L’électrotechnique – Le «polyvalent» de la technologie du futur · 2020. 1. 30. ·...

Électrotechnique

On pourrait presque dire que tout adébuté au Ier siècle ap. J.-C., avec Hérond’Alexandrie, l’un des inventeurs les pluscréatifs de l’Antiquité. Ce mathématicienet ingénieur de génie a mis au point lepremier prototype de machine à vapeuret approvisionné les prêtres en eaubénite sortant du premier distributeurautomatique. Il créa un mécanisme pourl’ouverture automatique mystérieuse depuissantes portes d’un temple etconstruisit une machine à oracles où desmoineaux en fer répondaient aux ques-tions par leur gazouillis ou en tenant leurbec ouvert… uniquement après rémuné-ration, bien entendu!

L’électrotechnique, c’estl’alpha et l’oméga Basée sur les mathématiques et lessciences naturelles, associée à une élec-tronique souple et programmable, ainsiqu’à une informatique technique, l’élec-trotechnique classique est aujourd’huiune technologie majeure, comme leconfirme le professeur Max Felser, chefdu département Électrotechnique etInformatique de la Haute école spéciali-sée bernoise, à Berthoud: «On la trouvepartout! Qu’elle soit couplée aux télé-communications dans les plus petitsordinateurs, associée à des systèmesénergétiques électriques alternatifs et àla mobilité, ainsi qu’à l’automatisationintelligente de machines et d’installa-tions dans les domaines d’application lesplus divers, elle marque aujourd’hui lasociété de son empreinte.»Un «Bachelor of Science» dans cedomaine apporte les connaissances debase nécessaires, permettant à leurstitulaires de relever les défis de la vieprofessionnelle. Ils pourront ainsi répon-

dre dans toutes les situations, aux sujetsles plus actuels, comme l’industrie 4.0,les voitures autonomes, l’électromobi-lité, les drones, l’énergie photovoltaïque,l’Internet des objets, les énergies renou-velables, ainsi qu’à leurs applications.Leur créativité ne connaîtra plus delimite, car ils érigeront des systèmes àpartir de zéro, développeront et dimen-sionneront des produits et des installa-tions, les expérimenteront au moyen desimulations et de tests. Dans la produc-tion, ils concevront, réaliseront et surveil-leront équipements et machines. Grâceà des procédés concertés, ils prendrontles mesures nécessaires pour que lamise en service et la maintenance sedéroulent sans accroc. Selon le niveaude leur formation, ils associeront ingé-nieusement le marketing, le conseil, lavente et la formation concernant les pro-duits et installations. Dominic Loosli, titulaire d’un diplômede Bachelor, l’explique avec précision:

«Ce cursus aborde les relations com-plexes entre les mathématiques, la phy-sique et la chimie, ainsi que la concep-tion et la gestion de projet en électro-technique. Avec les réseaux de portesprogrammables in situ (FPGA), les unitésde contrôle maître (MCU), les automatesprogrammables industriels (API), ainsique les circuits analogiques, nous déve-loppons et réalisons d’intéressants pro-jets interdisciplinaires, dans lesquelsnous appliquons, de manière autonome,ce que nous avons appris.»

L’aide précieuse de l’industrieOn applique les connaissancesacquises à la résolution de problèmesactuels, comme avec le projet IHPoSPowerCube, par exemple. Ayant une spé-cialisation dans les systèmes énergé-tiques électriques et les énergies renou-velables, Lars Aeschlimann et Daniel Phi-lippe Schären se sont intéressés austockage des énergies renouvelables.

L’électrotechnique – Le «polyvalent»de la technologie du futurElsbeth Heinzelmann*

À quoi sert une cage de Faraday? Quel est le symbole de laconductivité électrique? À quelle unité Volta donna-t-il son nom? Si cegenre de question vous embarrasse, vous n’êtes pas titulaire d’undiplôme d’électrotechnique ou d’informatique! Non, ce n’est pas unreproche, mais ces disciplines font aujourd’hui partie de notre universnumérique. Les objets «intelligents» sont souvent les outils desingénieur(e)s électriciens.

23 La Revue POLYTECHNIQUE N° zzz – nnn/yy www.revue-polytechnique.ch

Échange de vues lors du Bachelor d’électrotechnique et d’informatique, où des étudiants développentdes systèmes fiables et intelligents, faisant ainsi avancer les progrès technologiques.

*Journaliste science + technologie

Car celui-ci gagne toujours plus en impor-tance, la demande en énergie étant plusélevée en hiver qu’en été, lorsqu’elleatteint son maximum de production. Pour ce faire, des installations effi-caces de récupération de l’énergie sontnécessaires. S’appuyant sur le systèmede pile à combustible performant IHPoS(Independent Hydrogen Power System),ces deux chercheurs ont développé unprototype de production décentraliséed’énergie électrique et thermique. Lebloc d’alimentation PowerCube qui a étémis au point procure, en tant que proto-type fonctionnel, une base pour réaliserd’autres développements intéressantsdans le domaine de la conversion d’élec-tricité en gaz.Grâce à des spécialisations dans l’auto-matisation et le contrôle industriels, ainsique dans les systèmes embarqués,Simon Allemann et Silas Wiedmer ontélaboré, avec le partenaire industrielennos AG, un système d’irrigation auto-matique destiné aux pays émergents etaux économies en développement. Despompes à chaleur fonctionnant à l’éner-gie solaire, permettant une exploitationautonome dans ces régions, sont la prin-cipale activité de cette entreprise.Comme la pompe est en constante évo-lution, ce travail a pour but d’élaborer unsystème d’irrigation automatisé. En fontpartie le développement de nœuds decapteurs et d’éléments de commande,dont les composants peuvent être reliéssans fil sur le terrain. Vision est un pro-duit commercialisable basé sur cemodèle fonctionnel.

Un choix illimité de thèmes Janis Manuel Baumann et David RafaelWohlrab ont choisi la spécialisation «sys-tèmes embarqués et management». Ilscoopèrent avec le partenaire industrielPimatron GmbH, qui conçoit et fabriquedes éléments en matière synthétique.Leur travail concerne la polonisation parles abeilles, qui assure la préservation dela flore ainsi que les rendements agri-coles, au bénéfice des êtres humains.Dans la nature, les abeilles accomplis-sent des tâches essentielles, indispensa-bles pour l’humanité. Aussi est-il d’uneimportance capitale d’offrir aux ruches uncadre de vie optimal, raison pour laquelleles deux inventeurs ont développé unsystème des moins onéreux. Pour David Wohlrab, ce fut l’accomplis-sement d’un rêve: «Tout petit déjà, l’élec-trotechnique m’a fasciné; c’est pourquoij’ai fait un apprentissage dans cedomaine. Ensuite, pour élargir mesconnaissances, j’ai décidé d’étudier

l’électrotechnique et l’informatique.» Ilaimerait, en conséquence, motiver d’au-tres de ses collègues: «Ce cursus estdestiné à toute personne ayant un goûtpour l’électrotechnique et souhaitant s’yformer non seulement de manière théo-rique, mais également d’un point de vuepratique», ajoute-t-il. Janis Baumann a unautre point de vue: «Je veux à l’avenir,travailler comme ingénieur électricien,car je bénéficierai ainsi d’un salaire élevépour un travail intéressant», déclare-t-il.Nathanael Josua Berger et NicolaDamien Vaucher ont également choisi laspécialisation «systèmes embarqués ettechnologies de communication», ainsique «management». Ils ont adopté leconcept d’intelligence en référence auxvilles intelligentes, dont les réverbèressont commandés au moyen d’une inter-face pour capteurs ou radars permettant,grâce à un échange de données ciblé,d’établir un réseau géant de réverbèrestélégérés. À l’issue de ce travail, il s’agitde développer un logiciel de configura-tion Android, qui gère le profil lumineuxdes lampes, ainsi que les données del’interface openISL. Nicola Vaucher déconseille aux intéres-sés, de sous-estimer ce cursus: «Il nefaut pas se laisser décourager par leséchecs, les modules ratés ou des notesinsuffisantes. Les modules à option, quipermettent, le cas échéant, d’en rattrapercertains, apportent une sécurité supplé-mentaire», déclare-il. Après ses études, ilsouhaite effectuer une spécialisation:«J’envisage les domaines de la technolo-

gie de communication ou du manage-ment. Mais je ne sais pas encore quellefonction j’occuperai. Je profiterai certai-nement des connaissances que j’auraiacquises au cours des trois dernièresannées», conclut-il.

Une rétrospective positive Le professeur Lukas Rohr, directeurtechnique et informatique, en tire unbilan positif. Il pense que l’objectif – àsavoir des innovations utiles et respec-tueuses de l’environnement – est atteintet donne exemple l’exemple suivant:«Nous avons créé, à la Haute école spé-cialisée bernoise, un véhicule électriqueunique au monde, car jamais encore un«comparse» n’a connu un tel succèsconcernant la réduction des émissionsde CO2: avec sa centrale embarquée,notre camion-benne électrique économi-sera jusqu’à 1300 tonnes de CO2 et500‘000 litres de diesel dans les dix pro-chaines années!» Cela signifie que cecamion-benne électrique tire son énergiedes matériaux d’excavation qu’il trans-porte, lorsqu’il est à la descente, sachantque les batteries se rechargent lors dufreinage. Et ce niveau de charge suffitalors pour que le véhicule puisse remon-ter à vide, sans aucune source d’énergieextérieure. «Cela correspond à notreobjectif stratégique d’une plus grandequalité de vie, d’un environnement meil-leur et d’un confort accru», ajoute LukasRohr.Mais une solide formation en électro-technique et en informatique ne suffit

Électrotechnique

www.revue-polytechnique.ch La Revue POLYTECHNIQUE N° zzz – nnn/yy 24

Grâce à l’approfondissement des techniques, en savoir davantage sur les systèmes énergétiquesélectriques et les énergies renouvelables, l’automatisation et le contrôle industriels, lestechnologies de communication ou les systèmes embarqués, par exemple.

pas, il en faut davantage, à savoir de l’in-ventivité, de la créativité et de la persé-vérance, car c’est ainsi seulement queles véritables réussites surgissent. Tousceux qui sont ainsi bien préparés, onttoutes les chances imaginables de

connaître une réussite professionnellelucrative, que ce soit dans les domainesde l’énergie ou du transport, en informa-tique ou dans les télécommunications,dans les entreprises industrielles oud’automatisation.

Certes, depuis Héron d’Alexandrie,quelques changements se sont opérés.Si les prêtres pouvaient autrefois, encoreintervenir dans sa machine à rendre lesoracles, entraver le déroulement des pro-cessus et faire taire les moineaux métal-liques, les professeurs d’aujourd’hui sontconfrontés à de plus grandes difficultés.Mais il n’y a encore jamais eu de branchede la technique, autre que l’électrotech-nique, où des inspirations et des idéesaient un impact aussi durable sur autantde domaines fondamentaux. – Essayezd’en trouver!

Prof. Max Felser Haute école spécialisée bernoise www.ti.bfh.ch •

Électrotechnique

25 La Revue POLYTECHNIQUE N° zzz – nnn/yy www.revue-polytechnique.ch

Bibliographie• Bachelor of Science: Électrotechnique et Informatique:www.bfh.ch/ti/electro• Publication des travaux de diplôme de la BFH-TI: Book.bfh.ch• Manuel PROFIBUS du professeur Max Felser. Introduction à la structure du sys-tème PROFIBUS Systems, informations sur les procédures de planification d’instal-lations et directives pour l’installation des câbles, expériences avec les instruments,listes de normes et détails pour la codification.• Manuel PROFIBUS du professeur Max Felser. Un recueil d’informations expliquantles réseaux PROFIBUS: https://www.felser.ch/profibus-handbuch/index.html