Industrie 4.0

Description du cours

Ce cours introduit les étudiants aux concepts et technologies qui propulsent la Quatrième Révolution Industrielle (Industrie 4.0). Les étudiants exploreront comment les systèmes cyber-physiques, l'Internet des Objets (IoT), l'intelligence artificielle et l'analyse de données transforment les processus de fabrication et industriels.

Plutôt qu'une logique de contenus

Organisé par technologies (IoT, IA, robots…)
On retient des définitions
Question : « qu'est-ce que je sais ? »

Une logique de compétences (APC)

On développe des savoir-agir, pas des définitions
Une capacité à agir en situation
Question : « qu'est-ce que je sais faire ? »

Compétence : mobiliser les bonnes ressources pour agir avec pertinence dans une situation professionnelle réelle. La technologie est un moyen, pas une fin.

Prérequis: Connaissances de base des processus de fabrication, compétences en programmation (Python ou similaire), compréhension des réseaux informatiques et familiarité avec les concepts de bases de données.

Ce que vous saurez faire : les 5 compétences

C1

Diagnostiquer la maturité 4.0/5.0 d'un système de production

C2

Concevoir une architecture I4.0 intégrée

C3

Exploiter les données & l'IA pour piloter un procédé

C4

Garantir confiance, qualité & conformité

C5

Intégrer durabilité & facteur humain (5.0)

De la mesure → à la décision → à l'action → à la confiance → au sens

Les compétences, niveau par niveau

Compétence	N1 — Découverte	N2 — Application (visé)	N3 — Maîtrise
C1 Diagnostiquer	Situer sur une échelle de maturité	Diagnostic multi-dimensions + 3 leviers	Roadmap + ROI + risques
C2 Concevoir	Identifier les briques utiles	Architecture cohérente (couches + flux)	Justifier choix & limites
C3 Exploiter data/IA	Lire un tableau de bord	Proposer une approche data/IA	Évaluer un modèle de façon critique
C4 Garantir	Identifier les exigences	Proposer des dispositifs adaptés	Analyser un risque + parades
C5 Intégrer 5.0	Repérer enjeux humains/durables	Intégrer durabilité & acceptabilité	Arbitrer perf. ↔ durable ↔ humain

Objectif : atteindre le niveau N2 sur les 5 compétences, avec des ouvertures vers N3 dans le projet intégrateur.

Programme détaillé

Les contenus ci-dessous sont les ressources que vous mobiliserez pour développer les compétences C1 à C5 — pas une fin en soi.

Cours Magistraux (CM - 4.5h)

Module 1: Introduction à l'Industrie 4.0

Contexte historique : De l'Industrie 1.0 à 4.0
Technologies clés et facteurs facilitateurs
Transformation numérique dans la fabrication

Durée: 1.5h CM

Module 2: Systèmes Cyber-Physiques (CPS)

Architecture et composants des CPS
Intégration des systèmes physiques et numériques
Surveillance et contrôle en temps réel

Durée: 1h CM

Module 3: Internet des Objets (IoT) Industriel

Fondamentaux de l'IoT industriel (IIoT)
Réseaux de capteurs et collecte de données
Protocoles de communication et standards

Durée: 1h CM

Module 4: Analyse de données et IA

Big data dans la fabrication
Applications de l'apprentissage automatique
Maintenance prédictive et contrôle qualité

Durée: 1h CM

Travaux Pratiques (TP - 6h)

TP 1: Implémentation de capteurs IoT

Expérience pratique avec les capteurs industriels
Acquisition et traitement des données
Protocoles de communication (MQTT, OPC-UA)

Durée: 2h TP

TP 2: Simulation de fabrication intelligente

Concepts de jumeaux numériques
Simulation de processus de fabrication
Optimisation des performances avec l'analyse de données

Durée: 2h TP

TP 3: Étude de cas Industrie 4.0

Analyse de projets de transformation industrielle réels
Conception d'un concept d'usine intelligente
Présentation des solutions proposées

Durée: 2h TP

Ressources pédagogiques

Génie Industriel (GI)

Fil rouge : FuturParts 2026 — usine d'équipements : lignes, TRS, qualité ISO 9001.

Supports de cours

Partie 1 : Introduction à l'Industrie 4.0

Contexte historique, technologies clés et transformation numérique

Télécharger les supports (PDF + exercices)

IA Génératives et Automatisation

Applications des intelligences artificielles génératives dans l'industrie 4.0

Télécharger le document IA (PDF)

Partie 2 : Systèmes Cyber-Physiques (CPS)

Architecture, intégration et surveillance en temps réel

Bientôt disponible

Partie 3 : Internet des Objets (IoT) Industriel

IIoT, réseaux de capteurs et protocoles de communication

Bientôt disponible

Partie 4 : Analyse de données et IA

Big data, apprentissage automatique et maintenance prédictive

Bientôt disponible

Projets et évaluations

Consignes pour le projet

Attendus, modalités et critères d'évaluation du projet final

Télécharger les consignes (PDF)

Génie Biologique et Alimentaire (GBA)

Fil rouge : FuturParts 2026 — usine d'équipements : lignes, TRS, qualité ISO 9001.

Programme GBA — parcours resserré (4h)

APC Carte des compétences C1 → C5
Accroche Vision systémique de l'usine et fil rouge
C1 Fondements de l'Industrie 4.0 : révolutions, maturité et diagnostic
5.0 Industrie 5.0 : le « pourquoi »
GBA Situations GBA : spécificités de la filière, SAÉ, Foodini, témoignage, pasteurisation
C2 · C3 Capteurs, IIoT, IA et convergence OT/IT
C2 Robotique collaborative, contraintes et fabrication additive
C3 Jumeau numérique, maintenance prédictive et optimisation multi-objectifs
C4 Traçabilité, blockchain et généalogie produit
C4 · C5 Supply chain, qualité (cas Mérieux / SCAN IA) et durabilité / ESG
Synthèse Synthèse 5.0 et clôture

Supports du cours GBA

Mêmes compétences C1 à C5, appliquées aux situations du génie biologique et alimentaire.

Télécharger les supports GBA

Ressources complémentaires

Documentation technique

Études de cas industriels et livres blancs
Documentation des plateformes Industrie 4.0
Rapports professionnels de l'industrie

Recherche actuelle

Recherche actuelle en fabrication intelligente
Articles scientifiques et publications
Conférences et webinaires spécialisés

Perspectives carrière

Conseil en digitalisation industrielle
Conception d'usines intelligentes
Développement de solutions IoT
Gestion de la transformation digitale

Note importante : Les ressources sont hébergées sur Nextcloud de l'Université de Lille. Vous aurez besoin de vos identifiants universitaires pour accéder aux contenus protégés. En cas de problème d'accès, contactez l'enseignant.

Modalités d'évaluation

L'évaluation = un projet final

Un projet en fin de module, qui mobilise C1 → C5 ensemble
Sur votre entreprise ou un cas industriel fourni

Un fil rouge selon votre formation

GI / Production → FuturParts 2026 : usine d'équipements (lignes, TRS, qualité ISO 9001)
GBA → FuturParts 2026 : usine d'équipements (lignes, TRS, qualité ISO 9001)

Grille critériée par compétence (niveaux N1 / N2 / N3) : le projet est la situation qui prouve les 5 compétences d'un coup. Mêmes compétences, situations de votre métier.

Technologies et outils

Plateformes IoT

Arduino, Raspberry Pi, Node-RED

Logiciels de simulation

Factory I/O, Plant Simulation

Visualisation données

Grafana, Power BI, Tableau

Protocoles industriels

MQTT, OPC-UA, Modbus

Plateformes cloud

AWS IoT, Azure IoT, Google Cloud

Programmation

Python, JavaScript, C++

Informations de contact

Enseignant responsable
Dr. Yinoussa Adagolodjo

Email
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Lieu des cours
Laboratoire Technologies Avancées, UFR Sciences

Permanences
Sur rendez-vous - Consulter la page de contact