Voitures, électroménager, montres, thermostats, ascenseurs, pacemakers : de très nombreux objets contiennent un petit ordinateur dédié à une tâche précise. C’est l’informatique embarquée. Lorsqu’un tel objet communique par un réseau, on parle d’objet connecté.
Objectifs
- Définir un système informatique embarqué et ses composants
- Distinguer capteurs et actionneurs
- Décrire la chaîne « acquérir, traiter, agir » et la programmer
- Identifier les interfaces homme-machine d’un objet
- Mesurer les enjeux des objets connectés (sécurité, vie privée, environnement)
1. Qu’est-ce qu’un système embarqué ?
Système informatique embarqué : Système électronique et informatique intégré à un objet, conçu pour une tâche précise, souvent en temps réel, avec des ressources limitées (mémoire, énergie). Il est généralement piloté par un microcontrôleur : une puce qui réunit processeur, mémoire et entrées-sorties.
| Période | Événement |
|---|---|
| Années 1960 | Des ordinateurs de guidage sont embarqués à bord des vaisseaux des missions Apollo. |
| 1971 | Premier microprocesseur commercialisé : un processeur complet sur une seule puce. |
| Années 1990-2000 | L’électronique embarquée se généralise dans l’automobile (freinage, injection, airbags). |
| Années 2010 | Essor des objets connectés grand public (maison, santé, sport). |
2. Capteurs, actionneurs et chaîne d’information
| Élément | Rôle | Exemples |
|---|---|---|
| Capteur | mesure une grandeur physique et la transforme en donnée | thermomètre, capteur de lumière, accéléromètre, micro, caméra, bouton |
| Microcontrôleur | traite les données selon le programme | carte programmable, puce intégrée |
| Actionneur | agit sur l’environnement | moteur, résistance chauffante, haut-parleur, LED, vanne |
Le fonctionnement suit une boucle permanente : acquérir les mesures des capteurs, traiter (comparer à des consignes, calculer), agir en commandant les actionneurs, puis recommencer.
consigne = 19
while True:
t = lire_temperature() # acquérir
if t < consigne - 0.5: # traiter
allumer_chauffage() # agir
elif t > consigne + 0.5:
eteindre_chauffage()
attendre(60) # recommencer dans 60 s3. Interfaces homme-machine
IHM : Une interface homme-machine est l’ensemble des moyens qui permettent à une personne d’interagir avec un système : boutons, écran tactile, voyants, commande vocale, vibrations, application sur smartphone…
- Une bonne IHM est simple, lisible et donne un retour à l’utilisateur (un bip, un voyant, un message).
- Elle doit être accessible : utilisable par des personnes malvoyantes, malentendantes, ou ayant des difficultés motrices.
- Dans les systèmes critiques (avion, voiture, appareil médical), une IHM mal conçue peut provoquer des erreurs graves.
4. Objets connectés : enjeux
Un objet connecté communique ses données par un réseau (Wi-Fi, Bluetooth, réseau mobile, réseaux bas débit longue portée…), souvent vers des serveurs distants qui les stockent et les analysent. C’est ce qu’on appelle l’Internet des objets.
- Sécurité : un objet mal protégé (mot de passe par défaut jamais changé, logiciel jamais mis à jour) peut être piraté et utilisé à l’insu de son propriétaire.
- Vie privée : une montre, une enceinte ou une caméra connectée collectent des données parfois très personnelles (santé, voix, présence au domicile).
- Environnement : fabriquer ces objets consomme des métaux et de l’énergie, et leur durée de vie est parfois courte ; leur recyclage est difficile.
- Fiabilité : que se passe-t-il si le réseau ou le serveur du fabricant tombe en panne ?
À retenir
- Système embarqué : ordinateur dédié intégré à un objet, souvent piloté par un microcontrôleur.
- Capteur = mesurer ; actionneur = agir ; le programme fait le lien.
- Boucle permanente : acquérir → traiter → agir.
- IHM : moyens d’interaction entre l’utilisateur et le système.
- Objets connectés : enjeux de sécurité, de vie privée et d’environnement.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.