LDD3 Physique cursus magistère

L’objectif est de compléter l’enseignement de mécanique quantique du premier semestre. 

On discutera les points suivants :

• Transitions entre niveaux : méthode des perturbations dépendant du temps, application à l’interaction matière-rayonnement, couplage à un continuum et règle d’or de Fermi
• L’expérience de Stern et Gerlach : modèle de mesure en mécanique quantique
• Spin 1/2 : électron, noyaux et résonance magnétique
• Intrication, paradoxe EPR et inégalités de Bell
• Addition des moments angulaires : états triplet et singulet de deux spins 1/2, cas général
• Méthodes d’approximation : théorie des perturbations stationnaires, méthode des variations
• Hydrogène : structure fine et hyperfine
• Particules identiques : statistiques quantiques, bosons et fermions, interaction d’échange, quelques applications

L’objectif est de compléter l’enseignement de mécanique quantique du premier semestre. 

On discutera les points suivants :

• Transitions entre niveaux : méthode des perturbations dépendant du temps, application à l’interaction matière-rayonnement, couplage à un continuum et règle d’or de Fermi
• L’expérience de Stern et Gerlach : modèle de mesure en mécanique quantique
• Spin 1/2 : électron, noyaux et résonance magnétique
• Intrication, paradoxe EPR et inégalités de Bell
• Addition des moments angulaires : états triplet et singulet de deux spins 1/2, cas général
• Méthodes d’approximation : théorie des perturbations stationnaires, méthode des variations
• Hydrogène : structure fine et hyperfine
• Particules identiques : statistiques quantiques, bosons et fermions, interaction d’échange, quelques applications

• Des équations de Maxwell à l’optique : Ondes planes, Optique matricielle, Cavités optiques, Diffraction (ondes planes et sphériques), Guides d’ondes, Causalité et dispersion
• Matériaux anisotropes et lumière : Propagation dans un milieu anisotrope, Polarisation et ondes planes, Biréfringence circulaire

Le cours propose une introduction à la physique statistique, à partir du postulat fondamental de la physique statistique et la description détaillée de l'ensemble microcanonique. Les notions essentielles sont introduites (entropie, température, pression, ...). Le problème important du relâchement des contrainte(s) est discuté en détail, ce qui permet de donner un éclairage probabiliste sur la notion d'irréversibilité. On aborde ensuite la description des systèmes non isolés, à travers la présentation des ensembles canonique et grand canonique.

C'est dans ce cadre que l'on peut aborder quelques problèmes physiques intéressants. Après quelques propriétés des gaz (monoatomique, diatomique) étudiés dans un cadre semi-classique, on décrit la thermodynamique des oscillateurs harmoniques (vibration des corps solides et rayonnement du corps noir). Le cours se clôt par une introduction aux transitions de phase. La phénoménologie de la transition liquide-gaz est rappelée afin d'insister sur les analogies avec la transition paramagnétique- ferromagnétique qui est étudiée plus en détail.

Le but de ce cours est de d’offrir une initiation à la relativité restreinte et aborde les points suivants :

• Postulats de la Relativité restreinte
• Structure de l’espace-temps & transformation de Lorentz
• Quadrivecteurs. Dynamique relativiste et collisions
• Tenseur électromagnétique et équations de Maxwell

Ce cours propose une introduction aux formulations lagrangienne et hamiltonienne de la mécanique, dont les concepts et le formalisme sont utilisés dans de nombreux autres cours. Y sont introduits : les équations d'Euler-Lagrange et d'Hamilton, les principes variationnels, la prise en compte des contraintes, les grandeurs conservées et le rôle des symétries.

Après une discussion générale sur l'évolution temporelle pour un système conservatif, les techniques de résolution des équations sont abordées, comme les transformations canoniques, l'équation de Hamilton-Jacobi, les crochets de Poisson ou les méthodes d'approximation.

Parmi les applications proposées, on trouve le traitement des petites oscillations, la rotation des solides, le problème à deux corps, et les liens avec la mécanique quantique.

L'objectif de ce cours est d'acquérir une solide connaissance des bases de la mécanique quantique.

On discutera en particulier les points suivants :

• Phénomènes quantiques
• Principes, postulats et mesure en mécanique quantique
• Formalismes de Schrödinger et de Dirac
• Symétries, invariances et lois de conservation
• Oscillateur harmonique
• Moments cinétiques orbital et de spin
• Atome d'hydrogène

Cet enseignement part des équations de Maxwell et aborde les points suivants :

• Propriétés du champ électromagnétique : énergie, impulsion et moment cinétique du champ. Onde électromagnétique dans le vide
• Électrostatique et magnétostatique
• Induction électromagnétique
• Milieux diélectriques et magnétiques : étude microscopique et macroscopique. Propagation dans les milieux diélectriques
• Systèmes rayonnants : source oscillante, antennes et charges en mouvement

- Un niveau d’anglais scientifique de base permettant de lire les documents scientifiques fournis
- Programme de chimie générale et de physico-chimie de niveau L1 à L3.

L’UE fonctionne sous la forme de séances de cours où les différents thèmes seront introduits et expliqués. A la suite, les étudiants sont répartis par groupes de 4-5 (au max.) avec un sujet bibliographique alloué à chaque groupe, et une problématique à résoudre. Ces sujets (en lien direct avec les thèmes abordés en cours) sont accompagnés de documents scientifiques (articles, extraits de livres ou de thèses, en anglais et en français) que chaque groupe doit étudier (une grille de lecture et un questionnaire les guident dans cette étude) pour en faire une synthèse critique sous forme d’un court rapport écrit et d’une présentation orale qui se fera en présence de l’ensemble des étudiants de l’UE. Des séances de TD sont consacrées à aider et guider chaque groupe dans son étude bibliographique.
Thèmes principaux proposés : 
- "Poussières et gaz dans le milieu interstellaire" : les briques initiales. Focalisation sur la photochimie des glaces et la confrontation entre simulations numérique et expérimentale, et observations astrophysiques. 
- "Les petits corps du Système solaire et l'histoire de sa formation" :  l'archéologie spatiale. Ce thème parlera des astéroïdes, des comètes, et des missions spatiales actuelles ou récentes les concernant, ainsi que des poussières extraterrestres et météorites qu'on analyse en laboratoire. On se focalisera ici sur l'aspect "chimie du carbone" et sur les techniques d'analyse physico-chimique. 
- "Chimie du soufre sur Io" : un exemple d'objet totalement dépourvu de carbone et d'hydrogène et de ce point de vue totalement "exotique" pour la chimie classique étudiée habituellement. Modélisation thermodynamique des volcans d’Io et simulation expérimentale de la chimie du soufre à sa surface.

Il s’agit d’une UE d’introduction à l’Astrochimie dont l’objectif principal est de montrer aux étudiants comment on s'appuie sur différents domaines de la chimie et connaissances de base en chimie pour étudier et comprendre l'histoire de la matière dans notre Système solaire et au-delà. 
Pour cela, l’UE se focalisera sur quelques objets astrophysiques pouvant varier d’une année à l’autre et qui seront abordés suivant le type de chimie ou domaine chimique les concernant.

Effectif : 25 étudiants au maximum.
Les étudiants seront notés sur leurs rapports écrits et sur leurs présentations orales. Le travail collectif et l’investissement individuel seront tous deux pris en compte.

- « Sciences de la Terre et de l’Univers », sous la direction de J-Y Daniel, Ed. Vuibert.
- « Aux confins du système solaire », A. Doressoundiram, E. Lellouch, Ed. Belin – Pour la Science.
- « A la rencontre des comètes – De Halley à Rosetta », J. Lequeux, Th. Encrenaz, ED. Belin – Pour la Science.
- « Astronomie et Astrophysique », A. Acker, Ed. Sciences sup.

Aucun pre-requis nécessaire

Le module de Gastronomie Moléculaire est une option d’ouverture : à l’aides des compétences acquises en sciences, en général, et plus spécifiquement en chimie, nous abordons les sciences des aliments et de leur transformation.

Appliquer les notions de chimie à la science des aliments et à leur transformation (réaction de caramélisation, réaction de Maillard, diagramme P-T, lyophilisation, cuisson etc…)

Développer les notions de matière molle et de colloïdes (émulsion, mousse, gel)

Mettre en place des protocoles d’études pour analyser l’effet d’un ou plusieurs paramètres sur la structure et les propriétés de textures

Rendre compte d’un travail expérimental (projet) écrit et oral.

Utiliser les bases de physico-chimie (pH, saturation, cristallisation,) dans le domaine de la gastronomie et de l’agroalimentaire.

Cours magistral avec démonstrations qui posent les bases de physico-chimie et les concepts nouveaux (matière molle principalement)
Projet TP

Secrets de la casserole, Herve This
Un chimiste en cuisine, Raphaël Haumont
Les papilles du chimiste, Raphaël Haumont

Chap 1 : La cosmologie
– L’histoire de l’Univers en quelques mots
– Quelques jalons historiques
Chap 2 : Mesurer des distances dans l’Univers
– Echelle des distances
– Décalage vers le rouge (redshift)
– Loi de Hubble
Chap 3 : Un Univers en expansion
– Principe cosmologique
– La métrique FLRW
– Le paramètre d’échelle
– Equations de Friedmann
Chap 4 : Le contenu de l’Univers
– Matière et rayonnement
– Matière noire
– Energie noire
Chap 5 : La nucléosynthèse primordiale
– Formation du deutérium
– Protons et neutrons
– Helium
Chap 6 : Le fond diffus cosmologique (CMB)
– Plasma primordial
– Notion de corps noir
– Anisotropies
Chap 7 : Observations CMB
– Les instruments CMB
– Analyse de données
Chap 8 : Formation des grandes structures
– Fluctuations
– Spectre de puissance

Ce module de physique théorique propose une introduction au formalisme de l’intégrale de chemin :

• Histoire du concept d’action en physique
• Synthèse du formalisme de la mécanique quantique
• Introduction du calcul fonctionnel en mathématique et de la notion quantique de propagateur
• Calcul de l’intégrale de chemin pour une transition d’états dépendant du temps et interprétations physiques
• Application aux cas d’une particule libre et d’un oscillateur harmonique afin de retrouver, d’une autre manière, les résultats usuels de mécanique quantique
• Application à l'amplitude de probabilité de la diffusion entre une particule élémentaire et un champ d'interaction. Introduction des graphes de Feynman. Discussion heuristique du cas relativiste
• Calcul de la section efficace de Rutherford

Cette option a pour but d’offrir une initiation aux concepts de base de la chimie organique. Elle est suivie de Chimie Organique II.

Les méthodes statistiques du big data, la simulation et l’intelligence artificielle sont des outils au cœur de la recherche, de l’astrophysique à la physique des particules.

L’enseignement du big data et l’interprétation de ses graphes se développe au lycée. Ce cours présentera ses fondements mathématiques et l’interprétation rigoureuse de ses résultats. Le formalisme markovien permet la simulation, l’analyse et la caractérisation des processus physiques pour prédire l’existence d’équilibres, les temps caractéristiques, etc. Il est à la base de la modélisation théorique et de la simulation.

Les applications de l’intelligence artificielle sont devenues courantes dans les laboratoires et les entreprises : neurones, minmax, ChatGPT, etc. L’objectif est que chaque étudiant comprenne ces méthodes et, très concrètement, qu’il puisse développer ses propres projets de big data, simulation et intelligence artificielle.

Toute LV2 proposée par le département de langue, en remplacement d'une UE optionnelle de physique

Etude sur un sujet spécifique proposé par l'étudiant, après accord du responsable pédagogique de la filière

L’unité d’enseignement requiert des notions élémentaires de spectroscopie (absorption UV-Vis, fluorescence) et d’électrochimie (loi de Nernst). Aucun prérequis n’est demandé en biologie. Les étudiants doivent être familiers avec la démarche expérimentale et l’analyse de données physico-chimiques.

Introduction des notions de biologie nécessaires (protéines, ADN, éléments de biologie cellulaire)
Absorption UV-Vis : Qu’elles sont les informations qu’on peut obtenir sur une macromolécule avec son spectre d’absorption.
Fluorescence :

Applications de la fluorescence en biologie de la macromolécule (structure, fonction) à la cellule (imagerie de fluorescence, dynamique et interaction des protéines ; physicochimie du milieu cellulaire) Capteurs, dispositifs analytiques

Electrochimie :

Compréhension des mécanismes de transfert d’électrons dans les molécules biologiques (introduction à la voltamétrie cyclique) Capteurs électrochimiques Application en biologie cellulaire (microélectrodes, microscopie électrochimique)

Travaux pratiques

Manip1 : Fonctionnement d’un capteur à glucose pour le suivi du diabète Manip2 : Suivi de la production de radicaux libres et activité superoxyde dismutase Manip3&4 : Etude expérimentale et théorique de chromophores de protéines fluorescentes de la famille des GFP

Manip5 : Observation des interactions protéines-protéines en cellule vivante par FRET.

Rendre compte d’expériences menées. Elaborer des hypothèses.

L’enseignement se déroule au semestre 6. Il comprend 9 h de cours/TD intégrés et 13,5 h de travaux pratiques en présentiel. L’effectif est limité à 15 étudiants. L’enseignement combine cours magistraux, TD intégrés et expérimentations en laboratoire. Les étudiants sont impliqués dans l’analyse et la discussion de leurs résultats. L’évaluation repose à parts égales sur un examen final et les comptes rendus de TP (50/50). Les séances privilégient l’interactivité et l’approche par problèmes concrets. Les supports de cours et les articles récents sur la biophysique expérimentale sont fournis par les enseignants.

Miomandre F., Sadki S., Audebert P., Méallet-Renault R. Électrochimie – Des concepts aux applications, Éd. Dunod. et Ouvrages de biochimie structurale et de spectroscopie appliquée aux biomolécules.

Cette option propose un apprentissage de la vulgarisation et de la diffusion des connaissances en physique via un enseignement par projets.
Dans une première phase, différents ateliers sont proposés aux étudiants où ils doivent réaliser des expériences de physique et les vulgariser sous différents formats en un temps court.
Puis les étudiants développent ensuite par petits groupes un ou deux gros projets, dont ils doivent trouver eux-même le sujet suite à un brainstorming collectif.
Ils doivent ensuite comprendre la physique en jeu, développer le projet ainsi qu'une vidéo associée.
Enfin, une restitution collective est proposée à tous les autres étudiants de L3 et M1 en amphithéâtre sous forme d'un spectacle de vulgarisation complet et cohérent.

Descriptif du cours
Les sciences du patrimoine visent à apporter des connaissances aux restaurateurs du patrimoine, aux conservateurs et aux historiens de l’art sur les objets patrimoniaux. Ces connaissances sont rendues possibles par l’analyse de la nature des matériaux, de leur âge, ainsi que de leur état de conservation.
L’imagerie scientifique occupe aujourd’hui une place centrale dans ces analyses car elle fait le pont entre l’appréciation visuelle de l’objet et des éléments liés à l’analyse scientifique.
Conçu sur le mode binaire, avec un apport théorique et des séances pratiques, cet enseignement propose d’aborder les problématiques de recherche du domaine de l’optique par un prisme innovant, en le confrontant à celles de l’art et à la rencontre avec la pratique d’une artiste.
Parallèlement aux heures d’enseignement à l’Université, plusieurs visites de laboratoires de recherche experts dans le domaine des sciences du patrimoine seront proposées aux étudiants. Ces sorties occasionneront la rencontre avec des physiciens dans leur environnement de recherche, ainsi que la découverte d’équipements et d’outils spécifiques à la production de cette imagerie scientifique.
En croisant l’expérience artistique et l’expérience scientifique, la volonté de ce nouvel enseignement est d’éveiller les étudiants aux enjeux que posent la production et l’analyse d’une image. Comment s’exerce notre perception de l’image quand on la déplace de son champ de lecture ordinaire ? Quand d’objet témoin d’un phénomène ou d’un fait scientifique, elle devient source potentielle de récits artistiques en convoquant l’imaginaire de ceux qui l’utilisent et la manient ?
Déplacer son regard, percevoir la pluralité des significations et des occurrences d’une image, voici ce que les étudiants seront amenés à expérimenter durant les 12 séances de l’enseignement, avec pour aboutissement la création d’une œuvre collective, conçue et fabriquée avec l’artiste.
Cet enseignement repose sur un binôme physicien-artiste qui conçoit l’enseignement de bout en bout afin de s’assurer de sa pertinence et de sa qualité sur les deux volets disciplinaires.
Objectifs d’apprentissage
A l’issue de cet enseignement, les étudiants seront capables :

D’expliquer le principe physique des différentes techniques d’imagerie scientifique présentées, de les comparer et d’interpréter les images scientifiques obtenues, D’expliquer et d’identifier les différents éléments clé qui interviennent dans l’apparence visuelle d’une oeuvre, D’utiliser une ou plusieurs images pour en produire une oeuvre, De témoigner à travers différents supports (oral, écrit, dessins ou autre production) de son cheminement dans son appropriation de l’imagerie scientifique : de la technique à l’œuvre artistique.

Déroulé
L’enchaînement des différentes séances n’est pas encore précisément (condition sanitaire, disponibilité des lieux et des personnes). Ce contenu peut être amené à évoluer.
Cet enseignement comporte 12 séances de 2h chacun (sauf pour l’atelier collectif) :

1 projection des oeuvres de Mathilde Lavenne, suivi d’un échange avec l’artiste (date et lieu à confirmer) 1 visite du Centre Pompidou autour d’oeuvres choisies, par un binôme constitué d’un conférencier et d’un chercheur en optique (Gaël Latour) 3 visites de laboratoires ayant une activité de recherche autour des sciences du patrimoine avec un accueil des chercheurs dédiés à ces thématiques : o IPANEMA et le synchrotron Soleil (Saint –Aubin) o Centre de Recherche sur la Conservation des Collections (Museum National d’Histoire Naturelle de Paris, Paris) o Laboratoire d’Optique et Biosciences (Ecole Polytechnique, Palaiseau) 5 séances de cours à l’université 1 séance d’atelier de création collaborative d’une journée complète un samedi (date et lieu à confirmer, mois de mars) 1 séance de présentation des oeuvres et de leurs réflexions autour de l’imagerie scientifique tout au long du semestre (dernière séance)

Fonctionnement et déroulé des séances
Les étudiants devront être actifs tout au long des séances de cet enseignement. Il leur sera demandé de consigner dans un carnet de bord leurs apprentissages ainsi que leurs questionnements et leurs
réflexions autour de l’imagerie scientifique et de son utilisation pour la production artistique. Une activité pourra être demandée d’une séance à l’autre afin de s’assurer de la posture active et dynamique des étudiants et de garantir le cheminement de chacun.e en vue de la production d’un objet artistique.
La production artistique se fera au sein par groupes de 3 étudiants.
Les étudiants devront se rendre disponible une journée complète un samedi du mois de mars (production artistique), cette séance fait partie intégrante de l’enseignement.
Evaluation
L’évaluation est sous forme de contrôle continu. Elle sera basée sur les éléments suivants :

Des traces (production d’écrits, de schémas, de dessins) seront demandées aux étudiants tout au long du semestre, certaines de ces activités sont évaluées, Présentation des oeuvres des étudiants accompagnées d’un oral qui présentera les images utilisées (la technique, les principes physiques présentés durant les cours) et leur utilisation pour une production artistique (dernière séance).

Objectifs : La médecine fait appel à de nombreuses méthodes diagnostiques et thérapeutiques basées sur les concepts et technologies du domaine de la Physique. Ce module a pour but d’apporter une vision globale des différentes méthodes et donner une introduction à la Physique Médicale.
Le cours est composé de plusieurs interventions données par des spécialistes du domaine sur les sujets suivants : « Interaction des ondes et des particules avec la matière biologique », « Lasers et photothérapie », « Effets biologiques des rayonnements ultra-violets », « Bases de la Radiothérapie et de l’hadronthérapie », « Applications diagnostiques et thérapeutiques des ultrasons en médecine », « Bases de l’Imagerie médicale : méthodes et applications ».
Le cours sera complété par un projet sur un sujet choisi par les étudiants dans ce domaine.

Introduction à: « Interaction des ondes et des particules avec la matière biologique »,
« Lasers et photothérapie »,
« Effets biologiques des rayonnements ultra-violets »,
« Bases de la Radiothérapie et de l’hadronthérapie »,
« Applications diagnostiques et thérapeutiques des ultrasons en médecine »,
« Bases de l’Imagerie médicale : méthodes et applications ».

Cette UE est un entraînement aux oraux destinée aux étudiants qui souhaitent se présenter aux concours d’admissions sur titre aux écoles d’ingénieurs.

Essentiellement une préparation aux épreuves orales des écoles d'ingénieurs ("colles"). Mais également des préparations aux entretiens, lettres de motivation, etc.

Cette option est un module d’ouverture vers le domaine des Sciences de la Terre.
Une meilleure caractérisation et compréhension de l’évolution de la Terre repose sur différentes
techniques géophysiques : gravimétrie, sismique, magnétisme…

Deux sujets seront abordés en particulier :

1. Géodynamique :

   évolution du système terrestre : mouvements de la Terre et leurs conséquences
   enveloppes externes et internes de la Terre
   les phénomènes internes et externes et leurs manifestations en surface
   champ magnétique terrestre, tectonique de plaques, croûte terrestre, volcanisme,
   tremblements de terre
   formation des océans et de chaînes de montagnes
   impact d’altération et du climat sur le relief

2. La Terre dans le système solaire : planètes de notre système, en particulier les planètes telluriques et
   leur comparaison avec la Terre.

Cette option a pour but d’acquérir les connaissances de chimie organique nécessaires pour les épreuves de chimie du CAPES et de l’agrégation de physique.

Pour suivre cette option, il est nécessaire d’avoir suivi auparavant l’option « Chimie organique I »

Le but de cette option est de donner un panorama des différents aspects mathématiques de la théorie des groupes et de ses applications en Physique (classique ou quantique). On verra successivement :

• Propriétés mathématiques générales ; étude de quelques groupes discrets utiles en Physique (groupes ponctuels).
• Représentations des groupes : définitions générales, représentations irréductibles, représentation des groupes finis, applications.
• Groupes et Algèbre de Lie: définitions et propriétés mathématiques générales, représentations, applications à quelques groupes utiles en Physique (SU(2), SO(3),…).

Groupes discrets utiles en Physique (groupes ponctuels).
Représentations des groupes : définitions générales, représentations irréductibles, représentation des groupes finis, applications.
Groupes et Algèbre de Lie: définitions et propriétés mathématiques générales, représentations, applications à quelques groupes utiles en Physique (SU(2), SO(3),…).

Cette option expérimentale s'adresse à des étudiants de L3 qui souhaitent plus tard passer les concours de l’enseignement (CAPES, agrégation).
Elle vise notamment à donner une nouvelle approche expérimentale en abordant différents thèmes (optique, électronique, électromagnétisme, ondes, mécanique) .

Le but est que les étudiants acquièrent de l'autonomie pour savoir exposer des expériences sur un thème donné, en présentant à la fois des manipulations de démonstration et des mesures soignées et exploitées.

Toute LV2 proposée par le département de langue, en remplacement d'une UE optionnelle de physique

Etude sur un sujet spécifique proposé par l'étudiant, après accord du responsable pédagogique de la filière

Le but de cet enseignement est d'illustrer la démarche et les méthodes de la Physique Mathématique à travers la construction de la théorie de la Relativité Générale. Le cours est organisé en quatre parties :

• Une introduction aux aspects géométriques de la relativité restreinte et à la question de la gravitation relativiste
• Une introduction à la géométrie différentielle
• La construction de la théorie de la Relativité Générale et la déduction de ses principales prédictions
• Une introduction à la Physique des trous noirs

Dans un première moitié de cours, on présente les enjeux environnementaux à la fois de façon systémique à travers la notion d'anthropocène (climat, énergie, pollutions,...) et la prise en compte de défis sociétaux mais aussi à travers l'exemple de la physique du bâtiment et à l’échelle urbaine : construction bioclimatique, considérations thermiques au niveau d’un immeuble ou d’une ville.

La seconde moitié est dédiée à la réalisation d'un projet étudiant – bibliographique, de modélisation, expérimental – autour de ces thématiques.

Le but de ce cours est l’apprentissage du langage C en vue de la modélisation numérique et de la simulation en physique. Les points suivants sont abordés :

• Tous les éléments de base de la programmation en C, comme tests, boucles et fonctions
• Entrées, sorties, fichiers, graphiques
• Pointeurs et tableaux dynamique
• Générateur de nombres aléatoires
• Résolution d'équations différentielles

Réalisation durant un mois et demi d'un programme en C conçu pour l'étude d'un problème de physique. L'étudiant pourra soit choisir un sujet proposé par l’équipe enseignante, soit proposer lui- même un sujet.

Le but de cet enseignement est de fournir un entraînement à l'expression orale et écrite sur une gamme de sujets (actualités, questions de civilisation, culturelles, scientifiques) avec clarté, élégance et correction :

• Développer une aisance à prendre la parole
• Consolidation de grammaire selon les besoins du groupe
• Passage d'une certification internationale reconnue

Ce cours introduit différentes notions d’analyse utiles en Physique. Il couvre en particulier :

• L’analyse complexe (fonctions holomorphes, théorème des résidus)
• La théorie de la mesure et l’intégration de Lebesgue
• L’analyse de Fourier (sur L1, L2 et les espaces de Schwartz)
• La théorie des distributions

Cette UE a pour but la réalisation d’un projet expérimental complet proche de la physique expérimentale pratiquée dans les laboratoires de recherche. L’étudiant devra choisir la thématique ainsi que la question spécifique de physique à aborder, la conception et la fabrication du dispositif expérimental qui permettra de répondre à la question posée. Ceci comprend la réalisation de tests, la prise de données, l’analyse et la communication des résultats sous forme écrite et orale.

L’UE débute par une initiation à l’acquisition de données par micro-ordinateur, soit en utilisant un langage de programmation graphique (LabVIEW™) et des cartes d'acquisition National Instrument™, soit en utilisant des cartes d'acquisition Arduino™. Le projet se déroule ensuite sur cinq jours consécutifs et donne aux étudiants le temps de construire et/ou de prendre en main un système expérimental complexe. Autonomie, dynamisme et initiative sont fortement encouragées.

Cette UE expérimentale a pour but la réalisation d’expériences qui permettent d’étudier les ondes électromagnétiques dans une large plage de fréquences. Elle comporte quatre expériences qui abordent respectivement la polarisation, le filtrage spatial, la physique des rayons X et les hyperfréquences.

Le but de cet enseignement est de définir le vocabulaire et les méthodes relatives au calcul
d'incertitudes en physique ainsi que de faire une rapide introduction à la métrologie.
Les points suivants sont abordés :
Ø Notions de fiabilité, exactitude, précision, erreur aléatoire, erreur systématique.
Ø Incertitude de type A et type B.
Ø Propagation des incertitudes.
Ø Modélisations linéaire et définition du Chi^2.
Ø Notions de métrologie.
Ø Définition du système international d'unité.
Ø Traitement et caractéristique du bruit de mesure, Définition de la variance d'Allan.

Le but de cet enseignement est d'acquérir une manipulation rapide des bases de calcul nécessaires pour
poursuivre un enseignement de haut niveau en physique fondamentale. On y voit ou revoit des notions
telles que les intégrales simples et multiples, le calcul matriciel, des bases de calcul tensoriel, l'analyse
vectorielle, les équations différentielles simples linéaires ou pas, les équations différentielles à
plusieurs variables.

Choix entre 2 options en anglais. : 

"Introduction to Quantum Information Theory" : Nous vivons une époque étrange : des termes comme ordinateur quantique, simulation quantique,
intrication quantique ou téléportation quantique, qui n'étaient autrefois qu'un jargon de scientifiques
et d'universitaires, se répandent parmi les profanes et dans les médias. Mais en fait, de quoi s'agit-il ?
Dans ce cours, nous aborderons les bases de la théorie de l'information quantique et en discuterons
d'un point de vue scientifique. Nous introduirons la notion de qubit et de portes quantiques, et tenterons
de discuter des algorithmes quantiques qui ont valu à ce domaine sa notoriété. Nous aborderons ensuite
des notions plus avancées comme celle d'intrication et de décohérence, sans oublier de discuter
quelques idées sur les expériences les plus avancées. Prérequis : Mécanique quantique I.

"Introduction to Continuum Mechanics" :

La mécanique des milieux continus décrit le mouvement classique de corps macroscopiques
déformables, fluides ou solides, avec de nouveaux champs physiques (densité, champ de vitesse,
densité de force, tenseur des contraintes, champ de déplacement, champ de déformation, densité
d’énergie interne, ...). Dans ce cours, nous dérivons les lois fondamentales à partir de mécanique
Newtonienne pour des systèmes de N particules en interaction. Ensuite, nous trouvons des solutions
de ces équations pour décrire le mouvement de quelques fluides simples (parfait ou visqueux) et des
solides élastiques (linéaire vs. non-linéaire).

choix d'une option parmi celles proposées dans le bloc optionnel de licence

La semaine EUGLOH se présente comme un workshop d’une semaine, composé de cours et de
projets, en anglais, en lien avec le changement climatique et le développement durable. Les
intervenants sont des enseignants des universités EUGLOH. A titre d’exemple, le workshop 2023
avait pour thème le Cycle et le Stockage du Carbone, celui de 2024 la Production d’Energie, et celui
de 2025 le Rôle des Océans dans la Régulation du Climat.
En plus des cours magistraux sur la thématique de l’année, les étudiants ont un projet à réaliser, en
groupe de 4 à 6. Ces projets sont encadrés par les intervenants.
Les objectifs d'apprentissage sont :
1.Identifier comment la physique s'intègre dans une communauté multidisciplinaire et être capable de
communiquer avec des personnes d'autres domaines, notamment la biologie, la chimie, les sciences
de l'environnement et l'ingénierie.
2.Être capable de combiner les connaissances acquises dans différents domaines de la physique pour
répondre à un problème multidisciplinaire.

Le Projet dure une semaine à l'issue de laquelle chaque étudiant présente son projet (rapport + présentation).

Stage d’initiation à la recherche, d’une durée de six semaines minimum, effectué dans un laboratoire
de recherche d’un organisme public, dans le pôle recherche et développement d’une entreprise privée
ou dans un établissement de vulgarisation sicentifique. Ce stage comment autour du 10 juin de l’année
universitaire en cours. Ce stage est évalué à la fois par un rapport écrit, une soutenance orale faite
devant un jury de 2 personnes et par l’avis de l’encadrant du stagiaire. Les soutenances ont lieu soit
fin juillet, fin août ou dans la plupart des cas, au mois de septembre.