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Master Recherche - Systèmes Automatiques, Informatiques, Décisionnels

Sept établissements de la région Midi-Pyrénées sont concernés par l'habilitation :

• UPS, Université Paul Sabatier (Toulouse III),
• INSAT, Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse,
• INPT, Institut National Polytechnique de Toulouse,
• SUPAERO, Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace,
• ENIT, Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes,
• ENSICA, Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Constructions Aéronautiques,
• EMAC, Ecole des mines d'Albi-Carmaux.

Intitulé du diplôme délivré en fin de cursus : Master Recherche
Spécialité : Systèmes Automatiques, Informatiques et Décisionnels

1 - Objectifs de la formation

La spécialité " Systèmes Automatiques, Informatiques et Décisionnels " du master EEAS est destinée à former des étudiants aux métiers de la recherche sur la conception, l'analyse et la conduite de systèmes complexes. Leur maîtrise exige des connaissances dans les domaines de :

L'automatique (qui traite de la modélisation, du contrôle et de la commande des systèmes).
Elle est organisée selon deux axes fondamentaux et complémentaires :

• Les méthodes de mesure et d'observation du procédé. Un système ne peut être piloté que si on est capable de mesurer ou d'estimer l'état dans lequel il se trouve et de calculer sa réaction aux commandes qui lui seront appliquées. Cet aspect nécessite l'élaboration de modèles dynamiques représentant le procédé de manière aussi fidèle que possible ainsi que le traitement des signaux fournis par les capteurs afin d'élaborer l'information nécessaire,
• Les méthodes de commande du procédé. En fonction du modèle et des informations recueillies, les commandes doivent être calculées afin que le système réagisse en respectant des contraintes tout en optimisant des critères prédéfinis. C'est cette synthèse indissociable et bouclée de l'action avec l'information qui caractérise les systèmes automatiques,

L'informatique : un système doit être vu, à un haut niveau d'abstraction, en termes de deux entités qui interagissent : le système commandé (entreprise, installation industrielle, engin, robot, ...) et le système de commande qui consiste en un système informatique constitué aujourd'hui d'un ensemble de calculateurs interconnectés par un réseau ou une hiérarchie de réseaux informatiques (système distribué). Il est essentiel de garantir que le système se comportera toujours suivant le comportement spécifié par le cahier des charges. Cela implique donc des mécanismes de vérification formelle, d'évaluation des performances, de l'analyse de sa sûreté et de la sécurité du système, associées à une contrainte forte de fonctionnement en temps réel,

La gestion des systèmes industriels (conception de produits, mise en oeuvre, conduite, analyse et optimisation de systèmes de production ou de services complexes). Les objectifs scientifiques sont liés à la gestion du cycle de vie complet de tels systèmes grâce à l'acquisition et à la gestion de l'information en vue d'une aide à la décision que ce soit en gestion de production, en gestion de projet ou en gestion de systèmes d'information, en développement, aménagement et conduite de processus ou en conception de systèmes.
La maîtrise des systèmes industriels passe notamment par :

• La conception de structures organisationnelles et de centres de décision permettant d'assurer leur gestion et leur conduite,
• La conception des méthodes et outils nécessaires pour aider effectivement la prise de décision au sein de chaque centre et la coopération entre les centres, en cohérence avec la structure retenue

La robotique : dans les cas où l'intervention humaine est dangereuse ou impossible, les robots sont utilisés pour remplir des missions plus ou moins complexes. Les problèmes posés par la robotique font intervenir la perception, l'interprétation de scènes, la planification, la décision en temps réel, la commande et la supervision.

Compétences visées
L'objectif pédagogique visé est de dispenser les connaissances fondamentales qu'un étudiant doit posséder afin de pouvoir entreprendre les différentes étapes de la conception et de la mise en œuvre de systèmes de commande avancés, des systèmes informatiques distribués pour la commande et la supervision de systèmes industriels. Ces systèmes doivent être sûrs de fonctionnement et respecter des contraintes temporelles (systèmes temps-réel). Toutes ces contraintes doivent être prises en compte dès la phase de spécification fonctionnelle.

Pour atteindre cet objectif, un large spectre de modules est proposé en :

• Théorie de la commande par l'ensemble des méthodes conçues pour qu'un système modélisé ou identifié réagisse correctement tout en optimisant des critères de qualité,
• Traitement du signal pour disposer d'informations précises et fiables sur le comportement du système,
• Mathématiques appliquées pour la modélisation des systèmes physiques et la résolution des problèmes qui découlent de ces modèles,
• Informatique temps-réel car les lois de commande sont élaborées au moyen d'ordinateurs couplés au procédé ; cela pose des problèmes spécifiques de mise en œuvre,
• Informatique et systèmes d'information car les modèles et techniques sont élaborés au moyen d'ordinateurs et des technologies associées,
• Sûreté de fonctionnement et sécurité informatique pour prévenir les fautes et protéger les systèmes qui peuvent être attaqués,
• Réseaux de communication et architectures distribuées pour la prise de décision locale lorsque les systèmes sont répartis,
• Management de projets, gestion de la production, management des systèmes d'information et méthodologies de la qualité pour disposer des méthodologies de base pour étudier le comportement des systèmes industriels dans leur globalité et leur complexité,
• Ingénierie des systèmes et méthodologie de la conception pour la maîtrise des différentes étapes du cycle de vie d'un produit,
• Robotique, exemple type de système multi-technologies qui pose des problèmes spécifiques et dont les solutions sont abordées, les aspects architecturaux aussi bien qu'algorithmiques sont considérés.

Les parcours types
Le domaine couvert par la spécialité " Systèmes Automatiques, Informatiques et Décisionnels " offre la possibilité de définir un nombre élevé de parcours, en fonction du sujet traité au cours du stage de recherche.

Les parcours types qui ont été définis sont :

• Systèmes Automatiques,
• Systèmes Industriels : Méthodologies de la décision,
• Systèmes et Réseaux Informatiques Critiques,
• Systèmes Robotiques.

Les parcours "Systèmes Automatiques" et "Systèmes Industriels : méthodologies de la décision" sont dispensés à l'ENIT.

2- Programme de la formation

Volume horaire global pour un étudiant dans ce diplôme :
Proportion des différents types d'enseignement :

Tout étudiant de la spécialité " Systèmes Automatiques, Informatiques et Décisionnels " doit suivre 7 cours de 20 heures choisis dans la liste ci-après. Les enseignements théoriques sont composés par un ensemble de 7 cours de 20 heures chacun. Dans chaque parcours type, 3 cours sont obligatoires, les 4 sont choisis en fonction du sujet traité dans le stage de recherche. Les cours s'effectuent pendant le premier semestre et correspondent à 28 ECTS. La formation théorique est complétée par des séminaires scientifiques et un rapport bibliographique correspondant à 2 ECTS.

Liste des cours obligatoires pour les différents parcours types :

1. Parcours Type " Systèmes Automatiques "

• Systèmes multidimensionnels
• Estimation - filtrage
• Commande optimale

2. Parcours Type " Systèmes Industriels : Méthodologies de la décision "

• Méthodes et modèles pour l'aide à la décision (partie 1)
• Evaluation des performances
• Gestion du temps et des ressources, ordonnancement

3. Parcours Type " Systèmes et Réseaux Informatiques Critiques "

• Systèmes temps réel
• Sûreté de fonctionnement
• Réseaux de communication

4. Parcours Type " Systèmes Robotiques "

• Modélisation et commande de systèmes robotiques
• Planification du mouvement et navigation
• Décision et cognition

Selon l'établissement, la liste des cours optionnels peut être partiellement imposée

3- Description des enseignements ENIT