Electrical phenomena

Description

Electrokintecis 1
*Fundamentals of electrokinetics (current, voltage, resistors)
*Study of electrical circuits
 *Current/voltage calculations using various theorems

Electrokinetics 2
*Linear components in transient state (resistors, capacitors, coils)
*Transient state and mathematical tools, first and second-order circuits
*Sinusoidal state and complex notation

Electrostatics
*Scalar fields, vector fields
*Differential operators of field theory
* Invariances and Symmetries
*Electric charges and their interactions
*The electric field
*The electrostatic potential
*The local equations of the electric field and the electrostatic potential
* Calculation methods and application examples
*Conductors
* Capacitors and electrical energy

Objectifs

This course is divided into three modules (Electrokinetics 1, Electrokinetics 2, Electrostatics). It begins with an introduction to the basic concepts of electrokinetics (current, electric potential, voltage, etc.), the study of voltage/current generators and resistors, and their characteristics in a steady-state regime. This is followed by the study  of electrical circuits using various general laws and theorems. Topics covered include Kirchhoff's laws, superposition theorems, Norton's theorem, Thévenin's theorem, Millman's theorem, and simplification through equivalent circuits. The course then delves into the operation of two other elements, namely capacitors and coils, in circuits, both in transient and sinusoidal states. Mathematical formalism using complex notation to describe the latter will also be employed. Students will grasp these concepts through interactive lectures, and they will see practical applications and engage in exercises during tutorials. The setting up of electrical circuits and the visualization and measurement of signals/parametersand other phenomena will be put into practice during labs. An introduction to instrumentation using LabVIEW will also be offered during these sessions.

Finally, the electrostatics part aims to discover how the natural sciences formalize electrical effects related to electric charges present in matter. This formalism also allows for the study of spatial representation (coordinate systems) and field theory (differential operators). Phenomena depending on time (moving charges) are not covered. The various chapters of the course and associated tutorial sessions enable students to progress towards calculating the electric field and electrostatic potential generated by any charge system and describe the electrification of conductive materials. This introduction leads to capacitors and methods for storing electrical energy associated with them. A practical session illustrates the main effects of electrostatics (electric forces, point effects, electrostatic influence).

The aim of the course is to discover the way natural sciences formalize the electrical effects, linked to the electrical charges present in matter.
This formalism also makes it possible to work on the representation of space (coordinate systems) and field theory (differential operators). Time-dependent phenomena (moving charges are not covered). The different chapters of the course and the associated tutorial sessions allow students to progress towards the methods of calculating the electric field and the electrostatic potential generated by any system of charges, then towards the description of the electrification of conductive materials and thus to introduce capacitors and the associated methods of storage of  electrical energy. A practical session illustrates the main effects of electrostatics (electrical forces, tip effects, electrostatic influence, etc.).

Pré-requis

Mathematical tools of 1A : Vectors, derivatives and integrals

Évaluation

L’évaluation des acquis d’apprentissage est réalisée en continu tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs…

En bref

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J'ai toujours été passionné par les avions. 

Après une rentrée en classe préparatoire, il réalise rapidement que ce modèle ne lui correspond pas pleinement. Il trouve alors à l'INSA un équilibre entre exigence académique et ouverture à d'autres centres d'intérêt.

J'aimais aussi lire, sortir, avoir une vie en dehors des études. 

Le choix du génie électrique s'impose ensuite naturellement. Pour celui qui rêve d'aéronautique, cette spécialité représente alors « le centre nerveux des avions ».

 

De la technologie au collectif

Diplômé, après des stages à Motorola, Jean-Marie Garigue rejoint Alcatel, où il travaille sur des systèmes de traitement du signal et de l'image pour satellites. Guidé par son goût pour les technologies, il poursuit ensuite son parcours chez Alcatel puis Thales, dans des domaines aussi variés que les radars, la cybersécurité, la navigation, l'observation optique ou les télécommunications spatiales.

Au fil des années, se renforce cette idée que la performance technique seule ne suffit pas.

La performance technique a besoin de la performance collective pour conserver une longueur d'avance. 

Cette conviction l'amène vers le management de projets puis vers des fonctions de direction. Dans une famille d'enseignants où l'accomplissement collectif comptait davantage que les titres, il voit dans ces responsabilités une occasion d'agir sur la transformation des organisations, leur compétitivité et leur avenir.

Ces responsabilités nourrissent également chez lui un véritable sens entrepreneurial. Au fil de sa carrière, il a vu des entreprises prospérer, se transformer ou parfois disparaître faute d'avoir su anticiper les évolutions de leur marché. Pour lui, l'ingénieur a donc aussi un rôle à jouer dans la capacité des organisations à innover, à se réinventer et à préparer l'avenir.

Après plus de vingt ans chez Thales Alésia Space, il choisit de découvrir un nouvel univers en rejoignant la division avionique de Thales, en tant que responsable de l’ingénierie des équipements, avant d'intégrer Airbus en 2020. Une étape importante pour celui qui se dit particulièrement attaché à la dimension européenne du groupe et à son ancrage territorial.

Diversité, ouverture et sens pratique

Malgré un parcours qui l'a conduit vers de hautes responsabilités industrielles, Jean-Marie Garigue reste profondément attaché au modèle de formation de l'INSA. Il en retient d'abord la diversité. « J'ai eu beaucoup de plaisir à découvrir l'international, à côtoyer des étudiants tunisiens, norvégiens et bien d'autres. Cela ouvre les horizons. »

Cette expérience lui paraît aujourd'hui essentielle dans des entreprises mondiales comme Airbus, où la diversité des parcours nourrit la qualité des décisions.
Il souligne également la force du modèle des sciences appliquées. Les travaux pratiques, les projets et le contact avec le terrain développent un sens concret de la résolution de problèmes qu'il continue de valoriser chez les jeunes ingénieurs.
Mais, à ses yeux, l'INSA forme surtout des ingénieurs capables d'aller au-delà de la technique.

Comprendre le monde pour agir

Jean-Marie Garigue insiste sur l'importance des humanités dans la formation. Elles développent la capacité à analyser, argumenter et dialoguer avec des acteurs très différents. « Les ingénieurs doivent être capables de s'intégrer dans leur environnement et de comprendre le monde dans lequel ils agissent. »

Lecteur d'histoire des sciences et de conquête spatiale, il considère qu'aucune innovation ne peut être pensée indépendamment de son contexte économique, social, environnemental ou géopolitique. Cette compréhension des écosystèmes est devenue selon lui une compétence essentielle. Les entreprises, les technologies et les territoires n'évoluent jamais isolément ; leur performance dépend de leur capacité à interagir avec leur environnement et à aller chercher de l'intelligence à l'extérieur.

Très attaché à sa région d'origine, le Lot, il y voit également une manière de rester connecté aux réalités humaines qui doivent entourer l'innovation.

À cela s'ajoutent d'autres marqueurs du modèle INSA auxquels il reste très attaché : les activités associatives et la pratique sportive obligatoire. « Le sport, la culture, les passions personnelles participent aussi à la formation de l'ingénieur et du développement de sa curiosité. Les entreprises ont besoin de profils ouverts sur le monde, pas seulement de spécialistes enfermés dans leur domaine. »

Former les ingénieurs de demain

Face aux défis contemporains, Jean-Marie Garigue estime que le rôle de l'ingénieur est particulièrement stratégique. Transition climatique, intelligence artificielle, souveraineté technologique ou tensions géopolitiques imposent une approche toujours plus globale des problèmes.

Les compétences scientifiques demeurent fondamentales, mais elles doivent désormais s'accompagner d'autres qualités : apprendre en permanence, exercer son esprit critique, comprendre des écosystèmes complexes et fédérer des équipes.
« Le rôle de l'ingénieur se déplace progressivement de la technique pure vers la capacité à agréger des savoirs, interagir avec différents acteurs et construire une vision. »

Des premiers satellites aux systèmes spatiaux d'Airbus, son parcours illustre une conviction forgée au fil des années : les ingénieurs de demain devront maîtriser les technologies autant que les écosystèmes dans lesquels ils évoluent.

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