Spécialité SI en Terminale
Vue d'ensemble des thèmes étudiés en terminale
Mobilité des personnes et des biens
Un des grands défis d’aujourd’hui est d’économiser au maximum l’énergie nécessaire au déplacement des biens et des personnes. Cela implique de pouvoir analyser et modéliser avec précision la dynamique de ces systèmes.
Le principe fondamental de la dynamique (PFD) permet de mettre en évidence une relation de causalité entre le mouvement d’un solide et les actions mécaniques qui lui sont appliquées. De là, une estimation de l’énergie nécessaire aux mouvements peut être obtenue. Les théorèmes énergétiques permettent également de réaliser cette estimation.
Le frottement est une interaction qui s’oppose au mouvement relatif entre deux systèmes en contact. Les frottements participent activement à une déperdition d’énergie et il est nécessaire de pouvoir les quantifier afin d’améliorer les analyses.
Les réseaux et l’internet des objets connectés (IoT)
Parmi les évolutions technologiques et scientifiques récentes et à venir, on trouve par exemple les voitures autonomes, le stockage des données, les lunettes de vue connectées à Internet, etc.
Ces évolutions nécessitent la mise en place de réseaux de communication extrêmement performants permettant de collecter des données, de les partager, de les traiter et de bénéficier d’espaces de stockage.
Toutes ces technologies reposent également sur l’utilisation de systèmes informatiques embarqués, comme par exemple les ordinateurs miniatures Raspberry PI.
Motoriser les moyens de transport et assurer le confort de l’usager
Un des enjeux sociétaux d’aujourd’hui est de rendre universelle l’utilisation de l’électricité dans la motorisation des moyens de transport. De nombreux types de moteurs électriques existent, chacun ayant ses spécificités propres.
Transporter des biens ou des personnes demande également que l’usager ressente un certain confort : il ne doit pas être soumis aux perturbations extérieures, comme par exemple des secousses lors d’un déplacement en voiture. En automatique, un asservissement est un système dont l’objet principal est d’atteindre une consigne donnée et de la maintenir, quelles que soient les perturbations extérieures.
L’homme augmenté : vision par ordinateur avec l’intelligence artificielle
À travers l’histoire, les humains ont créé des machines pour faire le travail pour eux. Plus récemment, ce courant s’est développé pour inclure des machines qui imitent nos sens, comme notre vision. Les technologies de reconnaissance visuelle sont des technologies qui peuvent voir et identifier les choses. Ces technologies permettent aux machines, aux robots et aux applications de voir et de comprendre le monde tel que nous le voyons.
Les systèmes de reconnaissance d’images déterminent ce que sont les objets. Il s’agit d’un des plus importants systèmes dans les voitures autonomes. La vision par ordinateur offre également des outils pouvant nous aider à résoudre certains problèmes et à améliorer nos vies. C’est le cas dans l’analyse d’imagerie médicale, avec certains systèmes qui diagnostiquent plus efficacement les cancers que les médecins.
Voitures autonomes : l’intelligence artificielle au service de la mobilité
Pour se conduire elle-même, une voiture a besoin d’équipement et de logiciel. L’équipement est un ensemble de capteurs et de pièces mécaniques. Il permet à la voiture de percevoir son environnement et d’obtenir les données nécessaires à la prise de décision automatique. C’est comme les yeux, les mains et les jambes de la personne qui conduit. Le logiciel est la programmation informatique. Il permet à l’ordinateur de la voiture de prendre des décisions. C’est comme le cerveau de la personne qui conduit.
Vous allez apprendre à programmer le kit Jetbot pour réaliser des projets liés au développement des voitures autonomes. Vous verrez par exemple comment mettre en œuvre de la reconnaissance d’image, du suivi de trajectoire ou encore de la détection et de l’identification d’objets sur une vidéo. Vous utiliserez le langage de programmation Python et des librairies spécialisées dans le deep learning comme Tensorflow, Keras, Numpy, …
Projet de 48h
La conduite de projet est inhérente à l’activité des ingénieurs. Elle est menée en équipe et nécessite de mettre en place des stratégies collaboratives d’ingénierie collaborative. L’approche design induit l’innovation et questionne les fonctionnalités et les formes d’un produit en lien avec ses usages dans des environnements les plus divers. Elle exploite les possibilités offertes par les technologies du numérique. Les ingénieurs sont alors créateurs d’une réalité virtuelle et matérielle. Ces deux réalités s’enrichissent mutuellement en mobilisant le concept de jumeau numérique.
Au cours de la classe de Terminale, un projet de 48 heures conduit en équipe est proposé à tous les élèves. L’objectif est d’imaginer tout ou partie d’un produit, développé sous forme de réalisations numérique et matérielle en vue de répondre à un besoin et d’obtenir des performances clairement définies. Ce projet sert de support aux élèves qui choisissent les sciences de l’ingénieur pour soutenir l’épreuve orale terminale.
Olympiades de sciences de l’ingénieur
Rendez-vous annuel incontournable des jeunes scientifiques, ce concours national s’adresse aux lycéens des classes de première et terminale (Spécialité SI, STI2D). Le travail s’effectue par équipe. Chacune d’entre-elles est constituée de deux à cinq lycéens, encadrés par un ou deux enseignants. Les projets réalisés par les équipes devront intégrer des travaux expérimentaux pluri-technologiques dans le domaine des Sciences de l’Ingénieur.
Voici par exemple le projet qu’une équipe de terminale a présenté aux finales nationales des Olympiades de SI en 2018.