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La croissance remarquable du nombre d'objets connectés, passant de 15 milliards en 2018 à 80 milliards en 2020, témoigne de la constante innovation de l'industrie des systèmes embarqués. Ces dernières années, la miniaturisation des puces électroniques a fortement impacté les systèmes embarqués en les dotant d’une taille réduite, d'une consommation d'énergie moindre, de performances accrues et des coûts de production réduits.

Aujourd’hui, l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle couplée à celle de l’IOT (Internet Of Thing) leur confère de plus l’autonomie. En plein essor, l’edge computing (ou l’intégration d’algorithmes d’intelligence artificielle au plus près du capteur) permet de réduire d’avantage et de manière significative la consommation énergétique des systèmes embarqués, les délais de traitement, les coûts et les risques liés à la transmission des données, répondant ainsi aux enjeux, actuels, de sécurité des données et de développement durable.

Déjà, l’utilisation massive des systèmes embarqués intelligents et connectés révolutionne le secteur de la mobilité. L’industrie automobile est en passe de subir une profonde transformation pour produire des véhicules autonomes et connectés dans lesquels les télécommunications et l’intelligence artificielle joueront un rôle déterminant. Les industries ferroviaires, aérospatiales et navales suivent le pas avec de nombreux projets de trains, avion, drônes et bateaux autonomes.

En 2019, le livre blanc sur les véhicules autonomes et connectés publié par l’INRIA prévoit l’apparition, à partir de 2025, des premiers systèmes de transport automatisés, sur des sites privés ou d’accès contrôlé, et des premiers véhicules autonomes (niveau 3 ou 4) sur autoroute, à condition que les infrastructures aient été adaptées. Ce n’est qu’à partir de 2040 que l’on devrait voir des voitures complètement autonomes (niveau 5), dans des zones périurbaines, et en test dans des villes.

Cette révolution entraîne et entraînera une demande croissante de cadres hautement qualifiés capables de maîtriser la diversité des contraintes inhérentes à ces systèmes complexes et de développer des solutions innovantes. Ainsi, il devient impératif de développer une expertise en ingénierie des objets connectés, des systèmes critiques temps réel, de l’intelligence artificielle et de la sécurité des systèmes embarqués.

En réponse aux besoins industriels croissants dans le domaine des systèmes embarqués intelligents et connectés et pour accompagner cette profonde mutation du secteur des transports, l’ESTACA, propose une certification d'ingénieur spécialité systèmes embarqués et numériques visant des ingénieurs spécialistes de l’Intelligence Artificielle et de la communication embarquées.

Les ingénieurs visés par cette certification sont capables d’intervenir dans les différentes phases du cycle de vie d’un système embarqué et numérique : de la conception jusqu’à la mise en œuvre des technologies. Les secteurs d’activités visés sont ceux du transport : automobile, ferroviaire, naval, aéronautique et spatial.

Les futurs ingénieurs peuvent être amenés à exercer les activités suivantes :

* Le développement, l’intégration et le test de systèmes pour véhicules autonomes

* La conception d’algorithmes d’intelligence artificielle pour la navigation autonome

* L’implémentation de systèmes embarquée temps réel et connecté

* L’élaboration de spécifications techniques et suivi de projet pour les véhicules autonomes

6 domaines de compétences sont ciblés dans le cadre des trois années de formation :

1. Conception des systèmes embarqués

* L'ingénieur spécialisé en conception de systèmes embarqués sera amené à maîtriser l'architecture des microcontrôleurs et à appliquer des standards de conception par une analyse et une sélection des microcontrôleurs les mieux adaptés aux besoins et conformément aux normes industrielles. L’optimisation des configurations matérielles ont pour objet de maximiser les performances et de minimiser la consommation énergétique

* Son rôle inclura également la conception et la mise en œuvre de systèmes de contrôle pour diverses applications embarquées, et sera responsable de leur validation et de leur robustesse dans des environnements simulés et réels.

* Pour les Systèmes Avancés d'Aide à la Conduite (ADAS), l'ingénieur intégrera une démarche d'ingénierie système complète (analyses de besoins, choix des capteurs appropriés, développement de logiciels pour le traitement des données capteurs, et la prise de décision).

* L'ingénieur sera chargé d'analyser et de gérer les risques des systèmes autonomes et embarqués en mettant en place des mesures de cybersécurité

2. Modélisation du Véhicule et bilans énergétiques

* L'ingénieur sera responsable de la rédaction des cahiers des charges pour le dimensionnement des chaînes de propulsion en définissant les spécifications techniques nécessaires pour répondent aux exigences de performance, d'efficacité énergétique et de durabilité.

* L'ingénieur spécialisé en modélisation de véhicules utilisera des méthodes de modélisation multi-physique pour simuler et évaluer les performances des véhicules en tenant compte de divers aspects physiques tels que la mécanique, l'électronique et la thermique. L’approche prendra également en compte l'architecture du véhicule par l’étude de la cinématique et du comportement dynamique.

3. Captation, analyse et exploitation de données

* L'ingénieur spécialisé en captation, analyse et exploitation de données sera amené à calibrer une grande variété de capteurs et à corriger leurs dérives pour assurer des mesures précises et fiables. Il identifiera les capteurs nécessaires à la localisation précise des véhicules, en tenant compte des exigences spécifiques de chaque application.

* Il collectera des données massives (big data), les structurera efficacement et les traitera à l'aide de tests et de traitements statistiques pour soutenir la prise de décisions (machine learning). Il entraînera et validera des modèles pour réaliser des analyses prédictives, permettant ainsi d'anticiper les comportements et les performances des systèmes.

* L'ingénieur maîtrisera également les principaux algorithmes de fusion de données pour combiner des informations provenant de différentes sources et obtenir des résultats plus précis. Il mettra en œuvre des systèmes de localisation et de cartographie simultanée (SLAM). Il concevra des algorithmes de recherche d'itinéraire et de planification de trajectoire, essentiels pour les applications de navigation autonome.

4. Programmation embarquée temps réel

* L'ingénieur spécialisé en programmation embarquée temps réel sera amené à intégrer des logiciels embarqués dans des calculateurs en utilisant la méthodologie du Model-Based Design. Il programmera des systèmes multi-tâches, en gérant l'ordonnancement, la programmation concurrente, les interruptions et le partage des ressources dans des systèmes d'exploitation temps réel embarqués.

* En utilisant des approches synchrones, l'ingénieur modélisera, testera et générera du code pour des logiciels embarqués critiques, assurant leur robustesse et leur fiabilité. Il sélectionnera et mettra en œuvre des protocoles de communication spécifiques à l’IoT et aux systèmes embarqués.

* L'ingénieur concevra et prototypera également des systèmes IoT, en mettant en œuvre des technologies d'infrastructures réseaux adaptées aux besoins des projets.

5. Gestion de projets dans le domaine du transport

* L'ingénieur spécialisé en gestion de projets dans le domaine du transport analysera les marchés du transport, leur segmentation et la réglementation qui les régit. Il identifiera les phases de planification d'un projet dans ce domaine et maîtrisera l'environnement juridique lié au secteur de la mobilité. L'ingénieur managera des projets en utilisant les outils de gestion de projet adaptés tout en maîtrisant les coûts et en assurant la rentabilité.

* Il devra également se positionner en tant que leader, en pratiquant l'écoute active, en gérant les conflits, en déléguant efficacement, en motivant son équipe, en animant des réunions et en proposant des arbitrages. Il adoptera une posture de professionnel responsable, en prenant en compte les enjeux sociaux (notamment la sécurité et la santé au travail), environnementaux et éthiques dans ses activités et interactions avec les parties prenantes. Il devra communiquer efficacement à l'oral comme à l'écrit dans un environnement multiculturel et/ou international.

6. Innovation éthique et durable dans le domaine des mobilités

* L'ingénieur spécialisé utilisera des méthodes d’idéation innovantes. Il réalisera une bibliographie afin de formuler des questionnements pertinents et de conduire des analyses critiques approfondies et s’appuiera sur des simulations et des analyses pour approfondir les études et la recherche de solutions innovantes et efficaces.

* L'ingénieur devra maîtriser l'art de transmettre des informations complexes de manière claire et concise, s'adaptant à son auditoire.

* Il développera une vision globale des nouvelles mobilités, en suivant les évolutions scientifiques et technologiques, et s'engagera dans un apprentissage continu tout au long de sa carrière. Cette capacité à se tenir informé des dernières avancées et à se perfectionner sans cesse sera essentielle pour rester compétitif et innovant.

* Enfin, l'ingénieur analysera les défis écologiques et économiques imposant l'électrification du transport, et proposera des solutions durables et économiquement viables. Il jouera un rôle clé dans la transition vers des systèmes de transport plus verts et plus efficaces.

Pour les apprentis : Diplôme de niveau 5 ou 6, à forte dominante scientifique et technique (BUT, BTS, L2, CPGE, classes préparatoires intégrées, ATS, …)

Les stagiaires en formation continue : Diplôme de niveau 5 ou 6, à dominante scientifique et technique (DUT, BUT, BTS, L2, CPGE, classes préparatoires intégrées, ATS, …) et 3 ans d’expérience industrielle à ce niveau.

La composition de la promotion cible principalement les étudiants issus des filières suivantes :

* BUT Génie Électrique et Informatique Industrielle (GEII), BUT Mesures Physiques (MP), BUT Génie mécanique et productique (GMP), BUT Informatique, BUT réseaux et télécommunications (R&T),

* Classes Préparatoires aux Grandes Écoles (CPGE),

* Écoles d'Ingénieurs (prépa ou réorientation),

* BTS (notamment systèmes numériques (SN) et électrotechnique (ET)),

* Classes préparatoires ATS,

* Licence 2 ou licence 3 en sciences et techniques (notamment E3A).

L'obtention de la certification est conditionnée par :

- Validation d'un niveau B2 du cadre européen commun de références pour les langues (CECRL) en anglais.

- Une expérience à l’international entre 9 et 12 semaines validée par l’Ecole pour les apprentis-ingénieurs

Les diplômés de l’ESTACA sont amenés à travailler dans l’ingénierie des transports et de la mobilité, principalement chez les constructeurs, l’ensemble des équipementiers, les exploitants et les sociétés d’ingénierie.

* Des industries des transports (automobile, aéronautique, naval, ferroviaire, spatial)

* Des services en infrastructure de transport intelligent

* Des services de Développement de véhicules autonomes et de Systèmes embarqués pour véhicules

* Des services de sécurité des systèmes de mobilité connectée

* De la recherche et développement en connectivité

Les emplois auxquels Les ingénieurs de l’ESTACA de spécialité "Systèmes Embarqués et Numériques» peuvent prétendre sont principalement les emplois suivants, principalement dans le domaine des transports autonomes et/ou connectés :

* Ingénieur systèmes embarqués

* Ingénieur en intelligence artificielle

* Ingénieur test et simulation

* Ingénieur de recherche et développement

* Ingénieur conception de systèmes complexes

* Ingénieur bureau d'étude

* Ingénieur chef de projet

Ces métiers se retrouvent au sein de grands groupes internationaux, ainsi que dans des PME et PMI, y compris celles créées par des anciens étudiants dans le cadre de la création d'entreprise.