Master Professionnel en Génie Électrique et Énergies Renouvelables (GEEL) › Master 1 › Master GEEL · S2 · UE2 — Systèmes Embarqués & Industrie 4.0
Industrie 4.0 et Systèmes Cyber-Physiques
Présentation
Industrie 4.0 et Systèmes Cyber-Physiques (I402201, semestre 2, 3 crédits) présente la transformation numérique des infrastructures énergétiques : capteurs connectés, réseaux industriels temps réel, jumeaux numériques, cloud et edge computing, et la cybersécurité indispensable dès que l’on relie un automate ou un SCADA à un réseau. Le point de vue est celui de l’ingénieur GEEL chargé de superviser une centrale PV, un poste HTA/BT ou un parc de mini-réseaux ruraux dispersés sur le territoire nigérien, avec des contraintes fortes : connectivité intermittente (3G/4G, satellite), chaleur et poussière, coupures d’électricité, ressources humaines rares sur site. Chaque chapitre associe fondements, architectures de référence, calculs de dimensionnement (débits, latences, disponibilités) et études de cas.
Objectifs d’apprentissage
- Comprendre les piliers de l’Industrie 4.0 et leur application aux infrastructures énergétiques.
- Concevoir des systèmes cyber-physiques (CPS) pour la supervision et la commande des réseaux EnR.
- Maîtriser les jumeaux numériques (digital twins) pour la simulation et l’optimisation des actifs.
- Analyser les enjeux de cybersécurité dans les systèmes industriels connectés (ICS/SCADA).
Prérequis
Automatisme 2 / API & SCADA (APG3303) : automates, Modbus, supervision ; Électronique Numérique 2 (ELN4302) : microcontrôleurs, bus de communication. Des bases de réseaux IP (adressage, TCP/UDP) et de Python sont utiles.
Plan du cours
- Leçon 1 — Industrie 4.0 : Fondements et Piliers
- Leçon 2 — Digital Twins pour les Systèmes Énergétiques
- Leçon 3 — Cloud et Edge Computing pour l’Énergie
- Leçon 4 — Cybersécurité des Systèmes Industriels
Travaux pratiques
- TP 1 (Leçon 2) : jumeau numérique d’une installation PV 3 kWc — modèle, synchronisation avec les mesures, alerte.
- TP 2 (Leçon 3) : passerelle edge avec agrégation locale et stockage-retransmission (store-and-forward).
- TP 3 (Leçon 4) : détection d’intrusion Modbus/TCP avec Snort et Zeek sur une capture de trafic OT.
Modalités d’évaluation
Volume horaire : CM 18 h, TD 6 h, TP 6 h, TPE 30 h (CTT 60 h, 3 crédits). Évaluation : contrôle continu 40 % (comptes rendus de TP, étude de cas) + examen terminal 60 % — nature mixte.
Bibliographie
- Schwab K., The Fourth Industrial Revolution, World Economic Forum.
- Lee E. A. & Seshia S. A., Introduction to Embedded Systems — A Cyber-Physical Systems Approach, MIT Press.
- Knapp E. D. & Langill J. T., Industrial Network Security, Syngress.
- Série de normes CEI 62443, Sécurité des systèmes d’automatisation et de commande industrielle.
Évaluation globale de la matière
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Programme
- 🔒 Leçon 1 — Industrie 4.0 : Fondements et Piliers · 120 min
- 🔒 Leçon 2 — Digital Twins pour les Systèmes Énergétiques · 120 min
- 🔒 Leçon 3 — Cloud et Edge Computing pour l'Énergie · 120 min
- 🔒 Leçon 4 — Cybersécurité des Systèmes Industriels · 120 min
- 🔒 Quiz — Industrie 4.0 et Systèmes Cyber-Physiques · quiz
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