L’objectif de cet enseignement est de permettre aux étudiants de manipuler des objets mathématiques abstraits (fonctions, polynômes, matrices, séries, etc.) et d’en comprendre les applications dans les domaines de l’électronique, de l’électromagnétisme, des circuits et du traitement du signal. Le cours vise à développer des compétences en calcul symbolique, numérique et en programmation scientifique, indispensables à la modélisation et à la simulation de systèmes complexes. Les étudiants apprendront à utiliser plusieurs environnements de calcul scientifique, notamment wxMaxima, MATLAB, MAPLE et Python (via Jupyter Notebook), pour effectuer des opérations telles que la dérivation, l’intégration, le calcul de limites, la résolution d’équations différentielles, les simplifications symboliques et le tracé de courbes et de surfaces. Des exemples concrets et programmes illustratifs permettront de relier la théorie mathématique à la pratique numérique et à la visualisation des résultats. L’introduction de Python favorisera l’autonomie des étudiants dans la programmation et la compréhension des méthodes de calcul scientifique modernes.

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FRANÇAIS / FRENCH

L’objectif de ce cours est de sensibiliser les étudiants aux principales méthodes de résolution numérique et aux difficultés de leur mise en œuvre dans un contexte d’ingénierie. Le programme comprend des rappels et compléments d’algèbre linéaire (espaces vectoriels, matrices, valeurs propres), les méthodes numériques de résolution de systèmes linéaires et de calcul des éléments propres d’une matrice, ainsi que les méthodes d’approximation telles que les moindres carrés et l’interpolation.

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Ce module présente les principes de fonctionnement d’une chaîne de transmission numérique, en abordant les modulations numériques de type ASK, PSF, FSK ou ASK-PSK. Il décrit la structure de l’émetteur et du récepteur, ainsi que les caractéristiques temporelles et fréquentielles observées en sortie des différents étages de la chaîne d’émission-réception. Sont notamment étudiés les signaux binaires, le codage et décodage des symboles, le filtrage et la modulation. Une attention particulière est portée aux problèmes d’interférences entre symboles et de bruit, en analysant leurs causes, conséquences et solutions possibles. Enfin, les travaux pratiques réalisés sous Matlab/Simulink permettent d’analyser et d’interpréter les propriétés des signaux obtenus tout au long de la chaîne, pour les différents types de codage numérique.

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La première partie du cours rappelle les éléments du traitement du signal analogique : définition des signaux continus, représentation spectrale des signaux périodiques et non périodiques, convolution et transformée de Fourier. La deuxième partie traite de la transition vers le cadre discret/numérique : échantillonnage, interpolation de Shannon, quantification et reconstruction. Les signaux sont alors modélisés comme des suites, et la transformée en z est introduite pour l’analyse des filtres discrets : stabilité et comportement fréquentiel à partir de la position de leurs pôles et zéros. Les filtres à réponse impulsionnelle finie et infinie sont étudiés, en particulier la stabilité des filtres à réponse impulsionnelle infinie. La troisième partie présente la transformée de Fourier discrète et son algorithme rapide, outils fondamentaux pour la représentation fréquentielle des signaux numériques. Les notions de fenêtrage et de fuite spectrale sont introduites pour améliorer la résolution et réduire les artefacts liés aux signaux finis. Le cas de la dimension supérieure est présenté, avec des applications motivées par l’analyse d’image. La dernière partie aborde les bancs de filtres et la transformée en ondelettes, présentés comme une structure de décomposition et de reconstruction multirésolution permettant d’analyser un signal sur plusieurs bandes fréquentielles. La transformée en ondelettes est introduite comme cas particulier de cette approche. Selon l’avancement, une introduction au traitement des signaux aléatoires peut être proposée en TD. Les séances de CM introduisent les différentes notions, les séances de TD et TP permettent de les maîtriser théoriquement et pratiquement avec des implémentations dans le langage python et ses bibliothèques numériques. Des applications en traitement et détection des signaux sonores seront utilisées dans la première partie des séances. La seconde partie étudiera des applications dans le domaine de l’imagerie.

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Ce cours vise à donner une compréhension des principes physiques régissant le comportement des matériaux semi-conducteurs et des dispositifs électroniques. Il constitue une introduction essentielle à l’électronique moderne, depuis la structure de la matière jusqu’au fonctionnement des composants actifs. La première partie présente les bases nécessaires à la compréhension des matériaux semi-conducteurs. Après un rappel de leur rôle dans les technologies modernes, sont étudiées les notions allant de l’électron à l’atome, puis du cristal à la structure cristalline, pour comprendre son influence sur les propriétés électroniques des matériaux. Cette partie comprend aussi une analyse des matériaux isolants, conducteurs et semi-conducteurs selon leur conductivité et leur structure de bandes d’énergie. Ces notions permettent d’introduire le comportement des porteurs de charge (électrons et trous) à l’état d’équilibre thermique, puis les phénomènes de conduction, de diffusion et de recombinaison sous excitation extérieure (champ électrique, illumination, etc.). La deuxième partie est consacrée aux dispositifs électroniques à semi-conducteurs. Elle débute par le principe de fonctionnement de la diode à jonction PN, ses caractéristiques électriques et ses applications, puis se poursuit avec le transistor bipolaire à jonctions (BJT) : structure, modes de fonctionnement et modèles de base. Sont également abordées les jonctions métal-semi-conducteur (MS) et métal-isolant-semi-conducteur (MIS), les contacts ohmiques et les diodes Schottky. Le cours se conclut avec les transistors à effet de champ, notamment le MOSFET, en insistant sur leur principe de fonctionnement, leurs caractéristiques et leur importance dans les circuits électroniques actuels. Enfin, une visite de la salle blanche de l’ESIEE Paris permet aux étudiants de découvrir les moyens et techniques de la microfabrication et de la microélectronique.

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Ce cours initie les étudiants aux principes physiques, aux méthodes de mesure et à la métrologie appliqués aux systèmes électroniques. Il aborde les systèmes d’unités, l’étalonnage, les erreurs de mesure et la modélisation des chaînes de mesure. Les mesures électriques (courant, tension, résistance, impédance) et les circuits de conditionnement sont étudiés, ainsi que les effets physiques utilisés dans les capteurs (piézoélectrique, Hall, photoélectrique, inductif, capacitif, résistif). Le cours présente les capteurs de température, de position, optiques et acoustiques, leurs caractéristiques métrologiques et leur mise en œuvre pratique.

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Le cours débutera par une introduction comprenant des rappels d’électrostatique et de magnétostatique, ainsi qu’une présentation du lien entre ces notions et les circuits capacitifs et inductifs. Dans un second temps, les équations de Maxwell seront abordées, suivies de l’étude de la propagation des ondes planes et sphériques, en introduisant la notion d’impédance dans le vide. La propagation des ondes dans différents matériaux sera ensuite étudiée. Enfin, le cours traitera de la propagation dans divers types de guides d’ondes — rectangulaires, circulaires, coaxiaux et à microruban — pour lesquels un modèle électrique équivalent sera présenté.

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Fournir aux étudiants une introduction aux techniques de filtrage des signaux électriques, avec un accent sur la synthèse et la réalisation de filtres en technique analogique. L’UE permet de comprendre les principes fondamentaux, d’analyser et de concevoir des filtres pour différentes applications, notamment dans les systèmes radio et micro-ondes. Le cours débute par les généralités sur la fonction filtrage : applications, réponses fréquentielle et temporelle, et spécification d’un filtre. La deuxième partie présente les principes de mise en œuvre, incluant les éléments localisés, les techniques RF et micro-ondes, les composants piézoélectriques, ainsi que les filtres actifs et à capacités commutées. L’utilisation des filtres dans les systèmes radio est également abordée. Le programme se poursuit avec l’approximation des fonctions de transfert et la synthèse des circuits, comprenant les prototypes passe-bas et la transformation passe-bas/passe-bande. Enfin, sont étudiées les techniques de réalisation des filtres RF et micro-ondes, telles que les tronçons de ligne, les résonateurs et les guides d’onde.

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Ce cours vise à donner aux étudiants les connaissances et outils nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre des circuits analogiques utilisés dans les chaînes d’émission-réception, en particulier ceux liés à la génération, au contrôle et au traitement des signaux analogiques. Le cours débute par l’étude des boucles à asservissement de phase (PLL), éléments essentiels pour la synchronisation et la stabilité des signaux. Sont abordés leur principe de fonctionnement, la structure de la boucle, la modélisation dynamique, les phénomènes de capture et de verrouillage, ainsi que leurs principales applications dans les systèmes de communication. La deuxième partie est consacrée aux oscillateurs commandés en tension (VCO) : principe de conversion tension-fréquence, caractéristiques, stabilité, bruit de phase et intégration au sein d’une boucle PLL. La troisième partie traite de la synthèse de fréquences, combinant VCO et PLL pour générer des signaux précis et agiles. Sont étudiées les architectures de synthétiseurs, leurs performances en termes de pureté spectrale et de rapidité d’accord, ainsi que leurs applications dans les systèmes radiofréquence. Enfin, le cours aborde les modulations et démodulations analogiques (AM, FM, PM), en présentant les principes physiques, les schémas de génération et de détection, ainsi que les critères de choix selon les contraintes de bande passante, de puissance et de rapport signal/bruit. Les séances de TD et de TP permettent d’appliquer les notions du cours à travers la simulation et la réalisation pratique de circuits de modulation et de synthèse de fréquence.

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Ce cours introduit la commande de systèmes embarqués sur robots mobiles autonomes pour diverses applications (transports intelligents, véhicules autonomes). Les étudiants apprennent à implémenter des algorithmes d’intelligence artificielle (IA) sur des plateformes matérielles reconfigurables à base de FPGA. La conception repose sur le langage de description matériel VHDL et suit une approche projet, favorisant l’apprentissage pratique. L’objectif est que les étudiants sachent : - Développer des algorithmes d’IA en tenant compte de leur implémentation matérielle (capteurs, actionneurs, unité de traitement). - Convertir un algorithme en description d’un circuit numérique. - Simuler la description VHDL pour vérifier l’architecture matérielle. - Implémenter un système embarqué sur carte FPGA. Contenu : - Présentation des cibles matérielles pour l’IA : FPGA, ASIC, GPU. - Outils hardware et software : platine FPGA, logiciel Vivado. - Flux de développement et simulation sur Vivado. - Introduction au langage VHDL. - Contrôle de modules périphériques : capteurs, moteurs, afficheurs. Projet pratique : conception d’un robot mobile autonome commandé par FPGA, intégrant : - Navigation autonome, détection et évitement d’obstacles, suivi de chemin. - Mesure de distance et interaction avec l’environnement.

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Cette unité d'enseignement vise à familiariser les étudiants avec les particularités de l’électronique numérique par rapport à l’électronique analogique, tout en rappelant leur base commune. L’étude s’articule autour de quatre axes : la physique des semi-conducteurs, la modélisation avec circuits à éléments localisés, la modélisation avec portes logiques et l’étude de systèmes complexes. Les étudiants apprendront à analyser et concevoir des circuits simples à éléments localisés, à comprendre le fonctionnement des portes logiques et à étudier quelques systèmes numériques complexes. Le cours commence par une introduction à l’électronique numérique, couvrant la représentation des signaux, la conversion (discrétisation, quantification, codage) et les avantages et limites de l’approche numérique. La deuxième partie présente les circuits numériques intégrés, leur évolution technologique, ainsi que les critères de qualité d’un design numérique : coût, robustesse, performance et consommation. La troisième partie étudie les familles logiques : Bipolaire (RTL, DTL, TTL), MOS (NMOS, CMOS) et BiCMOS, avec comparaison des performances et applications. Enfin, l'unité d'enseignement aborde les techniques d’interfaçage, permettant de relier différents blocs logiques et technologies.

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Cette unité vise à familiariser les étudiants avec les méthodes et enjeux des mesures RF et hyperfréquences à travers des travaux pratiques tournants. Les TP proposés couvrent l’ensemble des compétences expérimentales essentielles : TP1 – mesure des paramètres [S] de circuits passifs micro-ondes à l’aide d’un analyseur de réseau vectoriel ; TP2 – caractérisation des propriétés non linéaires d’un amplificateur RF ; TP3 – mesures sur les lignes de transmission ; TP4 – analyse spectrale avec analyseur de spectre et FFT sur oscilloscope numérique ; TP5 – étude de l’influence de l’environnement de propagation dans une liaison UHF RFID. Cette approche entièrement pratique permet aux étudiants de mettre en œuvre les concepts théoriques dans des mesures réelles, de développer leur autonomie et leur savoir-faire expérimental, et de maîtriser l’utilisation des instruments et techniques indispensables à l’analyse et à la caractérisation de circuits et systèmes hyperfréquences.

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Cette unité vise à donner un aperçu général des télécommunications sans fil, en abordant les systèmes radiofréquences fixes et mobiles, leurs principes de fonctionnement, l’utilisation du spectre électromagnétique, les techniques d’accès multiple et les notions de capacité de transmission de l’information. Le cours traite également de la propagation des ondes et de l’influence du sol, de l’atmosphère, des obstacles et des multi-trajets en mobilité, ainsi que des antennes et du bilan de liaison. La structure des émetteurs-récepteurs RF est présentée, incluant la conversion de fréquence, la chaîne de réception, la fréquence image, le filtrage des signaux parasites, l’intermodulation, le facteur et la température de bruit, ainsi que la dynamique d’un récepteur. Enfin, les notions de disponibilité et critères de qualité d’une liaison radio sont abordées, illustrées par des exemples concrets et des applications pratiques. Cette UE repose sur des connaissances en mathématiques et physique générales acquises en licence.

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Cette unité a pour objectif de fournir aux étudiants les méthodes de calcul, à la fois analytiques et graphiques, pour l’adaptation des lignes de transmission en puissance et en réflexion, en s’appuyant notamment sur l’utilisation de l’abaque de Smith. Le cours commence par un rappel des équations des télégraphistes et présente les caractéristiques fondamentales des lignes, telles que l’impédance caractéristique, l’impédance ramenée, le coefficient de réflexion à l’extrémité et le long de la ligne, ainsi que le rapport d’onde stationnaire. Les différentes méthodes d’adaptation des lignes sont étudiées par résolution analytique et graphique, puis le cours introduit la matrice de répartition [S] pour la caractérisation des dispositifs micro-ondes, avec définition, interprétation et propriétés dans le cas d’un dispositif à deux accès, avant de généraliser aux dispositifs à n accès. Des exemples d’application illustrent les concepts abordés, permettant aux étudiants de maîtriser les notions clés liées aux lignes de transmission, à l’abaque de Smith et aux paramètres S.

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FRANÇAIS / FRENCH

Cette unité vise à familiariser les étudiants avec les principales caractéristiques des antennes, en prenant comme référence le dipôle élémentaire. Elle aborde les concepts fondamentaux du rayonnement électromagnétique, incluant le principe de fonctionnement des antennes, la nature des champs rayonnés et les diagrammes de rayonnement, ainsi que les caractéristiques essentielles telles que le gain, la directivité, l’impédance d’entrée, la résistance de rayonnement, le rendement et la largeur de faisceau. Le cours présente également les réseaux d’antennes et l’agencement des éléments pour améliorer le rayonnement ou contrôler la directivité, avant d’illustrer ces notions par des applications pratiques dans les systèmes RF, les communications et le radar.

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FRANÇAIS / FRENCH

Cette unité aborde les principes de base des réseaux fixes de télécommunication. Elle traite des supports de transmission et de leurs caractéristiques (affaiblissement, distorsion, bande passante), des types de modulation et de codage, ainsi que des notions de transmission synchrone et asynchrone. Le cours présente les mécanismes de la couche liaison (formation des trames, correction d’erreurs, contrôle de flux), les principes de commutation (circuit, paquet, circuit virtuel) et de multiplexage statistique. L’étude du modèle OSI permet d’introduire les notions d’encapsulation, de fragmentation et de multiplexage. Enfin, une initiation aux protocoles IP (adressage, routage, transport, applications) et aux réseaux téléphoniques commutés complète la compréhension globale des architectures réseau.

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FRANÇAIS / FRENCH

Cette unité vise à rendre les étudiants autonomes en programmation en langage C et à les initier au C++. La première partie du module aborde les fondamentaux du langage C : structure d’un programme, types de données, fonctions, tableaux, pointeurs et gestion de la mémoire. L’accent est mis sur la rigueur, la modularité et l’efficacité du code. La seconde partie introduit les principes de la programmation orientée objet et les bases du langage C++ : classes, encapsulation, héritage et polymorphisme. Les travaux dirigés et pratiques permettent aux étudiants de consolider leurs connaissances par la résolution de problèmes concrets et la réalisation de petits projets. À l’issue de l’unité, les étudiants maîtrisent les bases de la programmation en C et disposent d’une première expérience du C++, leur donnant une base solide pour les développements logiciels en électronique.

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FRANÇAIS / FRENCH

L’unité vise à renforcer les compétences linguistiques des étudiants pour leur permettre de communiquer efficacement en anglais général et technique. Les cours développent la compréhension et l’expression orale et écrite, notamment à travers la lecture de textes scientifiques, la rédaction de documents simples et la prise de parole. Compte tenu de la diversité des niveaux, les étudiants sont répartis en groupes de niveaux afin de progresser à leur rythme. L’objectif est d’acquérir une aisance linguistique utile à la compréhension et à la présentation de travaux techniques et professionnels.

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ANGLAIS / ENGLISH

Ce cours pose tout d’abord le contexte du développement durable et insiste sur la fiabilité des sources et l’exercice d’un esprit critique. Il s’oriente ensuite vers les émissions de gaz à effet de serre (phénomènes, sources d’émission et poids relatifs) en adoptant en particulier le prisme de l’énergie en raison d’une part de l’importance de ce secteur et d’autre part des compétences et des futures activités professionnelles des étudiants de ce master. Les consommations énergétiques sont analysées à la fois par secteur et par source d’énergie, au niveau français et mondial. Les moyens de production d’électricité (principes, caractéristiques, poids relatifs) sont également présentés. Ce cours s’attache à transmettre les bons ordres de grandeur et les méthodes de dimensionnement. Le recours à deux ateliers d’intelligence collective et à des études de cas permet de susciter une réflexion et un engagement personnel des étudiants.

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FRANÇAIS / FRENCH

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FRANÇAIS / FRENCH

Ce projet tutoré, d’une durée de six mois, constitue une première mise en situation de recherche ou d’ingénierie en lien direct avec les thématiques du parcours. Réalisé en groupes de deux à trois étudiants, il permet de développer des compétences en conduite de projet, en travail collaboratif et en communication scientifique. Les sujets sont proposés et encadrés par l’équipe pédagogique, et peuvent s’appuyer sur les moyens de simulation et de mesure disponibles au sein du laboratoire ESYCOM et de l’université. Deux jours par semaine sont consacrés à la réalisation du projet, en cohérence avec le rythme d’alternance de la formation. Une soutenance intermédiaire à mi-parcours permet d’évaluer l’avancement et la maîtrise des outils utilisés, tandis qu’une soutenance finale clôture le projet. Chaque présentation orale est accompagnée d’un rapport écrit (rapport d’avancement puis rapport final) détaillant la démarche, les résultats obtenus et les perspectives du travail mené.

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FRANÇAIS / FRENCH