M1 Planétologie et exploration spatiale

• Travail sur le terrain, utilisation d’outils d’acquisition et de traitement de données.
• Synthèse, rédaction de rapport.

Les étudiants passent un total de deux semaines sur le terrain. Six stages d'une semaine sont offerts dont les étudiants en choisissent deux :
Hydrologie-Hydrogéologie (Basse vallée de la Somme)
Imagerie géophysique (France, Allemagne ou Angleterre) - stage en anglais
Sédimentologie-Tectonique (Corbières-Cévennes)
Dynamique littorale (Baie de Somme)
Évolutions géomorphologiques du relief (Auvergne)
Physique et chimie de l'atmosphère.

Durant 2 stages aux choix, l'étudiant s'initie à : -Construire un modèle conceptuel à l'échelle d'un objet hydro(géo)logique en milieu agricole (Hydrologie-hydrogéologie) -A reconstituer les milieux de sédimentation marine et continentale et à observer les déformations cassantes à l'échelle de l'échantillon jusqu'au bassin sédimentaire (sédimentologie et tectonique) -la dynamique littorale pour observer des processus sédimentaires actuels à récents pour se rendre compte de la vitesse des phénomènes ( Baie de Somme ). -à la cartographie et à la reconstitution structurale des appareils volcaniques et à l'analyse géomorphologique (géomorphologie volcanique) -un panel d'expériences sur les gaz liés à la pollution des basses couches de l'atmosphère et au réchauffement climatique (observation de la physique et chimie de l'atmosphère).

Deux semaines de terrain, suivant les choix de l'étudiant.

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.

Si certaines notions de physique ou de chimie précises sont utilisées dans le cadre de cette UE expérimentales, aucun pré-requis n'est nécessaire pour la suivre.

L'UE a pour objectif de confronter les étudiants à des méthodes de sondage et d'analyse utilisées dans les recherches pour l'environnement et les sciences planétaires, avec des chercheurs et ingénieurs spécialistes de ces techniques. Les étudiants apprendront le fonctionnement de différents instruments ou d'analyseurs, les utiliseront ou utiliseront des donnés déjà acquises avec ces instruments pour remonter aux informations que l'on peut en tirer sur le milieu sondé (gaz atmosphérique, nuages, surface d'objets du système solaire...). Il expérimenteront ainsi le processus de la prise de mesure jusqu'à la restitution des informations qui peuvent être tirées des mesures.

L'UE est divisée en une série d'expériences localisées dans des laboratoires ou des sites de recherche différents de l'université. Les étudiants se regrouperont en binôme ou trinôme. Chaque groupe d'étudiants réalisera une série de 4 expériences, dont certaines seront imposées en fonction du parcours suivi (CCC, PEPs et PES), et d'autres seront choisies librement par les groupes. Chaque méthode sera étudiée sur une journée ou 2 demi journées. Les enseignements s'organisent généralement en présentant la méthode et son utilisation sous forme d'un cours d'introduction. L'expérience est ensuite réalisée et les données obtenues, ou des données précédemment acquises, seront utilisées pour procéder leur traitement et leur interprétation.

Chaque méthode étudiée et expérimentée sera évaluée, et un examen écrit final clôturera l'UE. La note finale de l'UE combinera les évaluations des travaux appliqués et l'examen final.

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

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.

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.

Un  niveau minimum A2 en anglais

Savoir comment écrire des articles scientifiques en anglais, comment présenter un travail scientifique dans un contexte internationale, comment décrire des données scientifiques, préparation à la certification Linguaskill

2h de cours par semaine les mercredi entre Septembre et fin janvier.Evaluation : 2 oraux, un projet scientifique écrit et un DST, travail autonome sur la plateforme wims en complément des cours

articles scientifiques en relation avec le domaine d'étude de l'étudiant

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

Notions de bases en géochimie (isotopes …)

Comprendre les cycles biogéochimiques en milieu continental et marin d’éléments clé (teneurs ou composition isotopique): oxygène, carbone, silice, néodyme …

Comprendre et utiliser les traceurs micro paléontologiques 

Utiliser des traceurs géochimiques pour 

-suivre cycle de l’eau ou la circulation océanique,

-suivre la circulation atmosphérique et le transport de poussières

-calculer des températures à partir d’analyse d’archives naturelles

L’UE est découpée en séances de 3 h (cours magistral et/ou travaux dirigés)

-traceurs en milieu continental milieu continental (oxygène et silice)

-propriétés physico-chimiques et hydrologie actuelle des océans.

-les isotopes du Nd et du Sr dans l’océan actuel et passé

-les paléotraceurs terrigènes : reconstructions paléo-environnementales.

-les paléotraceurs micropaléontologiques : foraminifères benthique et planctonique. Fonctions de transferts et méthodes des analogues

-traceurs géochimiques de reconstitution des températures de surface de l’océan

Un travail personnel sur un article scientifique est demandé, et son évaluation compte dans la note finale à l’UE.

Licence de Sciences de la Terre
Licence de Physique
Licence de Chimie

Aucun

Le module « Analyse de données : programmation » vise à familiariser l’étudiant.e avec la programmation informatique, dans le but en particulier d’analyser des fichiers de données de géosciences. Les acquis de ce module serviront dans les TP de certains modules, ainsi que pour les stages en laboratoire. Les applications sont faites avec le langage python, mais l’étudiant.e devrait être capable de transposer ses connaissances vers un autre langage. A la fin du module, les étudiant.e.s qui ont travaillé seront capables de :
1.Savoir ce qu’est une variable, l’affectation d’une variable, une boucle « for », une boucle « while », un test « if » et comment utiliser ces éléments
2.Ecrire un algorithme simple en pseudo-code utilisant les notions ci-dessus
3.Transcrire un algorithme simple écrit en pseudo-code vers un langage donné (ici Python)
4.Utiliser les boucles « for » et « while », et les tests « if » dans Python
5.Ecrire et utiliser des « functions » 
6.Faire des graphiques simples en 2 dimensions de différents types (lignes, points, barres, histogrammes) et dessiner des courbes paramétrées
7.Moduler les fenêtres graphiques et les graphiques, et les annoter correctement (superposition, subplot, légendes des axes, titres…)
8.Lire un fichier texte avec Python afin d’en récupérer les données dans des variables et savoir comment traiter un fichier contenant des données erronées
9.Extraire ou/et définir des vecteurs temporels adaptés au graphique demandé
10.Calculer des moyennes à l’aide de boucles adaptées
11.Faire une analyse guidée de données d’un fichier texte traitant de divers exemples (évolution des concentrations de gaz dans l’atmosphère, précipitations, émissions de gaz à effet de serre, etc..)

Le cours a lieu dans une salle informatique (sauf la première séance). Les parties cours et exercices d’entrainement sont alternées durant la séance. Le travail sur machine se fait en binôme ou seul pendant la séance. Les séances contiennent des notions de cours suivi d'application (TD) et d'exercice plus long (TP) durant lesquels chacun va à son rythme avec l'aide de l'encadrant.

•Cours informatique de l'ENSMA, formulaire UNIX Y. Ait-Ameur, L. Guittet, G. Pierra, I. Sauvaget.
•Cours d'algorithmique de Christophe Darmangeat, Paris 7, http://www.pise.info/algo/index.htm

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/

•Savoir faire des calculs vectoriels simples (application d’un gradient, rotationnel, divergence, Laplacien)
•Savoir manipuler des dérivées partielles
•Savoir projeter une équation vectorielle sur les axes d’un repère en coordonnées cartésiennes ou cylindriques
•Savoir intégrer des équations différentielles simples à une dimension

A l’issue de l’UE Physique des Fluides, les étudiant(e)s du Master 1 STePE seront capables de :
1.restituer de façon synthétique des notions fondamentales de base sur la physique des fluides visqueux concernant : 
-la viscosité et les forces visqueuses, 
-les approches eulériennes et lagrangiennes, la dérivée particulaire
-les types et les régimes d’écoulement, le nombre de Reynolds
-les fonctions de courant, le potentiel des vitesses
-les contraintes, les déformations, les forces en présence
-les lois de conservation, 
-les débits massiques et volumiques
-les fluides newtoniens et non-newtoniens
2.identifier les différents termes présents dans les lois de conservation (masse, quantité de mouvement, énergie) et expliquer leur sens physique sans calcul, 
3.analyser l’énoncé d’un exercice type afin d’identifier les différentes étapes de la résolution d’un problème nouveau et d’y associer les notions fondamentales nécessaires à la résolution,
4.simplifier une équation de conservation pour résoudre un problème de physique des fluides sur un système concret qui n’aura pas été vu auparavant (pompe, objets dans un écoulement, …
5.calculer des ordres de grandeur à partir des équations de conservation simplifiées et des notions du cours (applications numériques de débit, de forces, de vitesse)
6.interpréter les résultats de mesures de champ de vitesse autour, et de forces s’exerçant sur, un objet dans un écoulement à l’aide de leurs connaissances (TP).

Cette unité d’enseignement de 3 ECTS consacrée à l’étude des fluides visqueux est composée de 8 séances de cours/TD de 3h et de deux séances de travaux pratiques de 3h. Cette UE est proposée en pédagogie active. Cela signifie 1) que nous avons l’objectif de vous proposer une cohérence entre les acquis visés, leur évaluation, et les dispositifs d’apprentissage et 2) qu’en retour vous devrez être actifs et moteurs dans votre apprentissage. Les cours sont proposés sous forme de polycopiés distribués après l'apprentissage par problème et avant les classes inversées.

Les cours ont lieu à l'OVSQ.

Poly de cours de M. Fermigier (ESPCI, chapitre introductif, distribué en séance)
E. Guyon, J. P. Hulin, L. Petit, Hydrodynamique Physique, EDP Sciences CNRS Editions, 2001 (livre complet disponible en bibliothèque),

Pas de prérequis pour des étudiants issus de licences scientifiques. Cependant, afin de maitriser les outils utilisés dans le module, une mise à jour en mathématiques (calcul matriciel et vectoriel, trigonométrie, opérateurs) et en programmation python en amont du module est recommandée aux étudiants (voir bibliographie).

L’objectif de ce module est de présenter les bases nécessaires à la résolution de problèmes de Géologie Physique tant dans le domaine de la recherche que dans le domaine de la géologie appliquée (géotechnique, mécanique des roches et des sols). À l’issue de cette UE, les étudiants seront capables de résoudre un problème simple dans le domaine de la géologie physique. Ils seront en outre en mesure d’analyser l’énoncé d’un problème, de définir les conditions aux limites appropriées et d’appliquer une méthode de résolution adaptée. L’objectif est de leur permettre de comprendre la physique sous-jacente aux logiciels qu’ils seront amenés à utiliser dans leur future carrière, que ce soit en milieu académique ou en entreprise, ainsi que de développer un regard critique sur les résultats obtenus.

L'UE consiste en une alternance de cours et de travaux dirigés. Une approche de résolution analytique des problèmes est employée, accompagnée du développement de petits codes de calculs simple (langage python).

Programmation python: https://jupyter.gitlab.dsi.universite-paris-saclay.fr/RessourcesP%C3%A9dagogiques/
Mécanique des roches et des sols,Mécanique des roches appliquée au génie civil, Cours et exercices corrigés
Muriel Gasc-Barbier, Didier Hantz, 2019, Sciences sup, Dunod.
Mathématiques: Outils mathématiques pour physiciens et ingénieurs, Jean-Marc Poitevin, 2022, Sciences sup, Dunod.

Les étudiants devront maîtriser les connaissances des modules de Licence Sciences de la Terre traitant de la Terre solide (tectonique, cartographie, pétrologie, minéralogie, géophysique, sédimentologie).

L'objectif du module est de présenter les grands contextes géodynamiques (extensifs, compressifs, décrochants), leurs caractéristiques et leur évolution dans le temps. Une ouverture sur la "géodynamique" des autres corps solides du système solaire est proposée.

Le module comporte des séances de cours magistraux mais également un important volume de TPs dédiés à la géodynamique d'un domaine polyphasée (le Languedoc). Ces Tps amènent à la découverte de cette région en utilisant les outils de la réalité virtuelle, de la cartographie numérique, de la tectonique traditionnelle. A l'issue des séances de TP, un rapport de synthèse est produit et évalué pour 50% de l'évaluation globale du module. Un examen écrit classique cloture le module (coefficient 50%).

Eléments de Géologie, DUNOD ed.

•Notions de base en géochimie (isotopes …)

Pas de prérequis.

Fournir des connaissances théoriques et pratiques de la plus part des méthodes géophysiques utilisées pour l’étude de la sub-surface.

L'UE est présentée sous la forme de 4 cours et de 4 TP/TD pour 4 méthodes d'imagerie géophysique appliquées à un site d'étude commun.

Bases de physique générale (mécanique du point, thermodynamique, mécanique des fluides, spectre électromagnétique)
Notions de chimie analytique

L'objectif de ce module est de fournir aux étudiants les bases de compréhension des conditions climatiques et physico-chimiques des atmosphères planétaires dans un contexte de climatologie et d'exobiologie comparées.

La première moitié du module aborde les ordres de grandeurs dans les atmosphères planétaires telluriques et les processus physiques à l'œuvre dans ces atmosphères : échappement, structure verticale et dynamique atmosphérique.
Les concepts sont appliqués sous la forme d'un projet : création d'une atmosphère fictive respectant les principes
physico-chimiques vus en cours, de façon quantitative si possible.

La seconde moitié du module concerne la chimie de surface des corps planétaires déchiffrée par les missions spatiales, et les interfaces atmosphère-surface dans le contexte exobiologique. Cette partie est organisée sous forme de cours illustrés par des travaux pratiques: des expériences sont menées sur les appareils de chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse dans un laboratoire de chimie planétaire.

Maîtriser la théorie et la pratique de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse.
Connaissance de la chimie de surface des planètes du système solaire.
Maîtrise des principes physiques et chimiques régissant les climats des planètes telluriques.
Connaissances sur les climats des planètes telluriques du système solaire (Vénus, Terre, Mars, Titan)

Les séances ont lieu sur le site de l'OVSQ à Guyancourt
Le cours se compose d'une partie dédiée à la physique des climats planétaires (cours et mini-projet portant sur la conception d'une atmosphère tellurique fictionnelle quantitativement réaliste), et d'une autre dédiée à l'exobiologie et à la chimie organique des surfaces et atmosphères du système solaire (cours et travaux pratiques évalués portant sur les techniques d'analyse chimique).

Le système solaire, Encrenaz, Bibring, Blanc, Barucci, Roques et Zarka, EDP Sciences/CNRS Éditions.
Fundamentals of Planetary Science, de Pater et Lissauer, Cambridge University Press
Les Mondes de Saturne, Charnoz, Guerlet, Le Gall, et Vinatier, Éditions Belin

Aucun pré-requis n'est nécessaire

• Formation et évolution des intérieurs et surfaces des planètes du système solaire.
• Contraintes isotopiques sur la structure interne des planètes et leur dégazage.
• Structure interne de la Terre (composition, température, minéralogie).
• Les différentes échelles de convection dans la Terre (Noyau et manteau).
• Volcanologie : processus et dépôts sur les surfaces planétaires.
• Régimes dynamiques des différentes planètes telluriques et des satellites.

L’objectif de ce module est de fournir aux étudiants d’une part, une connaissance de la structure interne et de la surface des planètes et des outils qui ont été mis en œuvre pour y parvenir (pétrologie expérimentale, géophysique, géochimie); d’autre part, une compréhension des processus physiques à l’œuvre à l’intérieur des planètes telluriques. Il sera abordé en outre le couplage aux interfaces noyau-manteau-hydrosphère-atmosphère. Le volcanisme et les conditions de dégazage des magmas sur les différentes planètes seront étudiés.

Le cours s’équilibre entre cours théoriques, exercices et démonstrations expérimentales. Les étudiants devront analyser un article et le présenter à l'oral

L’intérieur de la Terre et des planètes, Belin; 
Planétologie, Dunod; 
Treatise of Geophysics, Elsevier (en anglais); 
Encyclopedia of the solar system.

• 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

Des connaissances en physique des fluides seront un atout et en particulier sur la conservation de la masse, l’équation de Navier Stokes, les caractéristiques d’un fluide.

Le module de Dynamique de l’atmosphère et de l’océan vise à amener l’étudiant à comprendre la circulation de l’eau et de l’air (océans et atmosphère) sur Terre, ainsi que des phénomènes naturels observés dans l’atmosphère ou dans les océans.

A la fin de cette unité d’enseignement, les étudiants qui ont travaillé seront capables de :

1. Décrire et justifier la circulation de l’eau et de l’air (océans et atmosphère) sur Terre

2. Analyser des échelles spatiales et temporelles d’intérêt pour un phénomène observé, et plus précisément :

• Identifier des échelles spatiales et temporelles adaptées
• Trouver les ordres de gardeurs caractéristiques

3. Utiliser les outils mathématiques pertinents qui permettent d’expliquer la répartition spatiale des variables géophysiques sur Terre (salinité, température, …)

Le cours est organisé en 8 séances de 3h : 1 séance introductive, 3 séances dédiées à la dynamique de l’atmosphère, 3 séances dédiées à la dynamique océanique et une dernière séance dédiée à la soutenance de mini-projets. 

Les enseignements ont lieu à l'OVSQ.

• Physique-Chimie de l’atmosphère, Delmas Robert, Mégie Gérard, & Peuch Vincent-Henri, Belin. 2005
• An introduction to dynamic meteorology, James R Holton, Elsevier

•Avoir des notions en physique des ondes : longueur d’onde, fréquence, énergie, unités SI
•Savoir intégrer et dériver analytiquement des équations simples
•Savoir faire une analyse des unités pour vérifier l’adéquation des résultats obtenus avec ceux attendus.

A l’issue de cette unité d’enseignement, les étudiant(e)s seront capables de : 
1.Décrire les interactions entre la lumière et la matière (gaz, solide) et utiliser ces interactions pour caractériser les propriétés de la matière
2.Expliquer ce qu’est un corps noir et décrire un spectre de rayonnement
3.Quantifier le transfert de rayonnement dans un milieu (atmosphère/surface) en utilisant un programme informatique existant ou une solution mathématique analytique 
4.Formuler le domaine de validité des méthodes de caractérisation d’un milieu par la télédétection et les méthodes analytiques sous-jacentes
5.Expliquer les concepts physiques associés à l’effet de serre pour savoir répondre à certains arguments des climato-sceptiques

L'UE est structurée avec 6 séances de CM/TD (14h de CM, 7h de TD) et 2 séances de TP (7h):
Les thèmes abordés sont
- Les principes de base du transfert radiatif
- L'absorption et la diffusion du rayonnement
- Le corps noir et l'équation du transfert radiatif
- Le bilan radiatif, l'effet de serre et les rétroactions climatiques
- L'étude des surfaces
- Les différentes théories du transfert radiatif.
L'évaluation est composée des 2 notes de comptes rendus de TP, réalisés en binômes, et comptant pour 40% de la note finale et d'un examen sur table comptant pour 60% de la note finale.

-Principes physiques de la télédétection: applications à l’observation de la Terre et de son climat. H. Chepfer, L. Picon, M. Bonazoola, H. Brogniez, M. Chiriaco & S. Turquety,  Ed. Dunod Sciences Sup, 2023
-Radiative transfer in the atmosphere and ocean. G. Thomas and K. Stamnes, Ed Cambridge Univ. Press 2011
-An introduction to atmospheric radiation. K. Liou, Ed. Elsevier, 2002.
-Light scattering by small particles. H.C. Van de Hulst, Dover Publications Inc., 1981
-Hapke, B. Theory of reflectance and emittance spectroscopy Topics in Remote Sensing, Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1993

L3 en Géosciences ou Physique ou Chimie. Bases d'informatique et de mathématique de Licence.

La caractérisation des surfaces par télédétection est largement utilisée en géosciences et dans les disciplines connexes (environnement, urbanisme, géographie…) aussi bien dans les secteurs professionnels que en recherche fondamentale. Ce module a pour objectif d’initier les étudiants à la télédétection spatiale et aéroportée appliquée à différences domaines des Sciences de la Terre, de l’Univers et de l’Environnement (images visible/proche infrarouge mono- et multi-spectrales, images RADAR, données LIDAR altimétriques, données thermographiques...). Divers exemples d’interprétations géomorphologique, hydrologique, géologique et planétaire sont introduits au cours des différents TP, basés sur des outils informatiques (python).

L’ensemble du cours et des TPs s’appuie sur des données aériennes et satellitaires couvrant les bandes spectrales du visible, du proche infrarouge, de l’infrarouge thermique et du radar (photographie aérienne, SPOT, Landsat, Pléïades, Airsar, Radarsat,…).
Différents points seront abordés :
- Rappels de physique du rayonnement et de transfert radiatif
- Introduction au traitement du signal
- Acquisition des données de télédétection (spectroscopie, imagerie, topographie, radar...)
- Analyse de données numériques (amélioration d'image, classification, détection, quantification)

Les séances de cours sont entrecoupées par de nombreux TP durant lesquels les étudiants réaliseront des programmes informatiques en python pour le traitement et l'interprétation des données de télédétection. Un exercice de traitement de donnée sera réalisé par les étudiants en autonomie. En fonction du nombre d'étudiant, les TPs pourraient être dédoublés.

Précis de télédétection.Volume 1, Principes et méthodes / Ferdinand Bonn, Guy Rochon, Sillery : Presses de l'Université du Québec, 1992 (ISBN : 2-7605-0613-4)
Remote Sensing - Models and Methods for Image Processing / Robert A. Schowengerdt, 2007, (ISBN : 978-0-12-369407-2)

Thèmes abordés : 

Géomorphologie martienne
Géomorphologie des milieux volcaniques
Géomorphologie des milieux froids
Crises géomorphologiques et transitions climatiques
Risques naturels (cartographie, récurrence, processus)                            Glissement de terrain: stabilité et dynamique
Erosion fluviatile, érosion côtière

De nombreuses disciplines en science de la Terre et de l'Univers font appel à des approches géomorphologiques (hydrologie, étude des risques naturels, paléo-environnements, étude des reliefs et des bassins, planétologie, volcanologie,...).
Ce module vise à présenter les apports de la géomorphologie à la compréhension de notre environnement sur différents exemples d'étude. Les principales méthodes qualitatives et quantitatives seront ainsi abordées de façon concrète.