L'électronique est aujourd'hui présente dans presque tous les domaines de notre vie quotidienne. Depuis les objets les plus simples jusqu'aux technologies les plus avancées, elle permet de mesurer, traiter, transmettre et utiliser des informations avec une rapidité et une précision extraordinaires. Grâce aux progrès réalisés depuis l'invention du transistor puis des circuits intégrés, les appareils électroniques sont devenus plus petits, plus puissants, plus fiables et moins coûteux.

Dans une grande partie des équipements modernes, un ou plusieurs microcontrôleurs ou microprocesseurs analysent en permanence les informations reçues par des capteurs. Ils exécutent un programme, prennent des décisions puis commandent différents actionneurs : moteurs, lampes, écrans, haut-parleurs, relais ou électrovannes. C'est ce dialogue permanent entre les capteurs, les circuits de traitement et les actionneurs qui donne « vie » aux appareils électroniques.

Les applications de l'électronique sont extrêmement nombreuses.

L'électronique grand public

Téléviseurs, smartphones, ordinateurs, consoles de jeux, appareils photo numériques, montres connectées ou enceintes intelligentes utilisent des millions de composants électroniques pour traiter les images, les sons et les communications.

Les télécommunications

Les téléphones mobiles, les réseaux Wi-Fi, la fibre optique, les satellites, la radio et la télévision reposent sur des circuits électroniques capables d'émettre, de recevoir et de traiter d'immenses quantités d'informations en quelques fractions de seconde.

Les transports

Les voitures modernes contiennent parfois plus d'une centaine de calculateurs électroniques. Ils contrôlent le moteur, les freins ABS, l'ESP, les airbags, la climatisation, les systèmes d'aide à la conduite ou encore la navigation GPS. Les avions, les trains et les navires utilisent eux aussi une électronique très sophistiquée.

La médecine

L'électronique est indispensable aux appareils d'imagerie médicale, aux électrocardiographes, aux respirateurs, aux pompes à perfusion, aux prothèses auditives ou encore aux stimulateurs cardiaques (pacemakers). Elle permet d'améliorer les diagnostics, les traitements et la qualité de vie de nombreux patients.

L'industrie

Les usines utilisent des automates, des robots et de nombreux capteurs pour surveiller les machines, contrôler la qualité des produits et automatiser les chaînes de fabrication. L'électronique permet d'obtenir une production plus rapide, plus précise et plus sûre.

L'énergie et l'environnement

Les panneaux solaires, les éoliennes, les bornes de recharge, les compteurs intelligents ou les systèmes de gestion de l'énergie utilisent des circuits électroniques pour optimiser la production et la consommation d'électricité. Les stations météorologiques et les réseaux de surveillance de la qualité de l'air ou de l'eau reposent également sur de nombreux capteurs électroniques.

La recherche et l'exploration

Les satellites, les télescopes, les sondes spatiales, les robots d'exploration, les accélérateurs de particules ou les laboratoires scientifiques utilisent des équipements électroniques extrêmement performants capables de mesurer des phénomènes invisibles à l'œil humain avec une très grande précision.

L'électronique continue d'évoluer très rapidement. Les objets connectés, les véhicules autonomes, les robots intelligents, l'intelligence artificielle, les réseaux de communication et les technologies médicales ouvrent chaque année de nouvelles possibilités. Comprendre les bases de l'électronique permet ainsi de mieux comprendre le fonctionnement d'une grande partie des technologies qui nous entourent aujourd'hui et de celles qui seront développées demain.

La robotique

La robotique est une discipline qui réunit l'électronique, l'informatique et la mécanique afin de concevoir des robots. Un robot est une machine capable d'exécuter automatiquement certaines tâches grâce à un programme. Selon sa conception, il peut observer son environnement, prendre des décisions simples ou complexes, puis agir en conséquence.

Pour fonctionner, un robot a besoin de plusieurs éléments qui travaillent en permanence ensemble. Les capteurs recueillent des informations sur son environnement. Un microcontrôleur ou un microprocesseur analyse ces informations en exécutant un programme. Enfin, les actionneurs, comme les moteurs, les vérins ou les servomoteurs, réalisent les mouvements demandés.

Imaginons un petit robot qui doit éviter les obstacles. Des capteurs de distance détectent un mur situé devant lui. Le microcontrôleur compare cette mesure avec la distance de sécurité enregistrée dans son programme. Si le mur est trop proche, il ordonne aux moteurs de ralentir, de s'arrêter ou de tourner afin d'éviter la collision. Toutes ces opérations sont réalisées en une fraction de seconde et sont répétées plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de fois par seconde.

Les robots peuvent être programmés pour effectuer des tâches très différentes.

• Les robots industriels assemblent des voitures, soudent des pièces, peignent ou déplacent des objets lourds avec une grande précision.
• Les robots médicaux assistent les chirurgiens lors d'opérations très délicates ou aident certaines personnes à retrouver une partie de leur mobilité.
• Les robots domestiques, comme les aspirateurs autonomes ou les robots tondeuses, réalisent automatiquement certaines tâches ménagères.
• Les robots d'exploration sont envoyés dans les océans, les volcans, les centrales nucléaires ou sur d'autres planètes afin d'étudier des endroits dangereux ou inaccessibles à l'être humain.
• Les robots humanoïdes sont conçus pour ressembler plus ou moins au corps humain et interagir avec les personnes.

L'électronique joue un rôle essentiel dans la robotique. Les circuits électroniques commandent les moteurs, lisent les informations des capteurs, gèrent l'alimentation électrique, assurent les communications sans fil et contrôlent la sécurité du robot. Sans cette électronique, un robot ne pourrait ni percevoir son environnement ni exécuter correctement les ordres de son programme.

Les robots les plus évolués utilisent également des techniques d'intelligence artificielle. Ils peuvent reconnaître des objets, comprendre certaines paroles, apprendre à améliorer leurs déplacements ou adapter leur comportement à de nouvelles situations. Ils ne réfléchissent cependant pas comme des êtres humains : ils appliquent des algorithmes qui analysent les informations reçues pour choisir l'action la plus appropriée.

La robotique est aujourd'hui utilisée dans l'industrie, la médecine, l'agriculture, les transports, la recherche scientifique, l'exploration spatiale, la sécurité ou encore les secours. Avec les progrès de l'électronique, des capteurs et de l'intelligence artificielle, les robots deviennent chaque année plus précis, plus autonomes et capables de réaliser des tâches de plus en plus complexes.