M1 Comprendre les Changements Climatiques : du passé au futur

Un  niveau minimum A2 en anglais

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Savoir mener des calculs simples : 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

-Le cycle sédimentaire 

-Description macroscopique et microscopique des roches sédimentaires 

-Principes fondamentaux de stratigraphie et Loi de Walther, permettant de transcrire un environnement passé en paysage dynamique actuel.

• Déterminer avec précision les faciès des roches sédimentaires clés, et les interpréter en termes de cycles biogéochimiques. Les compétences acquises lors des Cours Magistraux seront couplées à l’analyse et l’interprétation de données sédimentologiques, minéralogiques et géochimiques obtenues sur des roches sédimentaires ou des sédiments (Travaux Dirigés).
• Comprendre le fonctionnement des enveloppes superficielles de la Terre. L’étudiant.e concevra les modèles d’interactions entre les principaux réservoirs terrestres (hydrosphère, biosphère, lithosphère, cryosphère) à différentes échelles spatio-temporelles, en les replaçant dans un système climatique actuel ou passé dynamique.
• Formuler à l’écrit et à l’oral, l’ensemble des concepts abordés lors de ce modules afin de commencer à développer un esprit critique.

L'UE se déroule en période 2 (novembre-janvier) et est organisée en séances de 3h réparties entre des Cours Magistraux et/ou des Travaux Dirigés. Les séances s'effectuent sur le Campus Orsay Vallée de l'Université Paris Saclay.

-Renard, M., Lagabrielle, Y., Martin, E., de Rafélis, M., 2021. Élément de géologie 

– 17ème édition du « Pomerol ». 

- Cojan,I. et Renard., M, 2021. Sédimentologie, 3ème Edition, Dunod 

-Robert, C. et R. Bousquet, 2013. Géosciences, La dynamique du système Terre.

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

Aucun

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

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

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

Connaissances minimales de l'environnement Windows

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

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

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

Connaissances de base en mathématiques et en sciences de la Terre

L’objectif de cette UE est d’initier les étudiants à l’hydrologie et l’hydrogéologie.
Les différentes parties du module sont les suivantes :
-Introduction générale sur les grands enjeux des sciences de l’eau
-Concepts hydrologiques de base (grands réservoirs et flux, bassin versant, bilans hydrologiques)
-Principes de base en hydrogéologie (paramètres du milieu poreux en zone saturée et non saturée, charge hydraulique / loi de Darcy)
-Grands types d’aquifères et représentations cartographiques
-Relation eau de surface – eau souterraine, risques associés, écosystèmes dépendant des eaux souterraines
-Changement climatique et ressources en eau

Le module alterne entre cours magistraux et exercices d’application associés. Des supports sont fournis, autant pour la partie théorique que pratique, avec des exercices corrigés. Les étudiants sont évalués sur un sujet de contrôle continu ainsi qu’un examen final pour valider les compétences acquises.

Castany G. (1982) Principes et methods de l’hydrogéologie, Dunod Ed., France
Dingman S. L. (1993) Physical Hydrology, Prentice Hall, New Jersey
Fetter, C.N. (1994) Applied hydrogeology. Prentice Hall, New Jersey
Freeze, R.A., Cherry, J.C. (1979) Groundwater. Prentice Hall, New Jersey
Hiscock, K. (2005) Hydrogeology. Principle and Practice. Blackwell Sciences, Oxford, UK

Connaître les différentes roches sédimentaires et leurs propriétés

L'utilisation et l'interprétation des données de forages provenant des sondes enregistrant différents paramètres physico-chimiques (diagraphies) sont un prérequis indispensable dans beaucoup d'études géologiques et hydrogéologiques, aussi bien dans le monde universitaire qu'industriel. Ces outils permettent de reconstruire l'architecture des bassins sédimentaires, leurs propriétés physico-chimiques, leur qualité réservoir (porosité et perméabilité) ou hydrogéologiques. D'un point de vue application, ces techniques sont indispensables à l'exploration pétrolière, à la prospection minière, aux thématiques de stockage géologique des déchets radioactifs ou du CO2, à la géotechnique ou encore à la géothermie et à la gestion des ressources en eau. Il est donc nécessaire de connaître les bases de cette méthodologie de reconnaissance du sous-sol. Cette UE se veut donc intégratrice entre des disciplines variées, et montre les connexions possibles en géosciences entre sédimentologues, hydrogéologues, géophysiciens et géologues, au travers d'une même technique et outils : le forage et les diagraphies.

CM (12h)
- Les principales méthodes et mesures diagraphiques - Utilisation de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) en diagraphie - Application sur des forages du Bassin de Paris - La tomographie géophysique (sismique, résistivité) entre forages - Forages géotechniques

TD (15h)

Initiation au Well-Logging avec un focus sur l'utilisation de l'outil RMN - Reconstruction de logs lithologiques et pétrophysiques. Reconstitution de l'architecture du sous-sol à partir de diagraphies. Exemples de tomographies.

Diagraphies : Acquisition & Applications - O.&L. Serra - Diagraphies différées : bases de l'interprétation (O. Serra).

Licence de sciences de la Terre et notamment notions de bases en :
Pétrographie sédimentaire, caractérisation des environnements de dépôt, géodynamique, tectonique.

Les objectifs d'apprentissages sont d'être capables à partir d'archives sédimentaires de définir le mode de remplissage du bassin, notamment à partir de données de terrain exprimées sous la forme d'un log sédimentologique, des données structurales de terrain, de données de forages, de profils sismiques.
Il s'agira d'être capable de reconstituer l'histoire du bassin depuis les derniers événements jusqu'à sa formation
et d'utiliser ces éléments pour définir les ressources susceptibles d'être présentes dans les bassins étudiés

L'UE est organisée autour de 8 séances associant cours et TD intégrés.
Les cours renseignent des mécanismes de formation, des différents types de bassin sédimentaire. Les TD illustrent ces fondamentaux à partir d'exercices de lecture de paysage, d'analyses de profils sismiques, d'études de succession sédimentaire, de calcul de subsidence, ...

Pétrographie et environnements sédimentaires -  DUNOD - Deconinck et al.
Sedimentary Basins: Evolution, Facies, and Sediment Budget - SPRINGER - Enseile
Stratigraphie séquentielle - VUIBERT - Merzeraud

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

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

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

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

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

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

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

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

Les cours ont lieu à l'OVSQ.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Les enseignements ont lieu à l'OVSQ.

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

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

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

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

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

Notions de bases en géochimie (isotopes …)

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

Comprendre et utiliser les traceurs micro paléontologiques 

Utiliser des traceurs géochimiques pour 

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

-suivre la circulation atmosphérique et le transport de poussières

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

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

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

-propriétés physico-chimiques et hydrologie actuelle des océans.

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

-les paléotraceurs terrigènes : reconstructions paléo-environnementales.

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

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

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

•Notions de base en géochimie (isotopes …)

Niveau L3 Géosciences, Physique, Chimie

Notions de structure de la matière 

Concepts de base en chimie

Réactions chimiques

Mathématiques niveau Terminale S

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

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

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

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

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

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

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

Pas de pré-requis

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

Contenu de l’UE

Notions de santé Publique et santé environnementale :

Introduction en santé publique environnement

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

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

La toxicologie et l’écotoxicologie

Le devenir d’un agent toxique dans l’organisme

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

Application à des dangers de nature chimique, physique ou biologique

24 h de CM + 3 h d'étude de cas

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

Intérêt pour la dimension économique des problèmes environnementaux.

Aucun pré-requis

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

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

Aucune

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Liste prévisionnelle des cours qui seront abordés :

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

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

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

Aucun

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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