MASTER SECURITE DES SYSTEMES D'INFORMATION

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L'objectif de ce cours est de mettre l'ensemble des étudiants à niveau sur les principaux concepts
fondamentaux des systèmes informatiques, en particulier ceux qui sont utiles pour les différents enseignements
de sécurité par la suite. Les principaux points abordés concernent les architectures matérielles des ordinateurs,
les concepts fondamentaux des systèmes opératoires (espace noyau, espace utilisateur, processus et les
mécanismes d'ordonnancement associés, etc).
A l'issue de cet enseignement, l'étudiant sera capable de décrire le fonctionnement des éléments importants
d'un système d'information. Sur cette base, il sera capable d'analyser ces éléments pour déterminer leur impact
sur la sécurité du système.

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L'objectif de ce cours est de mettre l'ensemble des étudiants à niveau sur les principaux concepts
fondamentaux des réseaux d'ordinateurs, en se focalisant sur les concepts des réseaux IP.
Les principaux points abordés concernent les couches MAC, réseaux et transports (tels que DHCP, ARP, IP ou
TCP), mais également certains protocoles applicatifs particulièrement sensibles du plan de gestion (tels que les
protocoles d'annuaires avec le DNS ou le routage avec RIP ou BGP).
A l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de décrire les principes fondamentaux de la
constructions des protocoles réseaux, sera capable d’analyser des traces réseaux et sera en mesure de
comprendre l’encapsulation des flux. Il sera en mesure de proposer l’utilisation de certains protocoles et
services en fonction des besoins. En particulier, il sera en mesure de comprendre les principaux éléments des
protocoles réseaux qui peuvent avoir des impacts sur la sécurité.

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L'objectif de ce cours est de mettre l'ensemble des étudiants à niveau sur les principaux concepts
fondamentaux de la programmation. Les langages orientés bas-niveaux seront privilégiés car ce sont ceux qui
seront le plus abordés lors de l'analyse de problèmes de sécurité. Les langages abordés seront donc le
langage C et l'assembleur, en particulier sur architecture x86.
A l'issue de ce cours, l'étudiant maîtrisera les techniques de base de la programmation avec le langage C et
assembleur. Il sera capable de concevoir des programmes en utilisant ces techniques. Il sera capable
d'analyser précisément un programme écrit avec ces langages pour en comprendre son fonctionnement. Il sera
également capable de comprendre le fonctionnement de programmes écrits dans des langages différents.

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Ce cours présentera la terminologie et les bases fondamentales de la sécurité et de la tolérance aux fautes.

A l’issue de ce cours, l'étudiant saura :

• différencier les domaines de la sécurité (security et safety)
• distinguer et utiliser correctement les termes correspondant : aux propriétés de sécurité de l'information et des systèmes ; et aux techniques apportant la sécurité
• appréhender la sécurité dans sa globalité en allant au-delà des questions techniques et en prenant en compte les aspects organisationnels
• modéliser les différents types d'attaquant
• reconnaître les grands outils et éléments architecturaux apportant de la sécurité dans un réseau comme dans un système
• décrire les différentes approches pour authentifier un utilisateur et autoriser des actions sur un système informatique

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Ce cours présente dans un premier temps les bases de la complexité pour la cryptographie et la notion d'aléa. Ensuite la cryptographie symétrique et asymétrique ainsi que les attaques habituelles sont décrites. Enfin les standards modernes et quelques notions de cryptographie avancée sont introduits. Tout ce cours alternera l'introduction aux techniques cryptographique et définitions de sécurité et notions d'attaque (qui n'ont un sens que face à des techniques cryptographiques).

A l’issue de ce cours, l'étudiant saura :

• distinguer les différents outils cryptographiques, comprendre ce qu'ils peuvent apporter à la sécurité et ce qu'ils ne peuvent pas appliquer les bonnes pratiques, et comprendre les dangers d'une utilisation inappropriée ;
• utiliser les termes techniques de la cryptographie et rechercher les propriétés qui peuvent apporter des contributions à des problèmes complexes de sécurité ;
• trouver les standards internationaux de la cryptographie, comprendre leur contenu et mettre en place une utilisation d'un outil cryptographique respectant les standards ;
• identifier les dangers classiques (homme du milieu, attaques par canaux cachés) et utiliser des modèles d'attaquant larges pour définir si une nouvelle utilisation d'un outil cryptographique est sûre ou pas

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L'objectif de ce cours est de présenter aux étudiants différents types de vulnérabilités logicielles que l'on rencontre fréquemment, en particulier dans les programmes écrits en langage C, langage qui sera le support pour ce cours. Les contre-mesures usuelles protections mémoires permettant de se protéger de ce type de vulnérabilités sont également proposées.

A l'issue de cet enseignement, l'étudiant saura analyser un programme et juger de son niveau de sécurité en considérant les  vulnérabilités logicielles présentées dans cet enseignement. Il sera capable d'identifier les tests à réaliser pour mettre en évidence l'existence d'une vulnérabilité logicielle. Il sera également capable de comparer différentes contre-mesures, d'identifier le plus adapté pour corriger une vulnérabilité et de le mettre en œuvre.

Enfin, on expose les bonnes pratiques de développement pour la sécurité. À l'aide du cas d'étude OpenBSD, les étudiants apprennent par exemple les bon choix architecturaux et fonctions de la bibliothèque standard C à utiliser ou éviter.

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L'objectif de ce cours est de présenter aux étudiants la théorie liée aux vers et virus. Une première partie est consacrée à l'étude des algorithmes utilisés par les vers et virus pour infecter les systèmes informatique et se répandre. Cette connaissance est nécessaire pour appréhender les protections conctre ces malveillances. Ces protections font l'objet de la seconde partie qui se consacre plus particulièrement sur les anti-virus avec les méthodes qu'ils utilisent pour la détection des vers et virus. A l'issue de ce cours, l’étudiant saura apprécier les enjeux de la protection virale, décrire les différents types d’infection informatique, analyser les  techniques virales et antivirales et réagir en cas d’infection.

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L'objectif de ce cours est de présenter un ensemble de bonnes pratiques pour développer du logiciel de façon sécurisée. Ces bonnes pratiques sont illustrées avec le système OpenBSD qui est reconnu pour avoir adopté des méthodes de développement rigoureuses. Une présentation des méthodes formelles pour la détection de vulnérabilités sera également

réalisée.

A l'issue de cet enseignement, l'étudiant doit être capable de comprendre les enjeux du développement logiciel sécurisé, en connaître les principales méthodes et être capable de proposer l'utilisation de ces méthodes en fonction du logiciel qui est développé, de sa fonction et du contexte dans lequel il est utilisé.

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L'objectif de ce cours est de présenter les principaux mécanismes de protection qui existant aujourd'hui dans les noyaux de systèmes d'exploitation. Ce cours aborde également un certain nombre d'attaques permettant d'exploiter des vulnérabilités des noyaux de système eux-mêmes. Il se base sur les noyaux de système Linux et Windows. Il fournit également un panorama des outils et techniques disponibles pour protéger les données contenues dans les systèmes de fichiers et dans la mémoire. La plupart de ces techniques reposent sur des méthodes de chiffrement et sur des contrôles d'accès.

A l'issue de ce cours, l'étudiant devra être capable d'identifier les propriétés de sécurité à préserver concernant les données manipulées dans un système pour ainsi déterminer de les protections les plus adaptées à mettre en œuvre. L'étudiant sera également capable d'analyser un système d'exploitation pour identifier les menaces et les vulnérabilités qui peuvent l'affecter. Il sera capable de décrire les conséquences liées à l'exploitation de ces vulnérabilités. Il sera capable d'exposer les différents mécanismes de protection pour contenir ces menaces. Il sera capable de choisir et d'implémenter le mécanisme le plus adapté au système en train d'être étudié.

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L'objectif de ce cours est de présenter les principales attaques réalisées depuis le matériel ainsi que les contre-mesures associées. Un balayage des composants d'un système sera réalisé en identifiant l'utilité et les risques associés à la présence de chacun de ces composants. Certains de ces risques seront illustrés par des attaques récentes, soit en reconfigurant les composants concernés, soit en réalisant une étude matérielle et physique de ces composants. Aussi, des contre-mesures seront présentées avec les dernières avancées en terme de protection matérielle réalisées par les fondeurs de processeurs et de chipset.

A l'issue de ce cours, l'étudiant devra être capable d'obtenir une vue globale des échanges entre les composants matériels d'un système d'information, en considérant aussi bien les composants logiciels et réseaux que matériels. Il sera capable de comprendre le fonctionnement d'une attaque sur le matériel, de la décrire et d'expliquer les mécanismes de
protection associés. Il sera également capable d'identifier les composants critiques d'un système, d'analyser les vulnérabilités pouvant cibler ces composants, de déterminer les contre-mesures permettant de les protéger et de mettre en œuvre ces contre-mesures.

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L'objectif de ce cours est de présenter aux étudiants les activités autour de la rétro-conception de logiciels (reverse  engineering). Dans un premier temps, la chaîne de compilation est présentée avec les modèles utilisés par les compilateurs pour générer le code machine. Dans un second temps, des stratégies sont présentées pour inverser ce processus pour premettre de mieux comprendre certaines parties d'un code logiciel. Pour finir, les contre-mesures à la rétro-conception sont présentées pour rendre cette activités plus difficile.

A l'issue de cet enseignement, l'étudiant sera capable d'analyser précisément et de décrire globalement le fonctionnement d'un programme en se basant uniquement sur le code assembleur. Il sera capable d'appliquer les acquis des enseignements liés à l'étude des vulnérabilités pour identifier des vulnérabilités dans ces programmes. Il sera capable de justifier l'existence des vulnérabilités en mettant en œuvre une preuve de concept de l'exploitation.

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Ce cours présente les principales attaques et contre-mesures sur les couches OSI en commençant par les attaques sur le lien physique et en allant vers les attaques applicatives sur les protocoles indispensables au bon fonctionnement d'un réseau. À la fin de ce cours l'étudiant saura :

• Reconnaître et mettre en place les attaques réseau classiques dans le cadre d'un test d'intrusion
• Identifier et mettre en place les mécanismes de protection contre ces attaques
• Informer sur les dangers inhérents à un réseau informatique et connaître les limites des protections que l'on peut obtenir à un coût raisonnable
• Informer sur les apports des grandes infrastructures de sécurité DNS, et BGP mises en place par l'ICANN

Utiliser et mettre en place ces infrastructures.

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Cet enseignement présente la sécurisation des réseaux cellulaires de GSM à 5G ainsi que les attaques et la sécurisation des réseaux WiFi.
À la fin de ce cours l'étudiant saura dans le domaine du WiFi :

• Choisir une solution de sécurité adaptée pour un point d'accès
• Comprendre et choisir les multiples options disponibles pour chaque solution
• Mettre en avant les apports en sécurité et limites de la solution choisie
• Réaliser un test d'intrusion sur un point d'accès

À la fin de ce cours l'étudiant saura dans le domaine des réseaux cellulaires :

• Différentier les objectifs de sécurité dans les différents réseaux cellulaires
• Décrire les mécanismes d'authentification et d'échange de clés et comparer les apports en sécurité de chacun
• Décrire les attaques possibles dans le cadre de chaque technologies
• Reconnaître les éléments architecturaux de la sécurité dans un réseau d'opérateurs

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Ce cours met en avant les nombreux protocoles fragiles utilisés de nos jours et décrit les bonnes pratiques pour concevoir des protocoles sûr a posteriori et des techniques pour sécuriser des protocoles fragiles a posteriori par l'utilisation de tunnels.

À la fin de ce cours l'étudiant saura :

• Reconnaître les protocoles fragiles mis en place habituellement dans un réseau informatique
• Sécuriser les protocoles fragiles par l'utilisation de tunnels pour les applications où ceci sera nécessaire
• Utiliser SSH et les fonctions associées (transfers de fichiers, proxys, etc.)
• Décrire les bonnes pratiques pour la définition d'un protocole sécurisé

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Ce cours présente les éléments architecturaux indispensables à la sécurisation d'un réseau : Firewalls, NIDS, IPsec, VPN et outils de gestion des identités.

À la fin de ce cours l'étudiant saura :

• Distinguer les différents types de pare-feux ainsi que leurs capacités et limitations
• Définir et auditer une architecture de filtrage adaptée à un réseau informatique donné
• Choisir pour un tunnel IPsec les protocoles à utiliser, les modes de fonctionnement et un plan de routage adapté pour les passerelles associées
• Faire le design complet d'une architecture de sécurité pour un réseau complexe incluant la gestion des identités et de l'authentification

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Ce bureau d'étude a pour but de mettre en pratique les divers enseignements du module réseau.

À la fin de ce cours l'étudiant saura :

• Mettre en place et auditer un tel tunnel IPsec
• Mettre en place ou auditer un VPN créé sur du IPsec manuellement ou en utilisant les outils tout-en-un du marché
• Mettre en place et auditer un système de détection d'intrusion éventuellement distribué avec des options de prévention
• Mettre en place une architecture de logs avec un système centralisé de gestion des événements

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Architecture ATM et protocoles sécurisés pour les communications aéronautiques L’objectif de cette partie du cours est d’introduire les principes du réseau informatique pour la gestion du trafic aérien (ATM). L’axe de présentation choisit est d’illustrer les points communs et les différences avec les réseaux industriels actuels. Dans un deuxième temps la notion de cohabitation entre approche « safety » et « security » pour l’ATM sera abordé. En effet, au jour d’aujourd’hui les référentiels « security » qui sont utilisés en aéronautique pour les systèmes embarqués s’appuient sur les référentiels « safety » existant. Les ingénieurs identifient en plus des incidents safety classiques des menaces et attaques qui peuvent impacter la « security » du système et qui vont se traduire par des incidents « safety ». Il s’agit de faire de la « security for safety ». Ce référentiel « safety » n’est néanmoins pas suffisant pour mener une analyse complète, les spécialistes « security » rajoute donc en parallèle d’autres analyses basées sur des référentiels extérieurs « security » dérivés du domaine de la sécurité des systèmes d’informations (SSI) : exemple de la norme ISO 27005. La deuxième partie du cours traitera donc des travaux actuels en matière de définition d’une norme commune pour la gestion de la sécurité du SI ATM.

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Tout d’abord le cours présentera un panorama des attaques qui exploitent les technologies employées pour la conception de sites web et fournit des éléments pour protéger ces systèmes. Le cours se poursuivra en présentant aux étudiants les risques auxquels ils devront faire face et en leur faisant réaliser que le comportement d’utilisateurs légitimes peut être exploité par des attaquants pour cibler les systèmes. Un cours/TP/ traitant de la réaction en cas d’incident avec une mise en pratique de techniques d’investigation numérique sur un système, après intrusion vient également complété cette matière.

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires, structuré en deux modules — Communicating in Conferences et Communicating in Professional Meetings.                                 Maîtrise de la communication écrite et orale en anglais scientifique (rédaction d’abstracts étendus, présentations orales, posters). Développement de compétences transversales : analyse réflexive, travail en équipe, autonomie, esprit critique, professionnalisme et respect des normes académiques et éthiques. Évaluation individuelle : poster scientifique accompagné d’une présentation orale et d’un abstract étendu.

Capacité à planifier et animer une réunion de manière structurée. Maîtrise de l’expression orale et écrite spécifique aux réunions professionnelles (prise de parole, interruptions, formulation d’objectifs, rédaction de minutes). Travail collaboratif en groupe et gestion de rôles dans un contexte professionnel. Évaluation en groupe : organisation et animation d’une réunion de 30 minutes, production d’un ordre du jour et d’un compte rendu écrit.

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Enseignement spécifique pour approfondir son anglais scientifique.

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Enseignement spécifique pour atteindre le niveau B2.

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Enseignement spécifique pour préparer le Cambridge Proficiency ou un projet.

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Ce cours présentera les bases légales, les enjeux, et les principaux outils de la protection de la vie privée. Plus précisément, l'objectif de ce cours est :

• De présenter les enjeux de la protection de la vie privée dans les systèmes d’information
• De caractériser l’ensemble de la problématique liée à la protection des données à caractère personnel
• D’illustrer cette problématique dans certains cas particuliers assez sensibles, en faisant la distinction entre Security et Privacy, et aussi entre RSSI et CIL (futur DPO), ou encore entre une analyse de risques en SSI et analyse d’impact sur le respect de la vie privée (ou Privacy Impact Analysis)
• De matérialiser certaines solutions techniques déployées dans certains domaines d’activité bien spécifiques, à travers les techniques d’anonymisation et/ou de pseudonymisation (par exemple : ré-utilisation de données de santé anonymisées, ou de géolocalisation)
• De décrire les techniques d'attaque contre l'anonymisation
• De présenter les principaux outils techniques de la protection de la vie privée.

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires, structuré en deux modules — Communicating in Conferences et Communicating in Professional Meetings.                                 Maîtrise de la communication écrite et orale en anglais scientifique (rédaction d’abstracts étendus, présentations orales, posters). Développement de compétences transversales : analyse réflexive, travail en équipe, autonomie, esprit critique, professionnalisme et respect des normes académiques et éthiques. Évaluation individuelle : poster scientifique accompagné d’une présentation orale et d’un abstract étendu.

Capacité à planifier et animer une réunion de manière structurée. Maîtrise de l’expression orale et écrite spécifique aux réunions professionnelles (prise de parole, interruptions, formulation d’objectifs, rédaction de minutes). Travail collaboratif en groupe et gestion de rôles dans un contexte professionnel. Évaluation en groupe : organisation et animation d’une réunion de 30 minutes, production d’un ordre du jour et d’un compte rendu écrit.

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Enseignement spécifique pour approfondir son anglais scientifique.

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Enseignement spécifique pour atteindre le niveau B2.

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Enseignement spécifique pour préparer le Cambridge Proficiency ou un projet.

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L’enseignement est organisé en 6 séances de 1h45, pour un total de 10,5 heures, et l’évaluation repose sur un examen écrit permettant de mesurer la maîtrise des connaissances et compétences acquises.

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Ce module propose une introduction aux controverses socio-économiques contemporaines liées aux sciences du numérique, avec un focus particulier sur les biais et les impacts de l’intelligence artificielle. À travers des interventions d’experts, des tables rondes et des échanges interactifs, les étudiants seront amenés à confronter différents points de vue et à comprendre les dynamiques d’acteurs impliqués (industriels, chercheurs, pouvoirs publics, société civile).

En complément, les étudiants travailleront en petits groupes sur une étude de cas, leur permettant d’analyser une controverse réelle, d’identifier les enjeux techniques, économiques et éthiques, et de construire une argumentation critique. L’objectif est de les sensibiliser à la complexité des systèmes socio-techniques et de les préparer à exercer leur métier d’ingénieur avec recul, responsabilité et esprit critique.

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat. Développer l’esprit d’initiative et la créativité en concevant un projet entrepreneurial concret, depuis l’identification d’une opportunité jusqu’à la proposition de solutions innovantes. Acquérir les compétences de communication et de travail collaboratif nécessaires pour présenter, défendre et argumenter un projet devant un public académique et professionnel. Comprendre les bases de la planification et de la gestion de projet entrepreneurial, y compris l’analyse des besoins du marché, la faisabilité économique et l’impact sociétal potentiel. Évaluation : présentation orale du projet sous forme de pitch, individuelle ou en groupe, évaluant la clarté, la structuration, la pertinence des arguments et l’originalité de la solution proposée. 

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat.

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La matière est composée de deux parties.
1/ La première propose de décrire le problème de l'exécution d'applications possédant des contraintes temps.
Pour respecter ces contraintes, les systèmes temps réel utilisent des ordonnancements de tâches.
Dans le cours, les algorithmes d'ordonnancement Rate Monotonic et Earliest Deadline First sont étudiés.
Les problèmes du partage de ressources ainsi que leur résolution sont montrés.
L'impact de l'exécution sur une plateforme multicoeur est aussi présenté.
L'utilisation de l'outil académique Cheddar illustre les différents mécanismes vus en cours.
2/ La deuxième partie présente les spécificités des systèmes temps réel : mécanismes d'exécution de tâches, partage de ressources, compacité du code, ...
Le cours décris deux mise en oevure :
- OSEK/VDK, pour domaine automobile ;
- APEX/ARINC653, pour les domaines avionique et satellite (Xtratum).
Deux séances de TP utilisent le système TrampolineOS pour contrôler une application de pendule inversé sur un robot Lego Mindstorm NXT.
Ces séances illustrent les différents mécanismes du système temps réel OSEK.

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1. Cible : systèmes de contrôle commande
2. Synchrone versus asynchrone
3. Le langage Lustre de base
4. Le langage Lustre avec les horloges
5. La vérification de programmes
6. TP : robot Légo

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La matière propose de réaliser une solution IoT, portée par un groupe de 3 à 4 étudiants,  
qui réponde à un besoin réel, identifié par le groupe d'étudiant et qui sera présenté lors d'une phase de conception.
Les solutions proposées peuvent d'inscrire dans différents domaines d'activité (vie quotidienne, transports, santé, etc.)
La séance de cours permet de poser le cahier des charges du projet à réaliser (définition des besoins, dates de rendus des livrables, ...)
ainsi qu'une présentation autour du "sustainable IT".
Le projet comporte :
- une phase de conception et description des besoins.
Le livrable de cette phase est une courte présentation de 4 transparents qui doit indiquer le besoin, l'architecture du système prévue ainsi qu'une réflexion sur l'impact sur les DDS.
Cette présentation est effecutée en séance par les étudiants d'un autre groupe (présentation croisée).
- une phase de développement sur du matériel : Arduino, Raspberry Pi, capteurs (température, pression, lumière, ...) et actionneurs (moteurs, ...).
- une phase de rendu : présentation du travail réalisé et vidéo courte expliquant le projet, son besoin, son impact et sa réalisation.

Ce projet a fait l'objet de participations à des concours : concours Thalès-Arduino, concours Planète Sciences.

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Des architectures de communication partagée sont utilisés depuis les années 80 pour les applications temps réel, pour remplacer les liens dédiés, beaucoup trop coûteux en terme de câblage et ne passant pas à l’échelle. Dans un premier temps, des solutions de type bus de terrain, dédiées à des contextes applicatifs particuliers, se sont imposées. Elles permettent la maîtrise des latences de communication et sont encore largement utilisées aujourd’hui. Le module se déroule de la manière suivante.

• Nous introduisons la problématique générale des communications temps réel et les différents paradigmes de communication utilisés.

• Nous étudions Controller Area Network (CAN), les méthodes d’analyse temporelles associées et les évolutions du protocole.

• Nous présentons des solutions alternatives du domaine de l’automobile, en particulier Flexray.

• Nous présentons les technologies Mil-Std-1553 et Spacewire utilisées dans le domaine spatial.

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Des architectures de communication partagée sont utilisés depuis les années 80 pour les applications temps réel, pour remplacer les liens dédiés, beaucoup trop coûteux en terme de câblage et ne passant pas à l’échelle. Dans un premier temps, des solutions de type bus de terrain, dédiées à des contextes applicatifs particuliers, se sont imposées. Elles permettent la maîtrise des latences de communication, mais offrent le plus souvent un débit limité. Elles sont donc peu à peu remplacées par des solutions de type Ethernet temps réel, qui offrent un débit beaucoup plus important et une meilleure intégration du système dans son environnement. Le module se déroule de la manière suivante.

• Nous introduisons la problématique générale des solutions de type Ethernet temps réel en l’illustrant par un petit nombre de solutions historiques.

• Nous étudions le réseau Ethernet commuté avion (AFDX) avec un focus particulier sur l’analyse pire cas mise en œuvre par les industriels.

• Nous montrons les problèmes posés par le partage d’un réseau Ethernet temps réel entre des flux avec différents niveaux de criticité. Nous présentons différentes solutions de qualité de service permettant de contrôler ce partage.

• Nous nous intéressons plus particulièrement à la solution Ethernet TSN qui est aujourd’hui envisagée pour de nombreux contextes applicatifs.

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Le projet permet d'illustrer le fonctionnement d'un réseau de communication temps réel étudié dans l'UE.
Il s'agit de développer les équipements réseau, tels que des commutateurs, dont le comportement correspond à celui d'un équipement de communication réel embarqué.
Pour réaliser ce comportement, les étudiants utilisent la librairie DPDK (Data Plane Development Kit) et/ou langage P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors) qui permet
de programmer des cartes Ethernet.
Des stations sont aussi modifiées de manière à simuler le comportement de calculateurs avioniques, automobiles, ...
Le respect des contraintes de temps est un aspect important de l'exécution de ces équipements.
La mesure des données de temps, latence de transmission, délais de bout en bout, ..., fait partie du travail à réaliser.

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L'Unité d’Enseignement (UE) « IoT Industriel et Usine du futur »  a pour objet d’illustrer, sur des applications concrètes du domaine de l’Usine du futur, les acquis des trois autres UE du parcours Systèmes Embarqués et IoT Critique.

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Cet enseignement fait partie de l’Unité d’Enseignement (UE) « IoT Industriel et Usine du futur » qui a pour objet d’illustrer sur des applications concrètes du domaine de l’Usine du futur les acquis des trois autres UE du parcours SEmbIIoT.Ce cours décrit les principales contraintes de développement d’applications critiques et présente les avancées des assistants de programmation basés sur les larges modèles de langue modernes dans la production de code. Les séances de TP et le projet associé ont pour objectif de mettre les élèves en situation de production de code assisté par un framework IA et de leur faire prendre du recul sur les exigences liées au développement d’application critiques.

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Cet enseignement fait partie de l’Unité d’Enseignement (UE) « IoT Industriel et Usine du futur » qui a pour objet d’illustrer sur des applications concrètes du domaine de l’Usine du futur les acquis des trois autres UE du parcours SEmbIIoT.
Le cours Usine du futur est un projet dont le principal objectif est d’illustrer les problématiques liées au déploiement d'une flotte de drones mobiles dans le contexte d’une usine du futur. Les problématiques étudiées sont celles de la localisation des drones, de leur contrôle et de la gestion de leurs interactions avec l’environnement de déploiement.
Les contraintes du contexte industriel que sont le déterminisme, la précision de la localisation et la fiabilité de la navigation sont abordées dans le cadre d’un projet. Ce projet a pour sujet un jeu sérieux qui propose aux apprenants de travailler à une application de « Mario Kart in real life ». Les apprenants doivent, en groupe de 3 ou 4, déterminer les principales fonctions nécessaires au développement d’une application mobile multi-joueurs. Suite à cela, une première version Android d'une application mobile leur est fournie (code + documentation technique), qui guide des mini-drones roulants équipés de caméras. Les principales fonctions développées doivent être identifiées et testées. Le rendu final consiste en l’ajout d'une nouvelle fonctionnalité dans le jeu. Cette mise en situation professionnalisante permet aux apprenants de se placer dans le contexte de la reprise d’un projet existant et de son amélioration.

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Cet enseignement fait partie de l’Unité d’Enseignement (UE) « IoT Industriel et Usine du futur » qui a pour objet d’illustrer sur des applications concrètes du domaine de l’Usine du futur les acquis des trois autres UE du parcours SEmbIIoT.
Ce cours introduit l'empilement protocolaire de 6TiSCH qui a pour objectif de proposer une solution réseau pour des capteurs sans-fil déployés dans le contexte industriel de l'IoT critique. L’objectif de cette technologie est d’améliorer le déterminisme (temps de transmission d’un message borné) et la fiabilité (minimisation du taux de perte de trames).
L'empilement protocolaire de la solution 6TiSCH permet aux capteurs d'être interrogés à distance via un protocole de routage IPv6. Ce cours introduit le contexte de 6TiSCH, et fait un focus sur la couche MAC qui se nomme TSCH et le protocole de routage RPL. Ces solutions est étudiées en cours et expérimentées en TP sur des capteurs programmables.

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Cet enseignement fait partie de l’Unité d’Enseignement (UE) « IoT Industriel et Usine du futur » qui a pour objet d’illustrer sur des applications concrètes du domaine de l’Usine du futur les acquis des trois autres UE du parcours SEmbIIoT.
Ce cours présente le problème de la synchronisation d'équipements embarqués par un réseau informatique. Cette problématique est particulièrement importante dans le contexte des réseaux industriels car les équipements peuvent avoir besoin d'une horloge commune pour cadenser leurs traitements. De plus, les réseaux embarqués industriels ont besoin d'un mode de fonctionnement déterministe, qui se base sur une couche protocolaire MAC de type TDMA. Cet accès au médium pré-suppose la présence d'un protocole de synchronisation réseau.
Après une introduction à la problématique de la synchronisation par le réseau, la spécificité de la synchronisation des réseaux sans-fil est détaillée.

Le cours traite de deux types de besoins et des solutions associées :
- La synchronisation avec une précision supérieure à la  micro-seconde
- La synchronisation fine avec une précision inférieure à la micro-seconde.
 
Des travaux pratiques permettent aux étudiants de programmer une solution de synchronisation sur des capteurs équipés d'une interface UWB.

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A First Course in Network Theory

One cannot ignore the networks we are part of, that surround us in every day life. There's our network of family and friends; the transport network; the banking network---it doesn't take much effort to come up with dozens of examples. Network theory aims to provide a mathematical framework for analysis of the huge networks that drive the global economy (directly or indirectly) and this course provides an introduction to the key tools and an opportunity to employ them to gain new insight into complex behaviours and structures in real-world data. This course will highlight the intimate connection between matrix algebra and graph theory and students will use this connection to develop a practical approach to analysing networks. MATLAB provides an ideal computational environment for large-scale simulation and analysis, in particular for identifying the key members of a network and for uncovering local and global structure that can be hidden by the scale of the data. Topics to be studied include: introduction to networks; spectral graph theory and the network Laplacian; random network models and degree distributions; network fragments; node centrality; global properties of networks; community detection.

Key words : networks, network fragments, node centrality, community detection.

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Ce cours introduit les défis liés à la sécurité des systèmes d'information. Après avoir donné un historique de la sécurité, décrit et classifié un panel d'attaques modernes, nous allons étudier les mécanismes de défense principaux à l'état de l'art. Dans ce cadre, on expose et analyse un ensemble d'incidents (anciens pour la plupart). Enfin, on aborde la prévention des vulnérabilités et de tolérances aux intrusions tant au niveau des architectures qu'à celui du logiciel. Les travaux pratiques visent à familiariser les étudiants avec des scénarii d'incidents (simples).

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution de calculs dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines). De telles infrastructures sont très largement utilisées dans le domaine du cloud computing où des datacenters permettent l'hébergement externalisés de services. Sont abordés les concepts et outils liés au cloud computing tels que la virtualisation (KVM), les conteneurs (Docker), l'administration de cluster virtualisé (OpenStack, Kubertenes, OpenWisk) et les principaux services fournis par les opérateurs du cloud (AWS). Tous ces enseignements sont illustrés par des séances de TP montrant comment ces outils s'exécutent dans des infrastructures de type cluster.

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines) de calculs pour le traitement et l'exploitation de grands volumes de données (big data). Sont abordés les concepts et outils liés au big data tels que le traitement parallèle de données massives (Hadoop, Spark), le traitement temps réel de données (Spark-streaming, Storm), et le passage à l'échelle de ces traitements dans les infrastructures cluster.

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Ce module présente une chaîne complète standard d’analyse de données, à travers leur pré-traitement (par exemple, par réduction de dimension), leur classification, ou encore l’évaluation des méthodes de classification. Un projet illustratif sera mené sur 6 séances.

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Ce cours a pour but de fournir aux étudiant·e·s les bases de la mécanique quantique nécessaire pour qu’ils·elles puissent appréhender correctement les possibilités réelles des ordinateurs quantiques et du calcul quantique. Loin des équations complexes, on s’attachera à présenter les expériences fondamentales de la mécanique quantique qui sont à la base du calcul quantique : les phénomènes de superposition et d’intrication. On s'intéressera aux modèles mathématiques qui permettent de prévoir ces expériences et aux diverses interprétations partagées par la communauté des physicien·ne·s. Cette approche a pour but d'éclairer les difficultés techniques et théoriques rencontrées pour élaborer des calculateurs quantiques réellement performants.

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Chaque partie est composée de 2 ou 3 cours avec des classes inversées, suivis de 4 à 5 travaux pratiques (matlab).  Chaque classe inversée est notée. Chaque séquence de TP est un seul sujet qui peut être assimilé à un mini projet dont la compréhension est évaluée sous forme de questionnaire et/ou de démonstration. Plus précisément, la première séquence de travaux pratiques permettra la mise en oeuvre d'une approche de segmentation basée super pixels et la seconde séquence consistera à réaliser une chaîne de traitement pour construire un panorama à partir d'un ensemble d'images.

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Contenu du cours :

• Histoire de la photographie
• Caractéristiques des objectifs photographiques
• Capteurs argentiques et capteurs numériques
• Profondeur de champ et angle de champ
• Aberrations des objectifs photographiques
• Utilisation de la photographie comme outil de mesure

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C1) Présentation générale de l’adoption du cloud dans les entreprises avec un rapide historique sur les technologies et les stratégies.

TP1) Définition d’une architecture cloud et coûts associés

C2) Pourquoi adopter ou migrer vers le cloud ? Quels enjeux stratégiques, économiques et techniques ? Quelles sont les contraintes légales à prendre en compte ? Comment construire une stratégie Move to cloud ?

TP2) Formalisation d’un cadrage et d’une stratégie move to cloud C3) Les approches Micro-services dans les entreprises. L’infrastructure as code comme accélérateur, support à l’industrialisation et pilier d’une stratégie multi-cloud.

TP3) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #1

C4) Retours d’expérience autour de 2 projets : Stratégie de déploiement mondiale d’une application de reconnaissance client pour un acteur du luxe, Mise en place d’une plateforme Européenne d’aide à la prise de décision pour les agriculteurs 

TP4) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #2

C5) Les enjeux de la souveraineté et des Cloud de confiance.

TP5) Création d’un service se basant sur des sources de données ouvertes (TP noté)

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• Introduction aux impacts environnementaux et sociétaux du numérique – leviers d’action – zoom sur les centres de données.
• Analyse Cycle de Vie
• Sustainable AI
• Éthique du numérique et IA
• Eco-socio-conception des services numériques 
• UXUI et accessibilité 
• De plus, les étudiants doivent suivre le MOOC de l'INRIA "Impacts environnementaux du numérique" (https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/impacts-environnementaux-du-numerique/).

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Cours :

• Principaux concepts et terminologie : système, propagation des défaillances, exigences de sûreté de fonctionnement.

• Conception d'une architecture de système fiable : modèles de sécurité habituels 
• Modèles mathématiques et calculs pour l'évaluation de la sécurité des systèmes statiques à l'aide d'arbres de défaillance
• Modèles mathématiques et calculs pour l'évaluation de la sécurité des systèmes dynamiques à l'aide d'automates de mode AltaRica
• Vue d'ensemble du processus global de sécurité pour les aéronefs civils

Travaux pratiques :

• Évaluation de la sécurité d'un système aéronautique à l'aide d'arbres de défaillance
• Évaluation de la sécurité d'un système d'aéronef basée sur un modèle dynamique

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Ce cours introduit les principes de structuration (cycle en V, conception, traçabilité) nécessaires pour maîtriser la complexité et réduire les risques d’erreurs. Il amène à comprendre le rôle des modèles et des spécifications dans la conception de systèmes fiables. Pour ce faire, il utilise le langage SDL et propose de décrire les différents mécanismes de ce langage pour modéliser un protocole de communication temps réel.

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La validation temporelle de réseaux embarqués temps réel nécessite la caractérisation du délai de bout en bout des flux transmis sur ces réseaux. Il s’agit en particulier de borner ce délai et d’analyser sa gigue et sa variation. De nombreuses approches ont été utilisées pour mener à bien cette validation. Ce module montre des cas d’utilisation de ces différentes approches. Il se déroule de la manière suivante.

• Nous introduisons la problématique générale de l’analyse du délai de flux transmis sur un réseau embarqué temps réel.

• Nous montrons l’utilisation du model checking pour la recherche de scénarios pire cas sur des réseaux avion de type AFDX. Nous montrons en particulier comment l’explosion combinatoire peut être limitée.

• Nous présentons des solutions à base de simulation pour l’étude des délais sur des réseaux hétérogènes (par exemple CAN/Ethernet) et sur des réseaux AFDX.

• Nous illustrons la mesure de délai sur des architectures commutés.

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Ce cours introduit les fondamentaux des bus de communication tolérants aux pannes. Il aborde la définition de la tolérance aux pannes, les modes de défaillance des communications, ainsi que les mécanismes classiques permettant d'y remédier tels que la détection d'erreurs bit, gestion des pertes de messages, ... Il présente ensuite plusieurs technologies de bus embarqués standardisés (CAN, AFDX, TSN, TTP). La tolérance aux pannes est illustrée par de deux conférences invitées 1- une conférence de 4h d'un expert d'Airbus Defence & Space, centrée sur les bus embarqués dans les systèmes spatiaux. Elle couvre le protocole MIL-STD-1553 (bus avionique militaire), SpaceWire (standard ESA pour les satellites), ainsi que les architectures avioniques tolérants aux pannes à bord des engins spatiaux, avec une analyse des catégories de missions (satellites de télécommunication, lanceurs, sondes d'exploration) et de leurs exigences propres en matière de fiabilité et disponibilité. 2- une conférence de 4h d'un expert d'Airbus Group qui aborde les architectures avioniques tolérants aux pannes dans le domaine aéronautique civil, avec des études de cas sur la décomposition en sous-fonctions, la cartographie des pannes potentielles et leur propagation au niveau réseau.

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires, structuré en deux modules — Communicating in Conferences et Communicating in Professional Meetings.                                 Maîtrise de la communication écrite et orale en anglais scientifique (rédaction d’abstracts étendus, présentations orales, posters). Développement de compétences transversales : analyse réflexive, travail en équipe, autonomie, esprit critique, professionnalisme et respect des normes académiques et éthiques. Évaluation individuelle : poster scientifique accompagné d’une présentation orale et d’un abstract étendu.

Capacité à planifier et animer une réunion de manière structurée. Maîtrise de l’expression orale et écrite spécifique aux réunions professionnelles (prise de parole, interruptions, formulation d’objectifs, rédaction de minutes). Travail collaboratif en groupe et gestion de rôles dans un contexte professionnel. Évaluation en groupe : organisation et animation d’une réunion de 30 minutes, production d’un ordre du jour et d’un compte rendu écrit.

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Enseignement spécifique pour approfondir son anglais scientifique.

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Enseignement spécifique pour atteindre le niveau B2.

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Enseignement spécifique pour préparer le Cambridge Proficiency ou un projet.

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L’enseignement est organisé en 6 séances de 1h45, pour un total de 10,5 heures, et l’évaluation repose sur un examen écrit permettant de mesurer la maîtrise des connaissances et compétences acquises.

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Ce module propose une introduction aux controverses socio-économiques contemporaines liées aux sciences du numérique, avec un focus particulier sur les biais et les impacts de l’intelligence artificielle. À travers des interventions d’experts, des tables rondes et des échanges interactifs, les étudiants seront amenés à confronter différents points de vue et à comprendre les dynamiques d’acteurs impliqués (industriels, chercheurs, pouvoirs publics, société civile).

En complément, les étudiants travailleront en petits groupes sur une étude de cas, leur permettant d’analyser une controverse réelle, d’identifier les enjeux techniques, économiques et éthiques, et de construire une argumentation critique. L’objectif est de les sensibiliser à la complexité des systèmes socio-techniques et de les préparer à exercer leur métier d’ingénieur avec recul, responsabilité et esprit critique.

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat. Développer l’esprit d’initiative et la créativité en concevant un projet entrepreneurial concret, depuis l’identification d’une opportunité jusqu’à la proposition de solutions innovantes. Acquérir les compétences de communication et de travail collaboratif nécessaires pour présenter, défendre et argumenter un projet devant un public académique et professionnel. Comprendre les bases de la planification et de la gestion de projet entrepreneurial, y compris l’analyse des besoins du marché, la faisabilité économique et l’impact sociétal potentiel. Évaluation : présentation orale du projet sous forme de pitch, individuelle ou en groupe, évaluant la clarté, la structuration, la pertinence des arguments et l’originalité de la solution proposée. 

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat.

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La matière est composée de deux parties.
1/ La première propose de décrire le problème de l'exécution d'applications possédant des contraintes temps.
Pour respecter ces contraintes, les systèmes temps réel utilisent des ordonnancements de tâches.
Dans le cours, les algorithmes d'ordonnancement Rate Monotonic et Earliest Deadline First sont étudiés.
Les problèmes du partage de ressources ainsi que leur résolution sont montrés.
L'impact de l'exécution sur une plateforme multicoeur est aussi présenté.
L'utilisation de l'outil académique Cheddar illustre les différents mécanismes vus en cours.
2/ La deuxième partie présente les spécificités des systèmes temps réel : mécanismes d'exécution de tâches, partage de ressources, compacité du code, ...
Le cours décris deux mise en oevure :
- OSEK/VDK, pour domaine automobile ;
- APEX/ARINC653, pour les domaines avionique et satellite (Xtratum).
Deux séances de TP utilisent le système TrampolineOS pour contrôler une application de pendule inversé sur un robot Lego Mindstorm NXT.
Ces séances illustrent les différents mécanismes du système temps réel OSEK.

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1. Cible : systèmes de contrôle commande
2. Synchrone versus asynchrone
3. Le langage Lustre de base
4. Le langage Lustre avec les horloges
5. La vérification de programmes
6. TP : robot Légo

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La matière propose de réaliser une solution IoT, portée par un groupe de 3 à 4 étudiants,  
qui réponde à un besoin réel, identifié par le groupe d'étudiant et qui sera présenté lors d'une phase de conception.
Les solutions proposées peuvent d'inscrire dans différents domaines d'activité (vie quotidienne, transports, santé, etc.)
La séance de cours permet de poser le cahier des charges du projet à réaliser (définition des besoins, dates de rendus des livrables, ...)
ainsi qu'une présentation autour du "sustainable IT".
Le projet comporte :
- une phase de conception et description des besoins.
Le livrable de cette phase est une courte présentation de 4 transparents qui doit indiquer le besoin, l'architecture du système prévue ainsi qu'une réflexion sur l'impact sur les DDS.
Cette présentation est effecutée en séance par les étudiants d'un autre groupe (présentation croisée).
- une phase de développement sur du matériel : Arduino, Raspberry Pi, capteurs (température, pression, lumière, ...) et actionneurs (moteurs, ...).
- une phase de rendu : présentation du travail réalisé et vidéo courte expliquant le projet, son besoin, son impact et sa réalisation.

Ce projet a fait l'objet de participations à des concours : concours Thalès-Arduino, concours Planète Sciences.

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Les principes et les concepts du calcul distribué sont décrits ainsi que leur utilisation dans les systèmes distribués. Après une brève introduction, le modèle standard du calcul distribué basé sur la relation de causalité est présenté. Ensuite, une étude des algorithmes distribués génériques est réalisée : datation, protocoles causaux et atomiques, exclusion mutuelle, terminaison, consensus et détecteurs de défaillance, prise de clichés, cohérence de la mémoire, etc. Quelques exemples de systèmes distribués sont mis en avant : les systèmes de fichiers distribués, les protocoles de diffusions atomiques, les systèmes tolérants aux fautes par redondance, les mémoires distribuées et leurs différentes sémantiques de cohérence. Des tendances actuelles et/ou des applications plus spécifiques clôturent ce tour d'horizon de l'informatique distribuée : informatique pair-à-pair et à grande échelle, réplication convergente à terme.

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• Exemples commentés d’insécurité réelles (logiciel, matériel, erreurs de développement, protection de données, protocoles réseau...) ;
• Principaux textes légaux français, RGPD ;
• Sécurité applicative (risques, outiles, gestion des rôles et des accès, authentifi-
  cation...)
• Sécurité dans les architectures (segmentation, supervision et relayage, gestion
  des journaux...)
• Cryptographie (principes, symétrique ou asymétrique, les IGC et leurs limites...).

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• Architecture des supercalculateurs modernes (processeurs multi-coeurs, multiprocesseurs ou noeuds SMP et NUMA, accélérateurs GPU, réseaux d’interconnexion).
• Classification de Flynn.
• Hiérarchie desmémoires caches.
• Principes de localité spatiale et temporelle.
• Programmation parallèle en MPI : communications point a point et collectives, opérations de réduction
  et éventuellement optimisations.
• Introduction à la programmation des GPU

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Programme

1. Simulation et bisimulation (2 cours + 2 TD) ;

• Contexte général : systèmes de transitions, sous-typage, raffinement, spécification/implantation
• Simulation et bisimulation forte, propriétés ;
• Simulation et bisimulation faible, propriétés ;
• Algorithmes de calcul de plus grande simulation / bisimulation 

2. Calcul de processus CCS (1 cours + 2 TD + 2TP) ;

• Syntaxe ;
• Sémantique par règles de réduction ;
• Équivalence structurelle, simulation, bisimulation entre processus ;
• Algorithmes de calcul de plus grande simulation / bisimulation

3. Raffinement de programmes séquentiels (1 cours + 2 TP) ;

• Cadre général : programmation / raffinement de modules, implantation en TLA ;
• Sémantique de type jeu des modules ;
• Expression du raffinement entre modules, lien avec la simulation ;
• Différents raffinements classiques, exemples.

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Les ontologies et les graphes de connaissances permettent de mieux caractériser des données et d’inférer de nouvelles connaissances en utilisant les technologies standardisées du web sémantique préconisées par le W3C. Ces graphes proviennent de données hétérogènes ou extraites de textes. Une fois accessibles sur le web, ils forment des ressources fiables, reliées entre elles et réutilisables pour améliorer la réutilisation de jeux de données en amont des modèles d’apprentissage automatique, mais aussi pour guider ou corriger ces modèles. Ce cours présentera les enjeux à utiliser ces techniques en entreprise, les principes et méthodes de construction d’ontologies et les langages du web sémantique (RDF, RDFS, OWL). Des TP seront prévus pour maîtriser les langages SPARQL (requêtes), SWRL (règles) et SHACL (contraintes) ainsi que l’éditeur d’ontologies PROTEGE.

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1. Introduction au TAL
2. Text processing : représentation des textes en bag of words (tf.idf)
3. Text processing : Modèle statistique de langue (Language model)
4. Text processing : Représentation continue (LSI, word embedding: W2VEC, BERT, GPT, ...)
5. Concepts de base de la RI (Reherche d'Information)
6. Modèles de RI
7. Modèles de RI basés sur les LLM

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Le plan du cours est le suivant :
- Introduction à Interaction Homme-Machine
- Méthodologies HCI & UX
- Architecture logicielle pour le développement HCI
- Génération de code et modèles croisés pour applications interactives
- Vérification et validation appliquées aux systèmes interactifs
- Méthodologies pour l'ingénierie système multidisciplinaire et itérative
- Évaluations des facteurs humains
- Co-simulation et enregistrement/relecture de données

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Cours :

• Principaux concepts et terminologie : système, propagation des défaillances, exigences de sûreté de fonctionnement.

• Conception d'une architecture de système fiable : modèles de sécurité habituels 
• Modèles mathématiques et calculs pour l'évaluation de la sécurité des systèmes statiques à l'aide d'arbres de défaillance
• Modèles mathématiques et calculs pour l'évaluation de la sécurité des systèmes dynamiques à l'aide d'automates de mode AltaRica
• Vue d'ensemble du processus global de sécurité pour les aéronefs civils

Travaux pratiques :

• Évaluation de la sécurité d'un système aéronautique à l'aide d'arbres de défaillance
• Évaluation de la sécurité d'un système d'aéronef basée sur un modèle dynamique

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A First Course in Network Theory

One cannot ignore the networks we are part of, that surround us in every day life. There's our network of family and friends; the transport network; the banking network---it doesn't take much effort to come up with dozens of examples. Network theory aims to provide a mathematical framework for analysis of the huge networks that drive the global economy (directly or indirectly) and this course provides an introduction to the key tools and an opportunity to employ them to gain new insight into complex behaviours and structures in real-world data. This course will highlight the intimate connection between matrix algebra and graph theory and students will use this connection to develop a practical approach to analysing networks. MATLAB provides an ideal computational environment for large-scale simulation and analysis, in particular for identifying the key members of a network and for uncovering local and global structure that can be hidden by the scale of the data. Topics to be studied include: introduction to networks; spectral graph theory and the network Laplacian; random network models and degree distributions; network fragments; node centrality; global properties of networks; community detection.

Key words : networks, network fragments, node centrality, community detection.

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Ce cours introduit les défis liés à la sécurité des systèmes d'information. Après avoir donné un historique de la sécurité, décrit et classifié un panel d'attaques modernes, nous allons étudier les mécanismes de défense principaux à l'état de l'art. Dans ce cadre, on expose et analyse un ensemble d'incidents (anciens pour la plupart). Enfin, on aborde la prévention des vulnérabilités et de tolérances aux intrusions tant au niveau des architectures qu'à celui du logiciel. Les travaux pratiques visent à familiariser les étudiants avec des scénarii d'incidents (simples).

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution de calculs dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines). De telles infrastructures sont très largement utilisées dans le domaine du cloud computing où des datacenters permettent l'hébergement externalisés de services. Sont abordés les concepts et outils liés au cloud computing tels que la virtualisation (KVM), les conteneurs (Docker), l'administration de cluster virtualisé (OpenStack, Kubertenes, OpenWisk) et les principaux services fournis par les opérateurs du cloud (AWS). Tous ces enseignements sont illustrés par des séances de TP montrant comment ces outils s'exécutent dans des infrastructures de type cluster.

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines) de calculs pour le traitement et l'exploitation de grands volumes de données (big data). Sont abordés les concepts et outils liés au big data tels que le traitement parallèle de données massives (Hadoop, Spark), le traitement temps réel de données (Spark-streaming, Storm), et le passage à l'échelle de ces traitements dans les infrastructures cluster.

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Ce module présente une chaîne complète standard d’analyse de données, à travers leur pré-traitement (par exemple, par réduction de dimension), leur classification, ou encore l’évaluation des méthodes de classification. Un projet illustratif sera mené sur 6 séances.

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Ce cours a pour but de fournir aux étudiant·e·s les bases de la mécanique quantique nécessaire pour qu’ils·elles puissent appréhender correctement les possibilités réelles des ordinateurs quantiques et du calcul quantique. Loin des équations complexes, on s’attachera à présenter les expériences fondamentales de la mécanique quantique qui sont à la base du calcul quantique : les phénomènes de superposition et d’intrication. On s'intéressera aux modèles mathématiques qui permettent de prévoir ces expériences et aux diverses interprétations partagées par la communauté des physicien·ne·s. Cette approche a pour but d'éclairer les difficultés techniques et théoriques rencontrées pour élaborer des calculateurs quantiques réellement performants.

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Chaque partie est composée de 2 ou 3 cours avec des classes inversées, suivis de 4 à 5 travaux pratiques (matlab).  Chaque classe inversée est notée. Chaque séquence de TP est un seul sujet qui peut être assimilé à un mini projet dont la compréhension est évaluée sous forme de questionnaire et/ou de démonstration. Plus précisément, la première séquence de travaux pratiques permettra la mise en oeuvre d'une approche de segmentation basée super pixels et la seconde séquence consistera à réaliser une chaîne de traitement pour construire un panorama à partir d'un ensemble d'images.

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Contenu du cours :

• Histoire de la photographie
• Caractéristiques des objectifs photographiques
• Capteurs argentiques et capteurs numériques
• Profondeur de champ et angle de champ
• Aberrations des objectifs photographiques
• Utilisation de la photographie comme outil de mesure

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C1) Présentation générale de l’adoption du cloud dans les entreprises avec un rapide historique sur les technologies et les stratégies.

TP1) Définition d’une architecture cloud et coûts associés

C2) Pourquoi adopter ou migrer vers le cloud ? Quels enjeux stratégiques, économiques et techniques ? Quelles sont les contraintes légales à prendre en compte ? Comment construire une stratégie Move to cloud ?

TP2) Formalisation d’un cadrage et d’une stratégie move to cloud C3) Les approches Micro-services dans les entreprises. L’infrastructure as code comme accélérateur, support à l’industrialisation et pilier d’une stratégie multi-cloud.

TP3) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #1

C4) Retours d’expérience autour de 2 projets : Stratégie de déploiement mondiale d’une application de reconnaissance client pour un acteur du luxe, Mise en place d’une plateforme Européenne d’aide à la prise de décision pour les agriculteurs 

TP4) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #2

C5) Les enjeux de la souveraineté et des Cloud de confiance.

TP5) Création d’un service se basant sur des sources de données ouvertes (TP noté)

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• Introduction aux impacts environnementaux et sociétaux du numérique – leviers d’action – zoom sur les centres de données.
• Analyse Cycle de Vie
• Sustainable AI
• Éthique du numérique et IA
• Eco-socio-conception des services numériques 
• UXUI et accessibilité 
• De plus, les étudiants doivent suivre le MOOC de l'INRIA "Impacts environnementaux du numérique" (https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/impacts-environnementaux-du-numerique/).

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Un semestre de 12 séances interactives et hebdomadaires, structuré en deux modules — Communicating in Conferences et Communicating in Professional Meetings.                                 Maîtrise de la communication écrite et orale en anglais scientifique (rédaction d’abstracts étendus, présentations orales, posters). Développement de compétences transversales : analyse réflexive, travail en équipe, autonomie, esprit critique, professionnalisme et respect des normes académiques et éthiques. Évaluation individuelle : poster scientifique accompagné d’une présentation orale et d’un abstract étendu.

Capacité à planifier et animer une réunion de manière structurée. Maîtrise de l’expression orale et écrite spécifique aux réunions professionnelles (prise de parole, interruptions, formulation d’objectifs, rédaction de minutes). Travail collaboratif en groupe et gestion de rôles dans un contexte professionnel. Évaluation en groupe : organisation et animation d’une réunion de 30 minutes, production d’un ordre du jour et d’un compte rendu écrit.

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Enseignement spécifique pour approfondir son anglais scientifique.

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Enseignement spécifique pour atteindre le niveau B2.

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Enseignement spécifique pour préparer le Cambridge Proficiency ou un projet.

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L’enseignement est organisé en 6 séances de 1h45, pour un total de 10,5 heures, et l’évaluation repose sur un examen écrit permettant de mesurer la maîtrise des connaissances et compétences acquises.

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Ce module propose une introduction aux controverses socio-économiques contemporaines liées aux sciences du numérique, avec un focus particulier sur les biais et les impacts de l’intelligence artificielle. À travers des interventions d’experts, des tables rondes et des échanges interactifs, les étudiants seront amenés à confronter différents points de vue et à comprendre les dynamiques d’acteurs impliqués (industriels, chercheurs, pouvoirs publics, société civile).

En complément, les étudiants travailleront en petits groupes sur une étude de cas, leur permettant d’analyser une controverse réelle, d’identifier les enjeux techniques, économiques et éthiques, et de construire une argumentation critique. L’objectif est de les sensibiliser à la complexité des systèmes socio-techniques et de les préparer à exercer leur métier d’ingénieur avec recul, responsabilité et esprit critique.

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat. Développer l’esprit d’initiative et la créativité en concevant un projet entrepreneurial concret, depuis l’identification d’une opportunité jusqu’à la proposition de solutions innovantes. Acquérir les compétences de communication et de travail collaboratif nécessaires pour présenter, défendre et argumenter un projet devant un public académique et professionnel. Comprendre les bases de la planification et de la gestion de projet entrepreneurial, y compris l’analyse des besoins du marché, la faisabilité économique et l’impact sociétal potentiel. Évaluation : présentation orale du projet sous forme de pitch, individuelle ou en groupe, évaluant la clarté, la structuration, la pertinence des arguments et l’originalité de la solution proposée. 

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Projet visant à développer ses compétences en Entrepreneuriat.

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Ce cours commence par une description du fonctionnement global des réseaux 5G et leur évolution

par rapport à la 4G.

On détaille ensuite le cas particulier de la prise en charge de l'IoT (en particulier massif) dans le cadre des réseaux

cellulaires.

Le fonctionnement des slices est présenté d'un point de vue fonctionnel et opérationnel.

On termine par des solutions de localisation en 5G.

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This course aims to provide a comprehensive foundation in the design, analysis, and evaluation of modern Internet of Things (IoT) systems and architectures. It addresses the fundamental principles, technological enablers, and performance considerations underlying large-scale IoT deployments.

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Dans ce projet, des équipes d’étudiants (4 à 6 membres) conçoivent, prototypent et implémentent des solutions basées sur l’IoT pour répondre à des problématiques sociétales complexes. Des exemples de thématiques de projet incluent la réduction de l’empreinte carbone en milieu urbain et résidentiel, ou l’optimisation de l’utilisation de l’eau dans les contextes agricoles.
Les étudiants peuvent choisir parmi une liste de sujets proposés — qu’ils peuvent adapter ou réinterpréter — ou proposer des idées de projets entièrement nouvelles. Un ensemble d’outils matériels et logiciels est mis à disposition pour le prototypage, et des capteurs ou composants supplémentaires peuvent être commandés si nécessaire au développement du projet.

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Par groupes de 3 ou 4, les étudiantes et étudiants proposent un "projet de startup" fondé sur de l'IoT. Le choix est très libre et la pertinence économique n'est pas un élément d'évaluation, il s'agit avant tout de proposer une application qui leur parle, cela peut aller de l'observation de la pollution ambiante au décompte des personnes dans une pièce en passant par l'automatisation d'un potager.

Ils mettent ensuite en place une maquette de ce projet à l'aide des outils que nous pouvons leur fournir ou en en simulant certains.

Une séance de"picth" leur permet ensuite de montrer leur projet et justifier leurs choix techniques.

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Sont abordés les concepts et outils liés au cloud computing tels que la virtualisation (KVM/Xen), les conteneurs (Docker), l'administration de cluster virtualisé (OpenStack, Kubertenes) et les principaux services fournis par les opérateurs du cloud (AWS).
Tous ces enseignements sont illustrés par des séances de TP montrant comment ces outils s'exécutent dans des infrastructures de type cluster.

Plan de l'UE

C1) introduction au cloud
    TP1) utilisation de AWS/EC2
C2) virtualisation (KVM)
    TP2) KVM/Xen
C3) conteneurs (Docker et outils)
    TP3) Docker
C4) administration de cluster virtualisé (OpenStack, Kubertenes)
    TP4) Kubernetes
C5) IaaC
    TP5) Ansible

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Sont abordés les concepts et outils liés au big data tels que le traitement parallèle de données massives (Hadoop, Spark), le traitement temps réel de données (Spark-streaming, Storm), et le passage à l'échelle de ces traitements dans les infrastructures cluster.

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Il s'agit de prendre le rôle d'administrateur système et de déployer une infrastructure logicielle visant soit l'hébergement de machines virtuelles, soit le traitement de données massives. Dans les 2 cas, la cible du déploiement est une infrastructure matérielle de type cluster (grappe de machines reliées par un réseau).

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Ce cours reprend les évolutions protocolaires des coeurs de réseau fondés sur des réseaux optiques.

Les techniques d'encapsulation et d'interconnexion avec le réseau Internet sont décrites.

Le fonctionnement des équipements, les mécanismes de routage, la tolérance aux pannes sont détaillés.

Les architectures WDM et OTN sont décrites. L'utilisation d'un plan de contrôle est décrite ainsi que ces intérêts.

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À l’issue de ce cours, l’étudiant sera en mesure de :• Comprendre et caractériser les principales technologies utilisées dans les réseaux métropolitains, notamment les réseaux WDM, OTN, ainsi qu’Ethernet et IP/MPLS ;• Appréhender l’architecture globale d’un réseau d’opérateur et le rôle du segment métropolitain ;• Analyser la convergence fonctionnelle et structurelle des réseaux fixes et mobiles ;• Comprendre les enjeux et les principes de conception des nouvelles architectures de réseau métropolitain, adaptées aux exigences actuelles et futures en matière de capacité, de latence et de flexibilité.

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Ce cours aborde les principes fondamentaux et les mécanismes avancés de l’interconnexion des réseaux IP dans un contexte réel d’Internet. Il introduit les principaux défis liés à l’interconnexion de réseaux privés et publics (sécurité, adressage, performance, déploiement), ainsi que les différentes classes de solutions telles que les passerelles, l’encapsulation ou l’utilisation de middleboxes .

Les techniques clés sont étudiées en détail, notamment la traduction d’adresses (NAT), la cohabitation IPv4/IPv6, les pare-feu et les proxies, ainsi que les mécanismes de tunnels et de VPN permettant l’isolation et le transport sécurisé des flux . Le cours met également l’accent sur le rôle du routage dans l’interconnexion, en particulier dans l’Internet composé de systèmes autonomes interconnectés, et sur les protocoles associés tels que BGP, permettant la mise en œuvre de politiques de routage complexes .

L’ensemble vise à fournir une vision intégrée des architectures d’interconnexion modernes, en articulant aspects techniques, opérationnels et enjeux à grande échelle.

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Programme :- Motiver le besoin de mesurer le trafic réseau et son impact sur les performances- Présenter différentes techniques de mesure actives et passives- Caractériser et modéliser le trafic- En déduire des principes d’évolution des mécanismes du réseau en fonction de l’évolution du trafic

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CM1: Introduction - Edge computing, networking needs, computational requirements, etc, applications and introduction to Edge AI

CM2: Fundamentals of ML - Deep Learning and parallel training

CM3: Federated Learning I — Network Modelling and Problem Formulation

CM4: Federated Learning II — Distributed Learning Algorithms

CM5: TinyML

TP1: FL application

TP2: TinyML application

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CM1: Course presentation and seminar explanation and paper presentation demonstration

CM2: Introduction - networking requirements, classic architectures, interconnects and protocols 

CM3: Client-Server Communication - NAT and Load Balance

CM4: Intra-DC Communication - ECN, ECMP, and VXLAN (applied to DCN)

CM5: Inter-DC Communication - BGP, etc.

CM6: Discussion on real DC architecture and implementation 

CM7-CM10: Oral Exam (Trial Seminars)

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CM1: Introduction - Fundamentals of Arq. Comp., Operating systems (kernel, user space, etc.), and Virtualization (VMs vs. Containers)

CM2: Virtual Interfaces - vNICs, algorithms, and VM-to-VM communication

CM3: VXLAN Fundamentals

CM4: OpenStack

TP1&2: Virtual interfaces

TP3: VXLAN

TP4: OpenStack

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CM1: Introduction : 

• présentation du besoin d’infrastructure de réseaux pour les services : computing, contenu, stockage, etc…
• évolution des besoins et des architectures

CM2 à CM4 : Les architectures de distribution de contenu (avec infra, sans infra, hybride, …) 

Indexation, Recherche et Téléchargement 

CM5 : Illustration via l’architecture du datacenter de META

CM6-CM9: Le caching (Static et Dynamique) 

TPs : Illustration du caching

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A First Course in Network Theory

One cannot ignore the networks we are part of, that surround us in every day life. There's our network of family and friends; the transport network; the banking network---it doesn't take much effort to come up with dozens of examples. Network theory aims to provide a mathematical framework for analysis of the huge networks that drive the global economy (directly or indirectly) and this course provides an introduction to the key tools and an opportunity to employ them to gain new insight into complex behaviours and structures in real-world data. This course will highlight the intimate connection between matrix algebra and graph theory and students will use this connection to develop a practical approach to analysing networks. MATLAB provides an ideal computational environment for large-scale simulation and analysis, in particular for identifying the key members of a network and for uncovering local and global structure that can be hidden by the scale of the data. Topics to be studied include: introduction to networks; spectral graph theory and the network Laplacian; random network models and degree distributions; network fragments; node centrality; global properties of networks; community detection.

Key words : networks, network fragments, node centrality, community detection.

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Ce cours introduit les défis liés à la sécurité des systèmes d'information. Après avoir donné un historique de la sécurité, décrit et classifié un panel d'attaques modernes, nous allons étudier les mécanismes de défense principaux à l'état de l'art. Dans ce cadre, on expose et analyse un ensemble d'incidents (anciens pour la plupart). Enfin, on aborde la prévention des vulnérabilités et de tolérances aux intrusions tant au niveau des architectures qu'à celui du logiciel. Les travaux pratiques visent à familiariser les étudiants avec des scénarii d'incidents (simples).

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution de calculs dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines). De telles infrastructures sont très largement utilisées dans le domaine du cloud computing où des datacenters permettent l'hébergement externalisés de services. Sont abordés les concepts et outils liés au cloud computing tels que la virtualisation (KVM), les conteneurs (Docker), l'administration de cluster virtualisé (OpenStack, Kubertenes, OpenWisk) et les principaux services fournis par les opérateurs du cloud (AWS). Tous ces enseignements sont illustrés par des séances de TP montrant comment ces outils s'exécutent dans des infrastructures de type cluster.

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Le but est d'introduire aux étudiants les technologies logicielles permettant le déploiement et l'exécution dans des infrastructures de type cluster (grappes de machines) de calculs pour le traitement et l'exploitation de grands volumes de données (big data). Sont abordés les concepts et outils liés au big data tels que le traitement parallèle de données massives (Hadoop, Spark), le traitement temps réel de données (Spark-streaming, Storm), et le passage à l'échelle de ces traitements dans les infrastructures cluster.

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Ce module présente une chaîne complète standard d’analyse de données, à travers leur pré-traitement (par exemple, par réduction de dimension), leur classification, ou encore l’évaluation des méthodes de classification. Un projet illustratif sera mené sur 6 séances.

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Ce cours a pour but de fournir aux étudiant·e·s les bases de la mécanique quantique nécessaire pour qu’ils·elles puissent appréhender correctement les possibilités réelles des ordinateurs quantiques et du calcul quantique. Loin des équations complexes, on s’attachera à présenter les expériences fondamentales de la mécanique quantique qui sont à la base du calcul quantique : les phénomènes de superposition et d’intrication. On s'intéressera aux modèles mathématiques qui permettent de prévoir ces expériences et aux diverses interprétations partagées par la communauté des physicien·ne·s. Cette approche a pour but d'éclairer les difficultés techniques et théoriques rencontrées pour élaborer des calculateurs quantiques réellement performants.

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Chaque partie est composée de 2 ou 3 cours avec des classes inversées, suivis de 4 à 5 travaux pratiques (matlab).  Chaque classe inversée est notée. Chaque séquence de TP est un seul sujet qui peut être assimilé à un mini projet dont la compréhension est évaluée sous forme de questionnaire et/ou de démonstration. Plus précisément, la première séquence de travaux pratiques permettra la mise en oeuvre d'une approche de segmentation basée super pixels et la seconde séquence consistera à réaliser une chaîne de traitement pour construire un panorama à partir d'un ensemble d'images.

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Contenu du cours :

• Histoire de la photographie
• Caractéristiques des objectifs photographiques
• Capteurs argentiques et capteurs numériques
• Profondeur de champ et angle de champ
• Aberrations des objectifs photographiques
• Utilisation de la photographie comme outil de mesure

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C1) Présentation générale de l’adoption du cloud dans les entreprises avec un rapide historique sur les technologies et les stratégies.

TP1) Définition d’une architecture cloud et coûts associés

C2) Pourquoi adopter ou migrer vers le cloud ? Quels enjeux stratégiques, économiques et techniques ? Quelles sont les contraintes légales à prendre en compte ? Comment construire une stratégie Move to cloud ?

TP2) Formalisation d’un cadrage et d’une stratégie move to cloud C3) Les approches Micro-services dans les entreprises. L’infrastructure as code comme accélérateur, support à l’industrialisation et pilier d’une stratégie multi-cloud.

TP3) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #1

C4) Retours d’expérience autour de 2 projets : Stratégie de déploiement mondiale d’une application de reconnaissance client pour un acteur du luxe, Mise en place d’une plateforme Européenne d’aide à la prise de décision pour les agriculteurs 

TP4) Utilisation de Gitops et Terraform pour déployer un service cloud #2

C5) Les enjeux de la souveraineté et des Cloud de confiance.

TP5) Création d’un service se basant sur des sources de données ouvertes (TP noté)

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• Introduction aux impacts environnementaux et sociétaux du numérique – leviers d’action – zoom sur les centres de données.
• Analyse Cycle de Vie
• Sustainable AI
• Éthique du numérique et IA
• Eco-socio-conception des services numériques 
• UXUI et accessibilité 
• De plus, les étudiants doivent suivre le MOOC de l'INRIA "Impacts environnementaux du numérique" (https://www.fun-mooc.fr/fr/cours/impacts-environnementaux-du-numerique/).

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