M2 Génie électrique et informatique pour l'enseignement et l'industrie - voie UFTAM

Morgan ALMANZA (ENS PS) Jamel BELHADJ (ENSIT) Pierre-Etienne LEVY (ENS PS).

Objectif : Maîtriser les équations de Maxwell et étudier à partir de celles-ci les transformateurs et
inductances.
• Équations de Maxwell dans les milieux matériels
• Matériaux magnétiques
• Principe et modélisation du transformateur et des inductances.

Tunis (ENSIT)

Morgan ALMANZA (ENS PS) Jamel BELHADJ (ENSIT) Pierre-Etienne LEVY (ENS PS).

Objectif : Consolider les bases scientifiques et techniques en électronique de puissance, machine
électrique et réseau électrique.
La première partie du module est constituée de 4 séquences de 6h (Cours/TD/TP/Evaluation)
préparées par les étudiants, par groupe de 3, sur les thèmes suivants :
• Machine à courant continu
• Hacheur à courant continu
• Onduleur monophasé
• Transformateur
La seconde partie du module étudie la structure, la modélisation et la commande des ensembles
{convertisseur, machine} pour la vitesse variable et les réseaux électriques.
Cette seconde partie de l’UE comporte 4 TPs :
• Variation de vitesse U/f de la machine asynchrone,
• Machine synchrone autopilotée,
• Transport de l’électricité sur le réseau électrique aérien et sous-terrain,
• Simulation d’un réseau électrique.

Tunis (ENSIT)

Abdelkader CHAARI (ENSIT) Mohamed ABBAS TURKI (ENS PS) Abderrahman ZAAFOURI (ENSIT).

Objectifs : Appréhender les méthodes de commande de systèmes monovariables décrits par modèles
d’état (temps continu ou discret), type de modèle à la base des techniques modernes de contrôle,
omniprésent dans la recherche et de plus en plus dans l'industrie. Comprendre les concepts de commandabilité et d’observabilité permettant d’arriver au concept de capteurs-logiciels : les
observateurs. Concevoir des correcteurs dynamiques monovariables à l’aide de ce formalisme.
Les thèmes abordés sont les suivants :
• Représentation d'état continu, solution temporelle, changement de base, stabilité (et passage
fonction de transfert), commandabilité et retour d'état par placement de pôles
• Représentation d'état continu, observabilité, observateur de Luenberger, mesure par capteurs
logiciels, commande par retour d'état et observateur, synthèse d’observateurs, principe de
séparation et association,
• Représentation d'état des systèmes non linéaires, gain complexe équivalent et plan de phase,
• Plan de phase système 2nd ordre 1/ (p(p + 1)) avec zone morte,
• Représentation d'état numérique, méthodes de discrétisation, commandabilité, observabilité,
pertes de commandabilité/observabilité, retour d'état et observateur.
4 séances de 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.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Abdelkader CHAARI (ENSIT) Mohamed ABBAS TURKI (ENS PS) Abderrahman ZAAFOURI (ENSIT).

Les thèmes suivants sont traités :
• Méthode des moindres carrés pondérés : solution globale, solution récursive, facteur d’oubli ;
• Rappels sur l’estimation d’un paramètre aléatoire : estimateurs bayésiens, estimateur linéaire
en moyenne quadratique,
• Filtre de Kalman : mise en équation, ellipsoïdes de confiance, test de cohérence, limites et
variantes du filtre
Des exemples illustrent les méthodes et algorithmes présentés.
2 TP amènent les étudiants à mettre en oeuvre les méthodes ci-dessus :
• TP Identification par les méthodes des moindres carrés avec ou sans facteur d’oubli
• TP Estimation de la vitesse et de la position d’un véhicule.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Thomas RODET (ENS PS) Mounir SAYADI (ENSIT) Hassene SEDDIK (ENSIT).

Objectif : Consolider et approfondir les méthodes de traitement des signaux. Des méthodes d’analyse
spectrale, temps-fréquence et multirésolution sont présentées ainsi que des techniques de
compression de signaux et d'images, suivant le plan suivant :
• Échantillonnage des signaux et interpolation. De la transformée de Fourier (TF) à temps
continu à la TF discrète (TFD) : effets de l’échantillonnage, du fenêtrage et du pas de grille,
TF à court terme (TFCT), spectrogramme.
• Analyse spectrale : méthodes non paramétriques et paramétriques (périodogramme,
corrélogramme et méthodes de Yule-Walker, de covariance et d’autocorrélation).
• Analyse temps-fréquence. Décompositions temps-fréquence et temps-échelle : TFCT et
transformée en ondelettes continue. Séparation de fréquences instantanées par les crêtes
temps-fréquence.
• Analyse multirésolution : bases d'ondelettes orthogonales. Ondelettes de Daubechies.
• Compression de signaux : codage entropique, algorithme de Huffman, théorème de Shannon.
Quantification scalaire. Codage dans une base orthonormée. Transformée de Karhunen-
Loève. Codage par DCT. Codage emboîté par ondelettes. Description de JPEG, JPEG2000 et
EZW.
Le cours est ponctué d’illustrations, d’expériences et d’exercices. Les techniques abordées sont mises
en oeuvre lors de séances de travaux pratiques pour étudier et analyser des signaux et estimer leur
densité spectrale de puissance. Un enregistrement musical est également analysé en utilisant les
ondelettes.
Les travaux pratiques utilisent la salle de travaux pratiques d’électronique de l’UFTAM, équipée en
instrumentation, des plaquettes de prototypage rapide, des maquettes spécifiques, les cartes
microcontrôleurs d’informatique embarquée, des systèmes « radio-logicielle » de type GNU-Radio et
des matériels associés tels que des émetteur-récepteur USRP (Ettus-research, National Instrument).
Les travaux pratiques utilisent également des outils logiciels pour la simulation et l’aide à la conception
des fonctions électroniques.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Thomas RODET (ENS PS) Mounir SAYADI (ENSIT) Hassene SEDDIK (ENSIT).

Objectif : Maîtriser les principales notions et techniques de traitement numérique des images.
Les séances se déroulent sous la forme de Cours-TP, elles commencent par une partie théorique et continuent par la pratique.
Les TPs se déroulent dans l’environnement CodeBlocks en langage C++ en utilisant la librairie opencv
pour quelques-uns des traitements et pour la visualisation des images. L’accent est mis sur
l’apprentissage par la pratique à travers des cours-TP :
• Détection de panneaux routiers,
• Descripteurs de texture et classification,
• Détection de contours,
• Détection de mouvement et flot optique,
• Mise en correspondances et stéréovision sur la base d’un article scientifique.
Les notions étudiées à travers ces séances de cours/TP sont les suivantes :
• Couleur,
• Amélioration d’images (Amélioration de la dynamique, réduction du bruit, lissage),
• Classification (Binarisation, clustering),
• Régions (Étiquetage en composantes connexes, segmentation après une classification,
croissance de régions, ligne de partage des eaux),
• Contours (À partir du gradient image, à partir du Laplacien, lissage et dérivation, autres
détecteurs),
• Points d’intérêt (Détecteur de Harris, descripteurs de points d’intérêt),
• Descripteurs de texture (Statistiques, motifs binaires locaux (LBP), méthodes fréquentielles,
méthodes spatiofréquentielles),
• Descripteurs de forme (Descripteurs classiques, signature et descripteurs de Fourier, codage
de Freeman, moments, transformée de Hough),
• Morphologie mathématique (Dilatation et érosion, ouverture et fermeture, gradients
morphologiques, transformation en tout ou rien (Hit or Miss), squelette morphologique,
reconstruction géodésique et seuillage par hystérésis, morphologie fonctionnelle),
• Mouvement (Détection du mouvement par soustraction du fond, flot optique, algorithme de
Horn et Schunck, algorithme de Lucas-Kanade),
• Compression d’images.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Rached GHARBI (ENSIT) Jean-Pierre BARBOT (ENS PS) Khaleb GRAYAA (ENSTAB) Anthony JUTON (ENS PS) Mohamed MENSI (ENSIT).

Objectifs : Acquérir une culture technologique dans le domaine de l'électronique numérique
programmable (?C/?P, ASIC, CPLD, FPGA) et consolider les compétences de conception de
systèmes numériques (utilisation d'un outil de description VHDL).
La mise en oeuvre d'un dispositif de traitement du signal temps réel (filtrage numérique) sert de
support applicatif au travers duquel l'intérêt d'une solution de traitement parallèle (matérielle sur
FPGA) est comparée à une solution séquentielle (algorithmique sur DSP).
Les thèmes suivants sont abordés :
• Contexte de l'électronique numérique programmable : Applications, différentes architectures,
évolutions technologiques, performances,
• FPGA : Constitution, outils et procédure de synthèse,
• VHDL : Langage, principes de description,
• Adéquation architecture/traitement : exemple du filtrage numérique.
Les TPs d’électronique numérique utilisent des cartes de développement Altera DE10 et
l’instrumentation des salles de travaux pratiques de l’UFTAM.
La progression des séances de TP est construite de telle façon à ré-exploiter chacune des
productions expérimentales en vue de la synthèse d'un filtre numérique sur FPGA :
• Mise en oeuvre d'un additionneur (description structurelle et instanciation)
• Utilisation de cet additionneur pour réaliser une cellule de multiplication séquentielle
(description structurelle avec instanciation et comportementale)
• Construction de la chaîne de traitement numérique autour du FPGA (description en process
de l'interfaçage SPI d'un CAN, instanciation d'une IP pour le CNA)
• Description et mise en oeuvre de l'opération de filtrage numérique
À chaque étape une analyse est menée sur les aspects temporels, énergétiques, ressources
matérielles... afin de conclure sur l'intérêt de la mise en oeuvre du traitement sur FPGA
comparativement à une solution DSP. L'évaluation du travail de TP porte essentiellement sur cette
synthèse argumentée.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Rached GHARBI (ENSIT) Jean-Pierre BARBOT (ENS PS) Khaleb GRAYAA (ENSTAB) Anthony JUTON (ENS PS) Mohamed MENSI (ENSIT).

Objectif : Étudier les fonctions élémentaires d'une chaîne de traitement analogique du signal au sens
large, en visant essentiellement les applications télécommunication et instrumentation.
Ce module d’électronique analogique, comme une partie du module de conversion d’énergie de
semestre 3, est constitué de 4 séquences Cours/TD/TP/Évaluation préparées et animées par des
étudiants en équipe de 3 environ.
Les intitulés et délimitations précis des séquences sont préparées avec les étudiants. Les principales
fonctions étudiées (étude générale, analyse d'une réalisation, caractérisation, mise en évidence des
limites de fonctionnement, ...) sont :
• L'amplification (classes d'amplificateurs, amplificateurs à contrôle automatique de gain AGC,
amplificateurs faibles bruit LNA, amplificateurs d'instrumentation, ...),
• La génération d'horloge (oscillateurs, boucle à verrouillage de phase PLL, synthétiseur de
fréquence, ...),
• La modulation et démodulation (amplitude et fréquence).

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Rached GHARBI (ENSIT) Jean-Pierre BARBOT (ENS PS) Khaleb GRAYAA (ENSTAB) Anthony JUTON (ENS PS) Mohamed MENSI (ENSIT).

Objectif : Suite au module de semestre 2, étudier les diverses techniques et moyens permettant
d’effectuer des télécommunications numériques, que le canal de transmission soit filaire ou sans fil.
Trois phases sont prévues. Dans un premier temps, l’ensemble des fonctions électroniques et outils
théoriques nécessaires seront développés. Les canaux de transmissions seront également étudiés et
les aspects liés au bruit, et au rapport signal sur bruit développés. L’architecture d’une chaîne
d’émission réception de données numériques sera détaillée dans un deuxième temps et les outils
mathématiques nécessaires à son étude seront présentés. Enfin, des systèmes de
télécommunications seront analysés et leurs performances détaillées : WiFi, TNT, RNT, Téléphonie
mobile...
Le plan est le suivant :
• Électronique pour les télécommunications
? Lignes et adaptation,
? Formalisme, paramètres S,
? Bilan de liaison,
? Analyseur de réseau vectoriel,
? Oscillateurs,
? Boucle à verrouillage de phase,
? Modulations analogiques.
• Communication numérique
? Chaîne de transmission, paradigme de Shannon,
? Codage source, codage canal,
? Modulations numériques et efficacité spectrale,
? Techniques d’accès multiple (CDMA, TDMA)
• Analyse de systèmes de télécommunications numériques :
? Wifi (IEEE 802.11),
? TNT (DVB-T),
? RNT (DAB),
? Téléphonie mobile 2G, 3G, 4G, 5G.
Après une présentation des concepts théoriques (nouveaux ou de rappels) : efficacité spectrale,
paramètres S, entropie, capacité du canal, BER, bilan de liaison, rendement et codage, la mise en oeuvre expérimentale sera l'occasion de confronter la pratique à la théorie, de visualiser des signaux
tant dans le domaine temporel que dans le domaine spectral.
Des oscillateurs, PLL, synthétiseurs de fréquence, modulateurs analogiques, modulateurs numériques
seront pour ce faire mis en oeuvre.
Pour ce qui est des communications numériques nous utiliserons des systèmes SDR (Sofware
Defined Radio) : USRP, GNU radio, Adalm-Pluto...

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Ahlem BEN YOUNES (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS) Anis SELLAMI (ENSIT).

Objectif : Développer des compétences en programmation et supervision en automatisme industriel,
compétences très recherchées dans les entreprises.
Le module s’articule autour de travaux pratiques sur des équipements de l’UFTAM basés sur des
automates Siemens S7-1200.
Les thèmes abordés sont les suivants :
• Architecture des systèmes automatisés,
• Technologie des entrées/sorties,
• Programmation LD, ST, SFC, FB sur un environnement de développement industriel (TIA
Portal),
• Supervision (logiciel PCVue).

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Ahlem BEN YOUNES (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS) Anis SELLAMI (ENSIT).

Objectifs : Appréhender un système d’exploitation complexe et mettre en oeuvre les outils de
conception orientée objet.
La partie système d’exploitation est centrée sur des cours/TP ayant pour support des cartes raspberry
Pi, avec les thématiques suivantes :
• Utilisation du terminal et langage Bash en ligne de commande et script.
• Installation d’un système, gestion du file system. Les soubassements des file systems : LVM,
RAID, Administration de la machine. Installation d’un service web minimal pour la surveillance
de la machine,
• Gestion d’un parc de machines avec un serveur NIS. Les services réseaux : ssh, ping, samba,
NFS, autoFS, NIS, sauvegarde incrémentale avec RSYNC,
• Routage – Installation d’une distribution OpenWRT sur une machine Raspberry Pi avec les
services TFTP, DHCP, PXE, NFS.
L’enseignement des outils de conception orientée objet (UML) est aussi l’occasion de refaire de la
programmation objet.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Ahlem BEN YOUNES (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS) Anis SELLAMI (ENSIT).

Objectifs : Présenter les concepts et méthodes à la base des algorithmes d’apprentissage par
intelligence artificielle.
• Introduction à l’intelligence Artificielle
? Introduction
? Historique
? Définitions et Approches de l’IA
? La représentation des connaissances
? Introduction
? Représentations logiques
? Représentation par les règles de production
? Représentation par les réseaux sémantiques
? Représentation par les frames
• La résolution de problèmes en IA
? Introduction
? Résolution de problèmes en IA
? Définition du problème comme recherche dans un espace d’états
? Modes de représentation du cheminement de résolution d’un problème
• Les stratégies de recherche dans les espaces d'états
? Introduction
? Méthodes de résolution
? Recherche systématique aveugle
? Méthodes informées / heuristiques
• Introduction à l'apprentissage automatique
? Introduction
? Apprentissage supervisé et non supervisé
? Introduction à l'apprentissage profond
Les notions sont illustrés par des travaux pratiques autour de la reconnaissance de la parole, de la
reconnaissance d’image et de l’apprentissage par renforcement.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Ahlem BEN YOUNES (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS) Anis SELLAMI (ENSIT).

Objectifs : Présenter les concepts et méthodes à la base des algorithmes d’apprentissage par
intelligence artificielle.
• Introduction à l’intelligence Artificielle
? Introduction
? Historique
? Définitions et Approches de l’IA
? La représentation des connaissances
? Introduction
? Représentations logiques
? Représentation par les règles de production
? Représentation par les réseaux sémantiques
? Représentation par les frames
• La résolution de problèmes en IA
? Introduction
? Résolution de problèmes en IA
? Définition du problème comme recherche dans un espace d’états
? Modes de représentation du cheminement de résolution d’un problème
• Les stratégies de recherche dans les espaces d'états
? Introduction
? Méthodes de résolution
? Recherche systématique aveugle
? Méthodes informées / heuristiques
• Introduction à l'apprentissage automatique
? Introduction
? Apprentissage supervisé et non supervisé
? Introduction à l'apprentissage profond
Les notions sont illustrés par des travaux pratiques autour de la reconnaissance de la parole, de la
reconnaissance d’image et de l’apprentissage par renforcement.

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Jamel BELHADJ (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS).

Objectifs : Les unités de pédagogie amènent les étudiants à :
• Réfléchir ensemble sur les différentes méthodes pédagogiques, à partir de leurs expériences,
à l’UFTAM et en stage, et de conférences / débats.
• Mettre en pratique ces méthodes pour concevoir des séquences pédagogiques,
• Préparer des cours, TD et TP qu’ils présentent devant leurs pairs et soumettent à la critique
constructive,
• Développer une ressource d’enseignement à distance, soumise elle aussi à la critique
constructive des pairs et des enseignants.
Tous les enseignants sont amenés à participer à cette UE Pédagogie coordonnée par Jamel
BELHADJ et Anthony JUTON.
Les deux UE Energie 3 et Télécommunications 3 amènent les étudiants à préparer, animer et
évaluer des séquences d’enseignement, comme décrit plus haut dans les paragraphes dédiés aux
unités d’enseignement techniques.
Au semestre 3, dans le cadre de l’UE Pédagogie, les étudiants doivent préparer une séquence sur un
sujet qu’ils ne connaissent pas ou peu. Ils doivent alors chercher les ressources pour se former au
niveau théorique et mettre en place les expériences pour se former sur le plan pratique. Pour cette
séquence pédagogique, ils doivent créer une ressource d’enseignement à distance associé
comprenant des cours en ligne, des tests d’autoévaluation, des exercices, si possible des travaux
pratiques et une évaluation.
Dans les deux cas la préparation des séquences est accompagnée par un enseignant de la discipline.
Les étudiants ont des créneaux où les plateformes de travaux pratiques sont disponibles pour la
préparation des TP et la plateforme d’enseignement en ligne Moodle et les outils numériques
(sondages, quizz en cours, évaluation en ligne...) sont à leur disposition.
En complément, les étudiants sont invités à aborder différentes méthodes pédagogiques, par
plusieurs voies :
• Réflexion autour des pratiques pédagogiques différentes utilisées pour les différents cours :
apprentissage en autonomie supervisé, apprentissage par problèmes et par projet, cours/TD/
TP plus classiques...
• intervention d’enseignants ayant mis en place des méthodes alternatives avec différents
publics,
• Intervention de chercheurs en didactique sur les mécanismes de l’apprentissage,
• Préparation de séquences d’enseignement autour de référentiels de différents niveaux.
Les étudiants sont incités à réinvestir ces différents apports dans les séquences pédagogiques qu’ils
ont à préparer..

Tunis (Université Franco Tunisienne pour l'Afrique et la Méditerranée)

Jamel BELHADJ (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS).

L’UE dossier industriel a pour vocation première de faire comprendre aux candidats qui se destinent
à l'enseignement que la formation en ingénierie électrique passe avant tout par une relation continue
avec le milieu industriel. L’étudiant doit contacter les entreprises pour trouver un système industriel
moderne et disponible sur lequel il s’appuiera pour rédiger son dossier qui comprendra :
• un cahier des charges fonctionnel
• des plans et documents techniques
• les études conduites par le candidat (simulations, justifications des solutions retenues)
• des propositions d'exploitations pédagogiques du système
Un article à destination des revues ou sites pédagogiques sera écrit par l’étudiant à la suite de ce
dossier pour faire bénéficier l’ensemble de la communauté enseignante de ce travail de transfert du
milieu industriel vers le milieu académique.
Pour les étudiants qui choisissent de faire un stage industriel, il est recommandé de consacré le
dossier industriel à un système en lien avec ce stage, soit un système conçu par l’entreprise d’accueil,
soit un système utilisé par l’entreprise d’accueil.

Entreprise ou lieu d’enseignement

Jamel BELHADJ (ENSIT) Anthony JUTON (ENS PS).

Enfin, le stage pédagogique en fin de formation met l’étudiant en situation d’enseignement, avec le
tutorat d’un enseignant expérimenté. Il dure au moins 2 mois et l’étudiant doit être au moins 80h en
situation effective d’enseignement. Il doit participer à la conception des séquences d’enseignement et
à la rédaction de certains cours, TD et TPs.
Les étudiants qui choisissent un parcours ciblant l’industrie ou la recherche peuvent faire un stage
industriel. Celui-ci, qui comprend le dossier industriel, dure alors au minimum 4 mois.

Entreprise ou lieu d’enseignement