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Systèmes Embarqués & IoT

Concevoir et déployer un système IoT de bout en bout — du capteur au cloud, du prototype à la production industrielle.


graph LR
    A["Fondations embarquées"] --suivant--> B["Plateformes & capteurs"]
    B --suivant--> C["Développement firmware"]
    C --suivant--> D["Protocoles & communication"]
    D --suivant--> E["Edge, gateway & flottes"]
    E --suivant--> F["Architecture cloud-IoT"]
    F --suivant--> G["Sécurité IoT"]

Ce que vous allez apprendre

À la fin de ce tutoriel, vous serez capable de :

  • Comprendre les contraintes embarquées (mémoire, énergie, temps réel) qui conditionnent tout système IoT
  • Choisir une plateforme matérielle adaptée à votre projet (MCU, SBC, FPGA) et dimensionner la chaîne de capteurs
  • Développer du firmware professionnel — RTOS, Linux embarqué, FPGA, tests et CI
  • Maîtriser les protocoles de communication IoT modernes (MQTT, CoAP, BLE, LoRa) et industriels (Modbus, OPC-UA, CAN bus)
  • Concevoir une architecture edge-to-cloud avec gateways, fleet management et mises à jour OTA
  • Déployer une infrastructure backend IoT agnostique (ingestion, time-series, jumeaux numériques, dashboards)
  • Sécuriser le système de bout en bout — secure boot, firmware signé, segmentation réseau, conformité IEC 62443

Prérequis

Prérequis Détail
Un langage maîtrisé C, C++ ou Python
Bases en électronique Tension, courant, composants passifs/actifs
Bases en réseau Modèle OSI, TCP/IP (→ Fondations réseau)

Parcours

# Section Contenu
00 Fondations embarquées Contraintes, processeurs, RTOS, FPGA, énergie, cycle de vie matériel
01 Plateformes & capteurs MCU, SBC, interfaces, capteurs, actionneurs, calibration
02 Développement firmware Toolchains, RTOS, Linux embarqué, FPGA, debug, tests, CI
03 Protocoles & communication MQTT, CoAP, BLE, LoRa, Zigbee, Modbus, OPC-UA, CAN bus
04 Edge, gateway & flottes Traitement edge, gateways, GrapheneOS, fleet management, OTA
05 Architecture cloud-IoT Ingestion, time-series, stream processing, jumeaux numériques
06 Sécurité IoT Secure boot, firmware signé, segmentation, conformité, audit

Références

Fondations embarquées

  • YiuThe Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors
  • NoergaardEmbedded Systems Architecture
  • WhiteMaking Embedded Systems (O'Reilly)

Protocoles et communication

  • OASISMQTT Version 5.0 Spécification
  • Shelby, Hartke, BormannThe Constrained Application Protocol (CoAP) (RFC 7252)
  • Hunkeler, Truong, Stanford-ClarkMQTT-SN — A publish/subscribe protocol for Wireless Sensor Networks

Architecture IoT

  • LeaIoT and Edge Computing for Architects
  • StackowiakAzure IoT Solutions Accelerators (principes agnostiques)
  • Eclipse FoundationEclipse IoT Working Group — Architecture

Sécurité IoT

  • IEC 62443Industrial communication networks — Network and system security
  • ETSI EN 303 645Cyber Security for Consumer Internet of Things
  • NISTIoT Device Cybersecurity Capability Core Baseline (NISTIR 8259A)
  • OWASPIoT Security Vérification Standard (ISVS)

UE couvertes

Section IoT UE principales
00 Fondations embarquées ELE101 (composants), ELE103 (signal), ELE102 (signal numérique), ELE119 (DSP/FPGA)
01 Plateformes & capteurs UTC301 (capteurs/métrologie), ELE101 (circuits), UTC602 (statistiques/calibration), ELE118 (interfaces MCU)
02 Développement firmware UTC302 (algorithmique C), ELE118 (microcontrôleurs STM32), ELE106 (VHDL/FPGA), ELE119 (DSP/FPGA), ELE109 (TP DSP)
03 Protocoles & communication UTC303 (réseaux/terrain), ELE112 (transmissions 1), ELE113 (transmissions 2), ELE115 (propagation), ELE202 (RF), ELE203 (signal télécom), ELE207 (hauts débits), ELE208 (radiocommunications)
04 Edge, gateway & flottes GDN100 (management projet)
05 Architecture cloud-IoT ELE207 (hauts débits — ingestion)
06 Sécurité IoT MTR107 (qualité), DNT104 (droit numérique), HSE133 (transitions écologiques)