M1 Pollutions Chimiques et Gestion Environnementale

Aucun pré-requis

Travailler en groupe et avec des interlocuteurs de disciplines différentes, savoir effectuer une recherche et synthèse bibliographique, savoir présenter un projet scientifique.

Travail par groupe d'étudiants de disciplines (formations) différentes visant à effectuer une recherche et une synthèse bibliographique sur un sujet prédéfinis portant sur des enjeux environnementaux d'actualité. Présentation orale des sujets par les membres du groupe.

Aucune

Cette UE est ouverte à des étudiants scientifiques ou juristes provenant de mentions différentes. Il n'est demandé aucun pré-requis.

Cet enseignement permet pour un non initié d'appréhender les notions de pollutions physiques et chimiques et d'en comprendre les impacts sur l'environnement. Une partie est consacrée à la compréhension des nuisances physiques telles que les rayonnements ou le bruit. Une seconde partie est consacrée aux pollutions chimiques et l'impact sur la biosphère et plus particulièrement sur l'atmosphère.
La première partie de l'UE commence par une introduction générale et continue par la présentation de nuisances ou de pollutions physiques telles que le bruit et les rayonnements ionisants ou non, ainsi que de l'effet de serre.
La seconde partie est consacrée aux pollutions chimiques. Les notions de substances, de flux de matière et d'énergie sont abordées. L'étude des propriétés physico-chimiques des substances permet de comprendre comment les polluants circulent entre les compartiments de la biosphère et plus particulièrement dans l'atmosphère. L'impact de ces polluants sur l'environnement et sur la santé humaine est également abordé.
Quelques accidents de l'industrie chimique et leurs conséquences sur l'environnement seront également décrits.

Les cours ont lieu tous les jeudis entre janvier et mars. Les premières séances concernent les pollutions physiques. Les dernières séances traitent de pollutions chimiques et plus particulièrement de pollutions atmosphériques.

Aucun pré-requis nécessaire en dehors d'une excellente maîtrise de la langue française.

Le cours d’introduction au droit de l’environnement expose les bases de compréhension des grands mécanismes par lesquels le droit s’efforce de protéger l’environnement.
Sont envisagées en premier lieu les sources du droit de l’environnement, occasion de rappeler l’ensemble des sources du droit et leur hiérarchisation.
La seconde partie porte sur les acteurs institutionnels de la protection de l’environnement et leurs compétences respectives.
La troisième partie présente les grands principes du droit de l’environnement (principe de prévention, principe de participation, principe du pollueur-payeur et principe de précaution).
La quatrième partie présente les sanctions de la méconnaissance du droit de l’environnement ou des atteintes à l’environnement. Sont traités les sanctions administratives et pénales, la responsabilité administrative et civile et les recours en annulation des décisions administratives.

Aucun : cette UE est accessible à tout étudiant de master de l'université Paris Saclay.

Cycle de 10 conférences en environnement dont 1 ou 2 en présentiel et les autres en distanciel.

• connaissances en dynamique atmosphérique: météorologie, couche-limite, stabilité verticale de l’atmosphère notamment.
• savoir lire et exploiter des types de graphes nécessaires : profils verticaux, cartes de variables météorologiques, topographiques ou

Pas de pré-requis

Acquérir des connaissances de base en santé de l’Homme et santé des écosystèmes en lien avec l’environnement (méthodologies d’étude et cas pratiques). Appréhender le devenir d’un agent toxique, de son émission dans l’environnement jusqu’à son effet sur la santé.

Contenu de l’UE

Notions de santé Publique et santé environnementale :

Introduction en santé publique environnement

Fondamentaux de la Santé publique - Etat de santé de la population française

Notions de toxicologie, d’écotoxicologie et de risque sanitaire :

La toxicologie et l’écotoxicologie

Le devenir d’un agent toxique dans l’organisme

La démarche d’évaluation des risques sanitaires liés à l’exposition à des dangers

Application à des dangers de nature chimique, physique ou biologique

24 h de CM + 3 h d'étude de cas

Goupil-Sormany, I., Debia, M., Glorennec, P., Gonzalez, J.-P. et Noisel, N. 
(dir.) (2023). Environnement et santé publique : Fondements et pratiques. Presses de l’EHESP. https://doi.org/10.3917/ehesp.goupi.2023.01. 
https://ecotoxicologie.fr/

Intérêt pour la dimension économique des problèmes environnementaux.

aucun

Introduction aux risques (risques naturels, risques industriels & risques en entreprise…).

UE dispensée par un intervenant extérieur du domaine de la maîtrise des risques avec pour objectifs pédagogiques de donner de premières connaissances sur trois principaux modules.

1. Les risques naturels appliqués à des installations industrielles : phénoménologie des principaux risques naturels, prise en compte des risques NaTech dans la réglementation, vulnérabilité et moyens de protection des installations aux principaux aléas (foudre, inondation, séisme…).
2. La maîtrise des risques dans l’industrie : réglementation sur les installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE), phénomènes dangereux redoutés (incendie, explosion…), méthodes d’analyse des risques et mesures de réduction des risques.
3. Les risques en entreprise : la santé et la sécurité au travail, les différents risques en entreprise et l’évaluation des risques professionnels. 
   Les modules alternent exposés théoriques et cas pratiques.

IGEDD – Mission agressions naturelles et installations industrielles, notamment Seveso – Rapport N° 015042-01 – Décembre 2024
Code de l’Environnement, livre V, titre Ier sur les ICPE
Circulaire du 10 mai 2010 : règles méthodologiques applicables aux études de dangers, à l’appréciation de la démarche de réduction du risque à la source et aux PPRT
INRS – Évaluation des risques professionnels - Aide au repérage des risques dans les PME-PMI – Rapport ED 840 – Juin 2025

Sans objet, il s'agit d'un cours d'ouverture, à caractère introductif. Nous demandons néanmoins aux étudiants et étudiantes des connaissances de base dans un des champs scientifiques pertinents (sciences naturelles, sciences sociales ou sciences humaines). Une capacité de lecture en anglais est fortement recommandée.

Analyser les théories, les méthodes et les objets de recherche mobilisés dans le cadre des sciences du vivant, de l'environnement et du développement.
Donner aux étudiants les fondations théoriques pour contextualiser leur pratique scientifique et leur action sur le terrain dans un contexte d'environnement et de développement. L'entrée de l'éthique sera privilégiée.

Cet enseignement met l'accent sur la participation des étudiants et l'acquisition de connaissance hors des séances en CM. Différentes ressources seront rendues disponibles pour la préparation des leçons en classe, leçon qui prendront la forme d'évaluation rapide des travaux faits sous la forme de QCMs puis la forme d'exercice collectifs de délibération sur un sujet ciblé.

• Blumenberg, H. (2007). La lisibilité du monde, Paris, Le Cerf, coll. Passages, 2007. Paris: Le Cerf.
• Horkheimer, M., and Adorno, T. W. (1944 – 1974 pour la traduction française). La dialectique de la raison. Paris: Galimard.
• Jonas, H. (1988), Le principe Responsabilité : une éthique pour la civilisation technologique, Paris: Flammarion.
• Latour, B. (2010), Cogitamus, Paris: La Découverte.
• Leopold, A. (2000), Almanach d'un comté des sables, Paris : Flammarion.
• McIntosh, R. P. (1985), The Background of Ecology: Concept and Theory. Cambridge, New York: Cambridge University Press.
• Naess, A. (2008), Écologie, Communauté et style de vie, Paris: MF Editions
• Merchant, C. (1980). The Death of Nature: Women, Ecology, and the Scientific Revolution. San Francisco: Harper and Row.

Pour suivre cette UE, les étudiants doivent avoir des connaissances de base en chimie ainsi qu'en minéralogie. Ils auront une licence de sciences de la Terre ou de chimie, ou équivalent.

Le module permet l'acquisition d'une compréhension approfondie des principes géochimiques s'appliquant aux systèmes aquatiques continentaux (interactions minéral/solution/gaz), à basse température, et applicables aux problèmes environnementaux (acquisition de la minéralisation des eaux, contamination des eaux, …). Pour cela, les cours sur la chimie des solutions se focaliseront sur les réactions acido-basiques et d'oxydo-réduction dans les eaux, ainsi que sur les interactions eau-minéraux (précipitation/dissolution des carbonates et hydrolyse des silicates). Le système carbonate/eau/CO2 qui contrôle le cycle du carbone à la surface de la Terre sera détaillé (équilibre avec le CO2 atmosphérique ou du sol, diagrammes de Sillen). Les étudiants apprendront aussi à réaliser des modélisations géochimiques de différents types d'eau, à l'aide de logiciels couramment utilisés comme PHREEQCi. Les processus et problèmes étudiés seront choisis dans des environnements continentaux (par exemple : origine de la minéralisation des eaux, drainage minier acide, évolution de la chimie d’une rivière, altération d’une roche).
À l'issue de cette UE, les étudiants comprendront les équilibres chimiques dans les eaux naturelles, sauront réaliser une modélisation chimique de l'eau et sauront appliquer leurs connaissances à différents environnements continentaux.

Des cours théoriques ont pour but de présenter les notions fondamentales nécessaires à la compréhension de la minéralisation des eaux continentales. Ces notions seront utilisées au cours de travaux dirigés basés sur des données de la littérature scientifique. Trois séances seront dédiées à l'initialisation à la modélisation géochimique sur PC (logiciel Visual Minteq). Les enseignements théoriques et dirigés ont lieu sur le campus d'Orsay. En première session, l'évaluation comporte une part de contrôle continu (40%) et un examen final (60%). En seconde session, l'évaluation porte uniquement sur un examen final.

Les cours de Paul Arnaud - Chimie générale - 8e édition, 2016. Dunod. 
Appelo, C. and Postma, D. (2005) Geochemistry, Groundwater and Pollution. 2nd Edition, Balkema, Rotterdam. http://dx.doi.org/10.1201/9781439833544 
Sigg, Behra et Stumm, (2014) Chimie des milieux aquatiques - 5e édition (Cours et exercices corrigés), Dunod.

Niveau L3 Géosciences, Physique, Chimie

Notions de structure de la matière 

Concepts de base en chimie

Réactions chimiques

Mathématiques niveau Terminale S

Les objectifs d’apprentissage visés pour cette UE consacrée aux isotopes dans l’Environnement sont les suivants :

-Prévoir le type de désintégration d’un isotope radioactif, écrire son équation de désintégration, en différentielle et en intégré.

-Comprendre et expliquer l’évolution des rapport isotopiques longues périodes classiquement utilisés comme traceurs de la Terre interne ou outils de datation, et en quoi ils constituent un enregistrement permettant de raconter l’histoire des grands réservoirs terrestres.

-Expliquer la notion de fractionnement isotopique des isotopes stables légers, à l’équilibre et en conditions cinétiques

-Utiliser les variations de composition isotopique de l’oxygène et de l’hydrogène pour des études en hydrologie, hydrogéologie, climatologie et paléoclimatologie.

L’UE commence par l’enseignement de généralités sur la radioactivité, les isotopes et les fractionnements isotopiques dans la nature. Une partie de l’UE est consacrée à l’utilisation des systèmes isotopiques radiogéniques à longue période de désintégration (Sr, Nd, …) comme traceurs des processus dans les enveloppes internes (géodynamique chimique) et externes (hydrosphère) terrestres. Dans une autre partie, l’utilisation des isotopes stables comme traceurs des processus dans les enveloppes externes (hydrosphère, atmosphère) est détaillée, notamment les isotopes de l’O, H et du C. Les applications des isotopes stables sont nombreuses en géosciences, des exemples seront donnés dans les domaines de l’hydrogéologie et de la paléoclimatologie par exemple. Des Travaux Dirigés permettront d’illustrer l’utilisation des isotopes radiogéniques et stables

Allègre. Géologie isotopique, ed. Belin, ISBN 2701134935, 495 p.

Aucun pré-requis. Cet enseignement s'adresse aux étudiants qui seront amenés à être en interaction avec des écologues dans un contexte professionnel par acquérir un langage commun avec eux.

Liste prévisionnelle des cours qui seront abordés :

• Introduction à l'écologie version
• Une émission de France Culture sur l'hypothèse Gaia
• Qu'est ce qu'une espèce ?
• Dynamique des populations
• Ecologie des communautés
• Biogéographie
• Réseaux trophiques
• Agriculture et biodiversité
• Biologie de la conservation
• Suite de l'agriculture
• Description du monde vivant
• Stratégies r et K
• Les unités
• Faire un graphique
• p-value

Les écologues intervenant sur des projets de développement de territoire utilisent un language et des concepts qu'il faut soi-même maîtriser pour intervenir efficacement. Cette UE fournira ces compétences aux étudiants.

Série de 8 conférences de 3 heures sur des outils théoriques (5 conférences) et la mise en oeuvre (3 conférences).

Aucun

Les objectifs de cette UE sont de donner des notions fondamentales sur le fonctionnement des sols, du sous-sol et du cycle de l'eau, pour les non spécialistes, n'ayant pas forcément de bagage scientifique.

L'UE s'organise autour de trois thématiques qui donnent des bases scientifiques sur le sous-sol (planètes, grands types de roches et de minéraux, risques volcaniques et sismiques, …), le sol (diversité des sols, fonctions écosystémiques et menaces) et le cycle de l'eau (réservoirs, flux, bilans hydriques, …).
A l'issue de cette UE, les étudiants auront les notions de base nécessaires à la compréhension des grandes questions sociétales et environnementales tournant autour des ressources en eau, sols et géologiques.

Les cours sont organisés par thématique et débutent par l'acquisition des bases scientifiques sur le sous-sol (planètes, grands types de roches et de minéraux, risques volcaniques et sismiques, …), le cycle de l'eau (réservoirs, flux, bilans hydriques, …) et le sol (diversité des sols, fonctions écosystémiques et menaces). Chaque thème est traité en trois séances de cours de 3h. L'équipe pédagogique est constituée de Christelle Marlin pour les cours sur le cycle de l'eau, Benjamon Bultel pour les cours sur le sous-sol et Cécile Quantin pour ceux sur le sol.

Renard M. et al., 2021. Eléments de géologie, 17ème éd., Dunod.
Duchaufour et al., 2024. Introduction à la science du sol, 7ème ed. Dunod.

• Bases de géochimie élémentaire et isotopique (niveau licence)
  - Bases de minéralogie (niveau licence)
  - Bases de sédimentologie (niveau licence)

Les objectifs d'apprentissage de ce module sont les suivants : 
- comprendre la grande diversité des bio-minéralisations, à la fois sur les aspects chimiques, minéralogiques et morphologiques (silice, carbonates, phosphates de calcium…) à l'échelle macroscopique et microscopique.
- comprendre comment la chimie du milieu (pH, redox, température...) va influencer les biominéralisations passées et actuelles
- étudier l'effet du changement climatique et de la pression anthropique sur les organismes actuels
- comprendre comment utiliser ces informations pour étudier les environnements passés et les changements climatiques actuels
- étudier la sédimentation des organismes à biominéralisation et les processus diagénétiques associés
- étudier les biominéralisations d’origine bactérienne
- comprendre comment les bactéries et leur métabolisme peuvent impacter les minéralisations présentes dans un milieu en association avec l’activité anthropique

Le module associe des CM pour la partie théorique à des applications directes du cours sous forme d'exercices. Deux séances de TP de 3h sont prévues en laboratoire (MEB, DRX, loupe binoculaire...). Les cours ainsi que les TP ont lieu sur le campus de l'Université Paris-Saclay.

• Paléontologie et évolution des invertébrés (Dunod)
  - Sédimentologie (Dunod)

Aucun

A l’issue de ce module, les étudiant.e.s seront capables de :

1. restituer de façon synthétique des notions fondamentales de base sur le système climatique concernant : 
   • les différentes sphères du système climatique terrestre (atmosphère, biosphère, cryosphère, océans..) et les interactions existantes entre ces éléments
   • l’évolution passée du climat et ses causes, à différentes échelles de temps
2. expliquer le changement climatique actuels (ses causes et ses conséquences sur les différentes sphères du système terrestre)
3. définir les différents scénarios climatiques et leurs hypothèses socio-économiques sous-jacentes.
4. analyser des sorties de modèles climatiques et les interpréter dans le cadre d’une problématique définie (impact du changement climatique sur la sécheresse dans une région donnée, sur les rendements agricoles, sur l’occurrence d’évènements extrêmes..)
5. Discuter des stratégies d’atténuations ou d’adaptations au changement climatiques sur des exemples spécifiques.

8 séances de 3h, incluant cours TD, dont des analyses de documents

• Synthèse de l’AR6 de l’IPCC

Bases souhaitées mais non nécessaires dans une ou plusieurs des disciplines suivantes : statistiques, analyse, algèbre, programmation en Python

La présentation, l'analyse et le traitement informatique des données est devenu un savoir-faire indispensable pour le travail professionnel en sciences de la Terre, quels qu’en soient la spécialité (géologie, climatologie, volcanologie, planétologie, etc.) et le secteur (privé comme public). Les étudiants de M1 STePE proviennent de divers cursus et n’ont pas forcément ce bagage de base ou n’en maitrisent que certains aspects ; l’objectif est donc de leur permettre de comprendre et d’utiliser les techniques les plus courantes en analyse statistique et traitement de données avec des applications en géosciences

Les enseignements alternent cours magistraux et travaux pratiques de programmation en Python. Le programme couvre des notions allant des statistiques à l’analyse du signal : les variables statistiques, les paramètres d’une distribution, les estimations d’incertitude, les régressions à plusieurs paramètres, les corrélations et cohérence, la transformée de Fourier et l’analyse spectrale.  La première séance d’introduction permet à tous de bien débuter en abordant non seulement l’intérêt de l’analyse de données en géosciences mais aussi une initiation (ou rappel) du langage python en commençant par des manipulations simples de données avec des exemples en représentation graphique et statistique élémentaire. Chaque séance de CM présente des notions théoriques du programme avec des exemples de script python servant de modèles en préparation de la séance suivante de TP. Chaque étudiant a accès à un espace de programmation en ligne lui permettant de travailler pendant les séances de TP mais aussi au-delà pour travailler sur le script donné comme correction ou pour se préparer entre le CM et les TP (édition des programmes en langage python via jupyter notebook).

- Devore, Jay. L., Probability and Statistics for Engineering and the Sciences, Third Edition, Duxbury Press, Belmont Califormia 1982.

- Hammer, Ø, and D. A.T. Harper, Paleontological data analysis, Univ. Of Oslo 2024 John Wiley & Son Ltd.

- Mari, J.-L., F. Glangeaud, and F. Coppens, Traitement du signal pour géologues et géophysiciens, 3 tomes, Editions Technip, Paris, 2001.

- James, J.F., A student's guide to Fourier transforms, 135 pp.

Savoir mener des calculs simples : 

• Dériver et intégrer une fonction (niveau terminale)
• Restituer le sens et la forme de l’opérateur gradient, d’un vecteur
• Utiliser les vecteurs et l’opérateur gradient
• Projeter une équation vectorielle dans un repère cartésien

• Séance 1 : Cours introductif : Panorama du système Terre
• Séance 2 : Cours autour de l’équation d’advection-diffusion 
• Séance 3 : TD autour de l’équation d’advection-diffusion 
• Séance 4 : Cours autour de la conservation de la quantité de mouvement 
• Séance 5 : TD autour de la conservation de la quantité de mouvement 
• Séance 6 : Cours Introduction à la modélisation du système Terre. 
• Séance 7 : Cours/TD Modèles en boites et applications
• Séance 8 : TD : Séance de révision

• Nommer les composantes du système Terre et restituer leurs principales caractéristiques : circulations atmosphériques océaniques, leur rôle dans la redistribution de l’énergie du système Terre, cycles biogéochimiques
• Restituer des connaissances de base sur la modélisation du système climatique
• Expliquer le sens physique des différents termes de ces deux équations.
• Savoir simplifier et utiliser les équations de conservation (masse, quantité de mouvement) dans des applications simples
• Utiliser un modèle en boite pour résoudre un problème simple
• Faire les applications numériques nécessaires aux points ci-dessus avec calculatrice et sans calculatrice (ordres de grandeur)
• Critiquer les hypothèses choisies et les résultats obtenus : phénomène manquant / négligé indûment / pris en compte indûment

L’UE est composée à part environ égales de cours et de travaux dirigés pour appliquer les notions vues en cours. Les diapositives de cours et les sujets de TD sont disponibles sous format numérique pour les étudiants avant le cours. En TD, le travail se fait en petits groupes de 3-5 étudiants. Les corrigés des exercices sont donnés à la demande par mail aux étudiants pouvant montrer qu’ils ont cherché l’exercice. Les séances (3h) se répartissent en une séance de cours introductive sur le système Terre, un cours/TD sur les modèles en boite et trois paquets de deux séances (un cours et un TD) construits autour de la conservation de la masse (advection-diffusion), de la conservation de la quantité de mouvement (Navier Stokes).

• Géochimie océanique, M. Roy-Barman, C. Jeandel, Collec. Sc. de la Terre et de l’Univers, Vuibert eds. 978-2311003543, 2011
• Fondamentaux de météorologie, S. Malardel, Cépaduès ed., 2005, 726p. ISBN : 2854286316
• Physique et chimie de l’atmosphère, R. Delmas, G. Mégie , V. Peuch, Belin ed., 2005, 640p. ISBN : 2-7011-3700-4
• Introduction à la climatologie, André Hufty De Boeck Université, 2001, 576pp
• Atmospheric chemistry and physics, From air pollution to climate change, J.H. Seinfeld et S.N. Pandis, Wiley-Interscience ed., 1998, 1326pp. 
• Shearer, P.M. (1999): Introduction to seismology, 260 pp., Cambridge University Press, Cambridge, UK, ISBN: 0-521-66953-7.
• Dahlen, F.A., and J. Tromp (1998): Theoretical global Seismology, 1025 pp., Princeton University Press, Princeton (N.J.), ISBN: 0-691-00124-3.
• Henry, G. (1997): La sismique réflexion: principes et développements. Paris, Editions Technip. ISBN: 2-7108-0725-4
• Aristaghes, C and Aristaghes, P. (1985): Théories de la houle. Centre d’Etudes Techniques Maritimes et Fluviales, Notice PM N° 85.1.
• Lott, F. and B. Legras: Dynamique de l’atmosphère et météorologie, http://www.lmd.jussieu.fr/~flott/M2/2012/cours5.pdf

Les étudiants doivent avoir des compétences théoriques en chimie analytique (niveau L3 Chimie)

L'UE de de TP de chimie analytique met en pratique l'ensemble des connaissances théoriques des UE disciplinaires du semestre 1

Les étudiants effectuent 3 séances de travaux pratiques avec les étudiants du M1 chimie. Les manipulations consistent à étudier les différents constituants d’une essence (carburant) par chromatographie en phase gazeuse, à identifier 20 composés organiques par spectroscopie infra-rouge et à identifier des hydrocarbures aromatiques polycycliques par chromatographie liquide haute performance. A l’issue des séances les étudiants en binôme rendent un compte rendu. L’évaluation de l’UE est la moyenne des 3 notes obtenues.

Support de cours « chromatographie » de l’UE Techniques d’analyses

Connaissance du monde professionnel et de recherche
Apprentissage de l'autonomie, prise de décision, rédaction et synthèse.

En laboratoire : apprentissage de la démarche scientifique - savoir s'approprier un problème, apprendre à établir une bibliographie scientifique, suivre la mise en place d'un protocole, participer à l'expérimentation jusqu'à la production de la donnée scientifique et son interprétation. 

En entreprise : découvrir le monde de l'entreprise, comprendre la structure et le mode de fonctionnement, mettre en pratique les connaissances théoriques, développer des compétences transversales, contribuer à une mission concrète.

Les étudiants doivent chercher un sujet ou une place dans une entreprise ou un laboratoire pendant le premier semestre et le début du deuxième semestre. La deuxième moitié du second semestre sera consacrée à temps plein au travail sur ce projet pendant 6 semaines au minimum. Un rapport écrit est à rendre à la fin du second semestre, suivi d’une présentation.

Un stage en entreprise peut durer plus de temps et peut se prolonger sur tout l'été, mais la rédaction d'un rapport et/ou la soutenance orale se font quand même après les six initialement définies sur les résultats obtenus jusque-là. Le sujet doit donc être posé de façon à pouvoir espérer un résultat préliminaire ou partiel après six semaines de travail.

Chimie organique et chimie analytique de niveau L3 Chimie

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances.  Une première partie est dédiée à la chimie des milieux naturels avec l’étude des cycles biogéochimiques et des transferts de flux et d’énergies. La description des facteurs physico-chimiques permet de comprendre comment les polluants circulent entre les compartiments de la biosphère et perturbent les cycles globaux. Une seconde partie est dédiée aux différentes méthodes de dosage des polluants prélevés dans l’eau, les sols et l’atmosphère. Selon les espèces chimiques, les techniques étudiées sont la chromatographie à échange ionique, les spectroscopies optiques, la spectrométrie de masse haute résolution, le plasma à couplage inductif couplée à un spectre de masse (PCI-SM), etc.... Une troisième partie est consacrée l’étude de la chimie organique respectant les principes de la chimie verte. Cette chimie vise à limiter la quantité de déchets en privilégiant les réactions à économie d’atomes et les techniques permettant de diminuer l’énergie utilisée.

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances. Selon la nature chimique des substances, une méthode d’analyse adéquate devra être choisie afin de permettre d’évaluer la concentration d’un polluant dans le milieu naturel. De plus, cette UE permet au chimiste de comprendre comment mettre en place les principes de chimie verte.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Chimie des milieux naturels : Cours : 10h; TD : 5h
Analyse de polluants : Cours : 6h; TD : 5h
Chimie verte : Cours : 6h; TD : 5h
TP : 8h

Sortie pédagogique pour faire des prélèvements d'eau de la Bièvre sur différents sites si les conditions météorologiques le permettent.

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie de l’environnement : air, eau, sol, déchets, C. Bliefert et R. Perraud, de Boeck, 2001.

Chimie des complexes métalliques, théorie du champ cristallin, stéréochimie, synthèse organique et chimie générale niveau L3.

Structures électroniques : quel modèle pour quelle application ?
Structures de Lewis, Théorie du Lien de Valence et liaison de coordination
Orbitales moléculaires
Orbitales d en symétrie Oh, champs fort et faible
Haut et bas degré d’oxydation, quelle chimie ?

Energétique des réactions
Théorie du Recouvrement Angulaire
Géométries des complexes, configurations électroniques, inertie et labilité
Mécanismes de substitution associatif, dissociatif et inter-échange

Chemins réactionnels
•Aspects thermodynamiques
-enthalpie/entropie
-équilibres
-Equilibres acide/base et oxydant/réducteurs
•Aspects cinétiques 
-lois d'Eyring et d’Arrhenius
-contrôle cinétique ou thermodynamique ?
-principe de Curtin-Hammet
-postulat de Hammond-Leffler
-nature de l’ion métallique, géométrie des complexes, nature des ligands, effet cis et trans
•Aspects électroniques
-théorie des orbitales frontières
-voie σ et voie π
-mécanismes de transfert d’électrons
-intro. de la théorie de Marcus
•Chimie macrocyclique et effet template
•Introduction à la chimie supramoléculaire

Initiation à la modélisation moléculaire
•Mécanique moléculaire, notions de champ de forces, de surface de potentiel et calculs quantiques

Les réactions mises en jeu dans les synthèses organiques ou inorganiques se comprennent et s’interprètent dans le cadre de théories de la liaison chimique, de transfert d’électrons et d’échange d’énergie : orbitales atomiques, orbitales moléculaires, orbitales hybrides, chaleurs de réaction, constantes d’équilibres, énergie d’activation… L’objectif de ce module est d’acquérir la maîtrise de ces différents outils théoriques afin de savoir lequel ou lesquels utiliser en fonction du type de réaction mise en jeu. Dans ce cadre, la modélisation moléculaire est un outil précieux qui permet d'évaluer la géométrie de petites molécules, d'étudier qualitativement et quantitativement une réaction chimique ou un équilibre physico-chimique. Ce module permettra d'acquérir les bases permettant de comprendre et savoir utiliser les modèles de mécanique moléculaire pour avoir une vue critique sur les résultats obtenus par simulation numérique en les confrontant à des données expérimentales.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
Chimie inorganique : Cours 10,5h; TD 10,5h
Bases moléculaires de la chimie organique : Cours 10,5h; TD 10,5h
Modélisation moléculaire ; Cours 3h

Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
-Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
-Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

tructures électroniques des molécules", Y. Jean, F. Volatron, Ediscience, 1993.
"Chimie organique avancée", F. A. Carey, R. J. Sundberg, de Boeck, 1997.
"Inorganic Chemistry", K. F. Purcell, J. C. Kotz, Saunders, 1977.
"Chimie Inorganique", J. Huheey, R. Keiter, E. Keiter, De Boeck, 1996.
"Introduction to Computational Chemistryé, F. Jensen, Wiley, 2007.
"Computational Chemistry", E. Lewars, Kluwer Academic Publishers, 2003.

L3 de chimie

I. SPECTROSCOPIES OPTIQUES
Interactions lumière-matière : dualité de la lumière, interaction dipolaire électrique & moment de transition, niveaux d’énergie d’une molécule ; Spectroscopie IR : niveaux d’énergie rotationnelle et vibrationnelle, modes locaux & modes normaux, groupements fonctionnels, effets de phase ; Spectroscopie UV-Vis : diagramme de Jablonski, groupes chromophores et conjugaison, absorption & fluorimétrie.
II. CHROMATOGRAPHIES
Principes de la chromatographie : paramètres de rétention, modèles des plateaux théoriques et dynamique, facteur de sélectivité et de résolution. Chromatographie en phase gazeuse et en phase liquide (absorption, partage, échange d’ions et exclusion stérique) : Instrumentation, colonnes,  phases stationnaires et mobiles, mécanismes mis en jeu et optimisation.
III. SPECTROMETRIE DE MASSE
Rappels sur les bases; lecture d'un spectre : masse exacte, massifs isotopiques, déconvolution des états de charge. Principales sources d'ionisation: principes de fonctionnement et choix. Couplage GC et LC-MS. Utilisation et interprétation de la fragmentation : modes d'activation, principales voies de fragmentation des radicaux cations et des cations.

Spectroscopies optiques :
Savoir décrire les états électroniques, vibrationnels et rotationnels de molécules polyatomiques.
Comprendre l’interaction lumière-matière et les transitions impliquées.
Faire appel aux spectroscopies optiques électronique et vibrationnelle comme outils de description des molécules et d’analyse chimique.
Chromatographies : Former les étudiants à la mise en œuvre et à l’optimisation d’une analyse par chromatographie en phase liquide et gazeuse. 
Spectrométrie de masse : savoir choisir et mettre en œuvre une stratégie d’analyse appropriée (source, analyseur, couplages) à l’échantillon, savoir d’interpréter correctement des spectres de masse acquis avec différentes sources d’ionisation, avoir des notions sur la fragmentation des ions.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
Spectrométrie de masse : Cours 8,5h; TD 7,5h
Spectroscopies optiques : Cours 8h; TD 7h
Chromatographies : Cours 7h; TD 7h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiale de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques.

Spectroscopies optiques :
"Spectroscopie", J.M. Hollas, Dunod, 1998
"Identification spectrométrique de composés organiques", R.M. Silverstein, G.C. Bassler et T.C. Morrill, DeBoeck & Larcier, 1998
“Physical Chemistry”, P.W. Atkins, DeBoeck, 2009
Chromatographies : 
"Manuel pratique de chromatographie en phase gazeuse", J. Tranchant, 4ème édition chez Masson.
"Chromatographies en phase liquide et supercritique", R. Rosset, M. Caude, A Jardy, 3ème édition chez Masson.
Spectrométrie de masse:
"Spectrométrie de masse : cours et exercices corrigés", E. de Hoffmann, V. Stroobant, 3eme édition, Paris.
"Understanding mass spectra : a basic approach" R. Martin Smith, John Wiley & Sons, 2004.

Connaissances minimales de l'environnement Windows

L'étudiant découvrira la grande variété d'outils et de méthodes de traitement de données que les Systèmes d'Information Géographique (SIG) offrent en matière de visualisation, d'extraction et d'analyse de données géolocalisées. Il développera une autonomie suffisante pour aborder avec confiance la mise en œuvre de ces outils dans le cadre de ses propres projets d'analyse.

Des outils de base à l'analyse spatiale avancée. 
Afin de permettre aux étudiants de développer leurs habiletés et leurs capacités à utiliser les outils géomatiques, les principaux thèmes abordés seront : 
-1) Insertion (géoréférencement) et mise en valeur (symbologie) des données cartographiques vectorielles et matricielles
-2) Méthodes de saisie et d'extraction de l'information en lien avec les bases de données.
-3) Traitements et analyse de données vectorielles et matricielles (méthode d'interpolation, analyse spatiale et algorithmes géométriques, généralisation par classification et analyse de voisinage). 
-4) Représentation et exploitation des modèles numériques de terrain (analyse qualitative et quantitative, représentation bi et tridimensionnelle).
Chaque thème inclura une partie de travail pratique en salle et en autonomie.

1. La représentation des données géographiques. Béguin, M., & Pumain, D. (2014). Armand Colin.
2. Geographic Information Systems and Science. Jorge R., Patrícia A.; IntechOpen ; 2019
3. https://cnig.gouv.fr/

Aucun prérequis strict nécessaire. Une connaissance des grandes notions environnementales est conseillée.

L’objectif est d’acquérir une bonne compréhension des principaux outils d’analyse, réglementaires et normatifs, utilisés pour évaluer les impacts environnementaux des activités humaines. A l’issue de ce cours, les étudiants seront en mesure d’identifier, de sélectionner et d’appliquer les indicateurs pertinents pour chaque type d’approche (Bilan Carbone, ACV, évaluation environnementale) et pour différents impacts (climat et atmosphère, ressources et déchets, biodiversité, qualité de l’eau, …). Ils développeront également une capacité critique au regard de ces indicateurs (pertinence, validité, principes physico-chimiques sous-jacents, …).

Définitions et objectifs associés à l’évaluation environnementale
Réglementations et normes environnementales
Différentes approches et outils (Etude d’impacts, Bilan Carbone, ACV, SME, …)
Indicateurs d’émissions GES et objectifs de réduction (Stratégie Nationale Bas Carbone)
Méthodologie Bilan Carbone – Cas pratique
Indicateurs sur les enjeux de qualité de l’air, d’épuisement des ressources minérales et fossiles et de gestion des déchets, de qualité des eaux, de biodiversité.

Indicateurs d'épuisement des ressources en analyse de cycle de vie (C. Petiot et al.; ScoreLCA 2014)
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02269178