L’ingénieur civil électricien est un acteur central dans la conception et la mise en oeuvre d’un très grand nombre d’applications. Ce métier est présent, en Belgique et ailleurs, dans la quasi totalité des secteurs de l’industrie, aussi bien dans les grandes entreprises que dans les PME, spin-offs, centres de recherche, ...
Voici une liste non-exhaustive détaillant quelques exemples de métiers et domaines d’application du diplôme d’ingénieur électricien :
L’électronique: L’ingénieur électronicien intervient lors de la conception, de la fabrication et du test de systèmes électroniques (c.-à-d. des cartes complexes incluant des circuits intégrés, des capteurs, de la récupération et du stockage d’énergie … ainsi que leur logiciel embarqué). Il peut être tant spécialisé en informatique embarquée dans le but de concevoir des applications fonctionnant en temps réel sur du matériel spécifique aux ressources et consommation d’énergie optimisées, qu’en développement au niveau physique des composants intégrés. Il peut également être responsable de la réalisation et de la maintenance tant de systèmes de contrôle et d’instrumentation (biomédicaux, logistiques, industriels, énergétiques, automobiles ou aérospatiaux...) que d’objets de grande diffusion (ordinateurs, smartphones, passeports…). Il devient, de plus, central dans le déploiement de l’internet des objets ou IoT, des systèmes de sécurité, des serveurs pour le Cloud, big data, deep learning… en collaboration avec de nombreux autres spécialistes techniques ou non (sciences humaines, droit, médecine…).
Les télécommunications: En raison de la quantité croissante d’information à transmettre et des contraintes d’implémentation, l’intensité des défis à relever par le concepteur de systèmes de communication ne faiblit pas. Choisir la représentation et la protection de l’information, contrecarrer ou exploiter les effets du canal de transmission, concevoir des antennes efficaces, planifier un réseau et servir un nombre croissant d’utilisateurs simultanés, tout en respectant des normes d’émission électromagnétiques, en représentent des exemples significatifs. L’ingénieur en télécommunications peut intervenir dans l’optimisation de nombreuses technologies : aussi bien filaires (DSL, fibres optiques) que sans fil (GSM, 4G/5G, Wifi, satellite, ...).
La santé: La spécificité de l’ingénieur électricien est ici, dans un secteur hautement multidisciplinaire, en collaboration avec les spécialistes de la santé, d’apporter sa vision “système” des problématiques liées aux signaux électriques. L’ingénieur électricien est ainsi responsable du développement d’outils et de méthodes indispensables à de nombreuses étapes des diagnostics et soins médicaux. On pense bien sûr au traitement du cancer qui fait appel à de nombreuses connaissances en équipements électriques et électroniques, détecteurs de radiation, imagerie et analyse d’images… On peut encore mentionner la conception ou l’interfaçage de capteurs et actuateurs permettant de mesurer ou contrôler des signaux physiologiques de manière externe (ECG/EEG/EMG, respiration, sueur...) ou par des implants internes (pression des yeux, pacemakers, stimulation nerveuse…), l’analyse de ces signaux (recherche d’information pertinente au diagnostic, identification de zones de traitement dans des images médicales, etc.), la transmission et sécurisation des ces données, ou encore l’aide à l’intervention en milieu chirurgical (contrôle de robots médicaux) ou dans la vie quotidienne (prothèses…).
Le traitement de l’information et du signal : traitement de signal au sens large consiste en l’analyse de tout type de données obtenues au moyen de capteurs, par exemple, par des caméras, de la microscopie, au moyen d’appareils médicaux, voire de capteurs satellites. Les métiers associés se situent à la croisée de disciplines comme l'électricité, les mathématiques appliquées, les statistiques et l'informatique. En termes d’applications, on peut mentionner le domaine du multimédia (ralentissement de vidéo, compression d’images), le domaine du transport (systèmes de positionnement GPS, conception de radars), l’imagerie biologique et médicale, l’imagerie hyperspectrale (pour le contrôle de qualité industriel de médicament ou l’observation satellitaire terrestre), … Il est à noter que dans ce contexte, l’ingénieur électricien se distingue d’autres spécialités par sa capacité à, par exemple, ajuster un modèle mathématique à la physique de l’acquisition d’un signal (directement échantillonné, mais aussi indirectement comme en imagerie par résonance magnétique) ou aux corruptions qu’il a subi (floutage, bruit, pixels manquants), guider un processus d’apprentissage automatique par la recherche de caractéristiques inhérentes à l’objet analysé (par exemple, pour de la classification d’images médicales ou vidéo, pour leur segmentation en zones distinctes).
Les matériaux et dispositifs électroniques avancés: L’ingénieur civil électricien peut également se spécialiser dans la conception et la fabrication de composants électroniques de pointe aux échelles micro- et nano-métriques. A cet effet, des concepts avancés de la physique des matériaux, des simulations numériques, et des techniques de caractérisation expérimentales sont mises en oeuvre. Parmi les technologies étudiées, on peut mentionner les transistors avancés (FinFET, films minces 2D, graphène, quantiques, hétérogènes, SiC, GaN…), les cellules photovoltaïques de différentes générations, les capteurs (gaz, lumière, champ magnétique…), les dispositifs moléculaires ou organiques, les dispositifs micro-électro-mécaniques (MEMS pour accéléromètres, ultrasons, flux…) … dans de larges gammes de tension (du mV aux centaines de V), courant (du fA aux A), capacité (du aF au F), température (du mK à 300°C) et fréquence (du DC au THz). La spécificité de l’ingénieur électricien est de mener ces analyses en lien direct avec la connaissance des applications, spécifications à atteindre, modèles “de l’ingénieur” à dériver pour permettre conception et optimisation, compatibilité avec l’intégration au niveau système, validations ou qualifications à réaliser dans des conditions pratiques d’utilisation…
L’énergie: L’utilisation rationnelle de l’énergie est un thème actuel où l’électricité occupe une place primordiale. On peut distinguer quatre aspects principaux par rapport à l’énergie dans lesquels l’ingénieur est un acteur majeur: la production (à partir d’énergie thermique, solaire, éolienne,...), le transport, la distribution (au moyen de ‘smart grids’, réseaux de distribution intelligents fonctionnant de manière décentralisée) et l’utilisation (nécessitant l’usage accru d’électronique de puissance, de convertisseurs électromécaniques, ...). L’ingénieur électricien apporte, ses connaissances, sa polyvalence et ses spécificités pour répondre à de nombreuses problématiques cruciales du domaine de l’énergie, par ex. : le renouvelable (cellules photovoltaïques, générateurs des éoliennes), le contrôle électronique (dans les réseaux, les moyens de transport, les bâtiments intelligents, le “smart metering”…), le stockage de l’énergie électrique (dans les voitures, les systèmes PV résidentiels…), le transfert et l’analyse de données…
La cryptographie: La protection des systèmes d’information est aujourd’hui devenue un métier à part entière. Chiffrer les canaux de communications, encrypter des bases de données, signer un document numérique ou réaliser une transaction bancaire de façon sécurisée sont autant d’exemples d’applications qui nécessitent une expertise au cœur de laquelle l’ingénieur électricien occupe une place centrale. En effet, les contraintes de coût, de débit ou de consommation électrique vont impliquer la mise en œuvre de systèmes cryptographiques sur des cartes à puces, des ordinateurs ou des circuits spécialisés. Le choix des algorithmes et des protocoles à utiliser sera également effectué en fonction de ces contraintes. Pour les concepteurs et analystes de tels systèmes, cela implique une maîtrise de compétences allant du plus bas niveau (conception et programmation de circuits) au plus haut niveau (analyse formelle de protocoles).
