Agrégation externe SII - 2025 - Option SII et ingénierie informatique - Épreuve de conception préliminaire

Agrégation concours externe

Section : Sciences Industrielles de l’Ingénieur
Épreuve d'admissibilité

Épreuve de conception préliminaire d'un système, d'un procédé ou d'une organisation : 
Option sciences industrielles de l'ingénieur et ingénierie informatique

Support : SPECTACLES DE DRONES

Présentation  :

La pyrotechnie de spectacle a une histoire millénaire, débutant en Chine et se diffusant en Europe via la route de la soie. Elle a toujours mélangé des considérations artistiques avec des savoir faire militaires et techniques. Plus récemment, l’introduction de flottes de drones synchronisés a entraîné des changements significatifs dans ce domaine, permettant la création de tableaux plus variés. Cette évolution apporte des avantages en matière d’esthétique et de sécurité, mais pose également de nouveaux défis, notamment en termes de synchronisation, de fiabilité, de dynamique et de logistique. La société Étincelle basée à Rambouillet dans les Yvelines (78), a créé en 2022 une division drones pour proposer aux municipalités et comités d’entreprises, des ballets aériens en lieu et place des traditionnels spectacles pyrotechniques.
Ce sujet s’appuie sur les développements de cette division drones et étudie la conception de plusieurs systèmes participant à la réussite des spectacles. 

Travail demandé :

Ce sujet est composé de quatre parties indépendantes :

• Partie 1 : Analyse d’un drone quadricoptère.

L’objectif de cette partie est d’analyser la constitution d’un drone et de sa commande.

• Partie 2 : Détection d’obstacles par LIDAR 360.

Les drones de la gamme Grande arche sont conçus pour éviter les structures et bâtiments dans les environnements urbains. Ils sont dotés d’un système de détection d’obstacles basé sur un LIDAR N10.
Le système de mesures réalise un balayage à 360 degrés afin d’obtenir continuellement les informations d’angle grâce à la rotation d’un moteur. Pour chaque mesure, le LIDAR émet un rayon laser infrarouge qui est réfléchi vers le récepteur lorsqu’il détecte un obstacle. On obtient l’instant d’émission du rayon laser et l’instant de réception du rayon réfléchi sur l’obstacle. La distance à l’obstacle peut être calculée grâce à cette différence de temps et la vitesse de la lumière. Une fois les données de distance obtenues, le LIDAR fusionne les valeurs d’angle mesurées par l’unité de mesure d’angle pour former les données en nuage de points, puis envoie les données du nuage de points via une communication série de type USB.

• Partie 3 : Télémetrie.

Plus le nombre de drones et de spectacles augmente, plus la probabilité d’une défaillance lors d’un spectacle est élevée. Cette partie se concentre sur le système de télémétrie qui a la charge de suivre en temps réel l’état de santé et la position de chaque drone afin d’agir de manière préventive mais aussi de permettre de récupérer les drones défaillants après une prestation et de réaliser une analyse post-mortem pour l’amélioration continue des flottes de drones.

• Partie 4 : Suite logicielle.

Plusieurs logiciels accompagnent l’équipe en charge de planifier et d’exécuter les évènements ainsi que d’as- surer la maintenance des drones. L’équipe est composée de plusieurs personnes disposant toutes d’un suivi d’informations sur un ordinateur portable, une tablette ou un téléphone, soit en exécutant un programme python soit en accédant aux données via une interface web.