Industr ielles (TIN)Département des Technologies de l’Information

et de la Communication (TIC)

FICHE D 'UNITE D 'ENSEIGNEMENT


Nom : Mathématiques 3

Identifiant : MAE3


Responsable, suppléant : J.-L. Chassot, P.-L. Aubert

Charge de travail : 144 heures d'étude , correspondant à 4.8 crédits ECTS

Répartition approximative des heures d'étude (encadrées et non encadrées) :

y Suivi d'exposés ........................................................................... 22 %y Exercices encadrés ................................................................... 25 %y Contrôle continu ....................................................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 50 %

Périodes encadrées : 96 (= 72 heures)

Position recommandée des périodes encadrées dans les plans de formation :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

6 6

Connaissances préalables recommandées :

L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y toutes celles du programme de mathématiques de 1ère année (unités d’enseignement MAE1 et MAE2) ;y théorie des circuits linéaires: les chapitres traitant de la modélisation des circuits électriques par les équations

différentielles linéaires à coefficients constants ;y physique: les chapitres traitant des lois des mouvements amenant des équations différentielles linéaires à

coefficients constants (ressort sans et avec frottement linéaire, pendule).

Les unités d'enseignement MAE1 et 2 (mathématiques), TCL1 et 2 (théorie des circuits linéaires) et PHY1 (physique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :

concernant l’analyse de Fourier :

y donner les deux formes, réelle et complexe, d’une oscillation harmonique et passer d’une forme à l’autre,

y donner la définition d’un polynôme trigonométrique et de son spectre (amplitudes et phases) ; maîtriser le

passage de l’un à l’autre,

y définir et calculer le développement de Fourier d’ordre N d’une fonction périodique sous les deux formes, réelle

et complexe,

y énoncer et utiliser le théorème de Dirichlet sur la convergence des séries de Fourier,

y estimer la qualité de l’approximation lorsqu’on s’arrête à l’ordre N dans le développement de Fourier,

y exécuter des calculs sur les séries de Fourier (addition, décalage, dérivation, …),

y énoncer et utiliser l’identité de Parseval (théorème de la puissance),

y résoudre une équation différentielle linéaire à coefficients constants avec un second membre périodique,

y expliquer le passage de la série de Fourier à l’intégrale de Fourier,

y définir la transformation de Fourier et calculer la transformée de quelques fonctions élémentaires,

y commenter et utiliser le lien entre les transformations de Fourier et de Laplace,

y énoncer et appliquer les propriétés de la transformation de Fourier.

concernant la transformation de Laplace :

y appliquer la définition de la transformation de Laplace à une fonction causale,

y donner la transformée de Laplace des fonctions élémentaires,

y calculer les transformées des fonctions moins élémentaires en exploitant les propriétés de la transformation de

Laplace,

y appliquer les théorèmes de la valeur initiale et finale,

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Fiche d'unité d'enseignement : Mathématiques 3


y appliquer la transformation de Laplace à la résolution des équations différentielles linéaires à coefficients

constants,

y donner la définition des fonctions de type impulsion (fonction de Dirac),

y résoudre, par la transformation de Laplace, les équations différentielles avec second membre impulsionnel,

y donner et appliquer la définition du produit de convolution de deux fonctions,

y calculer un produit de convolution au moyen de la transformation de Laplace.

Contenu :

Exposés et exercices : 96 périodes Nb. périodes approx.

y Analyse de Fourier : Oscillations harmoniques. Polynômes trigonométriques. Développement deFourier d’ordre N d’une fonction périodique. Série de Fourier. Identité de Parseval. Opérations sur lesséries de Fourier. Application aux équations différentielles. Transformation de Fourier.

48

y Transformation de Laplace: Définition. Transformées des fonctions élémentaires. Théorèmes de lavaleur initiale et finale. Application à la résolution des équations différentielles. Impulsions. Produit de

convolution.

48

Contrôle des connaissances :

Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 3 tests (le nombre recommandé est de 5) d'unedurée totale d'au moins 5 périodes.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1.5 heures situé durant la session de printemps.

Calcul de la note finale :

Note finale = moyenne contrôle continu x 0.5 + note examen x 0.5

Contrôle final de 2ème instance :Un contrôle final de 2

èmeinstance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement

d’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d’automne. Il se déroulera soit sous

la forme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par lesenseignants en fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Physique 2

Identifiant : PHY2


Responsable, suppléant : F. Gaille, S. Schintke

Charge de travail : 180 heures d'étude , correspondant à 6 crédits ECTS


y Suivi d'exposés ........................................................................... 20 %y Exercices encadrés ................................................................... 18 %y Travaux de laboratoire encadrés 12 %y Contrôle continu ....................................................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 47 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

8 4+4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y toutes celles du programme de mathématiques de 1ère année (MAE1 : indispensable) ;y toutes celles du programme de théorie des circuits linéaires (TCL1 : indispensable) ;y toutes celles du programme de physique de 1

èreannée (PHY1 : indispensable).

Les unités d'enseignement MAE1 et 2 (mathématiques), TCL1 et 2 (théorie des circuits linéaires) et PHY1 (physique)

permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y Définir le flux d’un champ, calculer le flux du champ électrique et du champ d’induction magnétique à travers

des surfaces de géométrie simple.

y Enoncer la loi de Gauss (sous forme intégrale) en électrostatique et en magnétostatique et décrire son

interprétation physique. L’appliquer en électrostatique à des problèmes de géométrie simple (symétrie plane,

cylindrique et sphérique) pour calculer le champ électrique.

y Distinguer la notion de potentiel et de tension.

y Calculer le potentiel électrique à partir du champ électrique et inversement pour ces géométries simples.

y Calculer la tension entre deux armatures d’un condensateur de géométrie simple et déterminer la capacité du

condensateur. Décrire des exemples d’application de différents types de condensateurs.

y Expliquer l’influence des diélectriques et leurs propriétés: polarisation de la matière, vecteurs de polarisation et

de déplacement, champ disruptif. Donner des ordres de grandeurs de valeurs typiques de ce champ.

y Enoncer le théorème d’Ampère et la loi de Biot-Savart et décrire leurs interprétations physiques. Les appliquer

aux géométries simples des courants (fil droit, spire circulaire, solénoïdes longs et courts, bobine en forme de

tore) et calculer le champ d’induction magnétique.

y Décrire les propriétés magnétiques de la matière et des différents types d’aimants. Décrire les propriétés de

diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme. Décrire les cycles d’hystérésis. Donner des ordres de

grandeurs pour la perméabilité magnétique et la température de Curie. Décrire des exemples d’application de

différents matériaux magnétiques.

y Distinguer les notions de champ d’induction, de champ d’excitation magnétique et d’aimantation et énoncer

leurs liens.

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Fiche d'unité d'enseignement : Physique 2


y Expliquer l’analogie conceptuelle entre circuits magnétiques et circuits électriques. Appliquer cette analogie au

calcul d’un aimant.

y Décrire le phénomène d’induction à l’aide d’exemples et décrire leurs conséquences (courants de Foucault,«Pertes fer» dans les machines).

y Enoncer la loi de Faraday et l’appliquer aux divers cas des flux magnétiques variables pour calculer la tension

induite ainsi que des courants induits.

y Définir et utiliser les notions d’inductance propre et d’inductance mutuelle des circuits.

y Enoncer par cœur les formules donnant l’expression de l’énergie volumique électrique et magnétique en fonction

des champs correspondants. Expliquer ces notions.

y Enoncer les quatre équations de Maxwell sous forme intégrale.

y Enoncer l’équation différentielle des fonction d’ondes en coordonnées cartésiennes et dire dans quels cas elle

s’applique.

y Concernant les ondes acoustiques planes dans un fluide: a) énoncer la relation de proportionnalité entre pression

acoustique et variation relative de volume; b) appliquer cette relation ainsi que la loi de Newton à un élément de

volume du fluide; c) en déduire que pression acoustique ainsi que déplacement des plans du fluide sont des

fonctions d’ondes. Définir l’impédance acoustique caractéristique d’un fluide et trouver son expression. Enoncer

les formules donnant la vitesse du son dans un liquide ou dans un gaz.

y Concernant l’onde électromagnétique plane: a) vérifier que les équations de Maxwell impliquent que les champs

électrique et magnétique sont transversaux et orthogonaux l’un à l’autre; b) énoncer par cœur l’expression de la

célérité de ces ondes; c) définir l’impédance caractéristique d’un milieu traversé par une onde électromagnétique

et trouver sa valeur dans le cas non dissipatif.

y Concernant la propagation d’une onde électromagnétique dans une ligne: a) appliquer les lois de Kirchhoff à un

élément de longueur de la ligne; b) en déduire que tension et courant sont des fonctions d’onde; c) trouver

l’expression de la célérité de l’onde ainsi que celle de l’impédance caractéristique de la ligne.

y Définir la puissance instantanée transmise par une onde ainsi que son intensité; énoncer les formules

correspondantes dans le cas d’une onde acoustique ou électromagnétique. Définir le niveau d’intensité sonore.

y Définir les facteurs de réflexion ou de transmission d’une onde lors du changement du milieu, ainsi que les

facteurs énergétiques. Appliquer les formules correspondantes en optique.y Expliquer la notion de battements entre deux ondes. Expliquer la différence entre vitesse de phase et vitesse de

groupe d’un signal.

y Traiter des problèmes de filtres interférentiels à une seule couche et décrire le principe de quelques

interféromètres.

y Expliquer ce qu’est une onde stationnaire. Dans des cas uni ou bidimensionnel, utiliser ce modèle simple pour

calculer les fréquences propres et expliquer la notion de mode.

y Donner l’expression d’une fonction d’onde guidée dans un guide d’onde. Expliquer la notion de modes guidés

et calculer leur nombre pour un guide d’onde élémentaire. Définir l’ouverture numérique d’une fibre optique.

Donner la condition nécessaire pour que la fibre soit mono-mode. Expliquer les phénomènes de la dispersion

temporelle modale et chromatique des impulsions et relier le calcul de cette dispersion à celui de la bande

passante. Donner la loi d’atténuation de la puissance lumineuse dans la fibre et expliquer les causes de cette

atténuation.

y Résoudre des exercices illustrant les notions ci-dessus. Enoncer des exemples d’applications techniques de ces

notions.

Les travaux pratiques effectués au laboratoire permettent une meilleure assimilation de certaines notions du cours. En

outre, à leur issue, l'étudiant-e sera capable de :

y Planifier et réaliser un mini-projet dans une domaine de physique appliquée avec un approche scientifique.

y Rechercher des informations nécessaires pour compléter ou consolider ses connaissances de base par l’étude

personnelle de littérature.

y Pour la partie expérimentale, monter une expérience simple, mesurer à l’aide d’instruments divers, de manière

précise et fiable, les grandeurs importantes. Analyser les mesures d’une manière scientifique et critique en tenant

compte des limites des instruments de mesure et résumer les résultats expérimentaux.

y Rédiger un rapport détaillé dans un style scientifique.

y Exposer et défendre son travail dans un séminaire; proposer d’ éventuelles améliorations.

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Fiche d'unité d'enseignement : Physique 2


Contenu :


Electromagnétisme 2

y Electrostatique: loi de Gauss, notion de potentiel et tension. Rôle des conducteurs. Capacité des

condensateurs.

y Energie dans le champ électrique.

y Propriétés des diélectriques: vecteurs polarisation et déplacement, champ disruptif.

y Magnétostatique: les sources du champ d’induction B. Loi de Biot-Savart, loi de Gauss, loi

d’Ampère.

y Magnétisation de la matière et loi d’Ampère du champ d’excitation H.

y Diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme; cycle d’hystérésis; circuits magnétiques,

principe de calcul d’un aimant.

y Electromagnétisme quasi statique: loi de Faraday, inductance propre et mutuelle, circuits

couplés.y Energie dans le champ magnétique.

y Courants de Foucault, pertes fer dans les machines.

48

Propagation d’ondes et applications

y Equation de d’Alembert, ondes acoustiques planes, célérités.

y Equations de Maxwell, onde électromagnétique plane dans le vide.

y Puissance transmise par une onde acoustique ou électromagnétique, facteurs de réflexion et de

transmission.

y Battements. Interférences: filtres interférentiels; interféromètres, onde stationnaire à deux

dimensions.

y Modèle optique d’un guide d’onde.

y Fibres optiques: notions de dispersion modale et chromatique, bande passante, atténuation dans

les fibres.

48

Travaux de laboratoire : 32 périodes Nb. périodes approx

Projets de laboratoire sur des sujets à choix en physique appliquée et physique moderne 32



Travaux de laboratoire : les projets de laboratoire en physique appliquée et physique moderne seront évaluésessentiellement sur la base d’un séminaire et d’un rapport.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final oral d’une durée

d’au moins 30 minutes durant la session de printemps. Ce contrôle final oral peut être remplacé par un contrôle finalcommun écrit d'une durée d'au moins 2 heures.


Note finale = moyenne contrôle continu x 0.38 + moyenne travaux laboratoire x 0,12 + note contrôle final x 0.5

Contrôle final de 2ème

instance :

Un contrôle final de 2ème

instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la

forme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Signaux et systèmes

Identifiant : SES


Responsable, suppléant : F. Mudry, J. Hufschmid



y Suivi d'exposés ........................................................................... 22 %y Exercices encadrés ................................................................... 11 %y Travaux de laboratoire encadrés ........................................ 11 %y Contrôle continu ....................................................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 53 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5 5+3L

Connaissances préalables recommandées :L'étudiant-e doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes:

y en mathématiques: équations différentielles, séries de Fourier, transformations de Fourier et Laplace ;

y en électronique : applications linéaires avec les amplificateurs opérationnels, analyse et traçage des réponses

temporelles et fréquentielles.

Les unités d'enseignement MAE2, MAE3 (mathématiques) et EAN1 (électronique analogique) permettent d'acquérir

ces connaissances.

Objectifs :A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :

y expliquer intuitivement et analytiquement les relations temps-fréquence des signaux ;

y maîtriser les séries de Fourier et les spectres d’amplitude, de phase, de puissance des signaux périodiques ;

y évaluer et calculer une réponse temporelle d’un système linéaire ;

y décrire le comportement des systèmes contre-réactionnés ;

y évaluer les effets de l’échantillonnage et de la quantification ;

y évaluer et calculer le comportement temporel et fréquentiel d’un système numérique linéaire.

A l'issue des travaux pratiques en laboratoire, principalement destinés à l’assimilation des connaissances et à leur

traduction algorithmique, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y maîtriser un outil de programmation tel que Matlab ;y synthétiser et analyser des signaux;

y visualiser, décrire et analyser le spectre d’un signal quelconque;

y simuler des systèmes analogiques linéaires et non-linéaires et apprécier leurs effets;

y écrire « en ligne » un rapport succinct mais complet de son travail.

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Fiche d'unité d'enseignement : Signaux et systèmes


Contenu :


Etude des signaux analogiques :

y Classification et caractéristiques des signaux. Quelques signaux fondamentaux

y Signaux périodiques : spectres uni- et bilatéraux ; suites d’impulsions ; reconstruction des signaux ;

théorèmes de la puissance et du décalage ; distorsion des signaux et taux de distorsion harmonique

y Signaux non périodiques : des séries de Fourier à la transformation de Fourier ; énergie et puissance ;

densités spectrales

y Eléments d’analyse spectrale numérique : de la TF à la TFD ; relations temps-fréquences ; fenêtres

d’observation et analyse spectrale

16

Etude des systèmes analogiques :

y Analyse des systèmes linéaires avec la transformation de Laplace ; pôles et zéros ; stabilité ; réponses

transitoires

y Modélisation et représentation des systèmes : équation différentielle et fonction de transfert ; systèmesnon linéaires ; exemples d'application

13

Eléments de régulation automatique :

y Equations de la contre-réaction ; schémas fonctionnels

y Analyse de systèmes simples d’ordre 1 et 2, pôles et stabilité

y Exemples d'application

10

Echantillonnage des signaux analogiques :

y Descriptions temporelle et fréquentielle de l’échantillonnage

y Recouvrement spectral, théorème de Shannon

y Quantification ; choix d’un filtre anti-recouvrement

y Reconstruction et restitution des signaux analogiques

10

Introduction aux signaux et systèmes numériques :

y Description des signaux et systèmes numériques

y Transformation en z et fonctions de transfert : pôles, zéros, instants caractéristiquesy Réponses temporelle et fréquentielle

y Réponse impulsionelle et produit de convolution

18

Travaux de laboratoire : 24 périodes Nb. périodes approx.

y Synthèse et analyse de signaux périodiques 6y Simulation d’un système analogique 6y Numérisation des signaux analogiques 6y Synthèse et réalisation de filtres numériques 6


Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et des

travaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests (le nombre recommandé est de 3) d'unedurée totale d'au moins 4 périodes.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de manipulation, à 2 reprises au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1.5 heures durant la session d'été.


Note finale = moyenne contrôle continu x 0.38 + moyenne travaux laboratoire x 0.12 + note contrôle final x 0.5


instance:

Un contrôle final de 2ème instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement

d’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE


Nom : Projets et gestion

Identifiant : PRG




Gestion d'entreprise GEP 72

Projets en équipes pluri-disciplinaires PEP 138

Pré-projet de diplôme PPD 120




Validation :



Autres :


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Nom : Gestion d'entreprise

Identifiant : GEP

Orientation-s : EN, EM, EE, TT, TR, IT, IL

Responsable, suppléant : R. Dougoud, D. Gern



y Suivi d'exposés ........................................................................... 24 %y Exercices encadrés ................................................................... 22 %y Contrôle continu et contrôle final ...................................... 4 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 50 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 3


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :

y identifier et décrire les relations entre l’environnement et un produit industriel dans ses aspects

d’industrialisation, de marketing, financiers et juridiques ;

y au-delà de la technologie, identifier et lister les attentes principales de l’utilisateur d’un produit donné ;

y appliquer les principes d’amélioration continue au sein de son organisation ;

y choisir et utiliser une méthode de gestion de projets ;

y visualiser un projet, le structurer, le planifier, le documenter, distribuer les tâches, le suivre et livrer les

documents attendus ;

y exécuter un travail de manière régulière et proactive ;

y développer son autonomie dans un système de contraintes et de possibilités ;

y comprendre et clarifier l’information reçue, informer et communiquer correctement de manière verbale, non

verbale, orale et écrite.

L'unité d'enseignement PEP (Projet en équipe pluridisciplinaire) permet d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y définir, comprendre et utiliser la langue usuelle du gestionnaire d’entreprise ;

y lire et comprendre le bilan et le compte de résultats d’une entreprise industrielle ;

y utiliser la méthode QuickFin pour formuler un diagnostic financier simple ;

y calculer les ratios financiers basiques, donner leur signification et les interpréter sur la base de normes fournies ;

y comprendre, décrire, identifier, utiliser et impacter les flux ou évènements comptables et financiers basiques ;

y classer logiquement et expliquer le contenu des items de la chaîne financière, marketing ou de la gestion des

ressources humaines ;

y utiliser la procédure budgétaire pour établir le budget simple d’un département ;

y établir une fiche salaire courante ;

y calculer les valeurs budgétaires d’un projet simple et ses indicateurs de rentabilité ;

y décrire et distinguer le marketing de consommation du marketing industriel ;

y identifier, énumérer et expliquer les besoins des clients potentiels ou clients actuels d’un segment de marché ;

y expliquer et distinguer la segmentation et le ciblage du marché ;

y illustrer graphiquement et expliquer un exemple de positionnement d’un produit ;

y appliquer les 4P de Kotler à un cas pratique de lancement de produit ;

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Fiche d'unité d'enseignement : Gestion d'entreprise


y effectuer un choix logique d’instruments de validation des valeurs monétaires et non monétaires ;

y distinguer et expliquer les variantes de lancement d’un nouveau produit sur le marché ;

y à l’aide d’une matrice fournie, donner des exemples de contenus de budget marketing, de plan média et de programme de lancement d’un nouveau produit ;

y énumérer les différentes structures juridiques, leurs caractéristiques et leurs différences ;

y reconnaître les exigences juridico-financières de l’activité industrielle ;

y à l’aide d’une matrice fournie, identifier les contrats concernés par une situation donnée ;

y formuler et distinguer les buts et objectifs relatifs à une situation commerciale ou financière donnée ;

y appliquer les 5W et 2H à une situation professionnelle rencontrée par les ingénieurs en entreprise ;

y illustrer et expliquer la stratégie marketing AAA ;

y à l’aide d’une matrice fournie, identifier les items relevant d’une stratégie de création d’avantages concurrentiels;

y appliquer les 5W et 2H au business plan d’une création d’entreprise ;

y à l’aide d’une matrice fournie, identifier et expliquer les styles de management, les contenus de la culture

d’entreprise, les instruments de motivation et les modes de pensée relatifs à la gestion d’entreprise ou de projets.

Contenu :


y Structures et juridique 4y Management et stratégie 6

y Personnel 3y Marketing 16

y Finance 16y Contrôle continu 4



travaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests d'une durée totale d'au moins 2 périodes.Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée de 2 périodes situé durant la session d'été.


Note finale = moyenne contrôle continu x 0. 5 + note contrôle final x 0.5.

Contrôle final de 2ème instance :


instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d’automne. Il se déroulera soit sousla forme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par lesenseignants en fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Projet en équipe pluridisciplinaire

Identifiant : PEP

Orientation-s : EN, EE, EM, TT, TR, IT

Responsable, suppléant : G.-M. Breguet, Ph. Junod



y Suivi d'exposés .......................................................................... 24 %y Encadrement et suivi de projet ............................................ 10 %y Contrôle continu et contrôle final ...................................... 2 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 64 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

3+2L 1+2L


Avant d'aborder le projet en équipe pluridisciplinaire, l'étudiant-e doit avoir acquis l'ensemble des connaissances et descompétences figurant dans le plan d'études de l'orientation choisie, aux trimestres 1 à 8.

Objectifs :


concernant le travail en équipe et en réseau :y transmettre les atouts d’une intégration réussie dans une équipe pluridisciplinaire ;

y apprécier, utiliser et s’enrichir de la complémentarité des savoirs d’autrui ;

y développer et stimuler l’esprit d’équipe.

concernant la gestion de projets :

y choisir et utiliser une méthode de gestion de projets ;

y visualiser le projet, le structurer, le planifier, le documenter, distribuer les tâches, l’exécuter, le suivre et livrer les

documents attendus ;

concernant la communication :

y comprendre et clarifier l’information reçue, informer et communiquer correctement de manière verbale, non

verbale, orale et écrite ;

y développer l’« image de soi », de son équipe et de son organisation ;

concernant l’autonomie :

y exécuter un travail de manière régulière et proactive ;

y développer son autonomie dans un système de contraintes et de possibilités ;

y analyser son travail (autoévaluation) et y apporter si nécessaire des mesures correctrices ;

concernant les systèmes qualité :

y distinguer les enjeux, les instruments et les principes fondamentaux des systèmes qualité d’aujourd’hui ;

y appliquer les principes d’amélioration continue au sein d’une organisation ;

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Fiche d'unité d'enseignement : Projet en équipe pluridisciplinaire


concernant la vision globale :

y identifier les relations entre la technique et les aspects marketing, d’industrialisation, juridiques et financiersd’un produit ;

y au-delà de la technologie, reconnaître et lister les attentes principales de l’utilisateur du produit.

Contenu :

Terrain d’expérimentation et d’apprentissage pluridisciplinaire, cette unité d’enseignement veut agir sur le savoir, lesavoir-faire et le savoir-être. Elle met l’accent sur six thèmes importants décrits ci-dessus et représentatifs des besoins

du futur-e ingénieur-e.

Différente et innovante, sa méthodologie veut reproduire au plus près les situations professionnelles dans lesquelles la problématique est posée avant l’acquisition des compétences spécifiques. La réussite dépend pleinement de la capacité àidentifier et à communiquer le problème ou le besoin et de l’utilisation correcte des ressources disponibles que sont :l’équipe, la formation, les consultations, la litérature, les conférences, …

Activités encadrées : 64 périodes Nb. périodes approx.

y Apports théoriques 20

y Plénières et conférences 11y Ateliers 12

y Appuis par spécialistes 13y Réunions encadrées par coaches 4y Défense de dossier produit 4

Activités non-encadrées : 112 périodes Nb. périodes approx.

y Travail personnel et en équipe 112


Contrôle continu : le déroulement du travail sera contrôlé sur la base de sept livrables personnels ou de groupe quiseront évalués par le coach.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée à la fin de cet enseignement, sur la basedu dossier produit et de sa défense.


Note finale = évaluation des livrables intermédiaires x 0.4 + évaluation du dossier produit x 0.4 + défense x 0.2


Aucun contrôle final de 2ème

instance n'est prévu pour cette unité.

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Nom : Pré-projet de diplôme

Identifiant : PPD

Orientation-s : toutes

Responsable, suppléant : M. Etique, S. Boada



y Encadrement et suivi de projet ............................................ 18 %y Contrôle continu et contrôle final ...................................... 2 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 80 %


Position recommandée des périodes encadrées dans les plans de formation :1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2 2


Avant d'aborder son pré-projet de diplôme, l'étudiant-e doit avoir acquis l'ensemble des connaissances et descompétences figurant dans le plan d'études de l'orientation choisie, aux trimestres 1 à 10.

Objectifs :


y analyser de façon critique un cahier des charges préliminaire pour le développement d'un produit ou d’une

application ;y faire une décomposition fonctionnelle d'un produit ou d’une application ;

y identifier les blocs fonctionnels critiques ;

y lister et évaluer les solutions techniques envisageables ;

y vérifier que les blocs fonctionnels critiques sont réalisables ;

y affiner un cahier des charges et rédiger des spécifications techniques détaillées ;

y planifier le déroulement d'un projet ;

y tenir un journal de travail et rédiger un rapport de projet ;

y faire une présentation orale de son projet.

Contenu :

Le pré-projet de diplôme est une pré-étude du projet de diplôme, permettant de diminuer la part d'incertitude propre à

tout nouveau projet. Il vise à mettre en pratique les connaissances et compétences acquises, en confrontant l'étudiant-e àun travail d'ingénieur-e. Cette mise en pratique se fait sous la conduite et le conseil individuel d'un-e enseignant-e.


Contrôle continu : le déroulement du travail sera contrôlé hebdomadairement par l'enseignant-e, qui procéderaégalement à une évaluation intermédiaire donnant lieu à une note.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée à la fin de cet enseignement, sur la base

d'un rapport de projet et d'un exposé de 15 minutes.


Note finale = évaluation intermédiaire x 0.25 + évaluation rapport x 0.5 + évaluation exposé x 0.25


instance :Aucun contrôle final de 2

èmeinstance n'est prévu pour cette unité.

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FICHE DE MODULE


Nom : Electronique analogique 2, CEM et acquisition de données

Identifiant : ECA

Orientation-s : EN, EM, EE, TT, IT



Electronique analogique 2 EAN2 90

Sensibilisation à la CEM et acquisition de données SCA 120




Validation :



Autres :


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Nom : Electronique analogique 2

Identifiant : EAN2


Responsable, suppléant : F. Mudry, F. Rahali



y Suivi d'exposés ........................................................................... 13 %y Exercices encadrés ................................................................... 12 %y Travaux de laboratoire encadrés ........................................ 25 %y Contrôle continu ....................................................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 47 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4+4L


L’ensemble des connaissances acquises dans l’unité d’enseignement EAN1 doit être maîtrisé.

Objectifs :


y calculer et tracer les réponses fréquentielle et temporelle des filtres actifs d'ordre 2;

y proposer et calculer des filtres actifs optimums (Bessel, Butterworth, Tchebitcheff);

y expliquer la contre-réaction et ses effets sur le gain, la bande passante, la distorsion;

y proposer des schémas d’oscillateurs quasi linéaires et calculer les conditions d’oscillations ;

y proposer et calculer divers comparateurs réalisés avec des amplificateurs opérationnels.

A l'issue des travaux pratiques en laboratoire, principalement destinés à l’assimilation des connaissances et à

l’acquisition d’expérience professionnelle, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y maîtriser l’usage d’appareils tels que : générateur de signaux, oscilloscope, analyseur de spectre ;

y maîtriser des outils de conception assistée par ordinateur tels que Spice ;

y construire et mettre au point des prototypes de laboratoire réalisant des systèmes électroniques ;

y tenir un journal de travail détaillé.

Contenu : Exposés et exercices : 32 périodes Nb. périodes approx.

y Filtres actifs optimums d'ordre 2 et plus 10y Introduction à la contre-réaction 8y Oscillateurs quasi linéaires 8y Comparateurs, bascules, générateurs de signaux 6

Travaux de laboratoire : 32 périodes

y Filtres actifs optimums 10y Comparateurs, bascules 6y Générateurs de signaux 4y Eléments de contre-réaction 6

y Oscillateurs quasi linéaires 6

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Fiche d'unité d'enseignement : Electronique analogique 2



Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests d'une durée totale d'au moins 2 périodes.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de manipulation, à 2 reprises au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1 heure durant la session de printemps.




instance :


instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la

forme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Sensibilisation à la CEM et acquisition de données

Identifiant : SCA


Responsable, suppléant : J. Unger, B. Schneider



y Suivi d'exposés ........................................................................... 19 %y Exercices encadrés ................................................................... 8 %y Travaux de laboratoire encadrés 20 %y Contrôle continu ....................................................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 50 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 3+4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y systèmes numériques : codes binaire, BCD, hexadécimal et ASCII, nombres signés en complément à 2, fonctions

combinatoires, portes et schémas logiques, algèbre de Boole, tables de vérité, temps de propagation, bascules

bistables ;y théorie des circuits linéaires : analyse par réduction des circuits électriques linéaires en courant continu ;

fonctions périodiques du temps ; valeurs moyennes et efficaces ; fonctions périodiques sinusoïdales dans letemps et les 3 éléments de base ; impédance et admittance complexes et identification d’une impédance ; analysedes circuits électriques linéaires en courant alternatif sinusoïdal monophasé ; analyser le comportement de laréponse fréquentielle d’un circuit électrique linéaire (bipolaire et quadripolaire) et en représenter ses principales

caractéristiques sous forme de diagrammes appropriés ; analyser, mettre en équations et résoudre lecomportement temporel d’un circuit électrique linéaire lors de phénomènes transitoires du 1er et du 2ème ordre ;

y électronique analogique : amplificateurs et quadripôles ; applications linéaires des amplificateurs opérationnels ;comparateurs, bascules, applications ; circuits non linéaires ;

y signaux et systèmes : description fréquentielle des signaux ; description temporelle et fréquentielle des systèmesanalogiques ; échantillonnage des signaux analogiques.

Les unités d'enseignement NUM1 (systèmes numériques), TCL1 et 2 (théorie des circuits linéaires), EAN1 et 2(électronique analogique) et SES (signaux et systèmes) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y analyser et interpréter des résultats de mesures en tenant compte d'un modèle général de la chaîne de mesure ;

y choisir les composants d’un système d'acquisition de données en fonction de l’application ;

y expliquer les principes généraux d’utilisation du bus d’instrumentation GPIB ;

y expliquer les principes généraux et les contraintes d’utilisation d’une carte universelle d’acquisition ;

y expliquer les principes de couplage des perturbations électromagnétiques ;

y expliquer les moyens généraux de protection CEM.

Les travaux pratiques effectués au laboratoire permettent une meilleure assimilation de certaines notions du cours. En

outre, à leur issue, l'étudiant-e sera capable de :

y utiliser le langage de programmation LabView.

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Fiche d'unité d'enseignement : Sensibilisation à la CEM et acquisition de données


Contenu :


Acquisition de données : (20 périodes)

y Modélisation de la chaîne de mesure : Chaîne de mesure, modèles mathématiques, précision,

étalonnage, calibrage, compensation des grandeurs d’influence, auto-zéro, auto-calibrage.

y Acquisition de données : Synthèse directe de signaux, conversion de valeur instantanée ou par

intégration, Bus d'instrumentation (GPIB, langage SCPI, commande d'appareils), Carte

standard d'acquisition : structure et composants, commande immédiate, traitement par lots,

tampon circulaires.

8

12

Introduction à la CEM : (28 périodes)

y Généralités : Définition, buts et justification, principes généraux de protection, norme, les 4

types d’essai de compatibilité.

y Caractéristiques des source de perturbation : Sources naturelles/humaines, permanentes /

discontinues, bande étroite / large, estimation du spectre de signaux non sinusoïdaux.y Couplage des perturbations : couplages capacitif et inductif, méthodes de protection, couplage

par conduction, impédance commune, mode commun et différentiel.

y Câblage et mise à terre : sécurité, principe de terre unique, câbles blindés, règles de mise à

terre, séparation des signaux.

y Blindage : efficacité, effet des trous.

y Découplage: principe, filtres CEM.

2

2

10

644


y Introduction au langage LabView 8

y Modélisation de la chaîne de mesure : Capteur de pression pièzo-résistif ( compensation de

l’effet de la température) ou Capteurs de température (modèles linéaire et non linéaire - NTC ou

PT100 ou Thermocouple).

8

y Systèmes d'instrumentation : Exploitation d’appareils GPIB – Synchronisation, gestion des

erreurs (Identification d'une courbe de réponse).

8

y Acquisition de données : Programmation d’une application travaillant par lots en pseudo temps

réel, par exemple : détection synchrone, analyse de THD, mesure de valeur efficace.

9


Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests d'une durée totale d'au moins 2 périodes.Les travaux de laboratoire seront évalués essentiellement sur la base des rapports de laboratoire, à 2 reprises au

minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’une

durée d’au moins 1 heure durant la session d'été.




instance :


instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE


Nom : Physique, mécanique appliquée et énergétique

Identifiant : PME

Orientation-s : EN



Physique appliquée PAP 51

Mécanique appliquée 1 MAP1 51

Mécanique appliquée 2 MAP2 102

Energétique ENE 51

Nombre de crédits ECTS : 8.5


La note déterminante du module est égale à la moyenne pondérée des notes finales obtenues dans les unitésd’enseignement composant le module. Le poids de chaque note finale d'unité est proportionnel au nombre d'heures

d'étude de cette unité (estimé, pour un-e étudiant-e moyen-ne).

Validation :

Les exigences de réussite du module sont spécifiées dans le « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ».

Autres :


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Nom : Physique appliquée

Identifiant : PAP

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : F. Gaille, S. Schintke






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y bases de thermique ;y éléments de thermodynamique ;y équations différentielles linéaires des 1er et 2ème ordres.

Les unités d'enseignement PHY1 (physique) et MAE2 (mathématiques) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y définir et expliquer les concepts de base dans les domaines de la thermodynamique ainsi que les modes

de transfert de la chaleur. Enoncer et expliquer les lois physiques qui s'y rapportent ;

y décrire le principe de fonctionnement des machines thermiques et expliquer les modèles théoriques

correspondants (cycles thermiques) ;

y décrire les différents modes de transfert de la chaleur et expliquer les modèles théoriques

correspondants. Faire une analogie entre les transferts thermique et électrique ;

y appliquer les connaissances acquises à la compréhension d’applications concrètes choisies dans le

domaine de l’énergétique et à la résolution de problèmes rencontrés dans ce domaine.

Contenu :


y Rappel et résumé des notions de base en thermodynamique : premier principe, équipartition del’énergie, chaleurs massiques et molaires des solides, des liquides et des gaz.

2

y Différentes transformations d’un gaz parfait ; notions de réversibilité et d’irréversibilité. 2y Deuxième principe de thermodynamique et machines thermiques. 2y Cycles thermiques des machines de Carnot, de Diesel, d’Otto et du moteur Stirling. 4y Pompes à chaleur et machines frigorifiques ; notions d’enthalpie et d’entropie. 4y Transfert de chaleur par conduction. Loi de Fourier et études des cas stationnaires et non-stationnaires. 4y Diffusion moléculaire : loi de Fick et analogie avec la loi de Fourier. 2y Transfert de chaleur par convection : approche simplifiée et exemples d’application. 2y Transfert de chaleur par rayonnement. Rayonnement du corps noir ; lois de Planck, de Stefan et de

Wien.

4

y Rayonnement des corps réels ; loi de Kirchhoff. 2y Les transferts de chaleur et le corps humain. 2y La thermoélectricité : les effets Peltier et Seebeck. 2

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Fiche d'unité d'enseignement : Physique appliquée




travaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests d'une durée totale d'au moins 2 périodes.Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1 heure situé durant la session de printemps.


Note finale = moyenne contrôle continu x 0.5 + note contrôle final x 0.5


instance :

Un contrôle final de 2ème instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’applicationE+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’une

interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonctiondu nombre d’inscriptions.

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Nom : Mécanique appliquée 1

Identifiant : MAP1

Orientation-s : EN, EM

Responsable, suppléant : J.-D. Chappuis, M. Etique

Charge de travail : 51 heures d'étude, correspondant à 1.7 crédits ECTS





1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y calcul vectoriel ;y calcul différentiel ;y statique, mécanique de la particule.

Le programme de la MPT (Maturité Professionnelle Technique) et les unités d'enseignement MAE1 (mathématiques) etPHY1 (physique et mécanique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de traiter les problèmes généraux de cinématique et dedynamique du corps solide dans le plan, à savoir :y choisir entre un modèle « particule » et un modèle « corps solide » ;y choisir un référentiel adéquat ;y en cinématique, calculer la vitesse et l’accélération de tout point ;y en dynamique, choisir la méthode adéquate (méthode traditionnelle ou méthode d’énergie) ;y poser les équations du mouvement et résoudre.

Contenu :

Exposés et exercices : 32 périodes Nb. périodes approx. y Cinématique : relations position, vitesse, accélération, temps. 6y Dynamique : Newton et moment cinétique. 16y Dynamique : méthodes d’énergie. 8y Dynamique : impulsions et chocs. 2



Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée de 1 heure durant la session de printemps.

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Fiche d'unité d'enseignement : Mécanique appliquée 1





instance :Un contrôle final de 2

èmeinstance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement

d’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Mécanique appliquée 2

Identifiant : MAP2

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : J.-D. Chappuis, M. Correvon






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

8


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y calcul vectoriel ;y calcul différentiel ;y statique, mécanique de la particule, mécanique du corps solide dans le plan.

Le programme de la MPT (Maturité Professionnelle Technique) et les unités d'enseignement MAE1 (mathématiques),PHY1 (physique et mécanique) puis MAP1 (mécanique appliquée) permettent d'acquérir ces connaissances .

Objectifs :


y analyser toute machine, à savoir la décomposer en parties principales, distinguer les différents types d’organes

puis repérer le chemin de la chaîne cinématique ;

y évaluer le rendement mécanique par l’étude de divers types de frottement ;

y effectuer le pré-dimensionnement de quelques organes courants ;

y construire un modèle mathématique permettant de calculer le temps de démarrage d’une machine ou, en d’autres

termes, permettant d’en dimensionner le moteur et la transmission.

Contenu :

Exposés et exercices : 64 périodes Nb. périodes approx. y Structure mécanique des machines : analyse générale, bilan énergétique. 4y Frottement et rendement : causes du frottement, types de frottement. 12y Organes de transmission : grandeurs fondamentales, paliers, roulements, courroies, engrenages. 20

y Entraînement des machines : caractéristiques M-ω, réduction d’un système, inertie réduite, temps dedémarrage ou de freinage, nombre de tours nécessaires au démarrage.

28


Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests (le nombre recommandé est de 3) d'une

durée totale d'au moins 3 périodes.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’au

moins 1 heure situé durant la session de printemps.

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Fiche d'unité d'enseignement : Mécanique appliquée 2





instance :

Un contrôle final de 2ème instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’application

E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’uneinterrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonctiondu nombre d’inscriptions.

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Nom : Energétique

Identifiant : ENE

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : J.-F. Affolter, F. Gaille






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y en mathématiques : algèbre linéaire, calcul différentiel et intégral, trigonométrie ;y en physique : théorèmes et notions énergétiques (travail, énergie cinétique et potentielle), lois de Newton,

notions de thermique (propriétés de la matière, loi des gaz parfaits, changements de phase), premier et second

principe de la thermodynamique, cycles de Carnot, rayonnement (thermique, électromagnétique, photons), corpsnoir ;

y technique des exposés.

Les unités d'enseignement MAE1 et MAE2 (mathématiques), PHY1 (physique et mécanique), PAP (physiqueappliquée, enseignée en parallèle avec cette unité) et EXP (expression et communication) permettent d'acquérir cesconnaissances.

Objectifs :


y juger des interdépendances énergie/croissance économique/démographie/environnement ;

y maîtriser les conversions énergétiques ;

y analyser et diagnostiquer des systèmes énergétiques ;

y dimensionner une installation -de consommation -de production d’énergie électrique (Pré-étude

technique et économique).

Contenu :


y Besoins et ressources énergétiques : Les sources, les besoins et les flux globaux d'énergie. Evaluation

des possibilités, limites et impacts sur l'environnement. Modèles de croissance et liaisons entre énergie

et développement économique. Courbes de charge/de production d’un réseau électrique.

6

y Différentes formes et conversions d’énergie : L’énergie sous toutes ses formes (primaire, secondaire,

utile, renouvelable ou pas). Conversions et rendements. Bilan énergétique global. 4

y Consommation d’énergie : Consommation énergétique de différents consommateurs électriques -

actuels et futurs. Energie grise. Energie utile et absorbée. Facteurs d’influence. 8

y Production d’énergie : Dimensionnement de systèmes de production électrique hydrauliques,

photovoltaïque, éolien, thermiques (et autres sujets, en fonction du temps disponible). Critères degestion, de coût et conséquences environnementales. 14

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Fiche d'unité d'enseignement : Energétique




travaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 1 test et un exposé (ou travail d’étude), d'unedurée totale d'au moins 2 périodes.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1 heure durant la session d'été.




instance :

Un contrôle final de 2ème instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’application

E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’uneinterrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonction

du nombre d’inscriptions.

7/15/2019 23EN_0708


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FICHE DE MODULE


Nom : Simulation électromagnétique, CAO, réseaux électriques et HT

Identifiant : SRE

Orientation-s : EN



Simulation électromagnétique et CAO SIM 105

Réseaux électriques et haute tension 1 RHT1 150



La note déterminante du module est égale à la moyenne pondérée des notes finales obtenues dans les unitésd’enseignement composant le module. Le poids de chaque note finale d'unité est proportionnel au nombre d'heuresd'étude de cette unité (estimé, pour un-e étudiant-e moyen-ne).

Validation :


Autres :


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Nom : Simulations électromagnétiques et CAO

Identifiant : SIM

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : C. Besson, L. Chabloz



y Travaux de laboratoire encadrés ........................................ 44 %y Contrôle continu et contrôle final ...................................... 2 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 54 %


Position recommandée des périodes encadrées dans les plans de formation :1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5L 4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y bases de l’électromagnétisme et de la théorie des circuits électriques ;y mathématiques : calcul différentiel et intégral, nombres complexes.

Les unités d'enseignement MAE1 et MAE2 (mathématiques), TCL1 et TCL2 (théorie des circuits linéaires) , PHY1 etPHY2 (physique et mécanique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :y simuler et calculer à l’aide d’un logiciel à éléments finis des phénomènes électromagnétiques en vue de la

compréhension et de la conception d’appareils électriques ;y représenter la distribution des champs électromagnétiques dans des dispositifs bidimensionnels et calculer le

comportement statique et dynamique de dispositifs électromagnétiques simples.

Contenu :

L’objectif est de fournir à l’étudiant les moyens de mettre en œuvre des outils modernes de calcul numérique qui sontaujourd’hui largement employés dans l’industrie. Cette unité d’enseignement propose une introduction à l’emploi d’unlogiciel basé sur la méthode des éléments finis, pour l’analyse de systèmes électromagnétiques, sous la formed’exemples concrets, réalisés lors de travaux pratiques en laboratoire. Cet apprentissage s’appuie sur l’utilisation d’unlogiciel du commerce répandu dans l’industrie : Flux2D.

Après une brève introduction des concepts de modélisation et des principes de base de la méthode des éléments finis,l’étudiant simulera des cas pratiques. Ces laboratoires lui permettront d’appliquer les notions d’électromagnétisme et

d’aborder les techniques de conception et d’optimisation (approche paramétrique, processus itératif, etc.). En outre,l’étudiant analysera différents phénomènes physiques intervenant lors de la conception d’équipements électriques.

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Fiche d'unité d'enseignement : Simulations électromagnétiques et CAO


Travaux de laboratoire : 64 périodes Nb. périodes approx.

y Introduction à la théorie de la méthode des éléments finis :Présentation des principes de base de la méthode de calcul numérique par éléments finis.

6

y Apprentissage d'un logiciel de calcul de champ en mode bidimensionnel (Flux2D)Modélisation d’une structure : géométrie, maillage, matériaux, physique, résolution et exploitation desdonnées.

9

y Etude et simulation électrostatique d’un câble triphasé Modélisation électrostatique et électrodynamique. Simulation du potentiel électrique, du champélectrique et de l’énergie électrostatique stockée dans le système. Représentation des lignes de champélectrique et des équipotentielles. Calcul des capacités. Etude des conditions aux interfaces des

matériaux. Notion de claquage et de rigidité diélectrique. Choix et dimensionnement de l’isolant.Simulation et mise en évidence de l’effet d’un blindage.

12

y Etude et simulation d’un actionneur électromécanique Modélisation magnétostatique. Simulation du champ magnétique et de l’induction magnétique.Représentation des lignes de champ magnétique. Détermination de l’énergie magnétique stockée dansles différentes parties du système. Analyse de la force et de l’inductance en fonction de l’entrefer et ducourant.

Etude de la saturation magnétique et des flux de fuite. Choix du matériau et dimensionnement d’unesection ferromagnétique.

12

y Simulation d’un transformateur monophasé en régime stationnaire, harmonique et transitoireModélisation magnétostatique et magnétodynamique. Etude et simulation des inductances propres etmutuelle. Etablissement du schéma équivalent. Simulation à vide, en court-circuit et en charge.Calcul et simulation du régime transitoire lors de l’enclenchement du transformateur sur une source de

tension.

12

y Simulation d’un moteur brushlessSimulation du champ magnétique créé par les aimants rotoriques et visualisation du champ tournant

créé par le bobinage triphasé statorique. Calcul de la tension induite dans le bobinage par la rotationdes aimants permanents. Détermination du couple réluctant.

12

D’autres sujets similaires pour les travaux de laboratoire pourront remplacer ceux décrits ci-dessus. On mentionnera, àtitre d’exemples :

- Simulation des champs électriques et magnétiques autour d'une ligne aérienne triphasée- Analyse et simulation d’un capteur magnétique de position- Etude des champs électriques et magnétiques dans une encoche de machine électrique- Simulation de la distribution de température dans une puce électronique fixée sur un radiateur, etc.


Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de laboratoire, à 4 reprises au minimum.

Contrôle final : aucun contrôle final n'est prévu pour cette unité d'enseignement.


Note finale = moyenne des travaux de laboratoire.


instance :

Aucun contrôle final de 2ème instance n'est prévu pour cette unité d'enseignement.

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Nom : Réseaux électriques et haute tension 1

Identifiant : RHT1

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : J.-F. Affolter, M. Carpita



y Suivi d'exposés ........................................................................... 26 %y Exercices encadrés ................................................................... 11 %y Travaux de laboratoire encadrés ........................................ 8 %y Contrôle continu et contrôle final ...................................... 3 %y Travail personnel (pour un-e étudiant-e moyen-ne).... 52 %



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 4 2+3L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y en mathématiques : algèbre linéaire, calcul différentiel et intégral, trigonométrie, calcul vectoriel, nombres

complexes ;y en physique : théorèmes et notions énergétiques (travail, énergie cinétique et potentielle), lois de Newton, ondes

(types, longueur, fréquence, pulsation, propagation, réfraction, réflexion), électromagnétisme (champ électrique,

magnétique, théorème d’Ampère, lois de Maxwell, de Bio-Savart, de Gauss, de Faraday), premier et second principe de la thermodynamique, échauffements ;

y en théorie des circuits linéaires : notions fondamentales d’électricité, analyse des circuits (lois de Kirchhoff,mailles, potentiel des nœud, superposition, Boucherot, Thévenin, Norton, réduction de circuits) en DC, AC mono

et triphasé équilibré, valeurs moyennes et efficaces, puissance active et réactive, transitoires (1er

et 2ème

ordre) ;y en énergétique : formes de l’énergie et conversions, courbe de charge/de production d’un réseau électrique, flux

d’énergie, types et dimensionnement des centrales.

Les unités d'enseignement MAE1 et MAE2 (mathématiques), PHY1 (physique et mécanique), PHY2(électromagnétisme et physique appliquée), TCL1 et TCL2 (théorie des circuits linéaires) et ENE (énergétique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :y expliquer les dangers inhérents à l’électricité, choisir les moyens de protection adéquats ;

y réaliser l’importance des responsabilités d’un ingénieur électricien face à la sécurité des personnes et des choses;

y dimensionner une installation basse tension ;

y dimensionner un système de compensation du réactif ;

y calculer des cas de charge dans un réseau en antenne non équilibré ;

y calculer les caractéristiques directes et homopolaires des lignes et câbles ;

y calculer des chutes de tension, les courants et les pertes dans des réseaux en antenne et en boucle, équilibrés ;

y calculer un système de coordination de l'isolement ;

y décrire les causes et effets des surtensions ;

y dimensionner les moyens de protection contre les surtensions ;

y décrire des moyens de production de la HT, les différents essais et leur conduite ;

y dimensionner les systèmes de mesure HT.

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Fiche d'unité d'enseignement : Réseaux électriques et haute tension 1



l’acquisition d’expérience dans le domaine du cours, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y utiliser des logiciels de calcul des champs électriques et magnétiques ;y utiliser des logiciels de calcul des caractéristiques de lignes et de câbles ;

y effectuer des manœuvres de base dans un réseau électrique.

Contenu :


y Sécurité, protection de personnes et du matériel : Ordonnance fédérale et prescriptions, effets del’électricité, techniques de protection, tensions de pas et de contact

8

y Système triphasé : régime déséquilibré 8y Installations et techniques Basse Tension : Schémas de mise à terre, relayage et commandes,

protections, sélectivité, aspects normalisation (NIBT), mesure et comptage, compensation du cos(φ)

6

y Techniques Haute Tension : Coordination de l’isolement, techniques de dimensionnements, foudre et

surtensions, techniques de génération, d’essais et de protection. CEM (compatibilitéélectromagnétique)

36

y Lignes et câbles : Aspects technologiques, calcul des caractéristiques, modèles théoriques,comportement selon cas de charges

37


y Calcul des champs autour d’une ligne HT 4y Calcul des caractéristiques de lignes et de câbles 4y Calcul de cas de charges 4y Simulations sur mini-réseau 4y Visites techniques Non déf.

Contrôle des connaissances :Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 4 tests ou/et travaux d’études d'une durée totaled'au moins 4 périodes.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de manipulations, à 1 reprise au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1.5 heures situé durant la session d'été.




instance :

Un contrôle final de 2ème instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’applicationE+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’une


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FICHE DE MODULE


Nom : Mécatronique 1 et régulation

Identifiant : MER

Orientation-s : EN, EM, EE



Mécatronique 1 MET1 150

Régulation automatique REG 120




Validation :


Autres :


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Nom : Mécatronique 1

Identifiant : MET1


Responsable, suppléants : Marc Correvon, Michel Etique, Christophe Besson






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4+2L 2+4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y bases de l’électromagnétisme : loi d’ampère, conservation du flux, force de Lorentz, de Laplace, loi

d’induction de Faraday, les circuits magnétiques ;y régulation analogique, synthèse des régulateur PI et PID ;y variateur de courant à pulsations, onduleur.

Les unités d'enseignement PHY2 (électromagnétisme et physique appliquée), REG (régulation automatique) et EPU1(électronique de puissance 1) permettent d'acquérir ces connaissances. Les unités REG et EPU1 sont normalementenseignées en parallèle avec MET1.

Objectifs :


y analyser la structure d’un actuateur monophasé linéaire ou sectoriel à aimants ou à bobine mobile, et maîtriser la

commande de ce type d’actuateur ;

y expliquer le fonctionnement d’un moteur biphasé rotatif ou linéaire, définir la structure optimale de sa

commande, réaliser l’asservissement de courant de ce type de transducteur ;

y commander les moteurs pas à pas en mode simple pas, demi-pas, micro-pas, en auto-commutation ou en boucle

fermée ;

y expliquer le fonctionnement des moteurs triphasés à commutation électronique couplés en étoile ou en triangle,avec une commutation à 120° ou 180° ;

y choisir un entraînement direct ou indirect pour une application donnée.


l’acquisition d’expérience dans le domaine de la conception de systèmes électromécaniques, l’étudiant-e sera en

outre capable de :

y mesurer les caractéristiques de tous les types de moteurs vus au cours ;

y modéliser / simuler des systèmes électromécaniques simples ;

y réaliser à l’aide d’un DSP la commande en tension et en courant de tous les types de moteurs vus au cours.

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Fiche d'unité d'enseignement : Mécatronique 1


Contenu :


y Conversion d’énergie : définition de l’énergie magnétique, la co-énergie ; définition de la tensioninduite de mouvement et de la force / couple d’un transducteur électromécanique.

8

y Transducteurs électrodynamiques : analyse des structures de base des actuateurs à aimants et à bobine mobiles. Calcul des constantes de force / couple et de tension induite. Contraintes des exigences

dynamiques sur la tension d’alimentation et la température de fonctionnement.

8

y Moteurs biphasés : création d’une onde pulsante, d’une onde progressive, caractéristique d’unecommande en boucle ouverte, instabilité, décrochage. Commande en boucle fermée en tension et encourant. Commande par DSP.

8

y Moteurs pas à pas : structures de base, commande en mode plein pas une ou deux phases alimentées,symétrique et asymétrique, commande en micro-pas. Utilisation d’un capteur d’aide à la commutation pour la commande en auto-commutation. Commande en boucle fermée. Commande par DSP.

6

y Moteurs à commutation électronique : définition des moteurs AC et DC sans collecteur, effet de laforme de la tension induite sur l’ondulation de couple, commutation rectangulaire à 120° et à 180°,couplage étoile et triangle. Bobinage rhombique autoportant, bobinages concentriques, influence desharmoniques sur le courant de circulation dans les moteurs à couplage triangle. Commande par DSP.

10


y Utilisation des éléments finis pour définir la forme d’un enroulement en présence d’une voie d’aimantsafin de produire une tension induite de mouvement de forme sinusoïdale.

8

y Mesure des caractéristiques d’un transducteur électrodynamique. 8y Commande par DSP de moteurs pas à pas, mesure des oscillations autour des positions stables, zones

de travail statique et dynamique.12

y Commande par DSP en modes tension et courant d’un moteur DC sans collecteur, performances enfonction du couplage, influence de l’ondulation de couple sur la stabilité en vitesse.

12



Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des journaux de travail, à 3 reprises au minimum.


durée d’au moins 1.5 heures situé durant la session d'été.



Contrôle final de 2ème instance :Un contrôle final de 2ème instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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Nom : Régulation automatique

Identifiant : REG


Responsable, suppléant : M. Etique, R. Herzog, I. Vaclavik






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5 1+3L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y représentation des systèmes par les équations différentielles et calcul de leurs réponses temporelles par la

transformée de Laplace ;y lois physiques et mécaniques fondamentales ;y fonctions de transfert (pôles, zéros), stabilité, principe de la contre-réaction, schémas fonctionnels, réponse

harmonique de systèmes linéaires.

Les unités d'enseignement MAE1,-2,-3 (mathématiques), PHY1,-2 (physique et mécanique) et SES (signaux etsystèmes, enseignée en parallèle) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y appliquer aux processus industriels les méthodes d’analyse des systèmes dynamiques linéaires ;

y expliquer les problèmes spécifiques d’un système de régulation automatique ;

y formuler le cahier des charges d’un système de régulation automatique ;

y faire la synthèse de régulateurs classiques sur la base de spécifications de performances.


l’acquisition d’expérience dans la modélisation et l’identification des systèmes dynamiques, la synthèse de

régulateurs et la validation des performances, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y appréhender la réalité pratique des systèmes asservis ;

y vérifier, sur des systèmes réels, la validité des techniques de régulation analogique ;

y compléter, développer et appliquer les notions théoriques vues au cours ;

y gérer convenablement les tâches à réaliser et prendre confiance dans sa créativité.

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Fiche d'unité d'enseignement : Régulation automatique


Contenu :


y Introduction : Exemples d’applications industrielles, définitions générales, régulateurs tout-ou-rien et proportionnel, notion de statisme et de stabilité, linéarité, régulation de correspondance et de maintien,

principe de la régulation numérique.

6

y Modélisation et simulation : Fonction de transfert, modèle d’état. Simulation à l’aide de logiciels tels

que MATLAB, SysQuake et SimApp.

10

y Caractéristiques et performances des systèmes asservis : Fonctions de transfert en boucle ouverte eten boucle fermée. Régulateur PID. Méthode de Ziegler-Nichols. Stabilité, rapidité, précision.Condition fondamentale de stabilité. Précision en régime permanent.

12

y Analyse et synthèse fréquentielles : Critère de Nyquist. Diagramme de Bode en boucle fermée.Synthèse de régulateurs P, PI, PD et PID. Méthode de Bode. Compensation pôle-zéro.

12

y Analyse dans le plan complexe : Lieu des pôles, marges de stabilité. Courbes équi-amortissement. 7


y Introduction à l'identification de systèmes linéaires 4y Calcul et réalisation électronique d'un régulateur PID analogique 4y Asservissement de la température par régulateur PID 4y Asservissement de position angulaire par régulateur PID 4



Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de laboratoire, à 1 reprise au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final oral d’une duréede 30 minutes situé durant la session d'été. Ce contrôle final oral peut être remplacé par un contrôle final commun écritd'une durée d'au moins 1 heure.




instance :

Un contrôle final de 2ème instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants

en fonction du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE


Nom : Electronique de puissance, machines électriques et bases demicrocontrôleurs

Identifiant : PMM

Orientation-s : EN



Electronique de puissance 1 EPU1 105

Machines électriques 1 MEL1 105

Bases de systèmes à microcontrôleur BMC 60




Validation :


Autres :


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Nom : Electronique de puissance 1

Identifiant : EPU1


Responsable, suppléant : M. Carpita, M. Correvon






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5+4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y théorie des circuits linéaires : sources de tension et de courant, propriétés de R, C, L , circuits parallèle et série,

étude des réseaux électriques avec la méthode des noeuds et des mailles, théorèmes de Thévenin et Norton,

circuits sinusoïdaux, phaseurs, systèmes polyphasés, puissance active et réactive, séries de Fourier,transformation de Laplace, étude des transitoires des circuits ;

y électronique analogique : composantes électroniques de signal, électronique des fonctions amplification bassefréquence, haute fréquence et large bande, amplificateurs opérationnels idéaux et réels, oscillateurs, circuitsoptoélectroniques, filtres actifs, modulations d’amplitudes, de phase et de fréquence, convertisseurs analogique-numérique et numérique-analogique ;

y systèmes numériques : logique combinatoire (algèbre de Boole, fonctions booléennes de base, logiquecombinatoire, simplification par les tableaux de Karnaugh, les codages : Binaire, BCD, Gray,

multiplexeur/démultiplexeur); logique séquentielle (circuits séquentiels de base, éléments de mémorisation :latch, bascule RS, D, JK, formalisme des machines à états finis).

Les unités d'enseignement TCL1 et TCL2 (théorie des circuits), EAN1 et EAN2 (électronique analogique), NUM1

(systèmes numériques), permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :y décrire les éléments fondamentaux (actif et passif) pour les applications d’électronique de puissance ;

y analyser et dimensionner les redresseurs à diodes monophasé et triphasé ;y analyser et dimensionner les alimentations à découpage à inductance simple et à transformateur ;y analyser et dimensionner les variateurs de courant continu bidirectionnels ;y analyser et dimensionner les onduleurs monophasés et triphasés.


l’acquisition d’expérience dans la conception de convertisseurs statiques, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y simuler les principales structures de puissance étudiées ;

y réaliser des mesures sur des circuits de puissance ;

y rédiger un cahier de laboratoire spécifique pour des systèmes de puissance.

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Fiche d'unité d'enseignement : Electronique de puissance 1


Contenu :


y Principaux semiconducteurs de puissance : Diode, MOSFET, IGBT. 4y Modélisation thermique, commande et protection des semiconducteurs de puissance. 2y Redresseurs AC/DC monophasé et triphasé à diodes. 4y Alimentations à découpage à inductance simple. 6y Alimentations à découpage à transformateur. 6y Variateurs de courant continu bidirectionnels. 4y Onduleurs monophasés. 4y Onduleurs triphasés. 6y Phaseurs spatiaux. 5


y Comportement en commutation d’un IGBT. 4y Alimentations à découpage à inductance simple : montage abaisseur de tension. 4y Alimentations à découpage à transformateur : montage forward. 4y Variateurs de courant continu bidirectionnels : montage en pont. 4y Onduleurs: montage en pont monophasé. 4y Onduleurs: montage en pont triphasé. 4




Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1 heure situé durant la session d'été.




instance :



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Nom : Machines électriques 1

Identifiant : MEL1

Orientation-s : EN







1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 5


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y bases de l’électromagnétisme et de la théorie des circuits électriques ;y mathématiques : calcul différentiel et intégral, nombres complexes.

Les unités d'enseignement MAE1 et MAE2 (mathématiques), TCL1 et TCL2 (théorie des circuits linéaires) , PHY1 etPHY2 (physique et mécanique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :y décrire les principes de base qui interviennent dans les machines électriques (conversion électromécanique,

champ tournant, tension induite, etc.) et les principaux éléments constitutifs (matériaux, bobinages, systèmes derefroidissement, etc.) ;

y décrire la morphologie, les principes de fonctionnement, les caractéristiques et les applications destransformateurs et des machines à courant continu ;

y utiliser diverses méthodes pour prévoir le comportement et les contraintes de ces machines en régimestationnaire et pour envisager le réglage des grandeurs électriques et mécaniques en jeu.

Contenu :

Cette unité d’enseignement a pour but de donner une vision globale des caractéristiques de base des machines

électriques de moyenne et grande puissance telles que les générateurs et les moteurs de puissance. Des exemplesconcrets d’applications industrielles, liés à la production d’énergie électrique, mais aussi à l’utilisation sous la formed’entraînements électriques (traction électrique, machines outils, etc.) illustreront le cours.

Cette unité d’enseignement permettra d’aborder plus spécifiquement les transformateurs et les machines à courantcontinu alors que les machines synchrones et les machines asynchrones seront traitées essentiellement par l’unitéd’enseignement « Machines électriques 2 ».

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Fiche d'unité d'enseignement : Machines électriques 1



y Généralités : bref rappel d'électromagnétisme ; généralités mécaniques concernant les machinestournantes ; matériaux constitutifs des machines électriques ; conversion d’énergie électromécanique, bilan de puissances, rendement ; induction d'un système polyphasé de tensions ; création d'un champtournant ; caractéristiques et constitution des enroulements polyphasés ; aspects thermiques,transmission de chaleur dans les machines et systèmes de refroidissement.

29

y Transformateur : Transformateur monophasé : constitution, principe de fonctionnement, équations de base et schémaséquivalents, diagrammes vectoriels, caractéristique tension / courant ; marche à vide, en court-circuit et

en charge ; mise en parallèle.Transformateur triphasé: constitution, groupe de couplage, mise en parallèle.Variantes de construction et exemples d’application.

16

y Machine à courant continu : constitution, principe de fonctionnement, rôle du collecteur, réactiond'induit, équations générales ; caractéristiques, en moteur et en génératrice, selon les différents modes

d’excitation ; réglage de vitesse et alimentation ; variantes de construction et exemples d’application ;

18



Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1 heure situé durant la session d'été.




instance :Un contrôle final de 2

èmeinstance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’application

E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’uneinterrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonctiondu nombre d’inscriptions.

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Nom : Bases de systèmes à microcontrôleur

Identifiant : BMC

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : B. Hochet, A. Sultan






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2+3L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y bases de systèmes numériques, en particulier la logique combinatoire et les systèmes séquentiels synchrones.

L'unité d'enseignement NUM1 (systèmes numériques) permet d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera capable de :

y décrire la structure interne d’un microcontrôleur, et les différents types de périphériques rencontrés ;

y décrire les différentes structures d’interruptions de microcontrôleurs ;

y exploiter les différents chapitres de la fiche technique (Data-sheet) d’un microcontrôleur ;

y spécifier l’usage d’un périphérique donné pour l’implémentation d’une fonctionnalité particulière ;

y écrire le code d’initialisation de périphériques ;

y écrire le code d’une routine de service d’interruptions.


l’acquisition d’expérience dans la mise en œuvre de microcontrôleurs , l’étudiant-e sera en outre capable de :

y créer un projet dans un environnement de développement courant ;

y écrire un programme en assembleur, faisant intervenir des interruptions.

Contenu :


y Introduction : applications et structure des microcontrôleurs. 2y Etude et analyse d’un microcontrôleur (8051 ou PIC) : architecture (vue utilisateur) et langage. 2y Ressources matérielles : mémoires, périphériques, entrées-sorties, initialisation des périphériques. 4y Modes d’adressage : immédiat, direct/indirect, absolu/ relatif, indexé, relatif à une base. 2y Interruptions : scrutation, vectorisation. 3

y Environnements de développement 2


y Introduction à un outil de développement (Raisonance pour 8051, MPLab pour PIC) 4y Développement d’une application simple 14

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Fiche d'unité d'enseignement : Bases de systèmes à microcontrôleur



Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 1 test d'une durée totale d'au moins 1 période.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des journaux de travail, à 1 reprise au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1 heure durant la session d'été.




instance :


instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’applicationE+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’une


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FICHE DE MODULE


Nom : Systèmes à microcontrôleur et régulation numérique

Identifiant : MRN

Orientation-s : EN



Systèmes à microcontrôleur SMC 120

Régulation numérique REN 135




Validation :


Autres :Voir fiches d’unité d’enseignement.

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Nom : Systèmes à microcontrôleur

Identifiant : SMC

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : B. Hochet, M. Correvon






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1+3L 1+3L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y programmation en C ;y structure des microcontrôleurs.

Les unités d'enseignement APR1-2 (analyse et programmation) et BMC (bases des systèmes à microcontrôleur) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y sélectionner un microcontrôleur pour une application donnée ;

y spécifier la structure de gestion du temps dans un système à microcontrôleur ;

y dimensionner et implémenter des files d’attente d’évènements ;

y mettre en œuvre un microcontrôleur dans un système soumis à des contraintes de temps réel ;

y écrire un programme comprenant des routines écrites en C et en assembleur ;

y expliquer le fonctionnement de périphériques complexes (afficheur LCD, interfaces pour bus de terrain).


l’acquisition d’expérience dans la mise en œuvre de systèmes à microcontrôleur, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y spécifier une implémentation (matérielle ou logicielle) pour chaque fonctionnalité identifiée dans un cahier descharges ;

y gérer la conception d’un système à microcontrôleur.

Contenu :


y Périphériques complexes : afficheurs LCD, contrôleurs de moteurs, interfaces pour bus de terrain. 8y Structures des mémoires et aspects pratiques : RAM, ROM, Flash, EEPROM, programmation par

masque, OTP, QTP, In Circuit System Programming.4

y Interruptions, files d’attente et temps réel 4

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Fiche d'unité d'enseignement : Systèmes à microcontrôleur



y Mini-projet découpé en deux ou trois parties (par exemple : mesure de largeur d’impulsion et affichagesur LCD semi-matriciel, horloge radio-commandée, régulateur par logique floue…).

48


Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 1 test d'une durée totale d'au moins 1 période.


Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1 heure situé durant la session de printemps.




instance :



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Nom : Régulation numérique

Identifiant : REN

Orientation-s : EN, EM, EE, IT

Responsable, suppléant : M. Etique, R. Herzog, F. Wildi






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

3+1L 3+1L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y représentation des systèmes par les équations différentielles, calcul de leurs réponses temporelles par la


harmonique de systèmes linéaires.

Les unités d'enseignement MAE1,-2,-3 (mathématiques), PHY1,-2 (physique et mécanique) et SES (signaux etsystèmes) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y expliquer les spécificités d’un système de régulation numérique ;

y spécifier les éléments nécessaires à la réalisation d’un système de régulation numérique ;

y formuler le cahier des charges d’un système de régulation numérique ;

y faire la synthèse de régulateurs numériques sur la base de spécifications de performances.


l’acquisition d’expérience dans la modélisation et l’identification des systèmes dynamiques, leur discrétisation, la

synthèse de régulateurs numériques et la validation des performances, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y définir les tâches à réaliser en vue de satisfaire les performances d’asservissement spécifiées dans un cahier des

charges ;

y définir la procédure de validation des performances d’asservissement ;

y gérer les tâches à réaliser dans le temps imparti ;

y compléter, développer et appliquer les notions théoriques vues au cours.

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Fiche d'unité d'enseignement : Régulation numérique


Contenu :


y Introduction à la régulation automatique : Exemples d’applications industrielles, définitionsgénérales, régulateurs tout-ou-rien et proportionnel, notion de statisme et de stabilité, linéarité,

régulation de correspondance et de maintien. Principe de la régulation numérique. Architecturesmatérielle et logicielle. Comparaison analogique/numérique. Choix de la période d’échantillonnage.

8

y Régulateur PID numérique : Effets des actions P, I et D. Discrétisation de la loi de commande d’unPID analogique. Algorithmes pour les actions I et D. Structures. Auto-tuning.

12

y Représentation des systèmes discrets : Fonction de transfert. Schéma structurel. Fonction de transfertd’un régulateur numérique. Propriétés d’un système numérique. Fonction de transfert échantillonnée dusystème à régler. Fonctions de transfert en boucle ouverte et fermée. Correspondance entre les plans des et de z.

10

y Stabilité : Stabilité des systèmes discrets. Critère de Nyquist. Marges de phase et de gain. Stabilité

robuste.

6

y Synthèse et réalisation de régulateurs numériques : Méthode de Bode. Spécification de performances, synthèse directe. Dipositif anti-windup. Implantation d’algorithmes de régulateursnumériques (automate programmable, processeurs de signaux). Commande anticipée (feed-forward).Influence de la résolution de la mesure. Outils informatiques d’aide à la conception de systèmes derégulation numérique.

12


y Conception d’un régulateur PID numérique. 4y Identification paramétrique et non-paramétrique. 4y Asservissement de systèmes complexes (suspension magnétique, balle dans un tube, pendule inversé,

etc).8




Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final oral d’une duréede 30 minutes situé durant la session de printemps. Ce contrôle final oral peut être remplacé par un contrôle finalcommun écrit d'une durée d'au moins 1 heure.



Contrôle final de 2

ème

instance :Un contrôle final de 2ème instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement

d’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants

en fonction du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE


Nom : Systèmes électroniques 1, mécatronique 2 et électronique de puissance 2

Identifiant : SEP

Orientation-s : EN



Systèmes électroniques 1 SEL1 60

Mécatronique 2 MET2 120

Electronique de puissance 2 EPU2 180



La note déterminante du module est égale à la moyenne pondérée des notes finales obtenues dans les unitésd’enseignement composant le module. Le poids de chaque note finale d'unité est proportionnel au nombre d'heures

d'étude de cette unité (estimé, pour un-e étudiant-e moyen-ne).

Validation :



Autres :


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Nom : Systèmes électroniques 1

Identifiant : SEL1


Responsable, suppléant : M. Correvon, B. Hochet, M. Carpita






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2+2L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y fonctionnement des semiconducteurs de puissance en commutation,y analyse des modes transitoires dans un circuit RLC,y lois fondamentales de l’électromagnétisme,y modélisation sous forme de schémas bloc et utilisation de Matlab et Simulink

Les unités d'enseignement EPU1 (électronique de puissance), TCL1 et TCL2 (théorie des circuits linéaires), PHY2(électromagnétisme), EAN1 et EAN2 (électronique analogique) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y définir le type d’alimentation à utiliser sur une carte électronique (2.5V, 3.3V, 5V, … single supply, …) ;

y dimensionner un régulateur de tension linéaire (thermique, électronique, …) et en déterminer les limites

d’utilisation ;

y expliquer le fonctionnement d'une alimentation à découpage ;

y analyser et dimensionner une alimentation à découpage et en déterminer les limites d’utilisation ;

y maîtriser la transmission de signaux avec séparation galvanique ;

y expliquer le fonctionnement et l’utilisation de capteurs de mesure de courant et de tension ;

y choisir les outils de simulation les mieux appropriés à un système électronique (Simulink, Simplorer, Spice).


l’acquisition d’expérience dans le domaine de la conception électronique, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y réaliser le design d’une carte au niveau des alimentations ;

y respecter les règles de layout relatives aux alimentations ;

y dimensionner / sélectionner une alimentation à découpage ou un régulateur linéaire ;

y choisir un type de transmission pour les signaux de commande (optoélectronique – transformateur d’impulsion) ;

y choisir ou dimensionner des systèmes de mesure de tension et de courant.

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Fiche d'unité d'enseignement : Systèmes électroniques 1


Contenu :


y Régulateur de tension linéaire : structure de bas, coefficient de régulation de ligne, de charge, taux deréjection des ondulation, effet de la température, rendement.

2

y Alimentation à découpage à inductance simple : alimentation abaisseuse, élévatrice de tension, àstockage inductif.

4

y Le transformateur d’impulsion : transformateur idéal, transformateur réel, type de matériauxmagnétiques, effet d’un entrefer.

2

y Alimentation à découpage à transformateur : montages flyback, forward, push-pull, caractéristiquesgénérale, mode continu et mode intermittent, contraintes sur les composants.

4

y Transmission de signaux avec séparation galvanique : driver avec optocoupler, transformateur àimpulsions, tenue en tension.

1

y Mesure de courant : transformateur de courant DC en boucle ouverte, en boucle fermée, mesure de

courant AC à l’aide d’une bobine de Rogowski.

2

y Mesure de tension : capteur dérivé d’un capteur de courant, mesure différentielle. 1


y Conception / dimensionnement d’un régulateur linéaire de tension. 4y Conception /mesure des caractéristiques d’une alimentation à découpage. 4y Mesure de courant à l’aide d’un capteur « boucle fermée ». 4y Conception / mesure d’une commande pour IGBT avec détection de la désaturation. 4



travaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 1 test d'une durée totale d'au moins 1 période.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des journaux de travail, à 1 reprise au minimum.Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final commun d’unedurée d’au moins 1 heure durant la session de printemps.






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Nom : Mécatronique 2

Identifiant : MET2


Responsable, suppléant : M. Etique, M. Correvon






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4 3L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y représentation des systèmes par les équations différentielles, calcul de leurs réponses temporelles par la


harmonique de systèmes linéaires ;y synthèse de régulateurs classiques (P, PI, PD, PID) ;y programmation en C.

Les unités d'enseignement MAE1,-2,-3 (mathématiques), PHY1,-2 (physique et mécanique), SES (signaux et systèmes),REG (régulation automatique) et APR1,-2 (analyse et programmation) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y expliquer le rôle des entraînements électriques réglés dans les applications d’automatisation industrielle ;

y décrire les différents types d’entraînements quant à leurs performances et leurs techniques de commande ;

y choisir et dimensionner le type d’entraînement électrique pour une application donnée ;

y mettre en application les techniques modernes de pilotage des machines électriques dans le contexte des

entraînements à vitesse variable ;y comparer les performances, identifier les limites pratiques.


l’acquisition d’expérience dans la modélisation et l’identification des servo-entraînements, la synthèse de

régulateurs analogiques ou numériques et la validation des performances, l’étudiant-e sera en outre capable de :

y définir les tâches à réaliser en vue de satisfaire les performances du servo-entraînement spécifiées dans un cahier

des charges ;

y définir la procédure de validation des performances d’asservissement ;

y gérer les tâches à réaliser dans le temps imparti ;

y compléter, développer et appliquer les notions théoriques vues au cours ;

y concevoir la commande en courant de servo-entraînements et l’implanter en C sur un processeur de signal

(virgule flottante).

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Fiche d'unité d'enseignement : Mécatronique 2


Contenu :


y Les applications des entraînements électriques réglés : systèmes maître-esclave, coordinationd’axes ; comparaison des différents types d’entraînements (électrique, hydraulique, pneumatique) ;

éléments constitutifs d’un entraînement électrique réglé.

6

y Les servo-entraînements électriques : présentation et comparaison des différents types

d’entraînements électriques (synchrone auto-commuté, DC, asynchrone); fonctionnement à vitessevariable, commande vectorielle ; performances.

20

y Dimensionnement d’un entraînement électrique : dimensionnement statique et dynamique; choix dutype de moteur.

6


Deux projets parmi la liste ci-dessous :

y Entraînement réglé avec machine à courant continu : asservissement de position, de vitesse et decourant, fonctionnement en affaiblissement de champ.

12

y Entraînement réglé avec machine synchrone auto-commutée : asservissement de position/ courant,commande vectorielle.

12

y Entraînement réglé avec machine asynchrone : asservissement de position/ courant, commandevectorielle, affaiblissement de champ.

12





durée d’au moins 1 heure situé durant la session de printemps.




instance :



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Nom : Electronique de puissance 2

Identifiant : EPU2

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : M. Carpita, B. Schneider






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4+2L 4+2L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y théorie des circuits linéaires : sources de tension et de courant, propriétés de R, C, L , circuits parallèle et série,

étude des réseaux électriques avec la méthode des noeuds et des mailles, théorèmes de Thévenin et Norton,

circuits sinusoïdaux, phaseurs, systèmes polyphasés, puissance active et réactive, séries de Fourier,transformation de Laplace, étude des transitoires des circuits ;

y électronique analogique : composantes électroniques de signal, électronique des fonctions amplification bassefréquence, haute fréquence et large bande, amplificateurs opérationnels idéaux et réels, oscillateurs, circuitsoptoélectroniques, filtres actifs, modulations d’amplitudes, de phase et de fréquence, convertisseurs analogique-numérique et numérique-analogique ;

y systèmes numériques : logique combinatoire (algèbre de Boole, fonctions booléennes de base, logiquecombinatoire, simplification par les tableaux de Karnaugh, les codages : Binaire, BCD, Gray,

multiplexeur/démultiplexeur); logique séquentielle (circuits séquentiels de base, éléments de mémorisation :latch, bascule RS, D, JK, formalisme des machines à états finis) ;

y machines électriques : principes de conversion électromagnétique de l’énergie, transformateurs de signal et de puissance, machine en courant continu, machine asynchrone, machine synchrone ;

y électronique de puissance : principaux semi-conducteurs de puissance : Diode, MOSFET, IGBT, modélisationthermique, commande et protection des semi-conducteurs de puissance, redresseurs AC/DC monophasé ettriphasé à diodes, alimentations à découpage à inductance simple et à transformateur, variateurs de courant

continu bidirectionnels, onduleurs monophasés et triphasés, phaseurs spatiaux.

Les unités d'enseignement TCL1 et TCL2 (théorie des circuits), EAN1 et EAN2 (électronique analogique), NUM1

(systèmes numériques), MEL1 (machines électriques) et EPU1 (électronique de puissance) permettent d'acquérir cesconnaissances.

Objectifs :


y analyser et dimensionner les convertisseurs statiques ;

y choisir le convertisseur statique adéquat pour une application donnée ;

y évaluer l'impact d'un convertisseur statique sur son environnement ;

y faire la synthèse d'un convertisseur statique.

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Fiche d'unité d'enseignement : Electronique de puissance 2



l’acquisition d’expérience dans la conception de convertisseurs statiques , l’étudiant-e sera en outre capable de :

y mettre en pratique les connaissances théoriques ;y justifier les résultats théoriques par la simulations et essais pratiques ;

y analyser et présenter des résultats ;

y choisir les appareils de mesure adaptés à l’électronique de puissance.

Contenu :


y Compléments sur les composants de puissance : IPM, GTO, IGCT et Thyristor. 6y Circuits de pilotage des composantes de puissance. 4y Circuit magnétiques à haute fréquence. 4y Convertisseurs résonantes et à commutation douce (Soft-switching). 4y Variateurs de courant alternatif mono et triphasé, compensateur de puissance réactive. 6y Redresseurs AC/DC à diodes avec PFC (Power Factor Correction). 6y Convertisseurs de courant (AC/DC à thyristors). 8y Alimentations à découpage à inductance simple : étude du réglage. 6y Alimentations à découpage à transformateur : étude du réglage. 6y Compléments sur les phaseurs spatiaux. 6y Onduleur triphasé : projet de détail. 6y Onduleurs multi-niveaux. 8


y Redresseur commandé simple sur charge ohmique et inductive. 6y Variateur de courant alternatif monophasé. 6y Variateur de courant continu bidirectionnel. 4y

Onduleur triphasé. 6y Convertisseur multi-niveaux. 4y Compensateur de puissance réactive. 6




Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1.5 heures situé durant la session de printemps.

Calcul de la note finale : Note finale = moyenne contrôle continu x 0.33 + moyenne travaux laboratoire x 0.17 + note contrôle final x 0.5


instance :

Un contrôle final de 2ème instance commun (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlementd’application E+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous laforme d’une interrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignantsen fonction du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE


Nom : Machines électriques 2, réseaux électriques et HT 2

Identifiant : MRH

Orientation-s : EN



Machines électriques 2 MEL2 135

Réseaux électriques et haute tension 2 RHT2 180




Validation :


Autres :


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Nom : Machines électriques 2

Identifiant : MEL2

Orientation-s : EL







1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2+2L 2+2L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :

y bases des machines électriques : conversion d’énergie électromécanique, bilan de puissances, induction d'unsystème polyphasé de tensions, champ tournant, etc.).

L’unité d'enseignement MEL1 (machines électriques) permet d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :

A l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant-e sera en mesure de :y décrire la constitution, les principes de fonctionnement, les caractéristiques et les applications typiques des

machines électriques, particulièrement les machines synchrones et asynchrones ;y utiliser diverses méthodes pour prévoir le comportement et les contraintes de ces machines en régime

stationnaire et pour envisager le réglage des grandeurs électriques et mécaniques en jeu.

A l'issue de ces travaux de laboratoire, principalement destinés à la mise en pratique des notions théoriques du cours, par une démarche expérimentale, l’étudiant-e sera capable de :

y relever les caractéristiques réelles des machines, réfléchir à leurs réglages et à leurs usages ;y conduire des essais de manière indépendante et acquérir les aptitudes nécessaires aux mises en service ;y déterminer les méthodes de mesure et le matériel nécessaire à des essais de puissance relativement importante ;y renforcer son aptitude à l'analyse et à la présentation des résultats.

Contenu :

Cette unité d’enseignement a pour but de donner une vision globale des caractéristiques de base des machines

électriques de moyenne et grande puissance telles que les générateurs et les moteurs de puissance. Des exemplesconcrets d’applications industrielles, liés à la production d’énergie électrique, mais aussi à l’utilisation sous la formed’entraînements électriques (traction électrique, machines outils, etc.) illustreront le cours. Les travaux de laboratoires permettront à l’étudiant de réaliser des essais classiques et d’illustrer des cas de fonctionnement usuels des machinesélectriques.

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Fiche d'unité d'enseignement : Machines électriques 2



y Machine synchrone Constitution, principe de fonctionnement, équations générales, diagrammes vectoriels et schémas équivalents.

Machines à pôles lisses et machines à pôles saillants : diagrammes des puissances, fonctionnement sur unréseau rigide, réglage des puissances actives et réactives, limites de fonctionnement, topogramme.Variation de la vitesse et alimentation des moteurs synchrones, démarrage et synchronisation.Machines synchrones à aimants permanents : équations de base, caractéristiques, alimentation.Variantes de construction et exemples d’application.Présentation des essais et cas de fonctionnement usuels.

18

y Machine asynchrone Constitution, principe de fonctionnement, équations générales et schémas équivalents.Domaines de fonctionnement, caractéristiques en moteur et en génératrice.Réglage de la vitesse, méthodes de démarrage, alimentation.Variantes de construction et exemples d’application.Présentation des essais et des cas de fonctionnement usuels.

14


y TransformateurDétermination expérimentale du schéma équivalent et des caractéristiques à vide, en court-circuit et en charge.

8

y Machine à courant continuDétermination expérimentale des caractéristiques. Essais à vide et en charge. Réglage de la vitesse.Fonctionnement en moteur et en génératrice.

12

y Machine asynchroneEssais à vide, à rotor bloqué et avec une machine à courant continu accouplée pour un essai en charge.Détermination du schéma équivalent et des caractéristiques (couple-vitesse).

12

y Machine synchrone *Etude du comportement et mesure des principales caractéristiques électriques et mécaniques de la machine

synchrone en moteur et en générateur. Réglage de l’échange de puissances active et réactive. Synchronisationsur le réseau.* ce laboratoire pourra remplacer l’un des précédents

-



Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de laboratoire, à 2 reprises au minimum..

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1 heure situé durant la session de printemps.




instance :


instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’applicationE+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’uneinterrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonctiondu nombre d’inscriptions.

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Nom : Réseaux électriques et haute tension 2

Identifiant : RHT2

Orientation-s : EN

Responsable, suppléant : J.-F. Affolter, M. Carpita






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4+2L 2+4L


L’étudiant doit connaître et savoir utiliser les notions suivantes :y en mathématiques : algèbre linéaire, calcul différentiel et intégral, trigonométrie, calcul vectoriel, nombres

complexes ;y en physique : théorèmes et notions énergétiques (travail, énergie cinétique et potentielle), lois de Newton, ondes

(types, longueur, fréquence, pulsation, propagation, réfraction, réflexion), électromagnétisme (champ électrique,

magnétique, théorème d’Ampère, lois de Maxwell, de Bio-Savart, de Gauss, de Faraday), premier et second principe de la thermodynamique, échauffements

y en théorie des circuits linéaires : notions fondamentales d’électricité, analyse des circuits (lois de Kirchhoff,mailles, potentiel des nœud, superposition, Boucherot, Thévenin, Norton, réduction de circuits) en DC, AC mono

et triphasé équilibré, valeurs moyennes et efficaces, puissance active et réactive, transitoires (1er

et 2ème

ordre) ;y en énergétique : formes de l’énergie et conversions, courbe de charge/de production d’un réseau électrique, flux

d’énergie, types et dimensionnement des centrales ;y réseaux électriques et haute tension : sécurité et protection des personnes, techniques haute tension, lignes et

câbles (technologie, modèle et fonctionnement).

Les unités d'enseignement MAE1 et MAE2 (mathématiques), PHY1 (physique et mécanique), PHY2(électromagnétisme et physique appliquée), TCL1 et TCL2 (théorie des circuits linéaires), ENE (énergétique) et RHT1(réseaux électriques et haute tension) permettent d'acquérir ces connaissances.

Objectifs :


y décrire l’architecture des réseaux et les modes de mise à terre du point neutre

y calculer le courant de défaut à terre dans un réseau à neutre isolé et dimensionner une bobine de Peterson ;

y dimensionner, choisir, protéger les composants d'un réseau électrique ;

y décrire la technologie des disjoncteurs, TI, TP, postes de couplage et sous-stations ; en calculer les

caractéristiques élémentaires ;

y expliquer le fonctionnement et les concepts de protection ; identifier les protections nécessaires et calculer les

réglages pour obtenir des déclenchements sélectifs dans les cas simples ;

y modéliser le réseau et effectuer des calculs de flux, chutes de tension et court-circuits ;

y expliquer le fonctionnement et le réglage d’un réseau électrique.

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l’acquisition d’expérience dans le domaine du cours et dans celui de l’énergétique, l’étudiant-e sera en outre capable

de :y utiliser un programme de simulation des réseaux, connaître, obtenir les données nécessaires et analyser les

résultats ;

y choisir des techniques d'essais et de mesure Haute Tension ;

y réaliser des essais dans un laboratoire Haute Tension ainsi que dans des installations extérieures à l’EIVD ;

y rédiger des rapports d’essais et de mesures.

Contenu :


y Structures, fonctionnement et réglage des réseaux électriques : Structures transport et distribution,réglages primaire, secondaire (fréquence-puissance) et tertiaire

14

y Calculs des courts-circuits : Systèmes direct, inverse et homopolaire ; courts-circuits mono, bi et

triphasés

28

y Calculs de réseaux : Calcul des flux, méthodes, contingences et estimation d’état 24y Transformateurs de puissance (réseaux) et de mesures (TI, TP) : Technologies, dimensionnement,

connections, comportements10

y Appareillages de coupure : Sectionneurs, interrupteurs, disjoncteurs ; technologies, pouvoir decoupure, tension transitoire de rétablissement

6

y Traitement du point neutre : Mise à terre directe, neutre isolé ou compensé par bobine de Peterson,

neutre artificiel 6

y Protections de réseaux HT: Types, technologies, principes de fonctionnement et utilisation.Sélectivité et réglages

8


y Mesure des champs autour d’une ligne HT * 4

y Mesure de résistivité du sol * 4y Essais HT (Etalonnage, Corona, Choc 1.2/50, Schering *… ) 16y Essais sur mini-réseau 4y Mesure du rendement d’une pico-centrale * 9y Mesures sur pile à combustible * 6y Mesures sur panneaux solaires photovoltaïques * 6y Etude des flux et courts-circuits dans un réseau HT 32y Mesure de la tension transitoire de rétablissement * 6y Automatisation d’un processus énergétique avec automate programmable * 16y Dimensionnement d’un éclairage de salle * 34y Essais et réalisations selon projets Ra+D en cours * Non déf.y Visites techniques Non déf.

* Certains essais sont facultatifs ou à choix


Contrôle continu : l'acquisition des matières de cet enseignement sera contrôlée au fur et à mesure par des tests et destravaux personnels tout au long de son déroulement. Il y aura au moins 2 tests ou/et travaux d’études d'une durée totaled'au moins 2 périodes.

Travaux de laboratoire : ils seront évalués sur la base des rapports de travail, à 3 reprises au minimum.

Contrôle final : l'atteinte de l'ensemble des objectifs de formation sera vérifiée lors d'un contrôle final d’une durée d’aumoins 1.5 heures situé durant la session de printemps.



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instance :

Un contrôle final de 2

ème

instance (voir articles 9 et 9bis du « règlement de promotion EIVD et règlement d’applicationE+I ») sera organisé par les enseignants concernés, durant la session d'automne. Il se déroulera soit sous la forme d’uneinterrogation orale, soit sous la forme d’une interrogation écrite. La forme sera choisie par les enseignants en fonction

du nombre d’inscriptions.

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FICHE DE MODULE

Nom : Enseignements à choix EN

Identifiant : XEN

Orientation-s : EN



Unités à choix selon liste annuelle publiée par le département 600




Règlement spécifique :

Conditions de réussite :

1. Pour réussir le module d'enseignements à choix il faut obtenir le nombre de crédits spécifié.

2. Seuls les crédits correspondant à une unité sanctionnée d'une note supérieure ou égale à 3.5 sont pris encompte.

3. La note déterminante du module doit être supérieure ou égale à 4.4. Parmi les unités à choix que l'étudiant-e a suivies, seront prises en compte dans le module toutes celles qui sont

nécessaires pour obtenir le nombre de crédits requis, tout en maximisant la moyenne pondérée obtenue.

Répétition :La répétition d'une unité à choix n'est pas exigée. Par ailleurs, la possibilité de répéter une unité à choix n'est pas

garantie.

Crédits supplémentaires :Les unités à choix supplémentaires (dépassant le nombre de crédits minimum requis pour réussir le module à choix)donnent également droit à des crédits ECTS si elles ont été sanctionnées d'une note supérieure ou égale à 4. Cependant,ces crédits ne peuvent être pris en compte dans les 200 requis pour réussir la formation d'ingénieur-e HES ou les 180

requis pour réussir la formation de bachelor.

Mention des résultats :Toutes les unités à choix auxquelles un-e étudiant-e est définitivement inscrit-e (description de la procédure dans lesdirectives du département E+I mentionnées ci-dessous) seront indiquées sur ses feuilles de résultats, qu'elles aient étéréussies ou non, achevées ou non.

Ab d

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