M1 E3A - Voie André Ampère - ENS Paris Saclay

Céline DULAC (UPSaclay).

Anglais : 12 séances d'anglais sur un thème pour la préparation au TOEIC

Communication : organiser en 4 ateliers : - Valoriser ses compétences - Veullez son marché - Perfectionner ses outils de candidature - Entretien.

Objectifs :
- donner une culture d’anglais scientifique qui est indispensable à des étudiants de ce niveau et les préparer au TOIEC (test of English for international communication) qui est reconnu par de nombreuses entreprises internationales et certaines universités ;
- apprendre aux étudiants à rédiger un curriculum vitae, une lettre de motivation et les entraîner aux techniques de l'exposé oral.

Contenu :
- anglais : reprises grammaticales et approfondissement, acquisition de vocabulaire et préparation au TOEIC, expression orale (exposé)
- communication : rédaction de curriculum vitae, de lettre de motivation et entraînement aux techniques de l'exposé oral.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE

Mohamed ABBAS-TURKI (McF), Yassine CHITOUR (Pr), Sami TLIBA (McF).

Commande numérique notion de systèmes échantillonnés convertisseurs analogiques-numériques. et numériques-analogiques et modélisation transformée en Z et propriétés fonction de transfert en Z de systèmes linéaires critères de stabilités (Jury, Schur-Cohn…) structure de commande rst et calcul de correcteurs par placement de pôles synthèse pseudo-continue de correcteurs : transformation en w discrétisation de correcteurs continus applications Commande par variables d’état introduction à la notion d’état d’un système modélisation de processus divers et représentation par variables d’état notion généralisée de stabilité propriétés de commandabilité et d’observabilité ; conséquences calcul de correcteurs statiques par retour d’état : placement de pôles mesure par capteurs logiciels : synthèse d’observateurs Principe de séparation et association observateur/retour d’état.

Donner les outils fondamentaux pour traiter des problèmes de contrôle ou d’asservissement de processus continus ou échantillonnés. Cette UE est organisée en deux parties. La première partie est consacrée à la commande numérique des systèmes échantillonnés monovariables (introduction et description de nouvelles notions pour la description, l’analyse et la commande, et méthodes de calcul de correcteurs numériques orientées vers leur mise en œuvre en temps-réel sur support électronique. La seconde partie est une ouverture théorique et pratique vers les méthodes de commande de systèmes monovariables décrits par modèles d’état (temps continu ou discret). Ce type de modèle est à la base des techniques modernes de contrôle, omniprésent dans la recherche et de plus en plus dans l'industrie. L’étudiant apprendra à passer d’une représentation par fonction de transfert vers une représentation d’état et inversement. Les concepts de commandabilité et d’observabilité seront définis pour conduire au concept de capteurs-logiciels : les observateurs. La conception de correcteurs dynamiques monovariables à l’aide de ce formalisme sera abordée. Les travaux pratiques viennent appuyer le cours par la démonstration de l’efficacité des outils étudiés sur des systèmes réels ou simulés pour mettre en évidence la diversité des méthodes de synthèse de correcteurs. Les étudiants ont à leur disposition un outil de simulation de type Matlab/Simulink servant aussi à implanter la commande par le biais d’une carte d’interface de type dSpace.

Formalisme des fonctions de transferts pour la description des systèmes linéaires à temps continu ; Notion d’asservissement par bouclage de la mesure capteur; Algèbre linéaire et calcul matriciel de base niveau licence ; Equations différentielles linéaires à coefficients constants.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE

Mohamed GABSI (Pr. ENS Paris-Saclay), Emmanuel HOANG (PRAG ENS Paris-Saclay), Anthony JUTON (PRAG ENS Paris-Saclay), Javier OJEDA (McF ENS Paris-Saclay), Pierre-Etienne LEVY (McF ENS Paris-Saclay), Morgan ALMANZA (McF ENS Paris-Saclay).

Modélisation physique de la machine synchrone à pôles lisses non saturée établissement d’un modèle Conversion électromécanique Fonctionnement en régime permanent sinusoïdal sur un réseau de puissance infinie Fonctionnement à vitesse réglable ; commande en couple Onduleur de tension Association onduleur machine.

Il s’agit de présenter le principe de fonctionnement d’un actionneur électrique en prenant comme exemple celui construit autour d’une machine synchrone. Nous partirons de la description des différents éléments constitutifs pour arriver à la notion de système. L’accent sera tout d’abord mis sur une approche physique du principe de fonctionnement de la machine électrique pour arriver à la notion de modèle électromécanique utile pour l’élaboration de la commande de l’actionneur. Des compléments d’électronique de puissance seront donnés pour présenter l’alimentation électrique de la machine.

Lois d’électromagnétisme et d’électrocinétique, électronique de puissance.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

GIF-SUR-YVETTE

Abdelhafid ELOUARDI (McF UPSaclay), Ming ZHANG (McF UPSaclay).

Conception de systèmes : - numériques à base de circuits programmables, architecture dédiée (chemins données/contrôle) bus multiplexé, mécanisme d'adressage - de contrôle à microcontrôleurs, Soft-Core architecture microprocesseur, étude d'entrées/sorties (PWM, Timers, CNA…) langage VHDL, édition de lien, méthode de spécification, codage d'automates

Mécanisme d'échanges de données, interruptions matérielles/logicielles mécanismes de synchronisation protocoles d'échange, communication série

Échanges de données inter-systèmes : bus multiplexés, protocole, étude au niveau électrique, matérielle/logicielle étude de cas (bus I2C, SPI, µWire…)

TP : Utiliser un environnement de conception, une carte industrielle à microcontrôleur (ex. automates simples) Interfaçage circuit programmable/microcontrôleur Acquisition de mesures capteurs (can, pwm…) Spécification de communication de données.

Le but de cet enseignement est une introduction à la conception de systèmes électroniques numériques à base de circuits programmables et des microprocesseurs. L'objectif est d'initier à la conception conjointe matérielle/logicielle de systèmes à base de microprocesseurs/microcontrôleurs. Des méthodes de conception du logiciel, orienté automate, seront présentées.

UE d'électronique numérique du L3 E3A de l'Université Paris Saclay ou équivalent UE d'informatique générale du L3 E3A de l'Université Paris Saclay ou équivalent.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY

Fabien ADAM (PRAG ENS), Arnaud BOURNEL (Pr. UPSaclay), Bernard JOURNET (Pr. ENS), Delphine MORINI (Pr. UPSaclay), Gaële PERRUSSON (McF UPSaclay), François SAMOUTH (PRAG UPSaclay), Eric VOURC'H (McF ENS).

Introduction aux systèmes de transmission : - synoptique d'une chaîne de transmission - conditionnement du signal et introduction à la conversion analogique-numérique Circuits pour la transmission : - filtres - multiplieur de tensions et mélangeur - oscillateur et oscillateur contrôlé en tension - boucle à verrouillage de phase Modulation à porteuse sinusoïdale : - modulation d'amplitude (AM) à double bande latérale - détection d'enveloppe et démodulation synchrone (AM) - modulations AM particulières (bande latérale unique ou résiduelle, en quadrature) - modulations angulaires : principes, encombrement spectral (règle de Carson) - exemple de réalisations de modulateurs et démodulateurs FM et PM - bruit dans les quadripôles - bruit et modulation Travaux Pratiques : - Filtrage (LabView ou HPVee) - Boucle à verrouillage de phase à éléments discrets - Modulation et démodulation d'amplitude - Modulation et démodulation de fréquence.

Les enseignements délivrés dans cette UE visent à permettre aux étudiants d'acquérir les bases nécessaires à l'étude des systèmes électroniques de transmission de l'information. Les différents types de modulations à porteuse sinusoïdale seront présentés sous un angle « analogique », ce qui revient à considérer une forme quelconque de signal modulant (incluant donc les formats numériques) et permet de donner une portée générale aux résultats de leur étude. Leurs avantages et inconvénients respectifs seront discutés en termes d'encombrement en fréquence et d'efficacité vis-à-vis du bruit. Nous nous attacherons à aller au-delà de la simple description en termes de blocs fonctionnels en présentant des exemples de circuits permettant la réalisation pratique des fonctions nécessaires aux systèmes de transmission.

UE Électronique analogique : de l'électron au circuit du L3 E3A de l'Université Paris Saclay ou équivalent.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE

Cécile DURIEU (McF ENS), Jean-Pierre BARBOT (McF ENS).

Introduction et rappels : – probabilités – variables aléatoires vectorielles – vecteurs gaussiens Signaux aléatoires : – moments temporels et statistiques, stationnarité, ergodicité – corrélation, densité spectrale de puissance – filtrage – signaux ARMA – applications avec mise en œuvre : estimation de la corrélation, mesure de retard par corrélation, filtrage adapté, synthèse de voyelles Estimation statistique : – grandeurs caractéristiques d’un estimateur – moindres carrés – maximum de vraisemblance – estimateur linéaire en moyenne quadratique – estimateurs bayésiens – application avec mise en œuvre : traitement d'antenne et localisation de sources Éléments sur les signaux et systèmes multidimensionnels : – exemples de signaux et de transformées de Fourier 2D – échantillonnage 2D – filtrage 2D.

L’objectif de cet enseignement est triple. Il vise tout d’abord à donner les bases nécessaires pour étudier, caractériser, analyser et modéliser les signaux aléatoires. Ensuite, les principales méthodes d’estimation statistique sont présentées. Enfin, quelques éléments sur les signaux et systèmes multidimensionnels sont donnés. Cet enseignement combine les approches théorique et pratique.

Le cours est ponctué d’exemples illustrant les notions abordées afin de les rendre parlantes et est entrecoupé de séances de travaux pratiques. Les énoncés des travaux pratiques sont conçus afin de revoir des pré-requis et de découvrir des notions qui sont ensuite reprises en cours. Chaque séance de cours est suivie d’une séance de travaux dirigés.

Le cours suppose connues les éléments de base de probabilités et de variables aléatoires ainsi que les représentations temporelle et fréquentielle des signaux déterministes, à temps continu et à temps discret, et le filtrage, analogique et numérique.

Géard Blanchet et Maurice Charbit : Signaux et images sous Matlab, Hermès. Maurice Charbit : Éléments de théorie du signal : les signaux aléatoires, collection pédagogique de télécommunication, Ellipses. Jean-Pierre Delmas : Éléments de théorie du signal : les signaux déterministes, collection pédagogique de télécommunication, Ellipses. Jean-Pierre Delmas : Introduction aux probabilités, collection pédagogique de télécommunication, Ellipses.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE

Contenu : travail bibliographique réalisation du travail rapport/soutenance.

- effectuer un travail bibliographique et/ou de préparation sur un sujet donné,
- mettre en œuvre les connaissances acquises pendant l'année lors de la réalisation d’un - projet pendant au moins 2 semaines,
- rédiger un rapport de synthèse,
- présenter or.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai - Juin.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE - PALAISEAU

Mohamed ABBAS-TURKI (McF ENS).

Généralités sur les systèmes non linéaires : Équilibres, stabilité locale, notion de zone d’attraction… Techniques d’analyse non linéaires classiques : Méthodes du premier harmonique et du plan de phase… Éléments de la théorie de Lyapounov : Fonction de Lyapounov, théorème de Lasalle… Synthèse de correcteur : Linéarisation par bouclage, mode glissant….

Donner aux étudiants les connaissances fondamentales sur l’analyse et la commande des systèmes non linéaires en abordant les techniques classiques. De nombreux exemples illustreront les notions théoriques. Le but de cet enseignement est de permettre aux étudiants d'acquérir les connaissances élémentaires pour continuer dans le monde académique (M2, concours d'agrégation, écoles d'ingénieur…) et, d'autre part, des compétences opérationnelles pour l'industrie.

Algèbre linéaire et calcul matriciel de base niveau licence. Cette UE s'appuie sur celle d'Automatique du S1 du master E3A.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Adel BOUSSEKSOU (McF UPSaclay), Delphine MORINI (Pr. UPSaclay).

Electromagnétisme : des équations de Maxwell aux guides d’onde optique - Circuits intégrés photoniques - Guide d’onde : approche ondulatoire - Diviseurs de faisceaux, cavité Fabry-Perot…

Physique des semi-conducteurs : des structures de bandes aux transitions optiques (émission, absorption) - Théorie des perturbations dépendant du temps - Interaction lumière/matière absorption, émission stimulée, émission spontanée

Composants optoélectroniques - Lasers à deux niveaux - Laser à semi-conducteurs : statistique dans un système hors d’équilibre inversion de population, condition de Bernard et Durrafoug propriétés spectrales comparaison des diodes laser à homojonction, hétérojonction, puits quantiques comparaison des diodes lasers à cavité Fabry-Pérot, à rétroaction distribuée - Modulateurs optiques : électroabsorption, électroréfraction, résonateurs, Mach Zehnder - Photodétecteurs : photodiode PIN

Techniques de fabrication

TP : Étude expérimentale d’une liaison par fibre optique.

Dans cet enseignement sont étudiés les composants optoélectroniques à semi-conducteur et leur application dans le domaine des télécommunications optiques. Après un rappel et des compléments en électromagnétisme et en physique des semi-conducteurs, l’accent sera mis sur l’étude des composants opto-électroniques : laser, modulateur, et photodétecteur.

Introduction à la physique des semi-conducteurs, bases de physique quantique.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY - PALAISEAU

Arnaud BOURNEL (Pr. UPSaclay), Guillaume AGNUS (McF UPSaclay), Elizabeth BOER-DUCHEMIN (McF UPSaclay), Francesca CHIODI (McF UPSaclay), Alexandre DAZZI (McF UPSaclay), Dominique DEBARRE DR CNRS), Andres SANTANDER-SYRO (McF UPSaclay), Odile STEPHAN (Pr. UPSaclay), Vy YAM (McF UPSaclay), Alberto ZOBELLI (McF UPSaclay).

Nanoélectronique : - microélectronique ultime CMOS - nanoélectronique à base de carbone (nanotubes, graphène) - structures à blocage de Coulomb - réalisation structures en salle blanche et caractérisation (AFM, électrique) - spintronique Microscopie de champ proche : - nanoscopie par effet tunnel (STM) - nanoscopie à force atomique (AFM) - acquisition en STM d'images de surfaces et mesures par spectroscopie tunnel Microscopie électronique : - imagerie, notion de résolution, interaction élastique incohérente, interaction élastique cohérente - nano-analyse chimique - synthèse par arc électrique de nanotubes - observation au microscope et mesures par spectroscopie de pertes d'énergie d'électron.

L'unité d'enseignement aborde le monde des nanotechnologies par une approche expérimentale. Elle est proposée aux étudiants de master de différentes filières et se découpe en trois parties : nanoélectronique, microscopie en champ proche et microscopie électronique ; ce qui permet de mettre en évidence l'interdisciplinarité des nanotechnologies dans les domaines des sciences physiques et chimiques, de l'électronique, de l'informatique et du traitement des données.

Des bases en mécanique quantique et en physique du composant sont fortement recommandées.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY - PALAISEAU

Morgan ALMANZA (McF ENS), Emmanuel HOANG (PRAG ENS), Olivier VILLAIN (PRAG ENS).

Physique de la conversion d’énergie : - dans les systèmes photovoltaïques - dans les systèmes hydroélectriques - dans les systèmes éoliens Machines électriques : - machine d’induction - machine asynchrone à double alimentation Électronique de puissance pour les énergies renouvelables

Travaux pratiques : - Panneaux photovoltaïques : caractéristiques et adaptation d’impédance - Onduleur de tension connecté au réseau : association avec un générateur synchrone - Machine asynchrone à double alimentation - Génératrice asynchrone.

Fournir les connaissances de base sur les méthodes de production de l’électricité à partir des énergies renouvelables et la physique associée. Les étudiants seront sensibilisés aux principes et technologies de conversion d’énergie associés - machines électriques et électronique de puissance - ainsi qu’aux stratégies de contrôle mises en œuvre.

Bases de la conversion d’énergie électrique Cette UE s'appuie sur l'UE de conversion d'énergie du S1 du master E3A.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

GIF-SUR-YVETTE

Adrien MERCIER (McF UPSaclay), Guillaume KREBS (McF UPSaclay).

Génération électrique - stockage de l’énergie - pile à combustible - supercondensateur - groupe générateur Variation de vitesse : machine à induction et convertisseur associé Travaux Pratiques - Pile à combustible - Supercondensateur - Machine asynchrone alimentée par un variateur en U/f constante.

Capacités visées à travers des études de cas :
- analyser différentes solutions de production et de stockage de l'énergie
- justifier le choix de technologies et d'architectures
- application aux entraînements à vitesse variable utilisant une machine à induction
Connaissances associées :
- structures de convertisseurs statiques
- principe de conversion électrochimique, électromécanique, caractéristiques de la machine à induction,
- association convertisseurs- machines

Aborder la problématique de la production, du stockage et de la gestion de l'énergie électrique dans les systèmes de puissance autonomes ou embarqués.

UE de conversion d'énergie du niveau L3.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY - PALAISEAU

Fabien ADAM (PRAG ENS), Arnaud BOURNEL (Pr. UPSaclay), Anne-Sophie GRIMAULT (McF UPSaclay), Bernard JOURNET (McF ENS), Gaële PERRUSSON (McF UPSaclay), Nicolas ZEROUNIAN (McF UPSaclay).

Transmission guidée, lignes de transmission, composants et circuits micro-ondes : - principes, limites de l'électrocinétique, support matériel - modèle électrique des lignes - schéma équivalent, équation des télégraphistes, propagation, pertes - coefficient de réflexion, impédance ramenée - paramètres S, abaque de Smith - dispositifs linéaires - adaptation d'impédance - analyseur de réseau - amplification bande étroite Antennes rayonnantes : - caractéristiques, puissance rayonnée, - bases d’EM : équations de Maxwell et continuité, propagation, potentiels retardés, principe d'équivalence, champs proche/lointain - champ lointain : caractéristique de rayonnement, théorème de translation, diagramme de rayonnement, ... dipôles, ouvertures planes - en réception, température de bruit - bilan de liaisons, milieux de propagation TP : - Simulation, antenne micro-ruban - Analyseur de réseau, calibration, mesure de dipôles/quadripôles. - Propagation guidée, émission-réception, antennes cornets.

L'objectif de cette UE est de fournir aux étudiants des connaissances de bases solides sur la propagation des ondes tant en espace libre qu'en espace guidé, telles qu'elles interviennent dans le domaine RF ou HF des télécommunications. Les notions théoriques liées à ces deux types de propagation sont abordées et une part importante est accordée aux TP permettant aux étudiants de se familiariser avec les outils, soit de mesure, soit de simulation, utilisés dans ces domaines.

Connaissances de base en électromagnétisme de niveau L3 E3A Connaissances en électronique analogique équivalente aux UE du 1er semestre du M1 E3A.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE - PALAISEAU

Michel KIEFFER (Pr. UPSaclay).

Introduction à la théorie de l’information : - modèles de source - théorème de Shannon pour le codage de source Codage sans pertes : - codage de Huffman - codage de Lempel-Ziv-Welch - codes arithmétiques - décodeurs correspondants Codage avec perte : - courbes débit-distorsion - allocation optimale de bits, algorithme de Shoam-Gersho - codage prédictif - quantification scalaire, algorithme de Lloyd-Max - quantification vectorielle, algorithme de Linde-Buzo-Gray Transformations bidimensionnelles par bloc : - représentation vectorielle et matricielle d’une image - transformations unitaires séparables - Transformations usuelles - Application à la compression d’image. Gain de codage Introduction aux normes de compression (sons, images fixes, vidéo…) Travaux Pratiques : - Compression sans perte : qu’y a-t-il derrière Winzip ? - Codage d’images fixes : de JPEG à JPEG 2000 - Codage vidéo : de motion-JPEG à H264 et au-delà... démythifiez DivX !.

Donner un premier aperçu de ce qu’est la théorie de l’information en insistant sur la compression (codage sans perte, codage avec perte, par transformée…). Présenter les éléments constitutifs d’un algorithme de compression (codeur de son, d’images fixes, de vidéo). Illustrer ces notions par une présentation de certaines normes telles que JPEG, JPEG 2000, H264, MPEG 2 layer 3… et par une mise en œuvre de ces techniques lors de travaux pratiques. Sensibiliser les étudiants aux aspects du cours en lien avec la recherche. Cette UE est recommandée pour une poursuite d’étude en M2R Systèmes Avancés de Radiocommunication ou en M2P Réseaux et Télécoms. Elle peut être intéressante pour le M2R Automatique et traitement du signal et des images. Elle peut également être utile en M2R&P Composants et antennes pour les télécoms, où la mise en œuvre matérielle de ces algorithmes peut être abordée.

UE Probabilités du L3 E3A de l'Université Paris Saclay ou équivalent UE Traitement du signal du 1er semestre de M1 E3A ou équivalent.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY

Emanuel ALDEA (McF UPSaclay), Mathieu KOWALSKI (McF UPSaclay), Thomas RODET (Pr. ENS).

Traitement d’image : - Introduction : pourquoi le traitement d'images ? - Approche descriptive : Caractéristiques contours : fermeture, suivi Caractéristiques régions : segmentation, ensembles de niveaux Tranformées : de Fourier, de Radon, de Hough - Reconnaissance de forme en image : Direct : par corrélation, par classifications, par méthodes syntaxiques, grammaires Inversion de données et imagerie : - problème inverses et problèmes mal-posés - régularisation d’un problème mal-posés - extension probabiliste - Illustration sur des problèmes de débruitages d'image et de reconstruction sur-résolue d'images IRM.

Cet enseignement vise à montrer comment extraire une information pertinente d’une image que ce soit en termes de reconnaissance de formes ou de problèmes inverses. L’objectif est de montrer quelles caractéristiques élémentaires extraites de l’image permettent d’atteindre niveau sémantiquement interprétable. Ensuite nous montrons comment dans le cas de problèmes mal-posés des a priori injectés sous forme d’une terme de régularisation peuvent permettre de rendre le problème bien posé.

UE Traitement du signal du 1er semestre du M1 E3A ou équivalent.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE

Eric AKMANSSOY (McF UPSaclay), Jean-Pierre BARBOT (McF ENS), Arnaud BOURNEL (Pr. UPSaclay), Gaële PERRUSSON (McF UPSaclay), François SAMOUTH (PRAG UPSaclay), Eric VOURC'H (McF ENS).

I. * Échantillonnage d’un signal analogique : recouvrement spectral, échantillonneur-bloqueur... * Ex :filtres à capacités commutées : cellule de base, filtres passe-bas et universels programmables * Filtres échantillonnés : intérêts /inconvénients - caractéristiques : réponse impulsionnelle, transformée en z, gain complexe, causalité, stabilité - filtre RII et RIF - synthèses * CAN/CNA : principes, caractéristiques, réalisation

II. Étude des transmissions numériques : - théorie de l'information - chaîne de transmission numérique - synchronisation, bruit d'échantillonnage/quantification - numérisation, quantification non-uniforme : lois µ, loi A, codage différentiel, conversion sigma-delta - transmission en bande de base, effet du canal, 1er principe de Nyquist - modulations numériques - diagramme de l'œil, égaliseur - taux d’erreur binaire - codage source et canal TP - Filtres à capacités commutées - Filtres numériques - Transmission en bande de base, conversion sigma-delta.

Cet enseignement se propose d'étudier les différents éléments caractérisant une chaîne de traitement de données numériques ou de transmission numérique.

UE Transmission de l'information du 1er semestre du M1 E3A ou équivalent.

Janvier - Février - Mars - Avril - Mai.

ORSAY - GIF-SUR-YVETTE