LDD1 Physique, Chimie

Spé Maths + Spé PC

Toutes les contenus font l’objet de cours, de travaux pratique et de travaux dirigés
- Réfraction et réflexion de la lumière, applications au dioptre plan et à la déviation par un prisme
- Notions d’image et de système optique
- Miroirs plan et sphériques
- Lentilles minces, vision humaine (œil) et principaux défauts de vision
- Association de lentilles minces et applications à des instruments d’optiques courants (téléobjectif, lunette d’astronomie, etc)
- Spectroscopie et couleurs : dispersion de la lumière à l’aide d’un prisme, spectre continu et discret du domaine visible, couleurs.

UE à forte composante expérimentale
1 CM d’introduction en amphithéâtre
9 séances de cours-TP-TD intégrés (durée variable 1h30 à 3h30) + 1 examen expérimental

- Cinématique et dynamique 2D :
• MUA : balistique, mouvement parabolique, portée, flèche.
• Pendule.
• Oscillateur harmonique 2D
• Mouvement circulaire uniforme et accéléré en cartésienne et polaire.                               - Repère de Frénet à 2D, coordonnées intrinsèques, abscisse curviligne, rayon de courbure, accélération tangentielle et normale.
• Mouvement circulaire uniforme et accéléré. Exemple : atome de Bohr
• Lois de Kepler dans le cas d’un mouvement circulaire.                                                                  • Interprétation de l’accélération tangentielle (mesure le changement de norme de la vitesse) versus accélération normale (mesure le changement de direction du vecteur vitesse) ; effet de l’inertie dans un mouvement courbe.
- Travail et énergie à plusieurs dimensions. Gradient à 2D. Lien entre force conservative et énergie potentielle à 2D.
• Exemple de la force de gravitation et du champ de pesanteur g
• Exemple de la force de Coulomb et du champ électrique, notion de potentiel électrique
• Équipotentielles vs lignes de champ (tracé dans les cas d’une charge, d’une paire de charges, de plaques chargées).                                                                                                                 - Moment d’une force et moment cinétique. Moment dynamique et théorème du moment cinétique.    - Mouvements à force centrale.
• Conservation du moment cinétique, mouvement plan, loi des aires
• Lois de Kepler
• Coniques : équations, parabole, hyperbole, ellipse, cercle.
• Potentiel effectif, nature de la trajectoire, signe de l’énergie.
- Charge électrique. Influence électrique. Électrisation par contact ou par frottement. Conducteurs vs Isolants. Conservation de la charge électrique. Charges des principales particules fondamentales.
- Force de Coulomb entre charges ponctuelles.
- Notion de champ scalaire vs champ de vecteurs (exemple : champ de pression, champ de vitesse), courbes de niveaux du champ scalaire (ex : cartes IGN).
- Champ électrique d’une distribution de charge discrètes, lignes de champ. Symétries du champ électrique. Principe de superposition.
• Application : Champ uniforme et MUA.
- 
- Dipôle électrostatique et moment dipolaire. Champ électrique et potentiel associé. Exemple de l’eau. Solvatation. Force et énergie potentielle pour un dipôle rigide en présence d’un champ extérieur.
- Notion de champ magnétique. Aimants versus électro-aimants. Expérience d’Oerstedt, courants d’Ampère.
- Force de Lorentz
• Rayon cyclotron.
• Spectromètres de masse.
- Changements de référentiel : notion de référentiel, vecteur rotation, composition des vitesses et des accélérations, forces d’inertie d’entraînement, de Coriolis,
• Cas particulier : translation de R’ par rapport à R
• Cas particulier : rotation uniforme de R’ par rapport à R autour d’un axe fixe
• RFD en référentiel non galiléen, force centrifuge lors d’une rotation.
• Théorème de l’énergie cinétique en référentiel non galiléen

Maîtriser la mécanique du point à 2 dimensions (balistique, mouvement à force centrale). Comprendre les force électromagnétiques, la notion de champ électrique et magnétique, de potentiel électrique pour des systèmes de charges discrètes.

- Cinématique: position, vitesse (moyenne vs instantanée), accélération en coordonnées cartésiennes, lois horaires; mouvement rectiligne uniforme, mouvement uniformément accéléré.                                - Notion de force (composantes d'une force, exemples : pesanteur, gravitation, frottement solide, visqueux, force de rappel) et statique (équilibre sous l'action de 2 forces, de 3 forces [triangle des forces]).                                                                                                                                                          - Lois de Newton: 1ère loi , notion d'inertie, notion de référentiel galiléen; 2è loi (contraster   [Newton] versus  [Aristote] ); 3è loi. 
- Applications:
• (1) MUA à 1D dans un champ de pesanteur, sur un plan incliné.
• (2) oscillateur harmonique: 1D, oscillations libres.                                                       - Puissance d’une force. Travail d’une force constante. Travail d’une force conservative (poids et oscillateur harmonique). Energie cinétique, potentielle, mécanique. Théorème de l’énergie cinétique, conservation de l’énergie mécanique. Équilibre stable ou instable. Oscillations au voisinage d’un équilibre stable.                           -  Phénomène de résonance (oscillateur forcé) : nombreux exemples (verre, balançoire). Résolution en complexe dans la limite de faible dissipation. Puissance dissipée.             

  - Conservation de la quantité de mouvement.
- Composition des vitesses à 1D

Maîtriser les bases de la mécanique du point à une dimension (cinématique, dynamique, énergétique), de la statique

Cours amphi: 24h.

TD 24h

Le but de cette UE est d’initier les étudiants à la mesure physique et à l’instrumentation qui permet cette mesure.

Nous développerons en particulier

les bases du régime permanent et les lois fondamentales de l’électronique (de conservation du flux et de l’énergie) les bases du régimes variables (transitoires et établis), les notions d’impédances, de régime fréquentiel, de diagramme de Bode  (filtres d’ordre 1 et 2, module et phase les amplificateurs opérationnels pour l’adaptation en impédance, l’amplification et le filtrage actif

Concevoir, re´aliser et caracte´riser des syste`mes fonctionnels du domaine du ge´nie e´lectrique

Collaborer et travailler de fac¸on autonome Choisir, manipuler et utiliser les techniques et outils de manie`re autonome en vue de la re´solution d’une proble´matique liée à l'instrumentation

UE : Atomes, molécules, solides du S1

1. Isomérie plane et stéréoisomérie configurationnelles
 1.1. Isomérie plane ou de constitution
 1.2. Stéréoisomérie configurationnelle
 1.3. Activité optique
 1.4. Représentation de Fischer et nomenclature D/L
2. Stéréoisomérie conformationnelle 
 2.1. Rappel sur les différentes liaisons chimiques et leur géométrie
 2.2. Cas des composés acycliques
 2.3. Cas des composés cycliques
 2.4. Equilibres chaise-chaise et forme la plus stable
3. Réactivité chimique, types de réaction et écriture de mécanismes réactionnels
 3.1. Notion de mécanisme réactionnel
 3.2. Mouvement/interactions des molécules et réaction chimique
 3.3. Théorie de l'état de transition
 3.4. Réactions élémentaires et réactions complexes
 3.5. Formalisme d'écriture des mécanismes réactionnels
 3.6. Classification des mécanismes
 3.7. Classification des réactifs
 3.8. Classification des transformations chimiques
 3.8. Stabilité des acides et des bases
 3.9. Notion de bon groupe partant ou de bon nucléofuge
 3.10. Mécanisme réactionnel et stabilité des intermédiaires réactionnels
 3.11. Force des nucléophiles et des électrophiles
4. Détermination de structure par spectroscopie infra-rouge et RMN 1H
 4.1. Interaction rayonnement-matière
 4.2. Principe de la spectroscopie vibrationnelle infra-rouge (IR)
 4.3. Les fonctions chimiques et les zones d'élongation caractéristiques
 4.4. Principe de la résonance magnétique nucléaire 1H (RMN)
 4.5. Les données accessibles et identifiables sur un spectre RMN 1H
 4.6. Notion de protons chimiquement équivalent
 4.7. Notion de protons voisins et de couplage scalaire
 4.8. Stratégie d'analyse d'un spectre RMN 1H

OAV 1 : Différencier les isomères et stéroisomères et déterminer leurs configurations.
• Sous OAV1-1 : En distinguant les isomères de constitutions des stéréoisomères
• Sous OAV1-2 : En écrivant une représentation tridimensionnelle (Cram, Newman, équilibre chaise-chaise, Fischer) de molécules organiques
• Sous OAV1-3 : En différenciant les stéréoisomères de conformation des stéréoisomères de configuration et en déterminant précisément le type de stéréoisomérie (conformère, énantiomère, diastéréoisomère)
• Sous OAV1-4 : En déterminant les descripteurs des centres stéréogènes et des doubles liaisons sur des molécules simples et déterminer si une molécule est chirale
• Sous OAV1-5 : En déterminant le conformère le plus stable d’un composé organique et le représenter.
OAV 2 : Identifier les catégories de réaction chimiques et les propriétés des partenaires réactionnels.
• Sous OAV2-1 : En classant des espèces selon leur réactivité (oxydant/réducteur, acide/base, nucléophile/électrophile).
• Sous OAV2-2 : En identifiant les sites réactionnels sur des composés organiques
• Sous OAV2-3 : En uilisant le formalisme d’écriture des mécanismes réactionnels
• Sous OAV3-4 : En identifiant les catégories de réactions chimiques
• Sous OAV2-5 : En comparant la stabilité de composés organiques
• Sous OAV2-6 : En classant des molécules organiques selon leur acidité, basicité, électrophilie, nucléophilie
OAV 3 : Identifier les fonctions et la structure de composés organiques simples par spectoscopie IR et RMN 1H
• Sous OAV3-1 : Décrire le spectre IR et RMN 1H d’un composé organique
• Sous OAV3-2 : Utiliser le spectre IR d’un composé pour identifier ses fonctions chimiques
• Sous OAV3-3 : Décrire et utiliser le spectre RMN 1H d’un composé organique pour proposer une formule développée de ce composé
• Sous OAV3-4 : Proposer l’allure du spectre RMN 1H d’un composé organique simple.
OAV 4 : Mettre en place une réaction chimique, la suivre et isoler le produit désiré
• Sous OAV4-1 : En choisissant la verrerie adaptée à la manipulation et en suivant un protocole
• Sous OAV4-2 : En suivant l'avancement de la réaction / de la purification par séparation des composés sur chromatographie sur couche mince
• Sous OAV4-3 : En réalisant une extraction liquide-liquide à l’aide d’une ampoule à décanter
• Sous OAV4-4 : Mettre en place un protocole de purification chimique (recristallisation et/ou distillation)
• Sous OAV4-5 : EN vérifiant la pureté du produit obtenu par la détermination de son point de fusion

12 h de cours, 15 h de TD et 8h de TP en présentiel.
Le contrôle continu est organisé sous forme d'interrogation écrites et orales en séances de TD mais aussi en ligne sur un créneau spécifique.
Des activités supplémentaires en ligne sont proposées mais non obligatoires (jeux, quizz, exercices)

V. Alezra « Toute la chimie pour bien commencer sa licence »
N. Rabasso « Chimie Organique Généralités, Etudes des Grandes Fonctions et Méthodes Spectroscopiques »
S. Warren, J. Clayden, N. Greeves, P. Wothers « Chimie Organique »

Programme physique-chimie du lycée

Première partie : Acquisition des compétences de base nécessaire à l’étude des réactions chimiques en solutions
- Formation d’une solution (définition de solution, propriétés physico-chimique du solvant eau, dissolution et solubilité, électro-neutralité des solutions ioniques, unités de concentration)
- Réactions en solution (écrire une équation chimique, conservation de la matière, avancement d’une réaction, bilan de matière et rendement d’une réaction (notion d’avancement, réactif limitant, domaine de variation d’avancement, taux d’avancement, tableau d’avancement molaire, calcul de rendement)
- Généralités sur les acides et les bases (définitions selon les théories d’Arrhenius et de Brønsted-Lowry, couple acido-basique, réaction acide-base, dissociation des acides et bases : espèce faible et espèce forte, constante d’acidité (Ka) et échelle logarithmique (pKa) : stabilité des espèces chimiques.

Seconde partie : Les principes de la thermodynamique et applications aux réactions chimiques
- Gaz parfaits (énergie interne, pression, température, équation d'état, gaz parfaits polyatomiques, mélange de gaz parfaits)
- Chaleur et calorimétrie – Grandeurs de réaction (la chaleur, l’énergie des chimistes : chaleur et température, réaction chimique et échange de chaleur, changements d’état, transformation exothermique ou endothermique ; calorimétrie : capacité thermique, mesure d’une quantité de chaleur)
- Les trois principes de la thermodynamique  (premier principe : énergie totale d'un système, variables et fonctions d’état, réacteur isochore isotherme et variation d’énergie interne, réacteur isobare isotherme et variation d’enthalpie, changements d’état ; second principe : entropie, second principe pour les systèmes fermés, bilans d’entropie pour les transformations réversibles, relation entropie-chaleur ; troisième principe de la thermodynamique : variation de l’entropie avec la température, influence de l’état physique, influence du numéro atomique, influence du nombre d’atomes, influence de la structure)
- Applications des principes de la thermodynamique aux réactions chimiques (grandeur de réaction : variation d’énergie interne ou d’enthalpie et avancement de la réaction, transfert thermique causé par la transformation chimique, relation quantité de chaleur-grandeur de réaction ; état standard : état standard d’un élément, capacité thermique standard, énergie interne et enthalpie standard de réaction, enthalpie standard de changement d’état ; définitions des réactions conventionnelles : enthalpie et entropie de formation, enthalpie et entropie de combustion, cycle de Hess ; grandeurs de liaison et de dissociation ; transformation chimique et température : influence de la température sur les grandeurs de réaction, température de fin de réaction, températures de flamme et d’explosion)

Décrire un système en phase homogène, hétérogène et en particulier les solutions.
Écrire et équilibrer une réaction chimique
Construire, employer, manipuler un tableau d’avancement. Calculer des quantités de matières, identifier le réactif limitant, calculer un rendement.
Donner la définition d’un acide et d’une base, décrire les caractéristiques d’un couple acido-basique, identifier la stabilité des espèces chimiques en fonction du pH.
Gaz parfaits : énergie interne, pression, température, équation d'état, gaz parfaits polyatomiques, mélange de gaz parfaits.
Mémoriser, énoncer le premier, le second et le troisième principe de la thermodynamique pour des systèmes fermés.
Identifier et employer une fonction et/ou une variable d’état.
Employer les principes de la thermodynamique dans le cas des transformations réversibles d'un gaz parfait.
Calculer, en fonction de la température, les variations d’énergie interne, d’enthalpie et d’entropie pour une transformation réversible d'un gaz parfait.
Distinguer température et chaleur, expliquer le lien entre chaleur et réaction chimique, expliquer le lien entre chaleur et changement d’état, définir en quoi une réaction chimique est exothermique ou endothermique.
Décrire une mesure calorimétrique. Calculer les échanges de chaleur permettant de déterminer les constantes calorifiques.
Définir une grandeur de réaction et expliquer son lien avec la chaleur associée à la transformation chimique.
Énumérer les états standards et définir les grandeurs standard.
Définir et expliquer les réactions conventionnelles : formation et combustion.
Décrire et interpréter le signe des grandeurs de réaction
Schématiser un chemin de transformations permettant de décrire de façon réversible toute transformation chimique.
Calculer les grandeurs de réactions à partir des réactions conventionnelles et des cycles.
Définir et expliquer les grandeurs de liaison et de dissociation. Calculer les grandeurs de réactions à partir de ces grandeurs.
Schématiser et calculer l’effet de la température sur les grandeurs de réaction.
Calculer une température de fin de réaction.

Enseignement de type classe inversée avec ressources pédagogiques fournies. Des séances de type questions/réponses sur les notions de cours se feront en promotion entière, complétées par des séances classiques de travaux dirigés et une séance de travaux pratiques.

Toute la chimie pour bien commencer sa licence, V. Alezra, de Boeck Supérieur ; Principes de chimie, P. W. Atkins, L. Jones, L. Lavermann, de Boeck Supérieur ; Thermochimie, C. Picard, Bibliothèques des Universités ; Modern Thermodynamics : from heat engines to dissipative structures, D. Kondpudi, I. Prigogine, John Wiley & Sons.

Chimie : 
Composition de l’atome, quantités de matière et concentrations, équilibrage de réactions chimiques, terminologie de la verrerie « standard » (béchers, éprouvettes, pipettes,…)
Physique : 
Conversion d'unité, interaction coulombienne, énergies potentielle et cinétique
Mathématiques : 
   - Géométrie : vecteurs et combinaison de vecteurs, géométrie 3D (polyèdres réguliers simples), trigonométrie.
   - Algèbre : puissances de 10, fractions, résolution d'équations du premier et second degré
   - Analyse : fonction d'une variable : variations, dérivée, représentation graphique, détermination d’équations de droites (pente, ordonnée à l’origine), fonctions logarithme et exponentielle.

1 Spectroscopie des hydrogénoïdes
- Dualité onde-corpuscule
- Les modèles de l’atome jusqu'au modèle de Bohr
- Quantification de l’énergie électronique
- Transitions électroniques, séries d’émission
2 Atomes polyélectroniques et classification périodique
- Description quantique des électrons (Orbitales atomiques)
- Configuration électroniques et exceptions
- Évolution des propriétés au sein de la CP
- Polarité d’une liaison et caractère ionique, moment dipolaire
3 Liaisons, molécules et géométrie
- Méthodes de Lewis, VSEPR, Cram
- Description détaillée des liaisons fortes
4 Les états de la matière
- Solide, liquide, gaz, plasma et transformations associées
- Concepts de cristal et d’amorphe 
- Structures et empilements
5 Propriétés et applications des solides
- Approfondissement empilements/structures
- Propriétés physiques liées au type de liaison
6 Les molécules organiques
- Formules brutes et représentation, fonctions chimiques et insaturations
- Nomenclature systématique IUPAC des composés organiques
- Description détaillée des liaisons chimiques
- Géométrie des molécules organiques et hybridation
- Mésomérie et effets électroniques, aromaticité
- Les liaisons faibles
7 Les complexes métalliques
- Définitions (métal, ligand et complexe de coordination)
- Les différents types de ligands
- Le modèle ionique et le degré d’oxydation
- Nomenclature des complexes

Partie I
- Connaître les constituants de l’atome et l'évolution de sa description
- Connaître les modalités principales de l'interaction rayonnement-matière
- Être capable de calculer l'énergie d'un atome d'hydrogène ou d'un ion hydrogénoïde
- Être capable de calculer des énergies de transition atomiques (absorption, émission, ionisation) 
- Connaître les fondements de la physique quantique et savoir appliquer celle-ci à l'atome d'hydrogène
- Savoir décrire les orbitales atomiques de l'atome d'hydrogène
- Être capable d’écrire la configuration électronique d’un atome polyélectronique
- Connaître l'origine des éléments chimiques,
- Être capable de décrire et d’utiliser le tableau périodique et d’en déduire l’évolution des propriétés des atomes 
- Être capable d’écrire une représentation de Lewis d’une molécule et ses formes mésomères, ainsi que sa géométrie VSEPR 
- Être capable de déterminer l’existence d’un moment dipolaire dans une molécule et sa valeur dans des cas simples
- Savoir expliquer la cohésion de la matière par les liaisons appropriées et décrire les 4 états
- Savoir décrire les solides cristallins
- Connaître la notion de matériaux, savoir décrire les propriétés de quelques exemples simples de matériaux.

Partie II
Savoir déterminer le nom en nomenclature IUPAC des molécules polyfonctionnelles organiques.
- En écrivant une structure développée, semi-développée et topologique de toutes molécules organiques
- En identifiant les fonctions ou groupements fonctionnels et déterminer la fonction principale
- En classant les groupements fonctionnels par priorité décroissante
- En employant les préfixes et suffixes associées aux fonctions, substituants et insaturations
- En déterminant le nom des molécules polyfonctionnelles en nomenclature IUPAC

Savoir prédire la géométrie d’une molécule et l’état d’hybridation associé des atomes et représenter ses formes.
- En écrivant la structure de Lewis des molécules organiques
- En déterminant l'hybridation des atomes de C, O et N dans des molécules simples et déterminer l’orbitale dans laquelle se trouve le doublet non liant de l’azote.
- En décrivant les effets électroniques de groupements dans molécules organiques
- En identifiant les systèmes conjugués et aromatiques et représenter ses formes mésomères éventuelles

Savoir déterminer le nom en nomenclature IUPAC des complexes de coordination.
- En identifiant le métal, les ligands et contre-ions d’un complexe de coordination chargé
- En employant les noms des ligands et contre-ions associés
- En déterminant le nom des complexes de coordination chargés

27 h en CM.
33.5 h en TD dont 8 h de soutien/renforcement via des séances de TD informatisés (WIMS et VESTA).
12 h en TP.

1. Vecteurs propres et valeurs propres associées. Diagonalisation.
2. Fonctions à plusieurs variable. Deuxièmes dérivées. Hessienne. Points extremaux.
3. Équations différentielles (notamment linéaires).

Apprendre des bases d’analyse et théorie spectrale en dim 2 ou plus.

Acquisition des méthodes et principaux résultats d'algèbre linéaire dans l'espace R^n.
Comprendre et mettre en oeuvre l'algorithme de résolution d'un système linéaire.
Acquisition du calcul matriciel en lien avec la notion d'application linéaire.
Mise en oeuvre de raisonnements s'appuyant sur les notions de sous-espace vectoriel, de base, dimension et rang.

Acquisition des méthodes et principaux résultats d'algèbre linéaire dans l'espace R^n.
Comprendre et mettre en oeuvre l'algorithme de résolution d'un système linéaire.
Acquisition du calcul matriciel en lien avec la notion d'application linéaire.
Mise en oeuvre de raisonnements s'appuyant sur les notions de sous-espace vectoriel, de base, dimension et rang.

- ensembles, logique, quantificateurs; - rappels sur nombres réels et complexes; -fonctions et graphes; - limites et continuité; - la dérivée et le développement limité; - courbes paramétrées; -- propriétés de fonctions continues et dérivables; extrema; - intégration; -équations différentielles.

Apprendre les bases d'analyse (fonctions d'une variable)

Attendus de l'UE Langue-Anglais1 : Niveau B1 minimum dans les 5 compétences linguistiques

ANGLAIS GÉNÉRAL. Cette UE s'inscrit dans une approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension
orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) avec un travail sur la prononciation des sons voyelles. L'interaction se fait à travers des documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur la problématique de l'éducation et de l'enseignement supérieur et un scénario de communication. La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours.

Le travail se fera par groupes de niveau.

1- Atelier : Lab'Oratoire, posture et savoir-être - 6h (au S1) Descriptif : Cet atelier propose à l'étudiant d’engager une réflexion personnelle sur lui et sur ce qui l'anime dans sa vie, et de l'aider à développer une meilleure connaissance de lui-même et à cultiver sa confiance en lui. Il l'invite à observer sa place dans le monde d’aujourd’hui, à réfléchir sur ses choix passés ou à venir et à repenser son rapport aux autres. Ce travail de reconnaissance de soi a son importance à l’heure d’aujourd’hui pour aider l'étudiant à faire des choix qui lui ressemblent et à mieux se projeter vers son avenir. Ce module lui offre ainsi l’opportunité de pouvoir exercer sa liberté à construire un projet de vie personnelle et professionnelle qui lui correspond. L’objectif de cet atelier est de permettre à l’étudiant d’acquérir la maîtrise de l'éloquence et de sa prestance, pour savoir structurer sa pensée à l'oral, incarner sa posture au service de son propos, via un travail sur la voix, la posture, la confiance en soi et la gestion du stress, ainsi qu’une mise en pratique autour d'exercices oratoires visant à porter son projet à l’oral et l’ancrer. Compétences :

Structurer sa pensée à l’oral.
Mieux se connaître.
Travailler sa confiance en soi.

2- Journée Découverte Métiers (au S1) 3- Présentation des poursuites d'études 4- Orientation individualisée

ANGLAIS GÉNÉRAL. Cette UE s'inscrit dans une approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension
orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) avec un travail sur la prononciation des sons voyelles. L'interaction se fait à travers des documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur la problématique de l'environnement et du développement durable et un scénario de communication dans le cadre d'un projet tout au long du semestre. La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du projet.
Le travail se fera par groupes de niveau.

Compétences à acquérir [habilitation] :
Attendus de l'UE Langue-Anglais1 : Niveau B1 minimum dans les 5 compétences linguistiques

Séance 1
La théorie de la Terre plate

Séance 2
Le dimorphisme sexuel du cerveau

Séance 3
Les ondes gravitationnelles

Séance 4
Le transhumanisme entre économies de la promesse, imaginaires, et pratiques technoscientifiques

Séance 5
Sujet : Le transhumanisme (le procès fictif)

1- Atelier : Lab'Oratoire, posture et savoir-être - 6h (au S1)
Descriptif : Cet atelier propose à l'étudiant d’engager une réflexion personnelle sur lui et sur ce qui l'anime dans sa vie, et de l'aider à développer une meilleure connaissance de lui-même et à cultiver sa confiance en lui. Il l'invite à observer sa place dans le monde d’aujourd’hui, à réfléchir sur ses choix passés ou à venir et à repenser son rapport aux autres.
Ce travail de reconnaissance de soi a son importance à l’heure d’aujourd’hui pour aider l'étudiant à faire des choix qui lui ressemblent et à mieux se projeter vers son avenir. Ce module lui offre ainsi l’opportunité de pouvoir exercer sa liberté à construire un projet de vie personnelle et professionnelle qui lui correspond.
L’objectif de cet atelier est de permettre à l’étudiant d’acquérir la maîtrise de l'éloquence et de sa prestance, pour savoir structurer sa pensée à l'oral, incarner sa posture au service de son propos, via un travail sur la voix, la posture, la confiance en soi et la gestion du stress, ainsi qu’une mise en pratique autour d'exercices oratoires visant à porter son projet à l’oral et l’ancrer.
Compétences :

Structurer sa pensée à l’oral. Mieux se connaître. Travailler sa confiance en soi.

2- Journée Découverte Métiers (au S1)
3- Présentation des poursuites d'études
4- Orientation individualisée

L'UE se réparti sur 10 séances. Après un introduction, nous travaillons les ordres de grandeur et la modélisation (schématisation, calcul littéral,...). Nous effectuons ensuite deux cycles de trois séances théorie/expérience/traitement de données. Une séance est consacrée aux incertitudes et à la rédaction d'un CR de TP.

Il s'agit d'acquérir les réflexes liés à la méthodologie scientifique et à la comparaison entre modèle et expérience. Nous y travaillons les outils méthodologiques pour apprendre à développer des modèles prédictifs puis à mettre en place les expériences nécessaires à leur vérification. Enfin, nous travaillons le traitement de données sous python pour comparer quantitativement et qualitativement théorie et expérience.

6 séances de TD, 2 séances de TP et 2 séances de traitement de données

TP Méca 1. Mouvement uniforme et uniformément accéléré : 4H
Ce travail pratique consiste à nous familiariser avec le principe fondamental de la dynamique. Il consiste à mesurer la vitesse d’un mobile sur un banc à coussin d'air soit après avoir projeté librement soit sous l’action d’une force constante.
TP Méca 2. Collisions à 1D : 4H
Ce travail expérimental aborde l’étude du choc élastique et non-élastique lors de la collision de deux mobiles sur un banc à coussin d’air. Il consiste à vérifier la conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie de différentes collisions.

TP Thermo 1. Calorimétrie : 4H
Le premier objectif est mesure la capacité thermique de l’eau à l’aide d’un calorimètre et d’une résistance chauffante. Dans une deuxième partie, on mesure la capacité thermique de quelques alliages (vérification de la loi de Dulong et Petit). On évalue également les pertes thermiques du calorimètre.
TP Thermo 2. Gaz parfaits : 4H
Dans ce TP, on vérifie que l’air obéit convenablement à la loi des gaz parfaits et on mesure son coefficient adiabatique ?. La loi des gaz parfaits est vérifiée par deux expériences, l’une mesurant p=f(V) à T constante, l’autre p=f(T) à V constant. Le coefficient ? est déduit de l’expérience de Clément-Desormes d’une part, et de l’expérience de Rückhardt d’autre part.

TP Magnétostatique : 4H
Dans ce TP, on mesure le champ magnétique créé sur l’axe d’une bobine plate parcourue par un courant continu à l’aide d’une sonde de Hall. On mesure ensuite le champ créé par l’association Ensuite, on monte en série deux bobines parallèles et on mesure le champ pour différentes distances entre les bobines : on vérifie ainsi la quasi-uniformité en configuration de Helmholtz. On utilise ensuite cette configuration pour évaluer l’intensité de la composante horizontale du champ magnétique terrestre.

5 TPs de Chimie complètent le programme.

A travers plusieurs expériences différentes, mise en oeuvre des principes abordés dans l'UE méthodologie:

rédaction d'un compte-rendu scientifique: objectifs, expériences, résultats, conclusion analyse des résultats et prise en compte des incertitudes tracé de graphes avec un choix judicieux des variables à représenter, des échelles à utiliser et des courbes théoriques avec lesquelles comparer

Lois d’évolution
Objectifs : Utiliser différents exemples de physique ou de chimie pour mettre en place une approche mathématique satisfaisante à base d’équations différentielles, résoudre les ou (l’) équations différentielles introduites et savoir interpréter la ou les solutions trouvées.
Evolution spontanée d’un système : Radioactivité et filiation, Cinétiques chimiques
Réponse à une sollicitation créneau et à une sollicitation sinusoïdale, utilisation de la notation complexe : circuit RC, échanges thermiques
Oscillateur harmonique : oscillations libres et forcées.

Utiliser différents exemples de physique ou de chimie pour mettre en place une approche mathématique satisfaisante à base d’équations différentielles, résoudre les ou (l’) équations différentielles introduites et savoir interpréter la ou les solutions trouvées.

Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.

Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.

Responsable: Jérémy NEVEU

L’objectif est d’étudier et d’analyser plusieurs sujets d’actualité qui mobilisent des sciences et des techniques et sont l’objet de nombreux débats publiques et/ou de controverses scientifiques, en se concentrant sur les acteurs du débat, leurs arguments et les différents enjeux sous-jacents à leur engagement. Chaque année, les sujets sont choisis collectivement par les étudiants. Parmi ceux traités, on peut trouver l’euthanasie, le renouvellement du parc nucléaire français, les modifications génétiques du vivant, l’interdiction des pesticides néonicotinoïdes, la conquête de Mars, l’intelligence artificielle, etc.

• Questionner les enjeux scientifiques, éthiques et sociétaux liés au développement de nouvelles technologies dans nos sociétés.
• Développer un sens critique.
• Identifier, sélectionner diverses ressources spécialisées et fiables pour comprendre et documenter un sujet.
• Travailler de façon autonome et en équipe de façon responsable.
• Préparer un exposer oral via des outils numériques.

Ce module aura la forme d’un Cours-TD, réparti en 12,5h avec l’enseignant et 12,5h de travail en autonomie (individuel ou collectif). Chacune des séances en autonomie donne lieu à la réalisation d’un travail (devoir écrit, recherche ou présentation orale collective) qui compte pour le contrôle continu. 

L’objectif général de l’UE est de proposer un travail de réflexion sur l’argumentation et enjeux scientifiques en société à partir de sujets d’actualité. Les étudiants ont à effectuer un travail de veille et de prospection dans divers media (presse/radio/internet). Leurs recherches sont ensuite présentées en classe et analysées de manière critique. Il s’agit d’abord, dans un premier temps, d’effectuer un travail sur les sources (leurs différentes nature / leur crédibilité / comment vérifier une source, etc…) ainsi que sur les choix des différents sujets d’actualité. Dans un deuxième temps, une fois les sujets choisis collectivement, il s’agit d’en préciser les problématiques, d’effectuer une cartographie des différents acteurs impliqués dans ces controverses, puis de déconstruire leurs différentes argumentations. Des travaux d’historiens ou de sociologues des sciences sont également étudiés afin de mettre en perspective historique les différents enjeux sous-jacents à ces débats. 

Ce module est à considérer comme un plus pour ceux qui veulent rejoindre un concours d’ingénieur ou concours enseignement.

Lecture de la presse généraliste et/ou scientifique
Attention portée à différents médias audio-visuels

Le projet est une initiation et un entraînement à la démarche de recherche scientifique qui doit conduire les étudiants à poser des questions avant de tenter d’y répondre et à rechercher des compromis comme le font habituellement les ingénieurs, chercheurs et scientifiques. Ce projet est conduit en équipe dont le travail collectif est centré sur une véritable démarche scientifique réalisée de façon concrète. Un thème générique sera proposé chaque année: "Symétries" en 2018, "Stabilité" en 2019, "La science au 19ième siècle" en 2020. L’analyse du réel de faits, de processus,…, doit permettre de dégager une problématique en relation explicite avec le thème proposé. La recherche d’explications comprend une investigation mettant en oeuvre des outils et des méthodes auxquels on fait appel généralement dans le travail de recherche scientifique: observation, éventuellement réalisation pratique d’expériences, modélisation, formulation d’hypothèses, simulations, validation ou invalidation de modèle par comparaison au réel, etc.
Un suivi régulier du travail de l’équipe où la contribution de chacun des membres devra apparaître clairement sera piloté par le responsable du module. Le rendu final sera un film type « you tube » présenté lors d’un tournoi final regroupant toutes les équipes concernées par ce module.

Conduite de projet en équipe
Recherches bibliographiques
Communication scientifique
Réalisation vidéo
Sensibilisation à la protection des données