Campus

Campus Arts et Métiers de Bordeaux-Talence

Objectifs

Pédagogiques et scientifiques

Donner aux étudiants des compétences fondamentales et appliquées concernant :

•  Les systèmes de propulsion afin de comprendre l’influence des différents paramètres pertinents qui contribuent au choix d’un système de propulsion, et d’aborder les problèmes techniques rencontrés lors de sa conception.
• Les différentes familles de matériaux aéronautiques et les procédés d’obtention de pièces de structure, ainsi que les méthodologies de calcul et de dimensionnement des structures aéronautiques. Une attention particulière est portée sur les structures composites et les procédés additifs.
• La découverte des aéronefs et systèmes spatiaux.
• La réglementation et la démarche qualité dont le rôle majeur est illustré au travers d’applications concrètes issues de ce secteur.

Professionnels et débouchés

L’aéronautique civile et militaire ainsi que l’espace occupent une place importante dans le tissu industriel de la région Nouvelle-Aquitaine. Les entreprises de ce secteur sont associées au campus Arts et Métiers de Bordeaux au travers de nombreux partenariats : interventions spécialisées dans les enseignements, accueil d’élèves ingénieurs en stage exécutant ou industriels, projets de fin d’études, projets de recherche…

L’Unité d’Enseignement d’Expertise Ingénierie en Aéronautique et espace a pour objectif de former les étudiants à ce secteur d’activité porteur.

Les métiers visés sont ceux de la R&D, des bureaux d’études et de calcul, et de la production.

Programme

Des conférences et des visites thématiques d’entreprises viennent compléter la formation

• Structure (semestre de cours, semestre de projet/stage…)

L’année est découpée en deux semestres :

• le premier est consacré aux cours (30 ECTS au total), répartis en trois modules séparés (voir le programme détaillé ci-dessous). En complément des cours, le premier semestre est l’occasion de réaliser un projet (PJE09) de 90 heures sur un sujet spécifique proposé par le corps enseignant de l’ensemble du Campus. Ces stages se déroulent en lien fort avec les activités du laboratoire I2M dans des domaines de pointe, et donne l’occasion d’accéder à l’ensemble des plateformes du campus.
• Le second semestre est consacré à un stage de fin d’étude de 24 semaines en entreprise (30 ECTS). Les stages on lieu de manière générale dans le domaine de l’expertise.  

Description détaillée des modules

Module 1 : évolution de la conception des systèmes de propulsion

• Analyse de l’évolution des systèmes de propulsion (14 heures)
  • Généralités sur l’innovation en aéronautique
  • Analyse d’un système propulsif par l’utilisation des outils d’aide à l’innovation – MAL’IN
  • Présentation des familles de systèmes propulsifs à partir d’une analyse énergétique
  • Démarche de conception d’un système propulsif – application à un turbomoteur double flux double corps
  • Application pratique montage/démontage pour observation des solutions technologiques d’un turbomoteur DGEN De chez PRICE INDUCTION
• Méthodes de conception avancée et optimisation des systèmes complexes (20 heures)
  • optimisation locale et globale, les algorithmes génétiques
  • méthodes de construction des fonctions objectif d'optimisation
  • méthodes de tri et de classement des solutions (agrégation)
  • méthodes d'appréciation cardinale (interprétation)
  • application aéronautique: l'optimisation des structures composites
• Guidage aérodynamique pour machines tournantes grandes vitesses (8 heures)
  • Mise en place des équations de la lubrification en film mince
  • Cas des fluides compressibles (air)
  • Statique : développement, optimisation des butées aérodynamiques : problématiques de capacité de charge et solutions technologiques
  • Etude vibratoire des guidages aérodynamiques, effet stabilisant des frottements internes

Module 2 : Matériaux et structures aéronautiques : élaboration et dimensionnement

• Matériaux aéronautiques et procédés d’obtention de pièces de structures (19 heures)
  • Nature des matériaux dans un avion, critères de choix des matériaux, spécificités des matériaux employés (constitution et propriétés)
  • Matériaux composites appliqués à l’Aéronautique : généralités, les composants, les caractéristiques, les matériaux composites structuraux, procédés aéronautiques, réparation
• Dimensionnement des structures aéronautiques (47 heures)
  • Partie 1 (30h dont 20h de projet numérique)
    • Considérations générales sur les structures avions
    • Flexion et torsion des profils minces ouverts, fermés et multicellulaires : théorie et applications
    • Stabilité structurale : tenue au flambement et post flambement
    • Comportement des plaques composites
    • Projet Numérique : Dimensionnement du divergent du lanceur Delta4
  • Partie 2 (17h)
    • Résistance à l’amorçage des fissures de fatigue
    • Tolérance à l’endommagement

Module 3 : produits et processus de l‘industrie aéronautique et spatiale

• Découverte des aéronefs (12 heures)
  • Réglementation, Acteurs, Maintenance
  • Eléments de mécanique du vol
  • Les aéronefs
• Introduction aux systèmes spatiaux (18 heures)
  • Les systèmes sol
  • Le système satellite
  • Le système lanceur
  • Les applications spatiales
  • Les programmes spatiaux
  • Éléments de Mécanique spatiale
  • Environnement spatial
  • Histoire des systèmes spatiaux
• Démarche qualité dans l’industrie aéronautique et spatiale (12 heures)
  • Application de la démarche qualité au processus de garantie de conformité tridimensionnelle
  • Principes généraux

Principaux animateurs scientifiques et pédagogiques de l’expertise

Nicolas Saintier (Arts et Métiers ParisTech)

Didier Egureguy (Arts et Métiers ParisTech)

Equipe pédagogique

Nicolas Saintier (Arts et Métiers ParisTech)

Didier Egureguy (Arts et Métiers ParisTech)

Pascal Le Roux (Arts et Métiers ParisTech)

Jérôme Pailhes (Arts et Métiers ParisTech)

Thierry Palin-Luc (Arts et Métiers ParisTech)

Frédéric Dau (Arts et Métiers ParisTech)

Ivan Iordanoff (Arts et Métiers ParisTech)

Patrick Sébastian (Arts et Métiers ParisTech)

Marco Montemuro (Arts et Métiers ParisTech)

Thecle Alix (Arts et Métiers ParisTech)

Sabrina Houdaibi-Olive (Arts et Métiers ParisTech)

Stephane Abed (Polyshape)

Anissa Meziane (Universités de Bordeaux)

Patrick Martinez (IRT, Saint Exupéry)

Daniel Saint-Pe (Consultant Extérieur, QSE-FH)

Stephanie Lizy-Destrez (ISAE -SUPAERO)

Plateforme technologique associée

Plateforme GAME, Plateforme fabrication additive FUTURPROD

Modalités d’évaluation

Examen écrit (contrôle continu et/ou examen final) pour les cours, projet numérique, rapport écrit et soutenance orale pour le PJE09 et SFE

Modalités de validation                         

La validation de l’expertise est conditionnée par l’obtention d’une note moyenne de 10/20 (Pondération : module 1 = 0.3, module 2=0.4, module 3 =0.3).        

Modalités pédagogiques

• Cours, Travaux dirigés, pédagogie par projet
• Interventions de professionnels reconnus dans leur secteur d’activités.
• Une journée de rencontre avec les entreprises du secteur aéronautique est organisée sur le campus. Cette journée est l’occasion de découvrir des parcours professionnels et des projets ambitieux dans ce secteur. 

Atouts de la formation

L’Unité d’expertise Ingénierie en Aéronautique et Espace bénéficie d’un contexte régional porteur, marqué par la dynamique du pôle mondial de compétitivité Aerospace Valley (http://www.aerospace-valley.com/), premier bassin d’emploi européen dans le domaine de l’aéronautique, de l’espace et des systèmes embarqués avec:

• la présence de grands groupes, leaders sur ce marché: ASTRIUM Space Transportation, le CEA, le CNES, DASSAULT Aviation, EADS, le groupe SAFRAN avec TURBOMECA et HERAKLES…
• la présence d’un réseau important d’équipementiers internationaux: THALES, Liebherr Aerospace, Messier-Dowty…
• le développement d’un tissu dynamique de PME/PMI

La formation bénéficie également de la proximité avec de nombreux laboratoires et réseaux de recherche sur le campus bordelais en liens avec le domaine aéronautique et spatial (I2M (https://www.i2m.u-bordeaux.fr/ ) , ICMCB (www.icmcb-bordeaux.cnrs.fr/ ), LCTS (www.lcts.u-bordeaux1.fr/),  Route des lasers ( www.alpha-rlh.com/ )

Partenaires

• Industriels AIRBUS,IRT Saint exupéry, POLYSHAPE, STELLIA,  ASTRIUM Space Transportation, le CEA, le CNES, DASSAULT Aviation, EADS, ARIANE GROUP, SAFRAN,
• Institutionnels Pôle de compétitivité Aerospace Valley, ICMCB, LCTS
• Universitaires Université de Bordeaux, Université de Bilbao, Université de Laval (Canada)

Entreprises visées

Ensemble du secteur aéronautique et spatial, grands groupes et supply chain, centres de recherche et développement type CNES, ONERA.

Exemples d’offres de stage proposées / de projets menés

Les projets de fin d’études sont réalisés en grande majorité dans les grands groupes du secteur : aéronautique et spatial. Exemples de stages de fin d’études 2017-2018 :

« Amélioration continue de la supplyChain »  - Airbus Helicopters 

« Simulation des procédés de fabrication additive métallique » - Lisi-Aerospace

« Conception de pièces structurelles d’un drone avec intégration Wifi » - Parrot

« Usine du Futur – Moyens de mesures sans contact et Chaine Numérique » MDBA france

« Maqutte numérique des lignes d’assemblages Moteurs » Ariane Group

« Interactions aérodynamiques et thermiques sur le fonctionnement transitoire d’un compresseur » Safran Aircraft Engines

Critères d’admission

Niveau requis : Niveau M1 en Ingénierie Mécanique ( Mécanique - Conception – Matériaux - Procédés)

Informations pratiques

• Langue de cours : Français (excepté pour le module 2, dont une partie sera enseignée en anglais)
• Période :  Automne
• Nombre d’heures 150
• Crédits ECTS 13

Contacts

Nicolas Saintier

Mots clés

Aéronautiques, propulsion, structures, matériaux, projets, composites, conception, ingénierie, spatial, flambement, JAR/FAR, mécanique, thermodynamique, pro

Campus

Campus Arts et Métiers de Paris

Pédagogie

Cette formation se réalise en deux ans.
M1 : proposée sur le campus Arts et Métiers de Paris grâce au parcours "Factory of the Future - Mechanical Engineering".

Présentation

Le diplôme national de master s’inscrit dans le développement des systèmes mécaniques dotés d’une certaine intelligence capable de fournir une autonomie et une automatisation telle que l’on puisse :

• Améliorer la production et alléger la pénibilité du travail
• Simplifier la vie des humains et fournir aux personnes handicapées, notamment, des moyens de vivre plus agréablement.

A forte connotation mécatronique (combinaison synergique et systémique de la mécanique, de l’électronique et de l’informatique temps réel), cette formation aborde les thèmes suivants :

• La mécanique des systèmes multi-corps (rigides)
• Les asservissements, les capteurs et les actionneurs
• L’électronique et le traitement du signal (image, localisation, filtrage)
• L’ingénierie pour la santé (biomécanique, robotique chirurgicale)

Objectifs

L’objectif est de former des spécialistes capables de traiter les problèmes relatifs à la conception, l’analyse, l’optimisation et la commande de systèmes complexes et de machines intelligentes, parmi lesquels les robots occupent une place de choix.

Cette offre de formation est destinée à couvrir les très nombreux besoins en matière de recherche, de développement et de production relatifs à ces systèmes « mécatroniques » avancés qui sont d’une importance prépondérante dans tous les domaines d’activité (transports, production manufacturière, robotique, domotique, technologies pour la santé, etc)

Compétences acquises

Des compétences de haut niveau seront acquises en mécanique des corps solides, en automatique, en traitement du signal et en informatique.

Programme

Le programme est structurée en deux semestres : un semestre de cours et un semestre de stage (6 mois). Le semestre de cours est composé de 4 cours obligatoires puis de 4 itinéraires types qui partagent plusieurs unités d'enseignement communes :

• Commande avancée des systèmes,
• Robotique mobile
• Robotique sociale
• Robotique collaborative

Des UEs supplémentaires peuvent être suivis hors contrat d'étude

Validation

Cours classiques avec documents et examen final.

Certains enseignements utilisent des plateformes expérimentales et numériques comme support de TP ou de TD. Dans ce cas les notes de TP et TD sont considérées.

Atouts de la formation

• Répond à une forte demande industrielle (plan robotique lancer par le gouvernement pour l'aide à la robotisation des PME PMI) notamment dans le développement de systèmes embarqués et de robots où l’on recherche des capacités d’adaptation et d’autonomie croissantes (Aéronautique, Transports, Santé…).
• Reconnue dans le milieu industriel et académique
• Axes d’enseignement et de recherche originaux et d’actualités et à caractère multidisciplinaire  
• S’appuie sur des laboratoires renommés des établissements partenaires (Sorbonne Université, ENSTA, Mines,)..

Débouchés

Les débouchés de cette formation concernent les services de recherche et de développement de produits et procédés nouveaux, les départements d’ingénierie et les bureaux d’études mécatroniques aussi bien dans le secteur public que privé.

Les domaines d’activité plus spécifiquement concernés par ces débouchés sont :

• l’industrie mécanique et mécatronique et de la production
• l’industrie aérospatiale et aéronautique
• l’industrie automobile et les transports :
• le secteur de la maintenance
• les secteurs de l’éducation, de la recherche et de l’apprentissage
• le secteur des technologies pour la santé

Poursuite d’études

La formation s’appuie sur un ensemble de laboratoires Arts et Métiers, mais aussi sur des établissements partenaires permettant de préparer un doctorat dans le cadre des écoles doctorales associées.

Admissions

Critères d’admission

Ce programme s’adresse aux étudiants possédant une formation de base en sciences de l’ingénieur titulaires d’une première année de master ainsi qu’aux étudiants en dernière année d’Écoles d’Ingénieurs dans le cadre d’un bi-cursus (en particulier les étudiants des établissements de cohabilitation : Arts et Métiers, ENSTA, Mines Paris, et Polytech-UPMC) ou également aux étudiants titulaires d’un diplôme d’ingénieur. Elle est également offerte à des étudiants étrangers ayant reçu une formation équivalente.

• Niveau requis
• Niveau international équivalent
• Niveau en français. Si un test est requis, préciser lequel, score min. à obtenir
• Niveau en anglais. Si un test est requis, préciser lequel, score min. à obtenir

Date(s) limite(s) de candidature

• Elève Arts et Métiers en Bicursus : cf. procédures internes d'affectation
• Candidats hors Arts et Métiers :  30 juin 2021. Le dossier de candidature est à remplir en ligne

Les étudiants Arts et Métiers en Bi-cursus doivent suivre la procédure de candidature interne et n'ont pas à renseigner le dossier de candidature.

Partenaires

Partenaires industriels

PSA, Renault, EDF, Helicopters Airbus, ENGIE Ineo, CEA, SAFRAN, AIRBUS, Soft Bank (Aldebaran), Robotsoft, …

Partenaires académiques

Sorbonne Université, ENSTA, Mines Paris

Informations pratiques

• Langue de cours. Français
• Calendrier : septembre à février : cours, suivis d’un stage de master de 6 mois
• Nombre d’heures :
• Crédits ECTS : 60 Ects
• Coût : voir scolarité (Inscription en Master recherche)
• Lieu(x) de la formation : Paris (Arts et Métiers, Sorbonne Université- site Jussieu, École des Mines)

Contacts

M. Nazih Mechbal

• Campus Arts et Métiers de Paris
• 151 bd de l’Hôpital, 75013 PARIS
• Tél : 33 (0)1 44 24 64 58

Campus

Campus Arts et Métiers de Paris

Contexte

Avec l’essor des structures et systèmes intelligents et connectés, les produits mécaniques actuels intègrent de plus en plus d’électronique, d’informatique, de capteurs et d’actionneurs. Ainsi de nombreuses fonctionnalités leur sont ajoutées telles que le diagnostic embarqué, la capacité de réagir à leur environnement et l’interaction accrue avec l’homme. Depuis plusieurs années le terme Mécatronique est utilisé pour désigner de tels systèmes dont la conception nécessite par définition des connaissances multidisciplinaires.

Objectifs

L’unité d’expertise « Mécatronique » forme des ingénieurs capables (a) d'appréhender dans sa globalité la conception et la mise en œuvre de systèmes complexes (intelligents, connectés, etc…), (b) d'identifier et maîtriser les contraintes de l'intégration de ces systèmes associant la mécanique, l'électronique, l’automatique et l'informatique, (c) de concevoir, développer des méthodes de tests et de validation de l’ensemble.

Programme

• Module 1 : La mécanique, M. Guskov

Les systèmes mécaniques multi-corps tels que les machines industrielles ou les robots réalisent souvent des mouvements complexes. Dans ce module on s’intéresse à la description des trajectoires de ces systèmes (paramétrage cinématique) et à relation entre leurs mouvements et les actions qui les déterminent (dynamique directe et inverse). Ainsi, on apprend à mettre en données la simulation cinématique ou dynamique du comportement d’un système mécanique complexe et à en interpréter les résultats, en vue par exemple de concevoir la commande d’un tel système ou d’en dimensionner les actionneurs et les capteurs.

 Module 2 : Automatique, M. Guillard

Ce cours de commande avancée traite de la commande robuste des systèmes multivariables. Il a pour objectifs de présenter un panorama des techniques de commande des systèmes dynamiques multivariables, linéaires, complexes à commander et d'étudier les difficultés pratiques et théoriques posées par un certain nombre de solutions basées sur la connaissance d'un modèle mathématique (système d'état) de représentation du système. Après une présentation du formalisme qui permet d'analyser la robustesse d'un système multivariable en boucle fermée (incertitudes non structurées, valeurs singulières), différentes lois de commande robuste, particulièrement adaptée à la pratique, sont étudiées : Commande LQ/LTR, Commande Hinfini.

• Module 3 : Estimation et fusion de données pour la Mécatronique, M. Mechbal

L’estimation de la position, de l’attitude, de l’orientation ou de l'état structurel d'un corps/système/structure complexe est devenu au fil du temps un enjeu scientifique et industriel important (par exemple dans l’aérospatiale, la robotique, la capture de mouvement, ou encore la surveillance et la détection de défaut/dommage). En lien avec les modèles dynamiques, les capteurs & actionneurs, ainsi que les lois de commandes, ce cours à pour objectifs de de fournir des outils d’estimation et d’identification des caractéristiques des systèmes complexes ou des processus basés sur des approches bayésiennes linéaires et non linéaires (filtre de Kalman, Filtrage particulaire …) en vue de la commande, la localisation et le diagnostic de systèmes mécatroniques. Ce sont des outils indispensables pour recaler un modèle mathématique sur des mesures, pour estimer la composante non mesurée d'un vecteur d'état ou pour "localiser" un système mobile à partir d’une fusion de données.

• Module 4: Informatique pour les systèmes intelligents, M. Boulaire

L’informatique est au cœur de la partie « intelligente » des systèmes complexes mécatroniques. Il est ainsi nécessaire de maitriser ces outils pour pouvoir implémenter en temps réel une loi de commande, un processus d’estimation, ou bien un algorithme d’intelligence artificielle. L’objectif de ce cours est de proposer une introduction à la programmation en langage C++, Python et ROS (Robotique Operating System). Ces outils seront appliqués dans différents contextes et des études de cas viendront compléter l’ensemble.

• Module 5: Capteurs et Actionneurs, M. Rebillat

Avec des objets intelligents omniprésents dans notre quotidien et dans le monde industriel, ce cours a pour objectif de transmettre aux futurs ingénieurs A&M les connaissances nécessaires au dimensionnement et au choix d’actionneurs et de capteurs pour les applications qu’ils rencontreront dans leur carrière. Des exemples concrets et variés sont abordés en séances de travaux pratiques et en projet par l’intermédiaire de l’utilisation de plateformes Arduino et Raspberry Pi.

• Module 6: Interface "homme machine" – IHM , M. Garbaya

Dans le cadre des transformations que connait actuellement l'industrie, les interfaces homme machine (IHM) prennent une importance de plus en plus grande. Une IHM est l'interface qui relie l'opérateur au dispositif de commande d'un système industriel ou encore le lien entre un objet connecté intelligent et son utilisateur. Ce cours a pour but d'introduire les interfaces « Homme-Machine », de comprendre et de mettre en œuvre la conception (conception dirigée par l’objectif) et l'évaluation de systèmes interactifs. Plusieurs IHMs spécifiques seront abordées comme les interfaces de réalité virtuelle et de réalité augmentée, les interfaces visuelles immersives, les interfaces de retour haptique ou encore les interfaces de son 3D.

• Module 7 : Études de cas / Conférences / Séminaires

À travers des cas d’étude réels et des conférences dispensées par des intervenants extérieurs (ingénieurs, directeurs et experts R&D ...), les étudiants auront la possibilité d’appréhender dans sa globalité la conception et la mise en œuvre de systèmes mécatroniques complexes ainsi que la réalité des enjeux qui sous-tendent ces nouvelles technologies.

•  Projet d'approfondissement

Application et approfondissement des connaissances acquises à travers la participation à un concours ou challenge réalisé en groupe (4 -6 élèves) sur une thématique donnée

Exemples de projets et de stages

•  Learning the Digital Twin with Poppy, the open source Humanoid Robot
• NAO Car

Modalités d'évaluation

• Note par module : tests intermédiaires, devoirs personnels, notes de TP et examen final.
• Note finale : moyenne pondérée de chaque module.

Principaux animateurs scientifiques et pédagogiques

• N. Mechbal - Responsable - 01.44.24.64.58
• M. Rebillat
• M. Guskov
• R. Boulaire
• S. Garbaya
• H. Guillard (CNAM)

Informations pratiques

• Niveau : Graduate
• Langue du Cours : Français
• Période : Février - Juin
• Nombre d’heures : 150h
• Crédits ECTS : 13

Mots clés

#Mécatronique #ModélisationMécanique #Commande #Identification #EstimationDétectionDeDéfaillance #ElectroniqueAnalogiqueEtNumérique #Capteurs #ConceptionIntégrée