Un master novateur adossé au Labex Maîtrise des systèmes de systèmes technologiques

Les Laboratoires d’excellence n’ont pas seulement vocation à conduire des recherches de haut niveau dans des domaines stratégiques et à assurer leur valorisation. Ils ont aussi une mission de formation : encadrement de thèses, organisation de séminaires ouverts aux doctorants et aux étudiants de master, d’écoles d’été… L’un des Labex portés par Sorbonne Universités, le laboratoire Maîtrise des systèmes de systèmes technologiques (MS2T), que coordonne l’Université de Technologie de Compiègne, a même créé son propre master.

Des capteurs enregistrant les contractions musculaires de l’avant-bras pour actionner les doigts d’une prothèse de main robotisée ; une flottille de minidrones communiquant entre eux pour surveiller un site industriel ; des voitures sans chauffeur échangeant des informations pour circuler en toute sécurité ; un réseau électrique intelligent capable d’intégrer de multiples sources de production d’électricité, y compris intermittentes (éoliennes, toitures photovoltaïques…), tout en régulant le plus finement possible demande et production afin de réduire la consommation d’énergie… Autant d’applications potentielles de ce qu’on appelle un système de systèmes technologiques : un ensemble de systèmes autonomes, généralement hétérogènes, interconnectés pour coopérer et remplir des fonctions nouvelles. 

Un champ d’investigation encore peu exploré

Santé, sécurité, mobilité, énergie, environnement : portées par le développement des moyens de communication, ces applications sont appelées à se multiplier, à condition de faire sauter un certain nombre de verrous scientifiques concernant par exemple la gestion et la protection des flux d’informations échangés entre systèmes élémentaires ou encore la robustesse et la sûreté de fonctionnement des systèmes de systèmes. C’est tout l’enjeu du Labex Maîtrise des systèmes de systèmes technologiques (MS2T) de l’UTC, qui entend devenir un laboratoire de référence à l’échelle internationale dans ce domaine d’investigation encore peu exploré. Une ambition qui passe par l’excellence de ses recherches, mais aussi par celle des formations qu’il délivre. Dès son habilitation en 2011, le Labex a donc travaillé à la création d’un master mention Systèmes complexes en interaction (MSCI). 

Ouvert depuis la rentrée 2012, ce cursus est novateur à plus d’un titre. « Non seulement il est le premier en France consacré aux systèmes de systèmes, mais c’est un vrai master de recherche scientifique adossé au laboratoire MS2T, explique son responsable, Philippe Bonnifait. Les cours, qui, pour beaucoup, ont lieu en anglais, sont délivrés par les enseignants-chercheurs et les professeurs invités du Labex. De plus, les étudiants participent aux séminaires du Labex et ont accès à ses plateformes techniques. Lorsque nous avons conçu cette formation, il n’était pas possible de l’axer sur les connaissances issues des recherches du laboratoire d’excellence, qui débutaient tout juste. En revanche, les enseignements, particulièrement en M2, portent sur des thématiques en lien direct avec celles du Labex, dans lesquelles l’UTC est reconnue. Et, comme le Labex, le master MSCI est multidisciplinaire. »

Une formation par la recherche

Pour relever les défis complexes que pose la maîtrise des systèmes de systèmes technologiques, le laboratoire conjugue en effet l’expertise de trois unités mixtes de recherche associant l’UTC au CNRS : Heudiasyc (sciences et technologies de l’information et de la communication), Roberval (mécanique, acoustique et vibrations, matériaux) et BMBI (Biomécanique et Bioingénierie). Les trois spécialités que propose le master MSCI sont directement inspirées de leurs thématiques de recherche :

  • la première, Technologies de l’information et des systèmes, concerne les aspects logiciels et traitement de l’information des systèmes de systèmes ;
  • la seconde, Systèmes mécatroniques et mécanique avancée, vise à former les étudiants à la modélisation et à l’optimisation de systèmes mécaniques et mécatroniques (couplant mécanique, électronique, automatique et informatique) ; 
  • la troisième, Biomécanique et bioingénierie, porte sur les technologies de santé du futur et intègre les différentes disciplines impliquées dans leur développement : sciences de l’ingénieur, sciences du vivant et sciences humaines. 

Le master accueille donc des étudiants originaires de filières très différentes : informatique, mécanique, biologie… En M1 et en début de M2, tous suivent un parcours commun sur les bases scientifiques et technologiques des systèmes de systèmes (introduction à l’ingénierie système, prévision de la sûreté de fonctionnement, maîtrise des systèmes informatiques…). Ensuite, à partir du premier trimestre de M2 et surtout au second trimestre, ils se consacrent à la spécialité de leur choix, tout en menant des projets multidisciplinaires en petits groupes associant des représentants des trois spécialités. Enfin, au dernier semestre, ils effectuent un stage de recherche dans leur spécialité, au Labex ou dans un autre laboratoire.

Une pluridisciplinarité exigeante

« C’est le premier master recherche de l’UTC à ce point pluridisciplinaire, souligne Philippe Bonnifait. Il a contribué à renforcer les interactions entre les trois UMR composant le Labex, mais sa conception, et notamment celle du parcours commun, n’a pas été simple. L’une des principales difficultés était de trouver le juste équilibre entre multidisciplinarité et approfondissement d’une discipline. » 

Par ailleurs, pluridisciplinarité oblige, c’est un cursus exigeant pour les étudiants, mais aussi pour les enseignants, qui doivent s’adapter à l’hétérogénéité de leur public tout en visant l’excellence. Car il s’agit de former des diplômés possédant les connaissances solides et diversifiées, l’ouverture d’esprit et la capacité d’abstraction indispensables à la recherche fondamentale sur les systèmes de systèmes, comme à l’ingénierie de haut niveau. L’objectif étant qu’une grande partie des diplômés poursuivent en thèse, notamment au Labex. 

Vers un master international

Le pari de ce diplôme innovant était d’autant plus audacieux que l’UTC ne compte pas de premier cycle universitaire. Ses élèves ingénieurs en fin de parcours peuvent intégrer le cursus directement en deuxième année, mais, pour une large part en M2 et pour la totalité des promotions de M1, le master recrute à l’extérieur. « Notre ambition n’est pas la quantité, mais la qualité, note Philippe Bonnifait : nous visons une vingtaine d’étudiants par spécialité. En revanche, il s’agit d’attirer les meilleurs. » Pour cela, le Labex propose notamment une bourse d’excellence de 800 euros par mois aux étudiants s’inscrivant en M2 qui présentent un dossier académique de très grande qualité. 

Pour développer l’attractivité du master MSCI en France et à l’international, il noue également des partenariats avec des établissements étrangers. Les étudiants de l’Université Libanaise peuvent ainsi suivre deux des spécialités de M2 : Technologie de l’information et des systèmes ou Biomécanique et bioingénierie. Certains cours leurs sont accessibles en visioconférence et, pour le reste, les enseignants de l’UTC se déplacent au Liban. 

Par ailleurs, l’UTC et l’Université de Gênes travaillent sur un projet de master commun pour la spécialité Technologies de l’information et des systèmes. « C’est une retombée directe du Labex, qui a accueilli l’an dernier un professeur de l’Université de Gênes, souligne Philippe Bonnifait. Les étudiants passeront un an à Gênes et un an à l’UTC, et nous leur délivrerons un double diplôme : le master de leur université d’origine et le master commun, qui s’intitulera European Master in Engineering for Complex and Interacting Systems et devrait voir le jour en 2016. » 

Enfin, des discussions sont en cours avec l’Université de Braunschweig (Allemagne) pour développer les échanges d’étudiants dans la spécialité Systèmes mécatroniques et mécanique avancée. 

Master MSCI : premier bilan encourageant

  • 8 étudiants inscrits en M1 en 2013-2014, 13 en 2014-2015. 
  • 46 diplômés, toutes spécialités confondues, pour la première promotion de M2 en 2013-2014, 60 étudiant inscrits en M2 en 2014-2015. 
  • 7 étudiants de M2 ont effectué leur stage de recherche au Labex MS2T en 2014, 10 en 2015.
  • Sur les 29 diplômés de la première promotion qui ont répondu à l’enquête de l’UTC en septembre 2014, 10 poursuivaient en thèse, dont 2 au Labex MS2T, 1 continuait ses études, 13 avaient trouvé un emploi (dont 9 en CDI), 5 étaient en recherche d’emploi.