Gnie lectrique et lectronique

La capacit de rver, la puissance de crer

Photo:PierreJauss

Lnergie constitue galement un pilier essentiel de la formation en gnie lectrique et lectronique. Si la production, le transport et le stockage de llectricit restent fondamentaux, un autre dfi cl concerne sa gestion dans une perspective durable. Un exemple : la production irrgulire en nergie dune olienne doit tre absorbe et valorise au sein dun rseau plus vaste. Cette opration implique une coordination avec dautres sources dnergie quil est souvent difficile de raliser. Grce vos connaissances dans le domaine de llectro-nique de puissance, des rseaux lectriques dcentraliss, de la gestion et de la communication rapide dinformations ou de la microlectronique, vous jouerez un rle majeur dans les dcennies venir pour apporter des solutions aux problmes nergtiques que nous avons rsoudre.

Lexploitation de cette double nature de llectricit sest encore accentue avec lessor exceptionnel de la micro- et de la nanolectronique qui favorisent les interactions entre ces deux caractristiques. Il est ainsi devenu pos- sible de concevoir des fonctions lectroniques toujours plus complexes pour des appareils usuels (tlphone, ordinateur, lecteur MP3, etc.), avec des composants nano-mtriques installs sur des supports de plus en plus petits (puce lectronique). Dautres domaines profitent aussi pleinement de ces avances : les technologies biomdicales, qui disposent de capteurs de plus en plus sensibles, les systmes embarqus ou encore lingnierie spatiale.

Comme ingnieur-e lectricien-ne, vous participez aussi activement au dveloppement de tous les outils (images, son, multimdia) utiliss par les nouvelles technologies de linformation et de la communication. Vous dveloppez ainsi des technologies dans les domaines de lacoustique (prise et mission de son, microphones), des antennes ou capteurs sans fil, des ondes lectromagntiques, du traitement de signal (numrisation, compression, scurit), de loptique, de la photonique ou encore de lanalyse dimages.

Llectricit est un lment indispensable de notre vie quotidienne : il est difficile de sen passer ne serait-ce quun seul jour. Cest une ressource unique, dote dune double proprit : elle est la fois nergie et vecteur dinformation. Le gnie lectrique et lectronique se trouve constamment la croise de ces deux domaines.

En bref

Photo:ESA2008

Panoptic, une camra 3D rvolutionnaireLes innovations conjointes en lectronique et technologies de linformation permettent denvisager de nouvelles gnrations de capteurs aux proprits extraordinaires. La camra Panoptic, qui sinspire de lil facettes dinsectes comme la mouche, illustre ce vaste potentiel dinnovation. Compose de 104 micro-camras insres dans un chssis gomtrie sphrique de sorte que leurs champs de vue se recouvrent, elle dispose dun systme qui collecte et agglomre les flux vidos alors que son architecture lectronique permet de grer en temps rel limportante quantit dinformation ainsi gnre. Des algorithmes de traitement de limage ont t implments directement sur le systme qui peut ainsi reconstruire linformation tridimensionnelle simulta- nment dans toutes les directions. La camra Panoptic permet lacquisition dimages et films 3D au moyen dun dispositif compact et lger. De multiples applications sont envisages dans lindustrie des mdias ou encore pour lexploration par robots autonomes. Dvelopp par les laboratoires de traitement du signal et de systmes microlectroniques, ce systme illustre les avances possibles grce aux comptences multidiscipli-naires acquises en gnie lectrique et lectronique.

Systmes et capteurs portables pour le suivi de la santLe dveloppement de la microlectronique permet de miniaturiser capteurs et plate-formes de calculs. Ainsi, il est dsormais possible de dployer des capteurs miniatures sans fil pour mesurer certains paramtres physiologiques, surveiller ltat de sant dun patient ou suivre les performances dun sportif. Cest un vritable rseau de capteurs qui doit tre install sur le corps.

Ces capteurs doivent pouvoir mesurer des signaux tnus, traiter linformation et communiquer avec un rcepteur ou avec dautres systmes, le tout en consommant le moins dnergie possible. Un dfi qui ncessite lintgration des multiples comptences de lingnieur lectricien, allant de la programmation de micro-systmes la conception de nouveaux circuits.Cest dans ce contexte quune nouvelle gnration de capteurs portables en vue dapplications en technologies de la sant a t dveloppe. Ces capteurs permettent denregistrer et danalyser, en temps rel, des signaux issus dlectro-encphalogrammes (EEG) ou dlectro- cardiogrammes (ECG). Utilisables en rseau lchelle du corps humain, ils fournissent des indications importantes sur ltat de sant ou de performance de la personne tudie.

Gnie lectrique et lectronique

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Mini-capteursdestinstreemployssurlecorpshumain. (Photo : David Houncheringer)d

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Llectricit comme rponse au dfi nergtiqueLes besoins nergtiques et la part des nergies renouve-lables vont tous deux augmenter au cours des annes venir. Face la fin annonce des stocks de ptrole, de gaz et de charbon, lnergie du futur sera domine par la prsence de llectricit, un domaine qui se trouve ds lors confront de passionnants dfis techniques.A lEPFL, un projet incarne parfaitement cet enjeu : Solar Impulse, le premier avion entirement aliment par de lnergie solaire. Produite par les panneaux photovolta-ques qui recouvrent entirement les ailes de laronef, llectricit doit ensuite tre transforme, puis distribue aux moteurs, ainsi quaux batteries charges demmaga-siner des rserves pour la nuit. Des calculs complexes sont ncessaires pour que le partage se fasse le plus effica- cement possible. Cest lingnieur en lectricit quil incombe de mettre au point des systmes lectroniques qui soient capables de rpartir en permanence au mieux lnergie disponible entre les moteurs et les batteries.Il faut savoir que de tels dispositifs lectroniques sont dj en fonction dans les vhicules hybrides, qui combinent ptrole et nergie lectrique. A lavenir, la multiplication des panneaux solaires sur les toits de nos maisons et des oliennes va rendre la production nergtique de plus en plus dpendante des conditions mtorolo-giques. Une problmatique qui va ncessiter la mise au point de systmes de gestion nergtique toujours plus complexes et raffins, afin que chacun dispose en tout temps de llectricit dont il a besoin.

Llectricit dans le SwissCubeParmi les activits du Space Center de lEPFL, la construction de petits satellites est un domaine dynamique qui, par sa pluridisciplinarit, suscite un vif intrt auprs des tudiants.En septembre 2009, le Space Center de lEPFL a lanc son premier satellite, le SwissCube, dont lobjectif principal tait ducationnel. Il a en effet permis des tudiants dapprendre comment raliser un systme dingnierie trs complexe, de sa conception sa construction, en passant par lexploitation des donnes obtenues une fois le satellite mis en orbite.

Malgr sa taille modeste (un cube de 10 cm de ct pesant moins dun kilo), le SwissCube renferme tous les sous- systmes critiques des gros satellites. Si la construction dun satellite requiert des comptences issues des principaux domaines dingnierie enseigns lEPFL, les tudiant-es en lectricit y ont apport leur contribution dans les sphres de llectronique, de la puissance lectrique et de sa gestion, de la communication et des antennes. Ce projet leur a aussi offert loccasion de collaborer troitement avec leurs pairs du gnie mcanique, du gnie des matriaux, dinformatique et de physique. Ils ont ainsi pu valoriser ensemble leurs connaissances dans la plupart des domaines de lingnierie lis la facult des Sciences et Techniques de lIngnieur (STI).

LeSwissCubeatlancavecsuccsdepuislIndele23septembre2009.Lobjectifscientifiqueestdobserverlenight-glow,uneluminescencesitue100kmdaltitudeautourdelaTerre. (Photo : David Houncheringer)

Lescellulessolaires,sourcesdnergieflexiblespouvantsadapterdiffrentesapplications,toutaussibiendansledomainedelagrandequedelapetitepuissance.

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Bachelor (180 crdits ECTS)Une fois les bases scientifiques acquises (1re anne), le cursus propose des cours gnraux sur llectronique, llectromagntisme, les circuits et systmes et le traitement du signal. Cette formation est complte par des travaux pratiques en laboratoire et des projets. En dernire anne de bachelor, vous choisissez deux des trois orienta- tions qui constituent le cur de la formation : micro- et nanolectro-nique, technologies de linformation et nergie.

Master (90 crdits ECTS)Au master vous approfondissez une des trois orientations. Lorientation micro- et nanolectronique porte entre autres sur le design des circuits, les systmes embarqus, la microlectronique et linformatique en temps rel. En technologies de linformation, vous suivez notamment des cours avancs en traitement du signal, en reconnaissance dimage, en traitement du son et en optique. Quant lorientation nergie, elle traite de la dynamique des rseaux et leur optimisation, de la conversion de puissance, de llectronique de commande, de la mcatronique ou encore de llectronique industrielle. Le cursus du master est en outre complt par des projets et des travaux pratiques. A noter enfin que vous pourrez choisir de suivre le programme de master MNIS (Micro & Nano-technologies for Integrated Systems) donn conjointement lEPFL, lInstitut polytechnique de Grenoble et au Politecnico di Torino.

Perspectives professionnellesAxe sur les trois domaines de comptences voqus prcdemment, votre formation en gnie lectrique et lectronique vous offre des perspectives professionnelles tendues. Votre diplme en poche, un grand nombre dentre vous choisira de se diriger vers les entreprises et le monde industriel. Vous aurez alors la possibilit de travailler

dans le secteur des transports ou dans celui de lnergie, deux secteurs dont le dveloppement ne cesse de gagner en importance. Vous pourrez aussi participer la conception et la ralisation des circuits complexes la base des technologies utilises dans les ordinateurs, les systmes multimdia, les systmes intelligents ou encore les systmes embarqus. De plus, compte tenu de lvolution de la socit, vous pouvez aussi envisager des perspectives dans des domaines lis la sant, notamment dans le dveloppement des biotechnologies. Quel que soit le domaine choisi, votre formation vous permettra aussi bien dinventer les solutions de demain que de piloter efficacement des processus industriels complexes ou dassumer des responsabilits de chef de projet.

Il est aussi possible qu la fin de votre master, vous souhaitiez approfondir vos connaissances dans un domaine spcifique en effectuant un doctorat, une voie qui vous ouvre alors les portes dune carrire acadmique. Finalement, compte tenu du trs fort essor des applications lies llectricit, une alternative consiste crer votre propre entreprise.

Aujourdhui, demain, dans 10 ans

Section de Gnie lectrique et lectroniqueFacult des Sciences et Techniques de lIngnieur (STI)

@mail secrtariat : sel@epfl.chTlphone : +41 21 693 46 18Web : http://sel.epfl.ch

Pour plus dinformations : http://bachelor.epfl.ch

Mars 2010, Ecole polytechnique fdrale Lausanne (EPFL) Photo couverture : Sophie Brasey Graphisme : Antidote-design, Lausanne Textes : nibuXs, Jacques Perret

Photo:AlainHerzog