LDD1 Physique, Chimie

Manipulation des nombres complexes. Courbes et fonctions d'une variable : tangentes, allure locale d'une courbe. Méthodes d'intégration. Résolution des équations différentielles linéaires (ordre 1 et 2). Surfaces et fonctions de deux variables : dérivées partielles, plan tangent. Utilisation des développements limités. Les preuves des résultats font partie des compétences dans ce module.

Les nombres réels et complexes. Racines des trinômes. Graphes des fonctions usuelles. Fonctions trigonométriques, logarithmes, exponentielles. Limites, continuité. Dérivées, dérivees des fonctions composées. Théorèmes des valeurs intermédiaires et des accroissements finis. Tableau de variation. Bijections. Fonctions réciproques. Intégration. Aire. Primitive. Intégration par parties. Changement de variables. Equations différentielles. Cas linéaire ordre 1 et 2. Cas affine. Equation homogène associée. Principe de superposition. Courbes parametrées. Vecteur vitesse. Tangente d'une courbe. Développement limité. Formule de Taylor. Calculs avec et applications des DLs. Distance, limite dans le plan. Fonctions de deux variables. Continuité. Lignes de niveau. Dérivées partielles. Gradient. Points critiques.

Acquisition des méthodes et des principaux résultats d'algèbre linéaire, à l'aide d'illustration et d'exemples concrets. Comprendre et mettre en oeuvre l'algorithme de résolution d'un système linéaire. Savoir reconnaître un phénomène linéaire,identifiez les invariants comme le rang. Savoir raisonner de façon abstraite sur des applications linéaires.

1. L'espace vectoriel Rn. 2. Systèmes linéaires : méthode du pivot et rang. 3. Matrices et applications linéaires. Exemples géométriques dans R2 et R3. Produit et composition. Matrices inversibles. 4. Sous-espaces vectoriels de Rn définis par équations ou systèmes générateurs. Exem- ples des droites et plans. 5. Familles libres, génératrices, bases, dimension. Constructions de bases. 6. L'équation AX=Y : noyau, image et théorème du rang. 7. Espaces supplémentaires. Projections et symétries. Dimension d'une somme. 8. Formules de changement de bases. 9. Applications. Puissances de matrices et évolution d'un système par probabilités de transition, état d'équilibre. Etude des suites récurrentes linéaires (Fibonacci). Produit scalaire, projections orthogonales et méthode des moindres carrés avec applications.

Description 1. Introduction (1h) La mécanique classique dans les théories physiques. Dimensions, unités. 2. Cinématique (4h) Vecteurs position, vitesse et accélération en composantes cartésiennes uniquement. Changement de référentiel en translation uniquement. 3. Principe fondamental de la dynamique (5h) Notion de forces : Gravitation, élastique, frottements solide et visqueux. Enoncé du principe sous sa forme vectoriel la plus générale. Applications aux systèmes 1D ou 2D en coordonnées cartésiennes uniquement. Chute d’un corps à la surface de la Terre, libre, avec frottement, projectile, plan incliné. Oscillations libres. 4- Principe de relativité de Galilée (2h). Notion de référentiels Galiléens. Dynamique et changement de référentiel galiléen. Principe de relativité. 5. Energie (6h) Travail d'une force sur un chemin rectiligne uniquement, mais avec une force qui peut dépendre de la position. Théorème de l'énergie cinétique Forces conservatives, énergie potentielle, théorème de l’énergie mécanique, conservation de l'énergie mécanique. Equilibre et stabilité, oscillation dans le voisinage d’une position d’équilibre stable. 6. Système à deux corps (4h) Mouvement du centre de masse et mouvement relatif. Masse réduite. Conservation de la quantité de mouvement. Référentiel du centre de masse. Chocs élastiques et non élastiques.

Notions mathématiques

Projection et représentation des vecteurs dans une base cartésienne, produit scalaire, produit vectoriel.

Dérivée, Primitive et Intégration des fonctions d’une variable réelle.

Second semestre calendaire

Physique Phy,édité par Fluoresciences chez Dunod, Les manuels visuels pour la science. Cours de physique de Berkeley, tome 1 : Mécanique. L’univers mécanique. Introduction à la physique et à ses méthodes - Premier cycle de Luc Valentin. Cours de Feynman Tome 1. Halliday, Resnick Fundamentals of Physics

• Savoir estimer des incertitudes de mesures, les propager à d’autres variables, exploiter graphiquement les incertitudes, et écrire un résultat avec son incertitude.
• Savoir rédiger un compte-rendu de TP
• Réaliser un alignement optique
• Réaliser l’image d’une fente ou d’un autre objet réel grâce à une lentille convergente
• Connaître le vocabulaire lié à l’optique géométrique
• Tracer la propagation d’un rayon lorsqu’il rencontre un dioptre
• Construire l’image d’un objet formée par un miroir plan, un miroir sphérique ou une lentille
• Utiliser et appliquer les lois de Snell-Descartes et les relations de conjugaison des miroirs sphériques, dioptres sphériques et lentilles minces
• Déterminer la distance focale d’une lentille (méthode par autocollimation notamment)
• Comprendre le fonctionnement de l’œil humain (accommodation, défauts de la vision)
• Décrire et expliquer quelle couleur sera perçue en fonction de la couleur d’un objet et de la lumière qui l’éclaire
• Tracer l’allure d’un spectre dans le visible (d’émission, de transmission ou de réflexion)
• Utiliser un prisme pour disperser et obtenir le spectre d’une lumière polychromatique

1. Mesure physique et traitement des incertitudes (1 cours-TD) - erreurs systématiques et aléatoires, incertitudes absolue et relative - estimation des incertitudes à partir des mesures - propagation des incertitudes d’une variable à une autre - modélisation et détermination de paramètres avec leurs incertitudes

2. Les bases de l'optique géométrique (1 Cours-TP, 1 cours-TD) - lois de Snell-Descartes, réflexion totale, minimum de déviation par un prisme - applications : fibres optiques, mirages - Mesures de l’indice de réfraction d’un matériau par 3 méthodes différentes

3. Images optiques (1 cours-TP, 1 TD) - images et stigmatisme, images et objets réels et virtuels - miroirs & dioptres plans et sphériques - stigmatisme rigoureux et approché, conditions de Gauss - relations de conjugaison des miroirs et des dioptres sphériques

4. Lentilles, oeil (2 cours-TP, 2 TD) - mesure de distances focales par plusieurs méthodes - relation de conjugaison des lentilles minces - anatomie et fonctionnement de oeil - les corrections de la vision - lentilles accolées et non accolées - le téléobjectif

5. Spectroscopie et couleurs (1 cours-TP, 1 TD) - décomposition de la lumière blanche par un prisme - interprétation à partir des lois de Snell-Descartes, arc-en-ciel - Spectroscopie : analyse qualitative et quantitative de spectres d’émission et d’absorption de raies (prisme, filtres, spectrophotomètre) - Couleurs des objets, synthèses additive et soustractive

• Savoir calculer le potentiel et le champ électrostatique d’une distribution discrète de charges.
• Savoir procéder à l’analyse des symétries d’un problème d’électrostatique
• Savoir tracer les lignes de champs et les surfaces équipotentielles de systèmes chargés.
• Savoir appliquer le théorème de Gauss et le théorème d’Ampère dans des situations simples.

• Forces et champs électriques : loi de Coulomb et forces électriques, distributions de charges discrètes et continues, champ électrique créé par une charge et par un ensemble de charges, lignes de champs, symétries du champ électrostatique.
• Energie potentielle et potentiel électrostatique : travail de la force électrostatique et énergie potentielle associée. Potentiel créé par une charge et par un ensemble de charges. Relation champ/potentiel, circulation et potentiel électrostatique, surface équipotentielle. Energie électrostatique d’un ensemble de charges.
• Dipôle électrostatique : potentiel et champ électrostatique à grande distance, dipôle dans un champ extérieur, moment dipolaire.
• Théorème de Gauss : notions de flux et de surface fermée, théorème de Gauss et applications à des cas simples.
• Forces et champs magnétiques : forces de Lorentz et de Laplace. Loi de Biot et Savart et applications à des cas simples. Lignes de champs. Relation champ magnétique et courants : théorème d’Ampère.

premier semestre (calendaire)

Connaître le vocabulaire précis utilisé en thermodynamique Connaître l'énoncé du 1er principe de la thermodynamique Savoir calculer les échanges de chaleur et de travail pour des transformations réversibles mettant en jeu des forces de pression, en particulier dans le cas des gaz parfaits. Savoir résoudre des problèmes simples de calorimétrie (sans changement d'état).

• Gaz parfaits : énergie interne, pression, température, équation d'état, gaz parfaits polyatomiques.
• 1er principe de la thermodynamique (syst. fermé) : fonctions d'état, énergie interne d'un système, échanges de chaleur, différentes formes de travail.
• Echanges de chaleur et de travail dans les transformations isotherme, adiabatique, isobare (enthalpie) et isochore.
• Capacité thermique et notions de calorimétrie.

Premier semestre (calendaire)

AAV1 : A l’issu du module, l’apprenant sera capable de calculer le courant et la tension dans un montage électronique simple comportant au maximum une dizaine de résistances et éventuellement plusieurs générateurs continus. Il sera également capable de réaliser et caractériser expérimentalement un tel montage. Pour ce faire il sera à même de :

• Expliquer les notions de courant, de potentiel et de tension électrique en lien avec leurs connaissances en physique et électrostatique ;
• D’utiliser les lois d’additivité des courant et des tensions (loi de nœuds, loi des mailles) ainsi que les relations courant-tension d’un générateur idéal ;
• D’appliquer les notions de ponts diviseurs de tension et de courant ;
• De réaliser expérimentalement un montage électronique simple comportant une source tension continue et quelques résistances en série et/ou en parallèle. Il sera à même de décrire le montage nécessaire pour mettre en œuvre différents appareils permettant de mesurer expérimentalement un courant et une tension dans un tel circuit et d’en comparer les performances.

AAV2 : A l’issu des 5 premières séances, les étudiants suivant le module d’électrocinétique seront capables de modéliser le comportement d’un circuit électronique comprenant une ou plusieurs sources de tension/courant et plusieurs résistances à l’aide des équivalences de Thévenin et de Norton. Le circuit équivalent pourra être déterminé par calcul et expérimentalement.

AAV3 : Une partie supplémentaire traitant du régime transitoire et variable sera abordée qui permettra aux apprenants de déterminer la réponse temporelle d’un petit circuit composé de quelques dipôles passifs lorsqu’un échelon de tension est imposé. Pour ce faire il sera à même de :

• Restituer les caractéristiques courant-tension des condensateurs et des bobines et d’expliquer l’origine physique de leur comportement en lien avec leurs connaissances en physique et électrostatique ;
• Calculer la tension et/ou le courant en fonction du temps dans petit circuit composé de quelques dipôles passifs (résistance, capacité et/ou bobine) lorsqu’un échelon de tension est imposé ;
• Analyser et expliquer les modifications induites par le circuit sur le signal d’excitation.

AAV4 : La suite de ce module traitant uniquement du régime variable, et principalement du régime sinusoïdal, permettra à l’apprenant de calculer et d’évaluer expérimentalement la tension à différent points d’un circuit composé de quelques dipôles passifs. Pour ce faire il sera à même :

• D’énumérer les caractéristiques principales d’un signal sinusoïdal (amplitude, fréquence, phase) ;
• D’utiliser ses connaissances pour déterminer la réponse temporelle d’un montage composé de quelques dipôles passifs, par exemple un circuit RLC série, par résolution d’équation différentielle ;
• D’exploiter les notions d’amplitude complexe et d’impédance complexe des dipôles pour réaliser ces mêmes calculs et de faire le lien avec la caractéristique réelle et observable de la grandeur calculée.

1- Notions de base

• Notions de courant, de potentiel et de tension électrique
• Lois d’additivité des courant et des tensions (loi de nœuds, loi des mailles) , relations courant-tension d’un générateur idéal ;
• Ponts diviseurs de tension et de courant

2- Modélisation du comportement d'un circuit électronique, équivalence de Thévenin et Norton

3- Réponse temporelle d'un circuit simple à un échelon de tension.

4- Circuit simple en régime sinusoïdal.

Par l’intermédiaire de la résolution d’un grand nombre d’exercices, de plusieurs séances pratiques et d’un mini-projet autours de la thématique des capteurs de température, l’apprenant sera capable de :

• DE calculer le courant et la tension dans un montage électronique simple comportant au maximum une dizaine de résistances et éventuellement plusieurs générateurs continus. Il sera également capable de réaliser et caractériser expérimentalement un tel montage.
• De modéliser le comportement d’un circuit électronique comprenant une ou plusieurs sources de tension/courant et plusieurs résistances à l’aide des équivalences de Thévenin et de Norton.
• De déterminer la réponse temporelle d’un petit circuit composé de quelques dipôles passifs lorsqu’un échelon de tension est imposé

1 Spectroscopie des hydrogénoïdes - Dualité onde-corpuscule - Modèles de l’atome - Quantification de l’énergie électronique - Transitions électroniques, séries d’émission

2 Atome polyélectronique et classification périodique - Description quantique des électrons - Configuration électroniques et exceptions - Evolution 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 - Intro acides/bases Lewis et Brønsted - Degré d’oxydation - Description détaillée des liaisons fortes

4 Les états de la matière - Solide, liquide, gaz, plasma et transformations associées - Concepts de cristal et d’amorphe (solide et/ou liquide) - Structures et empilements

5 Propriétés et applications des solides - Approfondissement empilements/structures - Propriétés physiques liées au type de liaison - Combinaison de solides organiques et inorganiques : techno OLED

6 Molécules organiques - Nomenclature chimique IUPAC - Description détaillée des liaisons faibles - Géométrie des molécules organiques et hybridation - Systèmes électroniques délocalisés - Effets électroniques de groupements dans les molécules organiques

7 Complexes métalliques - Définitions (métal, ligand et complexe de coordination) - Les différents types de ligands, les chélatants et nomenclature

Second semestre

CM, TD et TP + Accompagnement via TD informatisés et avec matériel   Contrôle continu, comptes rendus de TP, épreuve de synthèse

OAV1 : Acquisition des compétences de base nécessaires à l’étude des réactions chimiques en solution Sous OAV1-1 : Décrire un système en phase homogène, hétérogène et en particulier les solutions. Sous OAV1-2 : Écrire et équilibrer une réaction chimique Sous OAV1-3 : Construire, employer, manipuler un tableau d’avancement. Calculer des quantités de matières, identifier le réactif limitant, calculer un rendement. Sous OAV-4 : 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.

OAV2 : Prédire les propriétés acido-basiques de molécules organiques simples Sous OAV2-1 : identifier les fonctions acides et basiques sur des composés organiques. Sous OAV2-2 : Comparer la stabilité de composés organiques. Sous OAV2-3 : Classer des molécules organiques les unes par rapport aux autres selon leur force acide ou basique.

OAV3 : Synthèse et purification Sous OAV3-1 : Choisir la verrerie adaptée à la manipulation et suivre un protocole Sous OAV3-2 : Réaliser une extraction liquide-liquide à l’aide d’une ampoule à décanter Sous OAV3-3 : Séparer des composés par chromatographie sur couche mince Sous OAV3-4 : Déterminer un point de fusion Sous OAV3-5 : Mettre en place un protocole de purification chimique (recristallisation et/ou distillation)

OAV4 : Relier la chaleur aux transformations chimiques Sous OAV4-1 : 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. Sous OAV4-2 : Décrire une mesure calorimétrique. Calculer les échanges de chaleur permettant de déterminer les constantes calorifiques.

OAV5 : Énumérer, expliquer les trois principes de la thermodynamique Sous OAV5-1 : Mémoriser, énoncer le premier, le second et le troisième principe de la thermodynamique pour des systèmes fermés. Sous OAV5-2 : Identifier et employer une fonction et/ou une variable d’état. Sous OAV5-3 : Illustrer l’entropie à partir du désordre statistique. Sous OAV5-4 : Employer les principes de la thermodynamique dans le cas des transformations réversibles. Sous OAV5-5 : Calculer, en fonction de la température, les variations d’énergie interne, d’enthalpie et d’entropie pour une transformation.

OAV6 : Appliquer les trois principes de la thermodynamique aux réactions chimiques Sous OAV6-1 : Définir une grandeur de réaction et expliquer son lien avec la chaleur associée à la transformation chimique. Sous-OAV6-2 : Énumérer les états standards et définir les grandeurs standard. Sous OAV6-3 : Définir et expliquer les réactions conventionnelles : formation et combustion. Sous OAV6-4 : Décrire et interpréter le signe des grandeurs de réaction Sous OAV6-5 : Schématiser un chemin de transformations permettant de décrire de façon réversible toute transformation chimique Sous OAV6-6 : Calculer les grandeurs de réactions à partir des réactions conventionnelles et des cycles Sous OAV6-7 : Définir et expliquer les grandeurs de liaison et de dissociation. Calculer les grandeurs de réactions à partir de ces grandeurs. Sous OAV6-8 : Schématiser et calculer l’effet de la température sur les grandeurs de réaction. Sous OAV6-9 : Calculer une température de fin de réaction.

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), acides et bases organiques : stabilité des espèces chimiques, classement relatif des bases et acides organiques selon les effets électroniques présents, notion de groupes partants)

Seconde partie : Les principes de la thermodynamique appliqués aux réactions chimiques - 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 (rappels sur le premier principe : 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 de la thermodynamique : 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)

Premier semestre (calendaire)

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.

Enseignement de type classique avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés)

OAV 1 : Différencier les isomères et stéroisomères et déterminer leurs configurations Sous OAV1-1 : Distinguer les isomères de constitutions des stéréoisomères Sous OAV1-2 : Ecrire une représentation tridimensionnelle (Cram, Newman, équilibre chaise-chaise, Fischer) de molécules organiques Sous OAV1-3 : Différencier les stéréoisomères de conformation des stéréoisomères de configuration et déterminer précisément le type de stéréoisomérie (conformère, énantiomère, diastéréoisomère) Sous OAV1-4 : Déterminer le conformère le plus stable d’un composé organique Sous OAV1-5 : Déterminer les descripteurs des centres stéréogènes et des doubles liaisons sur des molécules simples et déterminer si une molécule est chirale

OAV 2 : Identifier les catégories de réaction chimiques et les propriétés des partenaires réactionnels Sous OAV2-1 : Classer des espèces selon leur réactivité (oxydant/réducteur, acide/base, nucléophile/électrophile) Sous OAV2-2 : Utiliser le formalisme d’écriture des mécanismes réactionnels Sous OAV3-3 : Identifier les catégories de réactions chimiques

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

- Isomérie de constitution (isomères de fonction, de position et de squelette) - Stéréoisomérie de conformation acyclique et cyclique : représentation tridimenstionnelles des composés (Cram, Newman, Fischer) et stabilité des conformères (équilibre chaise-chaise) - Stéréoisomérie de configuration et chiralité : énantiomérie et diastéréoisomérie, stéréodescripteurs, configurations des doubles liaisons et centres stéréogènes - Introduction à la réactivité : propriétés des espèces chimiques, formalisme d’écriture des mécanismes réactionnels et catégories de réaction - Spectroscopie IR et RMN 1H de composés organiques simples

Premier semestre (calendaire)

N. Rabasso « Chimie Organique Generalites, Etudes des Grandes Fonctions et Methodes Spectroscopiques » ; S. Warren, J. Clayden, N. Greeves, P. Wothers « Chimie Organique »

Enseignement de type classique avec cours magistraux, travaux dirigés et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales,…)

–Lecture de textes / relever leur argumentation –Travailler sur des notions et les comprendre –Enrichir son vocabulaire –Susciter la réflexion sur des questions scientifiques à fort enjeux sociétaux –Développer un sens critique –Travailler des compétences professionnelles(qualités de synthèse et d’argumentation, etc…)

Cette UE aura la forme d’un cours/TD, réparti en 12h de recherches personnelles et 12h avec l’enseignant. Il s’agira de proposer un travail de réflexion sur l’argumentation et enjeux scientifiques en société à partir de sujets d’actualité. Les étudiants auront à effectuer tout au long des séances un travail de veille et de prospection dans divers media (presse/radio / internet). Leurs recherches seront ensuite présentées en classe et analysées de manière critique. Il s’agira 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. Une fois le sujet choisi collectivement il s’agira d’effectuer une cartographie des différents acteurs impliqués dans la controverse puis de déconstruire les différentes argumentations. Des travaux d’historiens ou de sociologues des sciences seront étudiés afin de mettre en perspective historique les différents enjeux sous-jacents à ces débats.

Semestre 1

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

L'UE sera organisée sous la forme d'un cours-TD, en alternant les séances avec l'enseignant et les séances de travail autonome, individuelles ou collectives. Une première séance introductive permettra de réfléchir sur la notion de "source". Lors de la seconde séance les étudiants effectueront des recherches sur divers média de manière individuelle. L'objectif sera d'appréhender les divers sujets d'actualités qui présentent à la fois des enjeux scientifiques et sociaux. Ce travail sera effectué chaque semaine par les étudiants et présenté en introduction de la séance avec l'enseignant. La troisième séance partira de ces recherches pour essayer de cerner différents sujets, appréhender les différentes parties prenantes et leurs rhétoriques argumentatives. A l'issue de cette séance, les étudiants auront choisi collectivement un sujet d'actualité parmi ceux présentés en cours. Chaque groupe d'acteur impliqué dans ce sujet devra donner lieu à une enquête sociale et argumentative détaillée de la part d'un groupe d'étudiants qui se poursuivra au cours des séances. Au cours de l'étude, des articles d'historiens, sociologues ou anthropologues des sciences seront proposés aux étudiants pour discuter de manière critique certains des arguments évoqués par les différents acteurs. Les étudiants devront ensuite restituer oralement ces débats en mobilisant les articles travaillés.

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

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

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.

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

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.

A compléter