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Responsable(s) Julien Gascon-Samson

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Julien Gascon-Samson


PLAN DE COURS

Hiver 2026
GTI700 : Principes et fondements de l’Internet des objets (IdO) (3 crédits)


Préalables
Pour tous profils : IND250



Description du cours
L’objectif de ce cours est de fournir à l’étudiante ou à l'étudiant les connaissances nécessaires des principales fonctionnalités, applications et technologies clés génériques de l’Internet des objets (IdO). Le cours couvrira divers aspects liés au paradigme de l’IdO tels que les réseaux, les protocoles, les architectures, les applications et les services.

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure de : démontrer une compréhension des principes fondamentaux des architectures de l’IdO ; décrire le fonctionnement des principaux protocoles réseau et applicatif de la pile protocolaire de l’IdO ; décrire les interactions entre l’IdO, l’infonuagique et le web ; identifier certaines stratégies clés de traitement des données de l’IdO ; modéliser et concevoir des applications et services pouvant tirer profit des ressources de l’informatique en périphérie (edge computing), tout en gérant les contraintes appropriées ; démontrer une compréhension des enjeux clés de sécurité de l’IdO.

Les sujets abordés comprennent : les concepts, la vision, et les architectures de l’IdO ; les réseaux d’accès en IdO ; la couche réseau de l’IdO ; les modèles et protocoles de communication en IdO (publish/subscribe, MQTT, AMQP) ; les technologies d’informatique en brouillard et en périphérie ; les approches de traitement des données de l’IdO ; les enjeux de sécurité de l’IdO ; le Web of Things.

Préalable : avoir réussi 60 crédits du programme pour les programmes de baccalauréat en génie logiciel et baccalauréat en génie des technologies de l’information et IND250 Conception de plateformes infonuagiques distribuées (3 cr.) pour le programme de baccalauréat en informatique distribuée.



Stratégies pédagogiques

Le cours comprend une partie magistrale (3 heures par semaine) et des séances en laboratoire (2 heures par semaine). Le cours théorique sera dispensé à chaque semaine en présentiel, à raison de 3h / semaine pour une durée de 13 semaines (sauf une semaine pour l’examen intra). Le contenu du cours sera majoritairement présenté sous forme de présentations (format PDF). Des exemples et exercices faits en classe viendront complémenter les différents aspects théoriques du cours.




Informations concernant l’agrément du BCAPG
Ce cours compte 58,8 unités d'agrément réparties comme suit :

Catégories de UA Nombre Proportion Matière(s) traitée(s)
Science du génie 23,5 UA 39,97 %
Conception Ingénierie 35,3 UA 60,03 %






Utilisation d’appareils électroniques

Un ordinateur portable est requis pour suivre le cours magistral ainsi que pour la réalisation des exercices en classe (voir la liste des logiciels recommandés plus bas).

Les instructions pour les laboratoires seront communiquées par les chargés de laboratoire.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 15:30 TP/Laboratoire (Groupe A)
Mardi 15:30 - 17:30 TP/Laboratoire (Groupe B)
Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours
02 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Cédric Melançon Activité de cours cc-cedric.melancon@etsmtl.ca
01 Amna Snene TP/Laboratoire (Groupe A) cc-Amna.Snene@etsmtl.ca
02 Amna Snene Activité de cours cc-Amna.Snene@etsmtl.ca
02 Amna Snene Travaux pratiques et laboratoire cc-Amna.Snene@etsmtl.ca



Cours

Cette section présente le plan de cours prévu. 

Volet 1 (21 heures dont 3 heures d'examen)

  1. Une introduction à l'internet des objets (4.5 heures)
    • Définition d'Internet des objets
    • Genèse de l'IoT
    • Importance de l'IoT
    • Conception de réseau IoT
    • Technologies clés
    • Cas d'utilisation
    • Défis
  2. Connexion d'objets intelligents (3.5 heures)
    • Capteurs
    • Actionneurs
    • Objets intelligents
    • Réseaux de capteurs
    • Critères de communication
  3. Réseaux d'accès en IoT (4.5 heures)
    • Introduction à la couche liaison
    • Protocole IEEE 802.15.4e/g
    • Protocole IEEE 1901.2a
    • Protocole IEEE 802.11ah
    • LoRaWAN
    • NB-IoT
  4. IoT couche réseau (4.5 heures)
    • Introduction à IPv6
    • L'analyse de rentabilisation pour l'IoT
    • Besoin d'optimisation en IP
    • Optimization d'IP pour l'IoT
    • Standardisation
  5. Architecture IoT (4 heures)
    • Pilotes derrière l'architecture de réseau IoT 
    • Exemples d'architecture IoT
    • Pile fonctionnelle d'IoT
    • Pile de gestion des données IoT

Volet 2 (21 heures dont 3 heures d'examen)

  1. Communications IoT à haut niveau (patrons, modèles, architectures, standards et technologies) (4.5 heures)
    • Introduction à Publish/Subscribe, modèles et architectures
    • Protocole MQTT
    • Protocole AMQP
  2. Informatique en nuage, en brouillard et en périphérie (3 heures)
    • Notions de base d'nfonuagique en lien avec l'IdO
    • Défis en lien avec le développement des applications IoT
    • Informatique en périphérie: origine et concepts
    • Modèle hiérarchique cloud-fog-edge
    • Intégration de l'IoT et de l'informatique en périphérie
  3. Traitement distribué des données IdO (3 heures)
    • Introduction à Node-RED
    • Traitement des données par flux: motivation
    • Tâches et sémantiques
    • Performance
  4. Introduction aux jumeaux numériques (1.5 heure)
  5. Sécurité des systèmes IoT (2 heures, présentation donnée par un conférencier)
  6. Web of Things (3 heures)
    • Introduction au Web of Things
    • HTTP et APIs REST
    • CoAP
    • WebSocket
    • Mozilla Web Thing API
  7. Révision pour examen final (1 heure)
  8. Examen (3 heures)

Note importante: les heures sont des heures approximatives d’enseignement pour chaque sujet. Comme le cours est en continuelle évolution, il est possible que le matériel soit mis à jour au fil de la session.

 




Laboratoires et travaux pratiques

Les laboratoires seront composés de travaux pratiques (TP) permettant à l’étudiant de maitriser et d’approfondir la théorie vue en classe.

Les travaux pratiques du volet 1 du cours seront les suivants :

  • 6 séances de laboratoire (pour un total de 12 heures)
    • Laboratoire 1 : Configuration de Raspberry pi
    • Laboratoire 2 : Configuration de Wi-Fi de Raspberry pi
    • Laboratoire 3 : Maison Intelligente
    • Laboratoire 4 : GPIO de Raspberry pi et Capteurs 1
    • Laboratoire 5 : PCF8591 et Capteurs 2
    • Laboratoire 6 : Système de température/humidité intelligent

Pour le volet 2 du cours, trois mini-projets d'une durée de deux semaines chacun seront proposés. Les thématiques tentatives sont les suivantes (ces dernières aussi que l'ordre sont sujets à changement):

  • Laboratoire 1: services web IoT

  • Laboratoire 2: échange de données au moyen du protocole MQTT

  • Laboratoire 3: station météorologique tout en un




Utilisation d'outils d'ingénierie

Nous utiliserons en laboratoire des périphériques Raspberry Pi 3B+/4B avec un kit de capteurs et actionneurs Sunfounder. Les outils technologiques logiciels et matériels incluent les éléments suivants:

  • Raspberry pi OS
  • Raspberry pi 3B+/4B
  • Sunfounder kit de capteurs et actionneurs
  • Cisco packet tracer
  • Python
  • JavaScript + Node.JS
  • Environnement infonuagique
  • Environnement de développement
  • Node RED
  • Serveur et librairies MQTT

Noteun kit sera attribué par équipe (Raspberry Pi + capteurs). Un défi supplémentaire sera de s'organiser afin que les membres de l'équipe puissent travailler à distance sur le Raspberry Pi (via SSH). L'organisation du travail d'équipe devra tenir compte du fait que l'un des membres aura accès au périphérique (et sera responsable des aspects matériels), et devra configurer son environnement réseau et le système d'exploitation afin de permettre les connexions distantes (SSH). Pour les autres membres de l'équipe, le défi sera de pouvoir travailler à distance sur le Raspberry Pi sans connexion physique de type clavier-souris-moniteur.




Évaluation


Informations additionnelles :
  Partie 1 Partie 2
Quiz 5% 5%
Laboratoires 20% 20%
Examen (intra ou final) 25% 25%


Dates et modalités :

Partie 1

 Groupe

01

Date du quiz

Sera fourni en tant qu'examen asynchrone à faire à la maison du 29 janvier 2026 au 4 février 2026.

Date de l’examen

19 février 2026

Partie 2

 Groupe

01

Quiz

Sera fourni en tant qu'examen asynchrone à faire à la maison du 26 mars 2026 au 1er avril 2026.

Date de l’examen

Durant la période des examens finaux

Veuillez noter qu’une moyenne inférieure à 50% dans les évaluations individuelles (quiz partie 1, quiz partie 2, examen intra, examen final) entraîne automatiquement un échec au cours. Ceci est une condition nécessaire mais non suffisante pour réussir ce cours.




Seuil de passage pour les éléments à caractère individuel

Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 19 février 2026
2 17 février 2026



Politique de retard des travaux
Conformément au Règlement des études de premier cycle (article 7.5.6) et au Règlement des études de cycles supérieurs (article 6.5.6), tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés à l’article 7.5.5.1 dans le Règlement des études de premier cycle et l’article 6.5.2 dans le Règlement des études de cycles supérieurs, se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions soient communiquées par écrit par la personne enseignante dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Tout travail remis en retard recevra la note 0%, sauf si une entente a été prise au préalable avec l'enseignant et à la discrétion de ce dernier.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par la personne enseignante du cours ou la personne coordonnatrice dans le cas des stages.



Documentation obligatoire

Aucune documentation obligatoire. Toutefois, il est possible que certains articles scientifiques à lire soient demandés au courant de la session.




Ouvrages de références

Pour le premier volet du cours :

  • IoT Fundamentals Networking Technologies, Protocols, and Use Cases for the Internet of Things, par David Hanes, Gonzalo Selgueiro, Patrick Grossetete, Rob Barton, and Gerome Henry, Cisco Press (2017)
  • Internet of Things a Hands-on-Approach, Arshdeep Bahga and Vijay Madisettin, (2014)
  • Internet of Things Architectures, Protocols, and Standards, Simone Cirani, Gianluigi Ferrari, Marco Picone, and Luca Veltri, Wiley, (2019)
  • Computer Networking, a Top-Down Approach, Kurose, J.F. et Ross, K.W., 7ème edition, (2017)

Pour le second volet du cours :

Des ressources suggérées (ouvrages de référence ou en ligne) seront ajoutées au fil de la session à la page Moodle du cours et dans les diapositives du cours.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Le site du cours est sur la plate-forme Moodle/ENA.




Autres informations

Obtention des kits (RasPI + capteurs): Un membre par équipe récupérera un kit avant le premier laboratoire. Les modalités exactes restent à déterminer et seront communiquées sous peu.

Retour des kits de (RasPI + capteurs): À retourner au plus tard le vendredi 24 avril 2026. Les modalités exactes restent à déterminer et seront communiquées sous peu.