AVANT-PROPOS

Depuis la création, au Liban, de l'enseignement supérieur dans le domaine des sciences de l'ingénieur, les contributions au développement de la recherche scientifique n'ont pas été soutenues par des démarches significatives. Ceci est dû en partie à la difficulté de mener à terme, des recherches de haut niveau dans le domaine des sciences de l'ingénieur, dans un pays en voie de développement et où l'industrie ne joue pas un rôle de première importance dans son économie. Il ne faut pas non plus oublier la guerre qui a démoli la quasi-totalité de son infrastructure.

Ainsi, le projet de création d'un diplôme d'études approfondies à la Faculté de Génie de l'Université Libanaise se veut une réponse aux défis lancés à l'encontre du développement de la recherche scientifique. Parmi ces défis, nous citons :

• Créer des équipes de recherche appliquée et des laboratoires spécialisés au service de notre enseignement supérieur et de notre industrie.
  
  
• Tenir à jour les enseignants des dernières évolutions technologiques dans le domaine des sciences de l'ingénieur.
  
  
• Développer et approfondir les relations recherche-industrie dans le but d'améliorer le rendement global de l'industrie nationale.
  
  
• Développer les relations inter-universitaires entre l'Université Libanaise et les Universités Européennes, Américaines et régionales par l'adoption de programmes communs, par l'échange d'étudiants et d'enseignants et par l'organisation de congrès internationaux.
  
  
• Permettre à la Faculté de Génie de l'Université Libanaise de jouer un rôle de plus grande importance dans la planification du pays ainsi que dans l'évolution de son industrie.

Le projet que nous proposons ci-dessous est le résultat des réflexions faites par un comité d'enseignants de la Faculté de Génie de l'Université Libanaise. Les critères qui ont été retenus dans la conception de ce D.E.A. sont les suivants:

• Répondre aux besoins actuels du pays moyennant des recherches spécifiques et contribuer à son développement futur sur des bases scientifiques.
  
  
• Tenir compte du cas spécifique du Liban :
  
  
  • Potentiel humain relativement développé couvrant de nombreux domaines scientifiques.
  • Capacité matérielle relativement limitée.
  • Situation géographique et spécificité culturelle lui permettant de jouer un rôle scientifique régional et d'être un trait d'union entre le monde occidental et les pays arabes.
  
  
  
• La possibilité de bénéficier de coopérations internationales.

L'analyse des besoins des domaines prioritaires montre la nécessité d'une formation commune de base en matière de techniques numériques, de modélisation et de simulation. Cette formation sera suivie par des orientations spécifiques adaptées annuellement selon les besoins et les moyens.

En conséquence, nous proposons une maquette d'un D.E.A. dans le domaine du Contrôle Industriel.

PRINCIPES GENERAUX:

Le programme du DEA comporte un enseignement théorique de 240 (enseignement obligatoire), s'étalant du 1er Octobre au 1er Mars. A l'issue du jury, les étudiants sont mis en stage dans divers Laboratoires, où ils restent jusqu'au 15 Septembre, date de la présentation de leur rapport. En parallèle avec cette formation pratique, ils reçoivent un complément de formation théorique (enseignement optionnel) au moyen de cours spécialisés et de séminaires déterminés par le jury sur proposition du Responsable du stage.

ETABLISSEMENTS LIBANAIS COOPERANT A CET ENSEIGNEMENT ET NOM DES RESPONSABLES:

• UNIVERSITE LIBANAISE
• FACULTE DE GENIE
• BRANCHE I, II, III Tripoli, Roumieh, Beyrouth

ETABLISSEMENTS ETRANGERS COOPERANT A CET ENSEIGNEMENT ET NOM DES RESPONSABLES:

• UNIVERSITE TECHNOLOGIQUE DE COMPIEGNE - FRANCE

CONDITIONS D'ADMISSION:

Le D.E.A de la Faculté de Génie est ouvert aux étudiants titulaires d'un diplôme d'ingénieur de la Faculté de Génie de l'Université Libanaise ou d'un diplôme jugé équivalent.

L'admission est prononcée par un jury, après examen des dossiers. Ce jury se réunit dans la deuxième quinzaine du mois de Septembre. Pour celà, les dossiers doivent obligatoirement être reçus avant le 15 septembre de chaque année.

Le jury pourra convoquer les candidats à des entretiens avant de communiquer sa décision sur l'acceptation, le refus ou l'inscription sur une liste d'attente.

Compte tenu des capacités d'encadrement et des débouchés, le nombre d'étudiants admis est de l'ordre de la quinzaine.

BUT DE L'ENSEIGNEMENT:

L'enseignement dans ce DEA a pour but d'initier une dynamique de recherche appliquée dans le domaine du Contrôle Industriel. Cette recherche sera essentiellement dirigée vers l'étude et la résolution des problèmes relatifs aux industries Libanaises et régionales. Une coopération active avec le milieu industriel sera donc menée et encouragée. D'autre part, des thèmes de recherche fondamentale seront abordés dans le cadre d'une coopération avec des universités étrangères.

Cet enseignement est donc orienté vers des spécialisations de pointe dans des domaines très variés comme la Commande des Machines, le Traitement du Signal, la Robotique et la Productique.

ORGANISATION DE L'ENSEIGNEMENT:

L'enseignement se présente sous la forme de cours obligatoires, de cours optionnels, d'une initiation à la recherche et d'un stage de recherche en entreprise ou en laboratoire.

Les cours ont pour vocation l'apprentissage d'un ensemble de notions et d'outils techniques dont la maîtrise par les étudiants est vérifiée par des contrôles de connaissance.

L'initiation à la recherche, déjà présente dans les cours, est complétée par une assiduité à des séminaires et un travail personnel en bibliothèque.

A partir du mois de mars, la mise en pratique des éléments théoriques est assurée par un stage d'une durée de quatre mois en entreprise ou dans un laboratoire. Ce stage peut fournir aussi le thème d'une thèse ultérieure. Comme indiqué ci-dessous le stage conduit à une note comptant pour l'obtention du D.E.A .

Les étudiants bénéficient par ailleurs de séances dirigées ou de travaux pratiques qui accompagnent certains cours. Les travaux pratiques ont lieu à la Faculté de Génie de l'Université Libanaise Branche I, Branche II, Branche III.

Le DEA correspond à la première année des études doctorales.

CONTROLE DES CONNAISSANCES ET NOTATION :

Chaque enseignement par cours donne lieu à un contrôle des connaissances noté sur 20. Il existe en plus une note de stage, notée sur 20, attribuée après soutenance d'un mémoire.

Les notes seront additionnées moyennant une pondération des crédits afin de fournir la note finale du D.E.A.

Les étudiants ne seront autorisés à effectuer leur stage que si la moyenne finale des cours théoriques est supérieure ou égale à 10/20.

Dans le cas où cette moyenne serait comprise entre 8/20 et 10/20, il devra passer des examens de rattrapage dans les matières dont leur moyenne est inférieure à 10/20. Après rattrapage, les étudiants justifiant d'une moyenne générale supérieure ou égale à 10/20 sont autorisés à effectuer leur stage de recherche.

Si la moyenne générale des cours théoriques est inférieure à 8/20, l'étudiant sera considéré comme démissionnaire.

La priorité dans le choix des stages est fonction de la moyenne générale des étudiants à la date de l'affectation des stages.

Les études sont sanctionnées par la délivrance d'un Diplôme d'Etudes Approfondies en Contrôle Industriel lorsque le candidat satisfait aux conditions suivantes :

• La moyenne finale dans les cours théoriques est supérieure ou égale à 10/20.
• La note de l'examen du mémoire final est supérieure ou égale à 12/20.

Les mentions seront attribuées selon le barème suivant :

• Assez bien [12,14[
• Bien [14,16[
• Très bien [16,18[
• Excellent [18,20]

MATIERES ET CREDITS :

Matière	  Crédit

 TC1         1	
 TC2         1	
 TC3         2	
 
 TCE1       2	
 TCE2       2	
 TCE3       1	
 TCE4       1
 
 OPEC1	   2
 OPEC2	   2
 OPEC3	   2
 OPEC4	   2
 OPEC5	   2
 
 Stage	   10
 
 TOTAL : 30		

  
  

PROGRAMME DES COURS

TC - TRONC COMMUN GENERAL.

OPEC - OPTION CONTROLE INDUSTRIEL.

PLAN DES COURS

TC1 - Eléments finis et applications.
L'objectif de ce cours est de développer les principes fondamentaux de la modélisation par éléments finis des phénomènes électromagnétiques et d'appliquer les méthodes dans la simulation du fonctionnement de structures de l'électrotechnique.
Le champ électromagnétique: Equations, formulations - Principe de la méthode des éléments finis: Principe de la méthode, exemple à une dimension, exemple à deux dimensions - La méthode des éléments finis isoparamétriques du second ordre: Principe, les algorithmes - Structure d'un logiciel de calcul de champs électromagnétiques par éléments finis.

TC2 - Méthodes numériques et logiciels scientifiques.
Mise en œuvre de la méthode des éléments finis - Logiciel de maillage. Algorithmes numériques - Les logiciels: Matlab, Mathématica.

TC3 - Modélisation et identification.
Méthode du modèle: définitions, notations, exemples d'applications - Choix d'une structure pour un modèle mathématique: modèles de connaissance et de comportement à temps continu et à temps discret, linéaires et non linéaires. Tests d'identifiabilité et de discernabilité structurelles - Critères des moindres carrés, des moindres modules, du maximum de vraisemblance, du maximum à posteriori, bayésien, minimax. Problème de la robustesse - Algorithmes des moindres carrés (récursifs et non récurcifs), filtrage de Kalman, algorithmes fondés sur un développement limité du critère, calcul pratique du gradient, méthodes de quasi-Newton et des gradients conjugués, initialisation et arrêt des algorithmes itératifs, optimiseurs globaux - Incertitude sur les paramètres, tracé d'isocritères, méthodes de Monte Carlo, utilisation de la matrice d'information de Fischer, techniques à erreur bornée - Analyse critique des résultats.

TCE1 - Bases du traitement du signal et Modélisation des signaux aléatoires.
Décision statistique, estimation, détection - Estimation en moyenne quadratique - Minimum de variance et filtre adapté - Méthodes non bayésiennes, maximum de vraisemblance - Moindres carrés - Inférence bayésienne - Distribution à priori, information et entropie - Vraisemblances.
Description statistique des signaux par des moments d'ordre quelconque. Densité spectrale et polyspectres - Bruits blancs. Modèles AR, MA, ARMA - Rappels sur le conditionnement - Chaînes de Markov homogènes à temps discret - Champs de Gibbs-Markov - Algorithme du recuit simulé.

TCE2 - Filtrage adaptatif et prédiction.
Nécessité des filtres adaptatifs, exemples - Filtre optimal de Wiener-Hopf - Algorithme du gradient stochastique - Cas des entrées indépendantes - Vitesse de convergence - Régime permanent - Contraintes de réalisation.
Filtrage de Wiener non causal - Filtrage de Wiener causal, factorisation forte - Prédiction à passé infini - Prédiction à passé fini - Structures en treillis - Décomposition de Wold, signaux singuliers et réguliers, raies spectrales -Prédiction à p pas.

TCE3 - Processeurs, opérateurs spéciaux.
Processeurs de traitement du signal (DSP) - Processeurs parallèles (Transputer) - Processeurs neuroniques (Architectures matérielles) - Processeurs logique floue.
Opérateurs arithmétiques: Algorithmes d'addition, de division, de multiplication, calcul des fonctions élémentaires (sinus, cosinus, exponentielle, logarithme,...).
Opérateurs de traitement du signal: Corrélateurs, convolueurs, transformateur de Fourrier, processeurs vectoriels,...

TCE4 - Micro-contrôleurs.
Définitions - La famille des Micro-contrôleurs 68HC11 de Motorola - Développement Logiciel (Jeu d'instruction, Modes d'adressage, Les directives Assembleur, Le cross-Assembleur) - Le système minimal (Cahier des charges, Interface, Applications de tests) - Applications industrielles.

OPEC1 - Actionneurs.
Caractéristiques générales - Principes de conversion électromécanique de l'énergie - La Coénergie - Structures et modélisation des aimants permanents - Modélisation dynamique et principes de commande des moteurs à courant continu - Structure et modélisation dynamique des machines synchrones à aimant - Moteurs pas à pas et moteurs à réluctance : caractéristiques dynamiques - Modélisation dynamique des machines asynchrones.

OPEC2 - Convertisseurs à structures avancées.
Les commutations: naturelle, forcée et douce. Etudes des composants de puissance utilisés dans les différents types de commutation. Etudes des structures des convertisseurs statiques utilisant les différents types de commutation.

OPEC3 - Association convertisseurs-machines et simulation numérique.
L'objectif de ce cours est l'étude des structures permettant la variation de vitesse et le positionnement, la caractérisation du comportement en régime établi, la sensibilisation aux régimes transitoires ainsi que les problèmes de mise en œuvre.
Association hacheurs quatre quadrants/machines à courant continu: Grandeurs de réglage et équations, hacheur MLI, architecture - Machine synchrone auto-pilotée à aimants: Contrôle du couple dans le référentiel statorique et rotorique - Association onduleur de tension/machine asynchrone.
Modélisation vectorielle, modulation de largeur d'impulsion, influence des harmoniques - Contrôle scalaire du couple d'une machine asynchrone - Contrôle vectoriel du couple d'une machine asynchrone.
Modélisation des convertisseurs. Logiciels utilisés.

OPEC4 - Commande par logique floue et par réseaux de neurones.
Fondations de l'approche floue - Relations floues et nombres flous - Contrôle par logique floue.
Théorie des réseaux de neurones - La rétro-propagation - Les algorithmes d'apprentissage - Les réseaux de neurones spéciaux - Les systèmes dynamiques et le contrôle par réseaux de neurones.
Utilisation des méthodes floues dans les réseaux de neurones.

OPEC5 - Applications de la commande non linéaire à la Robotique.
Commande des robots rigides classiques par linéarisation et découplage. Problème des singularités - Commande des robots rigides classiques par une approche de type Lyapunov - Commande des robots rigides sous-actionnés par bouclage dynamique linéarisant. Application aux ponts roulants et aux robots équilibristes - Commande des robots rigides sous-actionnés par une approche de type Lyapunov. Application aux ponts roulants - Modélisation et commande par bouclage dynamique linéarisant de robots mobiles à roues. Problème des singularités et de la stabilisation de points d'équilibre.

Commande Robuste.
Le compromis robustesse/performance des systèmes monovariables (Loopshaping; influence des zéros et des pôles instables; insuffisance du loop-shaping) - Loopshaping multivariable (Valeurs singulières; fonctions de sensibilité et de sensibilité complémentaire en entrée et en sortie) - Robustesse des commandes LQ (Cas continu; cas discret; commande LQ à pondérations fréquentielles et loop-shaping) - Commande LQG/LTR (Cas monovariable; approche polynomiale; cas multivariable: LQG/LTR primal et dual) - Commande H (Solution de Glover-doyle; application au loop-shaping) - M-analyse et m-synthèse.