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Table des matières
LA FORMATION ENERGIE A L’ENSEM ................................................................................................................... 3
MAJEURE ENERGIE MECANIQUE- SYSTEME STRUCTURES (EM-SYS) ........................................................ 4
MAJEURE SYSTEMES, INFORMATION ET ENERGIE (SINERGIE) ................................................................. 5
MAJEURE GESTION DE L’ENERGIE ELECTRIQUE ET DES SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES (GENESE) ........................................................................................................................................................................ 6
ORGANISATION DES ENSEIGNEMENTS................................................................................................................ 7
SEMESTRE 5 – 1ERE ANNEE ............................................................................................................................................. 7 SEMESTRE 6 – 1ERE ANNEE ............................................................................................................................................. 7 SEMESTRE 7 – 2EME ANNEE ............................................................................................................................................ 8 SEMESTRE 8 – 2EME ANNEE ............................................................................................................................................ 9 SEMESTRE 9 – 3EME ANNEE .......................................................................................................................................... 10 SEMESTRE 10 – 3EME ANNEE ........................................................................................................................................ 12
SYLLABUS .................................................................................................................................................................... 13
ENSEIGNEMENTS DE 1ERE ANNEE .................................................................................................................................... 13 ENSEIGNEMENTS DE 2EME ANNEE ................................................................................................................................... 18 ENSEIGNEMENTS DE 3EME ANNEE ................................................................................................................................... 26
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La formation Energie à l’ENSEM
L’ENSEM forme des ingénieurs dans le domaine de l’énergie avec de solides compétences
transversales en Mécanique, en Génie Electrique et en Sciences de l’Information. Capables
d’accompagner les ruptures technologiques induites par les enjeux de la transition énergétique
dans les domaines de la production, de la distribution optimale et de l'usage rationnel des
énergies classiques et renouvelables, ils répondent parfaitement aux exigences des bureaux
d'études ou des services de R&D des entreprises dans les secteurs des industries manufacturières
et de transformation, des transports ou du bâtiment.
La formation repose sur un socle fondamental commun permettant d’acquérir les bases
scientifiques, une culture scientifique dans le domaine de l’énergie (gestion de projet, ingénierie
système, vecteurs et sources d’énergie, les marchés de l’énergie, connaissance de l’entreprise,
etc.) et des compétences plus générales (langues, communication, etc.).
Le socle commun est complété, dès la deuxième année, par une Majeure (couplée à une
Mineure), permettant de spécialiser les élèves dans un des domaines d’excellence de l’école.
Tous ces enseignements s’appuient notamment sur trois plates-formes de l’école : « Energie »,
« Véhicule du Futur » et « Robotique autonome mobile ».
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Majeure Energie Mécanique- Système Structures (EM-SYS)
La Majeure « Energétique des Systèmes » vise principalement l’amélioration des performances
des systèmes énergétiques en termes d’efficacité énergétique, de tenue en service et de
fiabilité dans des conditions d’utilisation extrêmes (hautes températures, sollicitations
mécaniques élevées, grand nombre de cycles, etc.). Ces métiers concernent principalement les
procédés industriels, le secteur de l’automobile, de l’aéronautique, et dans une moindre
mesure le secteur du bâtiment.
Les enseignements permettent d’acquérir de solides connaissances et compétences :
en mécanique des matériaux et des structures : dimensionnement et conception
d’appareils de production d’énergie, optimisation des procédés et des systèmes
(efficacité énergétique et de durée de vie), éco-conception,
en mécanique des fluides : turbomachines, aérodynamique, hydrodynamique,
turbulence,
en thermodynamique et en thermique : transport, conversion et stockage de l’énergie,
transferts de chaleur, environnement des matériaux en usage, combustion,
méthodes et outils numériques pour l’ingénieur,
méthodes de caractérisation expérimentales, et en métrologie.
Mots clés : mécanique des matériaux et des structures, mécanique des fluides, thermodynamique, thermique, transferts d’énergie thermique, méthodes et outils numériques, métrologie.
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Majeure Systèmes, Information et Energie (SINERGIE)
L’objectif de cette Majeure est de former des ingénieurs capables de faire face aux enjeux liés à
la conception de systèmes intelligents avec une infrastructure de communication intégrée
permettant le pilotage des systèmes énergétiques d'une manière contrôlée, optimisée et sûre
de fonctionnement. Les domaines d’application visés concernent notamment la gestion
intelligente de réseaux d’énergie diversifiés et distribués, l’optimisation de l’usage de l’énergie
dans le domaine des transports ou des procédés industriels ou plus généralement
l’accommodation de l’offre à la demande énergétique.
Les enseignements permettent d’acquérir de solides connaissances et compétences :
en contrôle et optimisation : commande et stabilité des systèmes, systèmes linéaires et
non linéaires, optimisation statique, optimisation dynamique, etc.
en sureté de fonctionnement et diagnostic : analyses de risques, analyses de sûreté de
fonctionnement, fiabilité et disponibilité des systèmes, surveillance, diagnostic,
en informatique et réseaux de communication : conception de systèmes numériques,
algorithmique, programmation, sécurité des réseaux, etc.
en signal et instrumentation : traitement du signal, transmission de l’information, etc.
Mots clés : Contrôle et Optimisation, Sureté de fonctionnement et Diagnostic,
Informatique et Réseaux, Signal et Instrumentation, Production, distribution et
consommation de l'énergie, Transports, Réseaux intégrés d’énergie.
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Majeure Gestion de l’ENergie Electrique et des Systèmes Electromagnétiques (GENESE)
L'énergie électrique est de nos jours indispensable dans la quasi totalité des domaines de la vie
courante ou dans l'industrie. Outre ses usages conventionnels, elle pénètre de nombreux
secteurs d'applications réservées jusqu’alors à l'énergie thermique, hydraulique ou
pneumatique. Ainsi, dans les systèmes de transport, l'énergie électrique est en voie de
remplacer les autres formes d'énergie (avion et navire plus électriques, véhicule hybride ou
tout électrique, etc.). La disponibilité et la qualité de l'approvisionnement en énergie
électrique figurent donc parmi les exigences les plus recherchées. L'énergie électrique peut être
produite de différentes manières, conventionnelles ou renouvelables, carbonées ou
décarbonées. Cette variété de sources nécessite un spectre large de connaissances permettant
de maîtriser les spécificités de chacune. La distribution de l'énergie électrique doit être faite
d'une manière efficace pour réduire les pertes et optimiser l'acheminement depuis les sources
jusqu'aux consommateurs. La conception de dispositifs de conversion, de traitement ou de
stockage de l'énergie, ainsi que les moyens d'assurer la fourniture de l'énergie, sont donc au
cœur de l'activité industrielle actuelle et future.
Les enseignements de la Majeure Energie Electrique permettent d’acquérir de solides
connaissances et compétences :
en production de l'énergie électrique: énergies conventionnelles, renouvelables (solaire,
éolien), alternatives (piles à combustible),
en distribution de l'énergie électrique: réseaux industriels, réseaux isolés, réseaux
intelligents, gestion et optimisation de la distribution d'énergie, stabilité et disponibilité,
en conversion de l'énergie: électronique de puissance, conversions électro-
mécanique/thermique/chimique, convertisseurs statiques (dimensionnement et
contrôle, compatibilité électromagnétique),
en stockage de l'énergie (batterie, super-capacités, réservoirs, volant d'inertie),
en actionneurs et systèmes électromagnétiques (dimensionnement et optimisation),
en électronique analogique et numérique.
Mots clés : Production et distribution de l’énergie électrique, Conversion de l’énergie
électrique, Actionneurs et systèmes électromagnétiques, convertisseurs statiques,
Electronique.
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Organisation des enseignements
Semestre 5 – 1ère année UE Outils mathématiques 60h 5 ECTS
5KEPLN11 Fondements en mathématiques pour l’ingénieur
5KPELN12 Analyse complexe
5KEPLN13 Analyse numérique
UE Fondements de la mécanique 60h 5 ECTS
5KEPLN21 Mécanique des milieux continus
5KEPLN22 Thermodynamique
UE Electricité 1 60h 5 ECTS
5KEPLN31 Electromagnétisme
5KEPLN32 Circuits électriques et magnétiques
UE Science de l’Information 1 60h 5 ECTS
5KEPLN41 Modélisation des signaux et des systèmes
5KEPLN42 Modélisation des SED
5KEPLN43 Algorithmique et programmation
UE Langues 1 60h 5 ECTS
5KEPLN61 Anglais
5KEPLN62 Langue Vivante 2
UE Formation Générale 1 100h 5 ECTS
5KEPLN63 Connaissance de l’Entreprise
5KEPLN64 Gestion de Projet et Communication
5KEPLN65 Habilitation Electrique
5KEPLN51 Projet de 1ère année
UE Activité Sportive 1 Quitus
5KEPLN71 Activités sportives
Semestre 6 – 1ère année
UE Outils Mathématiques 2 30h 5 ECTS
6KUPLN11 Analyse Numérique
6KUPLN12 Distributions
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UE Mécanique Appliquée 60h 5 ECTS
6KUPLN21 Mécanique appliquée solides
6KUPLN22 Mécanique appliquée fluides
UE Electricité 2 60h 5 ECTS
6KUPLN31 Electronique de commande
6KUPLN32 Conversion statique de l'énergie électrique
UE Sciences de l’Information 2 60h 5 ECTS
6KUPLN41 Automatique- Dynamique et Contrôle des Systèmes
6KUPLN42 Algorithmique et Programmation orientée objet
UE Langues 50h 5 ECTS
6KUPLN61 Anglais
6KUPLN62 Langue Vivante 2
UE Formation Générale 2 100h 5 ECTS
6KUPLN63 Communication
6KUPLN64 Connaissance de l’Entreprise 2
6KUPLN65 Habilitation Electrique
6KUPLN51 Projet de 1ère année
6KUPLN13 Enjeux de la Transition Energétique
UE Activité Sportive 2 Quitus
6KUPLN71 Activités sportives
UE Stage Industriel Quitus
6KUPLN81 Stage industriel
Semestre 7 – 2ème année
UE Tronc commun scientifique 200h 15 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
7KUTCN061 Probabilités & statistiques
7KUTCN062 EDP
7KUTCN063 Optimisation Discrète
7KUTCN071 Initiation aux transferts thermiques
7KUTCN072 Machines électriques
7KUTCN081 Traitement du Signal
7KUTCN082 Bureau d'étude régulation
UE Formation générale 75 h 5 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
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7KUTCN061 Anglais
7KUTCN062 Langue Vivante 2
7KUTCN063 Communication
7KUTCN064 Enjeux pour la production et la distribution
d’énergie
UE Majeure 360h 30 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
7KEMAJ11 Mécanique des fluides
7KEMAJ12 Turbulence et Intensification des transferts
7KEMAJ21 Dynamique des solides et des structures
7KEMAJ22 De la microstructure aux propriétés des matériaux
7KEMAJ31 Electronique de puissance approfondie
7KEMAJ32 Magnétodynamisme
7KUTCN041 Matériaux pour le Génie Electrique
7KUTCN042 Composants semi-conducteurs de puissance
7KEMAJ51 Systèmes Temps Réel et Embarqués
7KEMAJ52 Conception des Systèmes Numériques
7KUTCN061 Modélisation des Systèmes à Evènement Discrets
7KUTCN062 Stabilité et Stabilisation des Systèmes Non-linéaires
Semestre 8 – 2ème année
UE 8KUTCN07 Outils Mathématiques 4 40 h 5 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
8KETCN71 Probabilités & Statistiques 2
8KETCN72 Analyse Numérique 3
UE 8KUFGN07 Formation Générale 4 90 h 5 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
8KEFGN71 Anglais
8KEFGN72 Langue Vivante 2
8KEFGN73 Connaissance de l’Entreprise 3 (jeu d’entreprise)
8KEFGN74 Efficacité énergétique et développement durable
8KEFGN75 Communication
UE Majeure 540 h 45 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
8KEMAJ11 Analyse numérique pour la mécanique
8KEMAJ12 Mécanique non linéaire des matériaux
8KEMAJ20 Conversion d’énergie fluide
8KEMAJ21 Thermodynamique des machines et des systèmes
énergétiques
8KEMAJ22 Thermique pour les transferts dans les systèmes
8KEMAJ30 Conversion et transferts d’énergie, structures : études
de cas
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8KEMAJ41 Modélisation et commande des actionneurs
électriques
8KEMAJ42 Electronique de commande
8KEMAJ51 Régimes transitoires et déséquilibrés des machines
électriques
8KEMAJ52 Réseaux électriques et distribution
8KUMAJ61 Modélisation numérique des dispositifs magnétiques
8KUMAJ62 Modélisation et commande des convertisseurs
statiques
8KEMAJ71 Transmission de l’Information
8KEMAJ72 Réseaux Industriels et embarqués
8KEMAJ81 Commande et filtrage optimal des systèmes
8KEMAJ82 Commande numérique
8KEMAJ91 Sureté de fonctionnement
8KEMAJ92 Bases de données
UE Mineure 80 h 6 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
8KEMIN11 Conversion électromagnétique et sources d’énergie
8KEMIN12 Systèmes dynamiques : identification, réduction et
stabilisation
8KUMIN21 Thermique, turbine et analyse vibratoire
8KUMIN22 Stabilité des systèmes et sureté de fonctionnement
8KEMIN31 Réseaux électriques et conversion
8KEMIN32 Modélisation sources et stockage
Semestre 9 – 3ème année
UE Projet de fin d’étude 60 h 5 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
9KUFGN06 Projet de fin d’étude
UE Formation générale 90 h 5 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
9KEFGN61/62 Anglais ou Soutien B2
9KEFGN63 Langue Vivante 2
9KEFGN64 Insertion professionnelle
9KEFGN65 La recherche en énergie
UE Majeure 260 h 20 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
9KEM6N11 Méthodes et outils numériques
9KEM6N21 Métrologie
9KEM6N22 Caractérisation des transferts
9KEM6N31 Transferts couplés en milieux complexes
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9KEM6N32 Ecoulements pour les procédés
9KEM6N41 Echangeurs de chaleur fatale
9KEM6N42 Conversion de l’énergie : combustion et
turbulence
9KEM6N51 Analyse des mécanismes
9KEM6N61 Structures composites
9KEM6N62 Matériaux innovants
9KEM6N31 Simulation par éléments finis
9KEM6N32 Conception numérique
9KEM6N81 Plasticité et procédés de mise en forme
9KEM6N82 Fatigue et rupture des matériaux et des structures
9KEGEN11 Modélisation et commande de la machine
asynchrone
9KEGEN12 Conception des alimentations à découpage
9KEGEN13 Compatibilité électromagnétique
9KEGEN21 Modélisation et conception des machines
synchrones
9KEGEN22 Dimensionnement analytique des machines
asynchrones
9KEGEN31 Transformateurs
9KEGEN32 Conception par optimisation des dispositifs
magnétiques
9KEGEN41 Eléments théoriques
9KEGEN42 Caractérisation et mise en œuvre SR (TP)
9KEGEN51 Stabilité statique/dynamique des réseaux
électriques
9KEGEN52 Gestion d’énergie dans les μ-grids
9KEGEN61 Architecture et commandes des convertisseurs
statiques
9KEGEN62 Systèmes électriques polyphasés
9KEGEN71 Commande et intégration numérique
9KEGEN72 Diagnostic et détection défauts
9KESIN11 Traitement du signal multidimensionnel
9KESIN12 Modélisation statistique
9KESIN21 Surveillance et diagnostic
9KESIN22 Sécurité fonctionnelle du contrôle/commande
9KESIN31 Algorithmique et systèmes distribués
9KESIN32 Images, compression et cryptage
9KESIN41 Smart Grid
9KESIN42 Green IT
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Semestre 10 – 3ème année
UE Stage ingénieur 6 mois 30 ECTS EM-SYS GENESE SINERGIE
0KUPLN10 Stage en entreprise
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Syllabus
Enseignements de 1ère année
5KEPLN11 Fondements en mathématiques pour l’ingénieur
Ce premier module de mathématiques est notamment consacré à l’homogénéisation du niveau des étudiants à l’entrée à l’ENSEM. Les premiers éléments nouveaux sont ensuite enseignés de manière progressive pour faire entrer les élèves dans des mathématiques plus avancées : continuité, calcul différentiel, calcul intégral (de lignes, de surface et de volume), modélisation pour les Sciences de l’Ingénieur, nombres complexes, fractions rationnelles et applications, algèbre linéaire et multilinéaire, équations différentielles.
5KPELN12 Analyse complexe
Ce module est consacré à l’analyse complexe (fonctions holomorphes, théorème des résidus, intégration sur un contour).
5KEPLN13 Analyse Numérique 1
Introduction aux différentes techniques de résolution numérique de problèmes rencontrés en sciences de l’ingénieur et leur implémentation informatique (sous Matlab, Mathematica, Scilab) pour la simulation de problèmes déterministes.
5KEPLN21 Mécanique des milieux continus
L’objectif de ce cours est de transmettre aux étudiants les concepts de base leur permettant d’aborder et de résoudre divers problèmes liés à la mécanique des solides déformables et à la mécanique des fluides. Ces concepts concernent notamment la description de la cinématique d’un milieu continu, la description des efforts intérieurs au sein de ce milieu, ainsi qu’une introduction au comportement des matériaux solides et fluides.
5KEPLN22 Thermodynamique
La thermodynamique macroscopique permet d’étudier les principes fondamentaux qui président au fonctionnement des dispositifs énergétiques. Ces principes sont à la base : - de la définition des conditions d’équilibre de la matière, et donc des conditions qui
permettent sa transformation, - du principe de conversion et de conservation de l’énergie, - de la détermination des évolutions possibles des systèmes et de leurs performances.
La connaissance générale des principes fondamentaux de la thermodynamique et leur application rigoureuse sont les premières étapes essentielles pour entreprendre l’étude des systèmes énergétiques actuels et les optimiser, voir pour développer ceux du 21ième siècle.
5KEPLN31 Electromagnétisme
L'objectif de ce module est de partir des équations de Maxwell dans leur formulation générale pour aboutir à l'expression des forces électromagnétiques. Il comportera deux grandes parties : passage de la formulation locale du champ aux grandeurs globales (capacité, résistance et inductance) et définition de l'énergie et de la coénergie magnétique qui permettent de déterminer les forces pour des fonctionnements à flux imposés et à courants imposés.
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5KEPLN32 Circuits éclectriques et magnétiques
Modéliser un système électrique à l’aide des éléments représentant les phénomènes observés dans ses constituants tels que la dissipation et le stockage d’énergie. Etablir le schéma électrique du système étudié et déterminer ses principales variables. Maîtriser les méthodes d’étude de circuits monophasés et triphasés en régime sinusoïdal établi. Maîtriser l’étude des circuits magnétiques à topologies simples à l’aide de réseaux de perméance. Etudier les transformateurs monophasés et triphasés.
5KEPLN41 Modélisation signaux, systèmes
Ce module est une introduction à la modélisation des signaux et des systèmes. Deux parties principales sont abordées :
Introduction des outils de base de traitement du signal: analyse temporelle et fréquentielle
des signaux et analyse des systèmes linéaires et invariants par translation
Modélisation des systèmes à évènements discrets.
5KEPLN42 Modélisation des SED
Ce module donne les bases de modélisation et d’analyse des SED. Il vient en complément des fondements théoriques acquis en tronc commun ENSEM (Algèbre de Boole, Langages, Automates). L’accent est mis sur les modèles à base de réseaux de Petri (généralisé, coloré, temporisé, interprété) de Statecharts et de Grafcet (formalisme & sémantique opérationnelle).
5KEPLN43 Algorithmique et programmation
Ce module donne la culture générale et les principes fondamentaux de l’informatique et des sciences du numérique pour tout ingénieur. Il présente les techniques de base en programmation et en conception d’algorithmes.
5KEPLN61 Anglais
Consolider les acquis des étudiants avant entrée à l’école, remettre à niveau les étudiants les plus faibles, satisfaire (au minimum) le quitus d’anglais de niveau B1 (cf. descriptif CECRL) Développer les compétences professionnelles (rédaction de rapport, de CV, lettre de motivation)
5KEPLN62 Langue vivante 2
Différentes langues vivantes sont proposées : espagnol, allemand, italien, russe, chinois ou FLE. La langue doit avoir été pratiquée dans le secondaire. Le FLE est enseigné aux étudiants en échange. Possibilité de débuter l’allemand ou l’espagnol. Les objectifs sont adaptés au niveau des élèves : consolider le niveau A2/B1 pour les niveaux débutants, acquérir le niveau B1 pour les autres.
5KEPLN63 Connaissance de l’entreprise
Donner aux étudiants la capacité d’analyser le système « entreprise » sur le plan systémique, organisationnel et managérial (structure et typologie d’entreprise, approche systémique, la
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culture d’entreprise, gestion des ressources humaines, échanges et monnaie). Leur donner les outils qui leur permettent d’appréhender le rayonnement international de celle-ci.
5KEPLN64 Gestion de projet & communication
Ce module présente la multiplicité des savoir-faire requis pour mener à bien un projet d'ingénierie s'inscrivant dans le profil ingénieur ENSEM. Il pose les bases de la gestion de projet et à l’Ingénierie des Systèmes : le processus système, du besoin aux exigences - état de l’art, environnement, produit, le cycle de vie du produit, architectures organique et fonctionnelle d’un système, du système au projet : conception du scénario du projet - Découpage OTP, PERT, GANTT, la maîtrise des délais et suivi - Choix des indicateurs, mesure de l’avancement physique du projet. Les aspects Communication permettront de familiariser et d’entraîner les élèves aux modes actuels de communication et d’expression écrite et orale en vigueur dans le métier d’ingénieur.
5KEPLN65 Habilitation électrique
Aborder les problèmes de la sécurité des personnes et des biens dans le monde du travail. Former, plus spécifiquement, les étudiants au risque électrique. Obtenir la certification APAVE « BR ».
5KEPLN51 Projet de 1ère année
Au travers d’une étude de grande ampleur de type ingénierie de conception, il s’agit d'entrevoir la multiplicité des savoir-faire requis pour mener à bien un projet d'ingénierie s'inscrivant dans le profil ingénieur ENSEM. L’étude demande la mise en œuvre de compétences scientifiques, techniques, organisationnelles et de savoir faire en communication. Elle exige de trouver des solutions acceptables au problème du “Comment conduire un projet à son terme malgré les nombreuses contraintes matérielles et humaines existantes ?". Le projet de première année est couvert par deux éléments constitutifs en S5 et S6.
5KEPLN71 Activités sportives
La pratique régulière d’une activité sportive s’intègre dans la formation générale des élèves en favorisant leur équilibre, en développant le rôle de l’action et de la compétition. Enfin, elle participe à rendre les élèves plus autonomes et responsables. Le choix d’une activité sportive par semestre est proposé aux élèves en coordination avec le SUAP.
6KEPLN11 Analyse numérique
Ce module est composé de deux parties. La première partie «Analyse Numérique et Algorithmes» donne une introduction aux différentes techniques de résolution numérique de problèmes rencontrés en sciences de l’ingénieur et leur implémentation informatique (sous Matlab, Mathematica, Scilab) pour la simulation de problèmes déterministes.
6KEPLN12 Distributions
Ce cours aborde les principales notions liées aux distributions: définition, dérivation faible, convolution, transformée de Fourier de distributions... Plusieurs exemples applicatifs seront donnés pour maîtriser les techniques de calculs pour les distributions
6KEPLN21 Mécanique appliquée solides
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L’objectif de ce module est de parvenir à développer des modèles permettant le dimensionnement des structures. Les modèles, élaborés dans le cadre d’hypothèses simplificatrices basées principalement sur la géométrie, constituent le premier niveau des méthodes de calcul de structures. Les structures élancées, éléments de base de la construction mécanique, sont particulièrement abordées ici.
6KEPLN22 Mécanique appliquée fluide
Connaissance de base en mécanique des solides indéformables et l’introduction de mécanique des fluides en mécanique des milieux continus : cinématique, équations de conservation de masse et de quantité de mouvement, fermeture de Cauchy, Navier-Stockes.
6KEPLN31 Electronique de commande
Donner aux étudiants les bases nécessaires pour comprendre les circuits électroniques analogiques simples (comparateurs, amplificateurs, suiveur, etc.) les mettre en œuvre et les associer correctement. Apprendre les méthodes spécifiques d’étude des convertisseurs statiques.
6KEPLN32 Conversion statique de l'énergie électrique
Ce module présente les principes de l’électronique de puissance, branche de l’électrotechnique assurant le contrôle des échanges d’énergie électrique à l’aide de composants semi-conducteurs. Les notions d’interrupteur de puissance, de commutation, de modes de conversion sont détaillées avec une attention particulière aux modes de conversion continu-continu, continu-alternatif et alternatif-continu.
6KUPLN41 Automatique- Dynamique et contrôle des Systèmes
Présentation des concepts fondamentaux de l’étude des systèmes dynamiques continus (linéarisations, systèmes LTI, opérateur de transfert, passage état-transfert et transfert-état, solution de l’équation d’état, Stabilité, commandabilité, théorème du retour d’état, comportement en fonction des pôles, observabilité, observateur) Conception d’une régulation simple à partir du cahier de charges (schéma d’une régulation. stabilité, critère de Nyquist, interprétation dans le diagramme de Bode, rôle et utilisation des correcteurs classiques).
6KUPLN41 Algorithmique et Programmation orientée objet
Ce module présente les concepts fondamentaux de la conception d’algorithmes, de la modélisation selon l’approche objet et de la programmation orientée objet. Modélisation et implémentation en java (notion de classe, diagramme de classe UML, héritage, classes abstraites, interfaces, package, visibilité, unité de compilation). Programmation événementielle (interface graphique). Récursivité. Introduction à la complexité algorithmique
6KEPLN61 Anglais
Consolider le niveau B1 (groupes faibles), atteindre B2+ (groupes forts). Consolider compétences professionnelles (écriture de rapport scientifique) Commencer la préparation au TOEIC.
6KEPLN62 Langue vivante 2
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Consolider le niveau B1 (groupes faibles), atteindre le niveau B2 (groupes forts) Consolider A2 (groupes débutant).
6KEPLN63 Communication
Sensibilisation aux écrits professionnels, rédaction d’un Curriculum Vitae et d’une lettre de demande de stage ou de candidature spontanée à une annonce. Techniques d’argumentation: différents types de plans, l’articulation, les connecteurs. Préparation à la soutenance en groupe de projet de 1ère année.
6KEPLN64 Connaissance de l’entreprise
Mesurer l’importance de la mise en œuvre d’une stratégie (mix-marketing), évaluer les conséquences de cette mise en œuvre, maîtriser les risques, et appréhender la notion de «posture éthique». Appréhender les outils de gestion à disposition des chefs d’entreprise pour évaluer la santé de leur entreprise, élaborer de nouvelles stratégies. Introduction à la gestion financière et comptable.
6KEPLN65 Habilitation électrique
Aborder les problèmes de la sécurité des personnes et des biens dans le monde du travail. Former, plus spécifiquement, les étudiants au risque électriques. Obtenir la certification APAVE « BR ».
5KEPLN51 Projet
Au travers d’une étude de grande ampleur de type ingénierie de conception, il s’agit d'entrevoir la multiplicité des savoir-faire requis pour mener à bien un projet d'ingénierie s'inscrivant dans le profil ingénieur ENSEM. L’étude demande la mise en œuvre de compétences scientifiques, techniques, organisationnelles et de savoir faire en communication. Elle exige de trouver des solutions acceptables au problème du “Comment conduire un projet à son terme malgré les nombreuses contraintes matérielles et humaines existantes ?". Le projet de première année est couvert par deux modules.
6KEPLN13 Enjeux de la transition énergétique
Ce module est le premier d’une série de 4.Ces modules, principalement assurés sous forme de conférences industrielles, ont pour but de faire acquérir à tous les élèves de l’ENSEM une solide culture scientifique dans le domaine de l’énergie. Ce premier module est consacré aux enjeux et défis de la transition énergétique : les scénarios de la transition énergétique, le marché national et mondial de l’énergie, sources d’énergie, vecteurs énergétiques.
6KUPLN07 Activités sportives
La pratique régulière d’une activité sportive s’intègre dans la formation générale des élèves en favorisant leur équilibre, en développant le rôle de l’action et de la compétition. Enfin, elle participe à rendre les élèves plus autonomes et responsables. Le choix d’une activité sportive par semestre est proposé aux élèves en coordination avec le SUAP.
6KEPLN81 Stage industriel
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Ce stage de type « ouvrier » a pour objectif de faire découvrir l’entreprise par le biais d’un travail d’opérateur et de permettre l’observation de certains aspects de la vie des entreprises concernant l’organisation, la communication et la gestion.
Enseignements de 2ème année
7KETCN61 Probabilités& statistiques
- poser les bases pour pouvoir utiliser les outils de statistiques - introduire et apprendre à manipuler les variables aléatoires, afin de modéliser les
problèmes aléatoires(utilisables en analyse du signal, sûreté des systèmes, modélisation des durées de vie decomposants, etc.).
7KETCN62 EDP
Equations aux dérivées partielles: formulations variationnelles pourles problèmes elliptiques, théorème de Lax-Milgram, compléments de distributions et espaces deSobolev, cadre hilbertien des espaces de Sobolev et théorie variationnelle.
7KETCN63 Optimisation discrète
Introduction aux graphes, modes de représentation ; Etude de la connexité, parcours eulériens et Hamiltoniens ; Méthodes de recherche de chemins ; Arbres, arborescences, réseaux, réseaux de transport et flots ; Couplages et problèmes d'ordonnancement ; Programmation linéaire, algorithme du simplexe.
7KETCN71 Initiation aux transferts thermiques
Le module d’initiation aux transferts thermiques a pour objectif de donner aux élèves les bases nécessaires à l’estimation des échanges d’énergie thermique par conduction, convection et rayonnement. Chaque mode de transfert est étudié théoriquement et illustré sous forme d’exercices d’application et de problèmes puis est étudié expérimentalement en travaux pratiques.
7KETCN72 Machines Electriques
Acquérir une formation de base sur la conversion électromécanique. Maîtriser la modélisation et la mise en œuvre des machines à courant continu, synchrone (étude des différents types de fonctionnement en moteur, générateur ou compensateur synchrone, étude de la saturation par le modèle de Behn-Eshenbourg) et asynchrone (constitution, modèle externe, schéma monophasé équivalent, étude de la caractéristique externe, identification des paramètres, étude des fonctionnement moteur et générateur, entraînement à vitesse variable).
7KETCN81 Traitement du Signal
Maîtriser les concepts et outils classiques de traitement du signal pour l’analyse des signaux analogiques et numériques : représentation fréquentielle et temps échelle des signaux, filtrage numérique (transformée en z, analyse fréquentielle d’une transmittance, synthèse des filtres), signaux aléatoires (densités spectrales, fonctions de corrélation, représentation temporelles et fréquentielles, définition du bruit blanc et du rapport signal à bruit).
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7KETCN82 Bureau d'étude Régulation
Etude multidisciplinaire (électrotechnique, électronique et automatique) d’un système électromécanique de type industriel. Conception et mise en œuvre d’une régulation de vitesse d’une machine à courant continu à excitation indépendante : modéliser, au sens des valeurs moyennes, un système non-linéaire de type (commande, convertisseur, machine tournante), identifier les paramètres statiques et dynamiques du modèle ; calculer, implanter et tester les asservissements de courant et de vitesse de la machine tournante.
7KEFGN61 Anglais
L’objectif de ce module est de préparer tous les étudiants à la certification externe la plus adaptée à leur niveau et leurs besoins (TOEIC, TOEFL, IELTS, GRE)
7KEFGN62 Langue vivante 2
Préparation à une certification externe. Développement de compétences professionnelles.
7KEFGN63 Communication
Dans la première partie l’accent est mis sur le développement des capacités à rédiger un rapport conséquent. La seconde partie est consacrée à l’approfondissement des techniques de communication
KEFGN64 Enjeux pour la production et la distribution de l’énergie
Ce module est le second d’une série de 4. Ces modules, principalement assurés sous forme de conférences industrielles, ont pour but de faire acquérir à tous les élèves de l’ENSEM une solide culture scientifique dans le domaine de l’énergie. Ce deuxième module est consacré aux enjeux et défis dans le domaine de la production et de la distribution d’énergie: les différents modes de production, énergies renouvelables, les réseaux d’énergie, la problématique du stockage.
7KEMAJ11 Mécanique des fluides
Ce cours vise à donner les notions fondamentales de mécanique des fluides pour la compréhension des écoulements et pour les transferts de chaleur et de masse. Ces connaissances permettront par ailleurs d’appréhender les principales problématiques liées à des procédés industriels comme la production, la conversion ou le stockage d’énergie.
7KEMAJ12 Turbulences et intensification des transferts
De nombreux systèmes énergétiques comportent des écoulements turbulents. Ce caractère turbulent influe sur les transferts de chaleur et de masse. L’objectif du cours est de se familiariser avec les concepts physiques de la turbulence et les modèles simples de turbulence : longueur de mélange, k-epsilon. La finalité est d'acquérir des connaissances sur les mécanismes turbulents agissant sur les phénomènes de transfert et de savoir modéliser un problème qui relève de la turbulence et le résoudre dans des cas simples.
7KEMAJ21 Dynamique des solides et des structures
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L’objectif du module est d’introduire les méthodes d’analyse du comportement vibratoire des structures. Le formalisme théorique conduisant aux équations de mouvement est présenté, et dans un second temps, les principales méthodes numériques associées seront développées.
7KEMAJ22 De la microstructure aux propriétés des matériaux
On présentera dans ce cours la relation liant l’architecture microstructurale des matériaux à leurs propriétés macroscopiques. Ce lien microstructure – propriétés d’emploi pour les principales classes de matériaux (alliages métalliques, polymères) sera établi en fonction des différents types de sollicitations : mécanique, thermiques, physico-chimiques.
7KEMAJ31 Electronique de puissance approfondie
Ce module donne des compléments sur les convertisseurs statiques. Il s'intéresse en particulier aux onduleurs multi-niveaux et aux commandes de type MLI, aux montages redresseurs à indices de pulsation élevés et aux alimentations DC-DC isolées.
7KEMAJ32 Magnétodynamisme
Connaître les équations de Maxwell dans l'ARQS et les problèmes associés. Savoir résoudre des exemples académiques dans le cadre de la magnéto-harmonique. Savoir formuler proprement un problème avec présence de courants induits.
7KEMAJ41 Matériaux pour le Génie Electrique
Ce module est consacré à l'étude et la caractérisation des matériaux utilisés en génie électrique (les matériaux magnétiques, les isolants, les aimants permanents, etc.).
7KEMAJ42 Composants semi-conducteurs de puissance
Ce module vise à donner aux étudiants les éléments de connaissances requis pour la conception d'un convertisseur d'électronique de puissance. Il s'agit d'étudier les fonctions semi-conductrices de base, les principes de fonctionnement, les comportements statique et dynamique, l'encapsulation, l’environnement électrique (cellule de commutation, commande).
7KEMAJ51 Systèmes temps réel et embarqués
Ce module permet aux étudiants d’acquérir les connaissances de base et les concepts et principes d’un système temps réel permettant le développement d’applications temps réel embraqués. L’élaboration et la conception de ces systèmes nécessitent une maîtrise des concepts de la synchronisation et la communication entre leurs tâches et une bonne connaissance des différents algorithmes et techniques d’ordonnancement pour le respect de leurs contraintes temporelles.
7KEMAJ52 Conception des systèmes numériques
Donner aux étudiants une maîtrise des outils de la conception des systèmes numériques et les moyens de concevoir des circuits de moyenne complexité (quelques milliers de portes logiques) sur des circuits configurables (FPGA)
7KEMAJ61 Modélisation des Systèmes à Evénements Discrets
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Ce module donne les bases de modélisation et d’analyse des SED. Il vient en complément des fondements théoriques acquis en tronc commun ENSEM (Algèbre de Boole, Langages, Automates). L’accent est mis sur les modèles à base de réseaux de Petri (généralisé, coloré, temporisé, interprété) de Statechartset de Grafcet (formalisme & sémantique opérationnelle).
7KEMAJ62 Stabilité et stabilisation des systèmes non linéaires
Ce module donne les bases permettant l’analyse et la commande des systèmes dynamiques non linéaires. En s’appuyant sur les limitations des méthodes fondées sur l’utilisation de modèles linéaires, ce module introduit les phénomènes non linéaires principaux et les méthodes d’analyse et de synthèse appropriées. En ce qui concerne l’analyse, les méthodes développées sont celles du premier harmonique, du plan de phase et de Lyapunov. La synthèse de lois de commande stabilisante est envisagée à travers les méthodes de commande par modes glissants et par platitude. Les approches présentées dans ce cours sont illustrées sur un problème concret inspiré d’un benchmark d’EDF.
8KETCN71 Probabilités et Statistiques 2
Ce cours de statistique permet aux étudiants de se confronter à la description et la modélisation de données issues de problèmes réels (par exemple : caractéristiques techniques de pièces produites en usine, consommation en énergie, pollution, etc.). Il leur faudra : proposer une description synthétique des données
modéliser les données
tester des hypothèses sur les données.
8KETCN72 Analyse numérique
Le but est de donner des compléments aux notions vues première année sur les méthodes numériques en optimisation en dimension finie (études théoriques de problèmes d’optimisation, algorithmes numériques pour l’optimisation sans contrainte et avec contraintes, méthodes de l’optimisation globale (recuit simulé, algorithmes génétiques).
8KEFGN71 Anglais
Faire une présentation, claire et structurée en anglais en utilisant efficacement des techniques de communication. Travail sur la structure, les expressions nécessaires au guidage (signposting) optimisation du contenu et de l’utilisation des slides sur powerpoint ou Prezi Gestion du non-verbal. Travail sur la prononciation, le rythme, le placement de voix Travail sur les techniques de communication ( impact techniques, rapport building)
8KEFGN72 Langue vivante 2
Travail sur divers exercices de préparation et d’entraînement aux certifications externes dans toutes les activités langagières (compréhension orale, compréhension écrite, production écrite, grammaire et vocabulaire, et production orale).
Préparation à la prise de parole en continu et en public
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8KEFGN73 Connaissance de L’Entreprise 3 (jeu d’entreprise)
La simulation de gestion d'entreprise est un module d’application des notions apprises en gestion, en marketing, en finance et en production de biens. Fondé sur un travail de groupe, ce jeu d’entreprise offre un moyen efficace pour appréhender concrètement l’imbrication des décisions commerciales, financières, humaines et les relations de l’entreprise avec son environnement. Il donne à chacun la possibilité de tester ses aptitudes à réagir aux aléas de la conjoncture, aux coups de boutoir de la concurrence, à partir d’informations imparfaites et en temps limité.
8KEFGN74 Efficacité énergétique et développement durable
Ce module est le troisième d’une série de 4 (EC S6-01-2, EC S7-01-6, EC S8-01-3 et EC S9). Ces modules, principalement assurés sous forme de conférences industrielles, ont pour but de faire acquérir à tous les élèves de l’ENSEM une solide culture scientifique dans le domaine de l’énergie. Ce troisième module est consacré aux enjeux et défis de l’efficacité énergétique : performances des systèmes énergétiques en termes d’efficacité énergétique, optimisation de l’usage de l’énergie dans le domaine des transports ou des procédés industriels, accommodation de l’offre à la demande énergétique, méthodes et outils pour le développement durable.
8KEFGN75 Communication
Approfondissement des techniques de communication nécessaires à la prise de parole en public.
8KEMAJ11 Analyse numérique pour la mécanique
L’objectif est d’acquérir les connaissances fondamentales nécessaires au calcul numérique pour la mécanique. Des problèmes concrets appliqués aux transferts thermiques et à la mécanique des fluides et du solide, utilisant les méthodes de résolution par différences finies, par éléments finis et par volumes finis sont traités théoriquement travaux dirigés et les schéma numériques sont programmés en travaux pratiques sur machine.
8KEMAJ12 Mécanique non-linéaire des matériaux
Ce cours a pour objectif de présenter différentes classes de comportements mécaniques non-linéaires de matériaux. Il s’intéressera aux solides élastiques linéaires, non linéaires ou viscoélastiques, isotropes ou anisotropes, en présentant à la fois des aspects de modélisation et de caractérisation.
8KEMAJ20 Conversion d’énergie fluide
L’objectif de ce cours est de se familiariser avec les procédés de conversion d’énergie fluide utilisés dans les systèmes de production d’énergie électrique et de stockage d’énergie. Ce cours ne traitera que de la partie conversion mécanique, à savoir turbines hydrauliques, turbopompes et éoliennes. Il sera complété par un cours sur les procédés de conversion électromécanique et de traitement de l’énergie électrique. La finalité est d’acquérir les connaissances sur les familles de turbomachines, sur leurs caractéristiques de fonctionnement et sur leur rendement. En outre, ce module apporte aux étudiants un savoir-faire dans la prédiction du fonctionnement par des approches simplifiées de ces turbomachines ainsi que dans le dimensionnement des organes de conversion d’énergie mécanique.
8KEMAJ21 Thermodynamique des machines et des systèmes énergétiques
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Ce module a pour objectif de donner les bases nécessaires à l’étude du mode de fonctionnement et pré-dimensionnement des systèmes de production d’énergie. Il s’agit d’avoir les éléments pour déterminer leurs performances énergétiques en vue de leur optimisation. Les principaux systèmes étudiés seront les cycles moteurs à combustion interne ou externe, les cycles à turbine à vapeur et à gaz, les cycles combinés et la production de froid.
8KEMAJ22 Thermique pour les transferts dans les systèmes
Le module propose une analyse détaillée des transferts de la chaleur par convection et conduction et une introduction à la métrologie thermique et aux méthodes numériques pour la thermique. On développe en particulier les méthodes de calcul d'efforts et de transferts de chaleur sur des obstacles en mouvement, en utilisant le concept de couche limite, la modélisation et les méthodes mathématiques de résolution des problèmes de conduction.
8KEMAJ30 Conversion et transfert d’énergie, structures : études de cas
Ce module est dédié à la mise en pratique des connaissances théoriques acquises dans le département à travers l’étude d’un problème de mécanique des fluides, de mécanique du solide, de thermique et de thermodynamique des systèmes dans son ensemble en imaginant et en développant plusieurs approches expérimentales et théoriques. Dans chaque cas, il s’agit d’établir un plan de travail et d’imaginer le protocole expérimental en utilisant les outils de métrologies pour les fluides, le solide et les transferts thermiques. L’ensemble du plateau technique du département et les ressources numériques nécessaires sont mis à la disposition des étudiants.
8KEMIN11 Conversion électromécanique et sources d’énergie
Connaître différentes architectures et les principales caractéristiques des alternateurs, maîtriser la modélisation en vue de la commande des alternateurs et la gestion des systèmes de conversion d’énergie renouvelable (éolienne, hydrolienne, etc.) sont des éléments essentiels pour engager une réflexion complète sur les systèmes de production d’énergie électriques. Les éléments de cours sont appliqués dans le cadre de travaux pratiques réalisés sur la plateforme Energie de l’ENSEM : étude et mise en ouvre d’un système hybride de génération d’énergie électrique associant différentes sources (pile à combustible, éolienne, générateur photovoltaïque) et moyens de stockage (batteries, super-condensateurs).
8KEMIN12 Systèmes Dynamiques : Identification, Réduction et Stabilisation
Connaître différentes architectures et les principales caractéristiques des alternateurs, maîtriser la modélisation en vue de la commande des alternateurs et la gestion des systèmes de conversion d’énergie renouvelable (éolienne, hydrolienne, etc.) sont des éléments essentiels pour engager une réflexion complète sur les systèmes de production d’énergie électriques. Les éléments de cours sont appliqués dans le cadre de travaux pratiques réalisés sur la plateforme Energie de l’ENSEM : étude et mise en ouvre d’un système hybride de génération d’énergie électrique associant différentes sources (pile à combustible, éolienne, générateur photovoltaïque) et moyens de stockage (batteries, super-condensateurs).
8KEMAJ41 Modélisation et commande des actionneurs électriques
Introduire les outils et les transformations nécessaires à la modélisation dynamique des systèmes électriques. Établir les modèles dynamiques en vue de la simulation et en vue de la commande des onduleurs de tension et des machines synchrones triphasés. Étudier différentes stratégies de
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contrôle des variables électriques et mécaniques de machines synchrones triphasées en fonctionnement moteur ou générateur. Savoir faire la simulation numérique et mettre en œuvre la commande vectorielle des machines synchrones alimentées par onduleurs de tension.
8KEMAJ42 Electronique de commande
Ce module a pour but de maîtriser les outils nécessaires à la réalisation des organes de commande permettant le contrôle numérique des convertisseurs statiques. Les fondamentaux de la logique combinatoire et séquentielle sont enseignés en premier lieu qui sont suivi des principes des circuits reconfigurables avec une initiation au langage VHDL, les principes de conversion Numérique-Analogique et Analogique-numérique et les processeurs dédiés à l'implantation numérique des algorithmes de commande. Ces éléments de base, servent en suite à la mise en œuvre d'une commande de convertisseurs statiques associés à des machines électriques.
8KEMAJ51 Régimes transitoires et déséquilibrés des machines électriques
Ce module donne des compléments sur les fonctionnements spéciaux des machines électriques synchrones et asynchrones. En particulier, il traite de la saturation par le modèle de Potier ainsi que des régimes déséquilibrés et transitoires des machines synchrones et asynchrone. Le cours donne aussi une initiation sur le moteur asynchrone monophasé ainsi que quelques machines spéciales.
8KEMAJ52 Réseaux électriques de distribution
Ce module a pour but d'étudier principes et les problématiques du transport de l’énergie électrique. On étudie tout d'abord les constituants des réseaux (lignes, câbles, transformateurs) ; puis la modélisation électrique en régime permanent et le schéma équivalent du réseau. La méthodologie de la position du problème des répartitions de puissance et la détermination de la répartition optimale et les méthodes de résolution et de réglages de fréquence ou de tension sont abordées.
8KEMAJ61 Modélisation numérique des dispositifs magnétiques
Ce cours est une initiation au calcul des champs électromagnétiques par les méthodes numériques (méthode des éléments finis). L'accent est mis sur les dispositifs magnétiques utilisés en électrotechnique pour en faire l'identification des paramètres externes (inductances, capacité et résistance équivalente) ainsi qu'au bilan de conversion d'énergie (calcul des efforts, chauffage par induction, etc.).
8KEMAJ62 Modélisation et commande des convertisseurs statiques
L'objectif du cours est de permettre aux étudiants de maîtriser les outils méthodologiques de base permettant d'établir les modèles dynamiques en vue de la simulation et de la commande des convertisseurs statiques utilisés dans la conversion DC DC, et ceci dans tout leur mode de fonctionnement. Seront étudiées la modélisation des convertisseurs statiques en mode conduction continue et discontinue, puis les différentes stratégies de contrôle de la tension de sortie et du courant inductif.
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8KEMIN21 Thermique, Turbines et analyse vibratoire
Ce module vise à donner des compléments sur les aspects thermiques et mécaniques aux élèves de la majeure "Energie Electrique". Trois thèmes principaux sont traités :
- Modélisation thermique des dispositifs électriques (machines électriques et composants de puissance)
- Etude et caractérisation des turbines hydrauliques et éoliennes pour la conversion électromécaniques des énergies renouvelables
- Etude du comportement mécanique vibratoire des solides en rotation (modes propres des lignes d'arbre).
8KEMIN22 Stabilité des systèmes et sûreté de fonctionnement
Ce module vise à donner des compléments en sciences de l'information au service des systèmes électriques pour aux élèves de la majeure "Energie Electrique". Ces compléments portent sur les outils d'analyse de la stabilité des systèmes non linéaires, ainsi que sur les méthodes de diagnostic des systèmes afin d'améliorer leur sûreté de fonctionnement.
8KEMAJ71 Transmission de l’Information
L’objectif est de comprendre les fondements de la théorie de l’information et les concepts de mise en œuvre dans les transmissions de données numériques. Les modèles de représentation de l’information présentés dans ce cours permettent de montrer que les débits de transmission, et en conséquence les services offerts aux utilisateurs, deviennent de plus en plus importants. Les avancées significatives sont fondamentalement dues à une interaction de plus en plus efficace entre techniques et supports de transmission : c'est-à-dire entre la théorie de l’information, le codage de source, le codage de canal et les caractéristiques des formats de transmission
8KEMAJ72 Réseaux industriels et embarqués
Ce module vise deux objectifs complémentaires : - Connaître les concepts, les mécanismes de base du modèle OSI, les principaux protocoles
des couches basses du modèle, les caractéristiques des réseaux industriels et embarqués. - Maîtriser quelques techniques de représentation formelle de protocoles et/ou services à
des fins de validation, de test, savoir évaluer les délais caractéristiques dans les systèmes de transmission de données.
8KEMAJ81 Commande et filtrage optimal des systèmes
Pour le pilotage des systèmes dynamiques, ce module présente les outils (Programmation non linéaire, Programmation dynamique, Principe de Pontryaguine) permettant de faire la synthèse d'une commande par la minimisation d'un critère (temps, énergie, dépenses, etc.). Il aborde également le problème de l'estimation en présence d’une mesure incomplète et du filtrage optimal avec le filtre de Kalman et la commande LQG/LTR. Une part importante de ce cours est consacrée à l'illustration et à la mise en œuvre sur des exemples pratiques (Synthèse de commande LQ, temps minimum, allocation de ressource, plan d’investissement, chemin dans un graphe, etc.)
8KEMAJ82 Commande numérique
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Afin de mettre en œuvre les asservissements en milieu industriel, l’usage d’outils informatiques comme organes de contrôle des processus asservis est essentiel. C’est le cas par exemple des ordinateurs ou des microcontrôleurs qui peuvent, entre autre, assumer des fonctions de calculateurs numériques. Les objectifs de ce cours sont alors la modélisation de la boucle fermée, l’analyse du système bouclé et la conception de commandes numériques qui satisfont un cahier de charges.
8KEMAJ91 Sûreté de fonctionnement
Ce module donne les bases pour l’analyse prévisionnelle des risques et de la sûreté de fonctionnement et des outils pour la vérification de propriété de sûreté. Les concepts généraux de la sûreté de fonctionnement sont développés avec deux volets : évaluation prévisionnelle de la fiabilité et de la disponibilité et vérification formelle de propriétés de sûreté.
8KEMAJ92 Bases de données
Ce module donne les bases permettant de concevoir et mettre en place une base de données relationnelle et la maîtrise des techniques d’interfaçage entre une base de données et un langage de haut niveau et Web. Il couvre la conception et l’exploitation des bases de données relationnelles ainsi que l’interrogation via des connecteurs (JDBC). Il introduit aussi l’utilisation des documents structurés en langage XML pour des applications web dynamiques.
8KEMIN31Réseaux Electriques et Conversion
Ce module a pour but de fournir aux élèves de la majeure Systèmes, Informations et Energie, les fondements en termes de réseaux d’énergie électrique (sources de production, chaines de conversion, gestion du réseau et stabilité) pour pouvoir appréhender en S9 les enseignements proposés dans le module Smart Grid. Des illustrations seront données sur la plateforme « Véhicule du futur » de l’ENSEM.
8KEMIN32 Modélisation sources et stockage
Ce module a pour but de fournir aux élèves de la majeure Systèmes, Informations et Energie, les fondements en termes de modélisation des différentes formes de production d’énergie (solaire, éolien, pile à combustible) et des différentes formes de stockage. Des illustrations seront données sur la plateforme « Energie » de l’ENSEM.
Enseignements de 3ème année
Projet de fin d’étude
Travail personnel ou de groupe réparti sur un semestre. Le sujet est proposé par un tuteur enseignant-chercheur qui est chargé du suivi de l'élève jusqu'à la rédaction d'un rapport et la soutenance publique qui se déroule avant le départ en stage dans l'industrie. Les objectifs sont de savoir mener un projet de recherche ou industriel sur une période de 6 mois, de trouver des références de documents scientifiques, en rapport avec le projet et de faire de la veille scientifique.
9KEFGN61 Anglais-5
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Cette EC est constituée de 2 modules à visée professionnelle: Interacting Professionally et English for Engineering. L'objectif de l'EC est de donner aux étudiants des compétences en anglais des affaires et en anglais scientifique.
9KEFGN62 Anglais : soutien B2
Cette EC est destinée aux étudiants n'ayant pas encore validé le niveau B2. L'objectif est de leur permettre d'atteindre un score de 785 au test du TOEIC
9KEFGN63 LV2-5
L'EC langue vivante 2 se compose de 2 modules Module à visée professionnelle: le monde du travail, l'entretien d'embauche, langue des affaires. Jeux de rôles, travail en équipe. Modules à visée scientifique et technique: présentation de ses études, de l'Ensem, de Tps. Étude d'articles scientifiques. Discussions et débats autour de sujets scientifiques et techniques. Projets en équipes. Modules à visée culturelle: histoire, géographie, économie, uses et coutumes d'un pays où la langue étudiée est parlée. Projets en équipe.
9KEFGN64 Insertion Professionnelle
Amener les étudiants à gérer efficacement une recherche de stage, un emploi en français et en anglais à travers des ateliers, des conférences et des simulations. Amener les étudiants a prendre position dans un environnement industriel et technologique varié a travers des exercices de prise de parole en public, négociation. Apporter aux étudiants des bases en matière de management d'une équipe projet
9KEFGN65 La recherche en énergie
Ce module est le dernier d’une série de 4 Ces modules, principalement assurés sous forme de conférences industrielles, ont pour but de faire acquérir à tous les élèves de l’ENSEM une solide culture scientifique dans le domaine de l’énergie.
9KEM6N11 Méthodes et outils numériques
L'objectif de ce module est de présenter, d'utiliser et d'apprendre à maitriser à travers des cours, TP et Tutoriaux des méthodes et outils numériques (Fluent sous Workbench,ComsolMultiphysics, FlexPDE, etc.) adaptés à la simulation numérique de systèmes énergétiques où les différents modes de transfert (conduction, convection et rayonnement) apparaissent couplés (turbulence, convection naturelle, boucle fluide, changement de phase, écoulements diphasiques, écoulements à frontières libre, multi-composants, etc.). La modélisation numérique des écoulements compressibles (ondes de chocs et détentes dans une tuyère, trafic urbain, etc.) et les schémas numériques spécifiques associés sont également abordés.
9KEM6N21 Métrologie
Il s’agit de présenter et de maîtriser les outils de mesures utilisés en transferts thermiques et en mécanique des fluides : Mesures de température et de flux avec et sans contact (caméra
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infrarouge) – Mesures de vitesse, de température et de concentration d’espèce dans les fluides en écoulement par vélocimétrie et granulométrie laser, spectroscopie de fluorescence, vélocimétrie par images de particules. L’objectif est d’en connaitre les principes physique, savoir les mettre en œuvre expérimentalement et en connaitre la précision et les limites. Cette partie est complétée par l’introduction aux méthodes inverses qui visent à mesurer les paramètres intrinsèques caractéristiques des transferts de chaleur et de matière.
9KEM6N22 Caractérisation des transferts
Dans la continuité des enseignements de métrologie et d’étude des transferts thermiques, ce module a pour objectif l’introduction des méthodes de mesure des paramètres physiques associés aux transferts de chaleur et de matière. Il introduit les techniques d’étude de sensibilité et des moindres carrés non-linéaires nécessaires à la détermination expérimentale des paramètres intrinsèques aux matériaux et systèmes.
9KEM6N31 Transferts couplés en milieux complexes
Approfondir les connaissances en transferts de chaleur et de masse notamment lorsque plusieurs mécanismes sont impliqués et les appliquer à des milieux de structures complexes tels que les milieux poreux par exemple. Les exemples étudiés seront appliqués aux problématiques énergétiques telles que l’isolation thermique, le stockage de la chaleur, …
9KEM6N32 Ecoulements pour les procédés
L’objectif de ce cours est d’apporter les connaissances suffisantes pour décrire les écoulements complexes rencontrés dans diverses situations industrielles ou naturelles où le comportement visqueux newtonien ou non-newtonien du fluide joue un rôle prédominant. Ces écoulements sont fréquemment rencontrés dans les procédés de mise en forme des matériaux (lubrification, enduction, filage, extrusion, coulée continue), les procédés micro-fluidiques (microréacteur, micro-mélangeur) ou bien encore agroalimentaire, pharmaceutique, etc. Dans la plupart de ces situations les fluides manipulés sont fortement non-newtoniens (appelés fluides complexes) et il est donc nécessaire de prendre en compte leur rhéologie pour comprendre, décrire et optimiser les écoulements.
9KEM6N41 Echangeurs et chaleur fatale
L’objectif du module est d’apporter les connaissances nécessaires pour pré-dimensionner différents types d’échangeurs de chaleur, optimiser les paramètres de fonctionnement et déterminer les performances prévisibles de l’échangeur. Une attention particulière est portée sur la chaleur dissipée dans les installations industrielles et les moyens spécifiques à mettre en œuvre pour la récupérer et l’exploiter afin d’augmenter l’efficacité énergétique des systèmes.
9KEM6N42 Conversion de l'énergie : combustion et turbulence
L’objectif est d’apporter les éléments clefs de la compréhension des phénomènes de combustion en milieu gazeux en en milieu diphasique et de donner les principaux modèles utilisés en combustion turbulente, dans les codes de calcul. Des applications spécifiques à la propulsion aéronautique (turboréacteurs, statoréacteurs) seront proposées.
9KEM6N51 Analyse des mécanismes
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Ce cours introductif consiste à établir la méthodologie permettant d’analyser les mécanismes, notamment de transmission de puissance, présents dans la plupart des systèmes énergétiques ou de transport. Cette méthodologie sera systématiquement illustrée par des études de cas industriels.
9KEM6N61 Structures composites
Dans la plupart des applications industrielles (aéronautique, automobile, stockage, etc.), l’enjeu consiste à optimiser les propriétés des structures et leur masse. Des structures composites minces (plaques, coques) peuvent constituer des solutions technologiques performantes. Les procédés d’élaboration et les techniques de modélisation seront exposés.
6KEM6N62 Matériaux innovants
Ce module constitue une synthèse des connaissances acquises en mécanique et en science des matériaux. De nouveaux besoins naissent sans cesse dans le domaine de l’énergie en ce qui concerne les performances demandées aux matériaux. Ces contraintes exigeantes imposent d’établir une méthodologie efficace de sélection des matériaux. Il s’agira notamment de considérer simultanément les critères liés aux sollicitations à haute température, à la durabilité, aux aspects économiques et de disponibilité (ressources naturelles) ainsi qu’aux modes d’élaboration.
9KEM6N71 Simulation par éléments finis
La méthode des éléments finis fait dorénavant partie du bagage nécessaire à l’ingénieur en mécanique, et permet de simuler le comportement de matériaux ou de structures soumis à différentes sollicitations thermomécaniques. Dans le cadre de ce cours, les éléments de théorie nécessaires à la maîtrise de codes utilisant la méthode des éléments finis sont d’abord présentés. Dans un second temps, la méthode est appliquée à des cas concrets sous la forme de TP numériques.
9KEM6N72 Conception numérique
Durant ce module, les étudiants seront amenés à prendre en main les outils numériques (CATIA) permettant de concevoir différents systèmes et d’en analyser les aspects cinématiques et mécaniques.
9KEM6N81 Plasticité et procédés de mise en forme
On présentera les grandes familles de procédés de mise en forme par déformation plastique des matériaux (extrusion, emboutissage, laminage, etc.). Le comportement macroscopique des matériaux en grandes déformations plastiques sera décrit, notamment en relation à leur microstructure. Les principaux procédés ainsi que les modélisations associées concerneront principalement les alliages métalliques et les polymères.
9KEM6N82 Fatigue et rupture des matériaux et des structures
Ce module s’inscrit dans la continuité du module de mécanique non-linéaire des matériaux. Il concerne notamment l’étude de l’endommagement et de la rupture des matériaux, et des structures sous sollicitations thermomécaniques. La description microstructurale couplée à la
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modélisation devra conduire à l’établissement de lois de comportement pouvant alimenter les codes de simulation numérique.
9KEGEN11 Modélisation et Commande de la Machine Asynchrone
Etablir les modèles dynamiques en vue de la simulation et de la commande des machines asynchrones alimentées par onduleurs de tension. Étudier différentes stratégies de contrôle vectoriel de ces machines basées sur l'orientation du flux rotorique, l'orientation du flux statorique ou la commande directe du couple (DTC). Etendre ces stratégies au contrôle de machines asynchrones à double alimentation (MADA). Savoir mettre en œuvre la commande vectorielle des machines asynchrones en fonctionnement moteur ou générateur.
9KGEN12 Conception des Alimentations à Découpage
Connaissance des principales structures de puissance DC DC isolées utilisées dans les dispositifs de conversion d’énergie électrique Savoir modéliser, dimensionner et contrôler de manière optimale des alimentations à découpages via l'étude et la mise en œuvre d’un dispositif expérimental permettant de prendre en compte l’ensemble des contraintes de réalisation
9KGEN13 Compatibilité Electromagnétique
Ce module vise à cerner les problématiques des perturbations et des interférences électromagnétiques provoquées par tout appareil ou système étant le siège de phénomènes de commutation dus à l’utilisation des interrupteurs de puissance. Il dispense la méthodologie d’analyse et de synthèse afin de trouver les remèdes appropriés pour améliorer les immunités et les susceptibilités dégradés.
9KEGEN21 Modélisation et Conception des Machines Synchrones
Ce cours donne les éléments nécessaire à la conception de machines électriques et de leur modélisation en utilisant des méthodes numériques enélectromagnétique. La modélisation des bobinages et le calcul des paramètres externes sont également étudiés. Le cours donne une méthodologie de la conception analytique des machines synchrones (à aimant permanent ou à rotor bobiné) . Dans ce cours les étudiants devront mener un projet individuel pour concevoir une machines électriques répondant à un cahier des charges.
9KGEN22 Dimensionnement Analytique des Machines Asynchrones
Comprendre l'influence des paramètres géométriques sur les performances de la machine (courant de démarrage, couple de démarrage et couple maximal). Nous insisterons sur les méthodologies de dimensionnement et l'organisation de cette étude de cas.
9KEGEN31 Transformateurs
Rôle des transformateurs, les différentes technologies (caractéristiques, symboles et utilisation), classification des transformateurs, protection des transformateurs
9KGEN32 Conception par Optimisation des Dispositifs Magnétiques
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Analyse d'un cahier des charges, modélisation orientée pour la conception (modèle dimensionnant), formulation en un problème d'optimisation, résolution de problèmes issus de la programmation non linéaire à variable mixte (MINLP).
9KEGEN41 Elements Théoriques
Connaissance des principes et contraintes de fonctionnement des générateurs photovoltaïques, des piles à combustible, et des dispositifs de stockage associés (batteries, supercondensateurs). Modélisation, mise en œuvre et intégration de ces dispositifs.
9KGEN42 Caractérisation et Mise en Œuvre
Méthodes de caractérisation statique et dynamique des générateurs photovoltaïques et des piles à combustible. Caractérisation par spectroscopie d’impédance. Mise en œuvre, gestion énergétique et hybridation.
9KEGEN51 Stabilité Statique/Dynamique des Réseaux Electriques
Ce module est dédié à l'analyse de stabilité et la stabilisation des microgrids DC et AC. Outre les problèmes liés aux ressources énergétiques limitées, les interactions entre différents sous-systèmes à contrôler et les interactions entre sous-systèmes doivent être pris en compte dans ces systèmes. L’enseignement des notions évoquées ci-dessus est envisagé avec une mise en œuvre pratique s’appuyant sur les systèmes électrotechniques. Le programme comprend : outils d'analyse de stabilité dont l'approche Lyapunov pour l’analyse de stabilité des microgrids, estimation du domaine stable, dimensionnement de stabilisateurs pour les microgrids, spectroscopie d’impédance et impédances virtuelles, et stabilisation centralisée ou répartie des microgrids. A part des exemples pratiques donnés tout le long du cours, un cas d'étude, correspondant à un microgrid industriel sera détaillé pour montrer comment les concepts ci-dessus permettent d'optimiser le coût, le poids, le volume et l'efficacité énergétique des microgrids.
9KGEN52 Gestion de l’énergie dans les μ-Grids
A l’issue de ce cours, les étudiants auront des compétences étendues sur les différentes architectures de puissance, leur modélisation et les différentes structures de contrôle pour les échanges d’énergie dans les micro-réseaux ainsi que sur le dimensionnement des différents éléments présents.
9KEGEN61 Architecture et commande des convertisseurs statiques
Connaissance des principaux convertisseurs utilisés dans les dispositifs de conversion d’énergie. Choix de l'électronique de puissance, modélisation dynamique et contrôle. modéliser, dimensionner et contrôler de manière optimale des structures d’électronique de puissance dédiées à la gestion et la qualité de l'énergie dans les réseaux électriques
9KGEN62 Systèmes Electriques Polyphasés
Savoir modéliser les machines polyphasées et multi-étoiles et intégrer les contraintes liées aux couplages magnétiques dans leur conception et dans la commande des convertisseurs qui les
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alimentent. Les faire fonctionner en modes normal et dégradés le plus simplement possible avec un rendement élevé
9KEGEN71 Commande et Intégration Numérique
A l’issue de ce cours, les étudiants auront des compétences étendues sur l’analyse, le dimensionnement et la mise en œuvre de lois de commande numérique pour le contrôle des dispositifs du génie électrique, ainsi que sur la mise en œuvre sur des composants d’électronique numérique type DSP ou FPGA.
9KGEN72 Diagnostic et détection défauts
Connaissance des modèles des machines et des convertisseurs d’électronique de puissance en présence de défaut. Connaissance des différentes signatures de défaut des machines électriques alternatives. Mise en œuvre d’une redondance analytique en cas de panne du capteur mécanique.
9KESIN11 Traitement du signal multidimensionnel
Il s’agit de présenter des techniques récentes de traitement du signal, à la fois concernant l'analyse multi-résolution/multi-échelle (ondelettes, temps-fréquences) et l'analyse multicanal (beamforming, séparation de sources). Ces méthodes sont à la base de nombreux algorithmes efficaces de traitement de signal mono ou multi-capteur dédiés au débruitage, à l'extraction et à la compression de l'information et ils sont devenus des outils incontournables pour les ingénieurs de conception ou de contrôle de systèmes complexes.
9KESIN12 Modélisation statistique
Ce cours vise à donner les fondements nécessaires à l'étude des problèmes d'estimation en traitement du signal. Il rappelle les principales notions relatives à l'étude des suites de variables aléatoires puis aborde les problèmes d'estimation d'abord dans le cadre statistique classique puis dans le cadre bayésien. Le parallèle entre interprétation énergétique (minimisation d'un critère composite) et interprétation probabiliste (maximum a posteriori) est également effectué. Ce cours constitue une introduction à la résolution de problèmes inverses et le cas particulier de la déconvolution impulsionnelle sert d'application aux différentes méthodes abordées.
9KESIN21 Surveillance et diagnostic
Ce module introduit les notions de surveillance et de diagnostic et donne les connaissances de base permettant d’appréhender les problématiques associées. La surveillance à base de modèles et la notion de redondance (redondance matérielle, redondance analytique, méthode de vote) sont développées. L’approche de l’espace de parité est présentée dans le cas statique et dynamique linéaire. L’extension à quelques systèmes non linéaires (modèles polynomiaux, modèles affines en la commande) est envisagée. Le module comporte également une partie dédiée à l’utilisation de bancs d'observateurs et aux techniques statistiques élémentaires d’analyse de résidus.
9KESIN22 Sécurité fonctionnelle du contrôle-commande
La sécurité est un élément essentiel des systèmes de production ou de distribution d’énergie électrique (en particulier dans la production nucléaire ou pétrolière). Ce module donne les
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connaissances nécessaires pour mettre en œuvre des moyens de prévention et de protection dans les systèmes critiques, en particulier dans le domaine du contrôle-commande d’installations nucléaires. En premier, les fondements de la sécurité fonctionnelle sont présentés (moyen de prévention et de protection, évaluation de la sécurité, facteurs d’importance, maintenance, etc.). Leur application au domaine du contrôle-commande nucléaire est envisagée selon deux aspects : modèles du système physique secondaire et primaire, architecture de contrôle-commande (défense en profondeur, conception d’architecture, allocation des fonctions dans des matériels avec contraintes de sûreté et de performances temporelles).
9KESIN31 Algorithmique et systèmes distribués
Ce module permettra aux étudiants de comprendre les problèmes liés aux systèmes distribués et d’appréhender les techniques et les algorithmes utiles à la conception et à la réalisation de ces systèmes. Les problèmes abordés sont liés à la distribution des algorithmes et des données entre les différents composants d’une installation industrielle afin de garantir l’accès aux ressources partagées. Les méthodes de résolution s’appuient principalement sur les principes de l’élection, de l’exclusion mutuelle, de la détection et les bases de la synchronisation d’horloges. Ces principes se retrouvent notamment dans des systèmes distribués par l’internet dont le fonctionnement de base sera aussi examiné (TCP/IP, routage, etc.).
9KESIN32 Images, Compression et Cryptage
Le but est de présenter les bases du traitement d’images, de la compression et du cryptage des données. L’accent est mis sur les moyens théoriques et les méthodologies les plus intéressants pour traiter et analyser une image. Ce cours introduit également les principes des dispositifs de compression et de cryptage.
9KESIN41 Smart Grid
L’objectif est de sensibiliser les futurs ingénieurs aux problèmes que posent les systèmes énergétiques complexes en réseau (production d’énergie multi-sources, intermittence de la production, systèmes interconnectés, réseaux de capteurs, etc.). Les notions mises en avant par la majeure SINERGIE concernent les aspects analyse et contrôle de réseaux d’énergie interconnectés et multi-agents ainsi que les aspects relatifs aux réseaux de capteur.
9KESIN42 Green IT
L’objectif de ce module est de présenter les enjeux, les problèmes et les différentes facettes des préoccupations énergétiques liées à l’usage des technologies de l’information et de la communication (ordinateurs, tablettes, consoles de jeux et téléviseurs, téléphones, centres de traitement de données appelés aussi «data center», etc.). En effet, la réduction de la consommation d’énergie et de l’impact carbone liée à l’usage de ces technologies est devenu un enjeu majeur (plus de 10% de la facture énergétique dans les sociétés occidentales). Ce module sensibilise les élèves à la recherche de solutions innovantes et efficaces qu’elles soient liées à la physique des composants, aux logiciels ou aux architectures (comme la virtualisation par exemple).
Stage en entreprise
L’objectif du stage de troisième année est de préparer l’insertion professionnelle des étudiants ; le stage est un moyen essentiel pour confronter les connaissances acquises durant le cursus
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universitaire au savoir faire des entreprises. En effet, ce module de formation pratique est véritablement l’occasion pour l’étudiant, immergé dans un milieu industriel, d’acquérir une culture d’entreprise et de démontrer qu’il possède les compétences humaines, techniques et scientifiques nécessaires pour assumer sa future fonction d’ingénieur.
