L1 commune, L2, L3 Parcours Physique - Chimie

Décrivant la matière au niveau macroscopique par des espèces chimiques aux propriétés physiques et chimiques caractéristiques, le chimiste la modélise au niveau microscopique par des entités chimiques dont la structure électronique permet de rendre compte et de prévoir diverses propriétés. 

Description microscopique

L’étude proposée dans cette UE est centrée sur la classification périodique des éléments, outil essentiel du chimiste, dans l’objectif de développer les compétences relatives à son utilisation : extraction des informations qu’elle contient, prévision de la réactivité des corps simples, prévision de la nature des liaisons chimiques dans les corps composés, etc. On se limite aux principales caractéristiques de la liaison chimique, à l’exclusion de modèles plus élaborés comme la théorie des orbitales moléculaires qui sera étudiée en seconde année.

Ce module permet une introduction aux notions de base de chimie quantique (introduction de l’équation de Schrödinger, et des nombres quantiques caractérisant un électron au sein d’un atome ou d’un ion monoatomique).

Description macroscopique

La finalité de ce module est de faire le lien entre certaines propriétés macroscopiques d’une espèce chimique moléculaire ou atomique (température de changement d’état, solubilité, …) et la description microscopique des entités chimiques qui la composent (polarité, polarisabilité…).

Les liaisons intermoléculaires sont décrites et la notion de solvant est abordée (en relation avec l’UE de chimie organique)

Ce module est complété par des travaux pratiques (UE Physique et Chimie Expérimentale 1).

Contenus des enseignements :

1. L’atome

Les modèles historiques – Le modèle quantique – Retour sur l’atome d’hydrogène et la quantification de l’énergie.

Description des orbitales atomiques (nombres quantiques, formes des OA, énergie …).

Configuration électronique (règle de remplissage) électrons de cœur et électrons de valence.

1. Classification périodique

Architecture et lecture du tableau périodique – Evolution des propriétés au sein de la classification…- Modèle de Slater.

1. Molécule et entité polyatomique

Le modèle de Lewis – Géométrie et modèle de Gillespie (méthode VSEPR) – Théorie de l’hybridation (méthode CLOA) – Polarité – Moment dipolaire – Polarisabilité.

1. Interactions intermoléculaires – Propriétés de la matière - Solvants

Interactions de Van der Waals – Liaison hydrogène - Grandeurs caractéristiques des solvants : moment dipolaire et permittivité relative.

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Contenus des Enseignements

1. La nomenclature des composés organique ou « comment nommer les molécules »
2. La représentation spatiale des molécules et leur importance dans la réactivité
3. Ce qui provoque les réactions chimiques : effets électroniques, réactivité
4. Quelques mécanismes de bases : la substitution nucléophile et l’élimination
5. Quelques réactions des alcools et leur application en synthèse.

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1- Introduction - Généralités sur la lumière 
 Les différents modèles de la lumière (géométrique, ondulatoire, corpusculaire). Propagation de la lumière dans le vide et les milieux matériels transparents (notion de longueur, d’indice optique...). La lumière dans le spectre électromagnétique.

2- Définitions et principes de l’optique géométrique
 Notion de rayon lumineux. Chemin optique - Principe de Fermat. Conséquences du principe de Fermat. Lois de Snell–Descartes. Applications : prisme, fibre optique, milieu stratifié...

3- Vision des images - Approximations de l’optique géométrique 

Système optique. Sources. Nature des objets et des images. Critères de qualité d’un système optique : stigmatisme, aplanétisme. Conditions de Gauss.

4- Éléments optiques simples à faces planes

Le dioptre plan. Le miroir plan.

5- Éléments optiques simples à faces sphériques

Le dioptre sphérique. Le miroir sphérique.

6- Les lentilles minces
 Définition et symboles. Relation de conjugaison et vergence. Foyers et plans focaux. Construction d’images. Grandissement. Association de lentilles.

7- L'œil et les instruments d’optique
L'œil : description, champs, défauts,... 
Instruments d’optique : grandeurs caractéristiques. Loupe, oculaire, microscope, lunette et télescope.

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* CINEMATIQUE

Généralités – Vitesse – accélération :

repères, trajectoires, coordonnées usuelles, équation horaire / Vitesse en cartésiennes, polaires, cylindriques, sphériques / Accélération Idem / (Cas particuliers comme mouvement rectiligne uniforme, circulaire.. )

Changements de référentiels :

Loi de composition des vitesses et des accélérations / Introduction de la vitesse angulaire de rotation d'un repère

* DYNAMIQUE

Introduction à la mécanique classique. Relation fondamentale de la dynamique :

Loi d'inertie / Repères Galiléens RFD / Repères non Galiléens. Forces d'inertie / Choix d'un repère d'inertie, centre d'inertie, mouvement d'ensemble

Applications de la RFD :

Forces usuelles / Forces de contact: objet sur une surface, sur une courbe matérielle. /

Equilibre d'un point matériel / Quelques exemples de problèmes

À la fin de cette UE/EC, vous serez capable de :

Travail Puissance :

Définitions: Travail et puissance d'une force / Théorème de l'énergie cinétique / Force qui dérive d'un potentiel / Théorème de conservation de l'énergie mécanique / Intégrales premières du mouvement

Théorème du moment cinétique :

Moment cinétique; définition / Expression du moment cinétique / Exemples d'utilisation

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Incertitudes dans les mesures physiques

Evaluation des incertitudes – Règles de présentation – Règles de calcul

Optique Géométrique

Vérification des lois de Snell-Descartes - Mesure de l’indice de réfraction d’un prisme de verre - Construction d’un microscope - Mesure de la distance focale d’une lentille

Mécanique du point

Etude d’un pendule simple - Etude d’un pendule élastique - Etude du mouvement rectiligne

Architecture de la matière 

Enregistrement et exploitation du spectre d’émission de l’hydrogène.

Mise en évidence de la quantification matière-énergie 

Pour les propriétés macroscopiques de la matière (solvants – solubilité – liaisons intermoléculaires) : séparation d’un mélange de produits organiques.

Chimie organique 

Une séance est dédiée à l’utilisation de modèles moléculaires et l’utilisation de logiciels pour des études de molécules (Géométrie de molécules organiques – Longueur et énergie de liaison – Stéréochimie – Configuration – Conformation)

Synthèse et purification d’une espèce chimique

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L’objectif de cet enseignement est de donner aux étudiants les outils mathématiques leur permettant d’appréhender sereinement les disciplines issues du domaines des sciences physiques et de la chimie.

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les deux premières années universitaires (L1PC et L2PC). Le contenu du programme de L1PC S2 est le suivant :

. Les nombres complexes ;

. Les fonctions de référence ;

. Techniques d’intégration ;

. Les équations différentielles.

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Course Description and Pedagogical Methods:

The students are organised in level-groups following the results of a placement test at the beginning of the year. In this course, the students will practice the four main skills for communication with a focus on reading comprehension, and will review some basic grammar concepts. The students will work with up-to-date materials from journals and magazines, internet articles, videos, etc. Students will improve their comprehension, fluency, and confidence in spoken and written English through individual practice and regular participation in pair and group work, oral activities, reading and listening comprehension exercises, and general classwork.

Class activities will include listening, reading, writing, and informal/formal speaking to understand, learn, remember, and explain information from both written and spoken materials. Also,to help you improve your grammar and writing, we will have online grammar practice with mini-reviews when necessary.

You will have:

• Classwork, pop quizzes and online homework that are part of the grade,
• A midterm exam level-based on the grammar and vocabulary studied in class,
• A final exam common to all levels to check your progression. The final will focus on reading comprehension.

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• UE Ecologie, évolution, environnement (9 h CM ; 10,5 h TD) : 2 ECTS

Les compétences acquises permettront aux étudiants de comprendre le fonctionnement des écosystèmes en étudiant leurs organisations : milieu de vie, facteurs abiotiques et facteurs biotiques et leurs fonctionnements depuis l’échelle de l’individu à celle de l’écosystème ou de la biosphère.

Ces connaissances permettront aux étudiants de comprendre comment l’Homme est impliqué dans la gestion des milieux et l’exploitation durable des ressources biologiques ainsi que les impacts que peuvent avoir ses activités sur son environnement.

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À travers différentes disciplines relevant de la géologie (datation, géochimie, sismologie, cartographie…), l’objectif est d’acquérir à la fois des connaissances de base sur la nature et la structure du globe ainsi que des méthodes d’analyse essentielles.

Les séances de TD porteront sur la mise en œuvre de méthodes de datation, d’analyse des données de sismogrammes, et d’analyse de données cartographiques.
 

Principaux thèmes abordés :

-Du minéral à la roche : Systèmes cristallins, familles de minéraux ; les différents types de roches exogènes et endogènes.

-Dater et ordonner les roches : Datation relative (principes de datation relative ; notion de fossile stratigraphique, biozone), radiochronologie (principaux couples d’éléments et leur utilisation ; âge radiométrique d’une roche).

-Tableau chronostratigraphique : corrélations stratigraphiques, stratotypes d’unité et de limite (GSSP).

-Sismologie et établissement du modèle PREM : discontinuités majeures, LVZ.

-Les données d’une carte géologique ; première approche d’une coupe géologique.

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Objectif : Acquérir des notions de base de statistique descriptive et de calcul des probabilités associées à des phénomènes aléatoires simples.

Statistique descriptive univariée à l’aide d’un tableur

• Variable quantitative, variable qualitative
• Répartition par modalités ou par intervalles de valeurs
• Représentations graphiques
• Valeurs caractéristiques d’une distribution statistique (indicateurs de position et dispersion)

Probabilités

• Expérience aléatoire, évènements
• Variables aléatoires
• Loi de probabilité (discrète, continue), Fonction de répartition
• Espérance mathématique, variance
• Lois de probabilités usuelles (Bernoulli/binomiale/géométrique, Poisson/exponentielle, uniforme, normale)

Statistique inférentielle

• Fluctuations d’échantillonnage
• Intervalles de confiance pour les grands échantillons (moyenne, proportion, variance)

L’approche pédagogique, basée sur un cours magistral classique et des travaux dirigés sur ordinateur, privilégie l’engagement des étudiants à travers de nombreux exercices d’application. 

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L’objectif de cette UE est de réaliser une action de communication scientifique à destination d’une classe de primaire. En groupe de 3 à 4, les étudiants produiront un support et animeront une séance de médiation scientifique avec les élèves d’une classe de primaire, en lien avec les programmes.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

A travers de nombreux exemples tirés des domaines de la Physique, de la Chimie, de la Biologie et de la Géologie, les étudiants replaceront chronologiquement les différentes avancées scientifiques au cours de l’Histoire.

Deux méthodes de construction des connaissances scientifiques (inductivisme et falsificationnisme) et le concept de révolution scientifique seront présentés, avec leurs limites.

Enfin, à l’aide d’exemples historiques et actuels, les étudiants seront amenés à s’interroger sur les liens entre Science et Société et sur les implications éthiques de la Science.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

L’objectif de l’enseignement théorique est l’acquisition de connaissances fondamentales en chimie des solutions aqueuses. La maîtrise des équilibres élémentaires de la chimie des solutions et de la chimie analytique permet d’appréhender la chimie de milieux plus complexes comme les milieux naturels (écosystèmes aquatiques, milieux physiologiques…).

Ainsi, cet enseignement a pour objectif la maîtrise des outils scientifiques permettant de comprendre, d’analyser et de prévoir l’évolution de la composition physico-chimique d’un milieu aqueux. Les applications de cet enseignement sont ainsi très diverses et l’on peut citer, par exemple, la chimie des eaux naturelles, la chimie environnementale, le traitement des eaux, la chimie industrielle, le stockage d’énergie, la corrosion, ainsi que des applications dans le milieu médical ou pharmaceutique.

L’objectif des travaux pratiques est d’acquérir un savoir-faire théorique et expérimental dans le domaine de la chimie analytique. Les différents principes de dosage volumétriques (dosages directs, dosages indirects, dosages en retour), ainsi que diverses techniques de dosage en chimie analytique (indicateurs colorés, pHmétrie, conductimétrie, potentiométrie) sont abordés sur le plan fondamental puis mis en application pour analyser des composés dans des produits alimentaires, des produits commerciaux ou d’usage courant

. Partie théorique

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les deux premières années universitaires (L1PC et L2PC). Le contenu du programme de L1PC est le suivant :

. Le solvant H2O ;

. Les équilibres acido-basiques ( réactions acide-base ; calculs de pH ; dosages) ;

. Les équilibres d’oxydo-réduction (réaction rédox ; piles électrochimiques ; dosages) ;

. Introduction aux diagrammes Potentiel – pH.

. Partie expérimentale : travaux pratiques

L’enseignement s’organise autour de 5 séances de travaux pratiques permettant aux étudiants de devenir autonomes, aussi bien vis-à-vis des manipulations, que vis-à-vis de la présentation des résultats, l’interprétation des résultats et l’élaboration d’un compte-rendu scientifique.

Ces 5 séances se déclinent comme suit :

. Préparation d’une solution étalon – Dosages acido-basiques par colorimétrie ;

. Dosage acido-basiques de produits d’usage courant par pH-métrie ;

. Comparaison des techniques de pH-métrie et conductimétrie pour des dosages acido-basiques ;

. Dosages d’oxydo-réduction (directs et indirects) par colorimétrie et potentiométrie.

. Résolution d’une problématique en totale autonomie.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

Le but de ce module est destiné à utiliser des notions de thermodynamique, introduites dans le cours de physique, à des systèmes sièges d’une réaction chimique.

Le cadre de l’étude est restreint aux réactions supposées (ou considérées) totales et l’essentiel des connaissances à acquérir porte sur le calcul du transfert thermique (chaleur) lors de ces réactions.

Il est donc nécessaire de préciser les grandeurs physico-chimiques liées à ces phénomènes.

Contenus des enseignements :

Premier principe de la thermodynamique appliqué au système chimique.

Modèles utilisés pour étudier les transformations

Réacteurs isobares ou isochores, réacteurs isothermes ou adiabatiques. Quantité de chaleur mise en jeu lors d’une évolution isochore ou isobare (transferts thermiques). (Modèles cités pour faire le lien avec le cours de physique)

Lien entre Energie de réaction et Enthalpie de réaction.

Grandeurs molaires standard de réaction

Etats standard d’un constituant pur : gaz parfait et état condensé ; grandeur molaire standard. (U°, H°, Cp°)

Système fermé siège d’une transformation physico-chimique.

Signe de H° : définition d’une réaction endothermique ou exothermique, (ou athermique).

Dans la suite du module, on privilégie l’étude des transformations isobares et donc l’enthapie par rapport à l’énergie interne.

Effets thermiques en réacteur isobare :

• transfert thermique en réacteur isobare isotherme (relation H = Qp = .rH°, pour un ensemble de gaz parfaits et/ou de corps purs)
• variation de température en réacteur adiabatique isobare (bilan enthalpique et échauffement du réacteur siège d’une réaction exothermique)

Détermination de grandeurs thermodynamiques appliquées à l’étude des systèmes chimiques

Déterminer une enthalpie de réaction grâce aux enthalpies de formation (loi de Hess) et grâce à un cycle thermodynamique. Savoir utiliser les tables thermodynamiques.

On définit les différentes enthalpies standard (combustion, de changement d’état, de liaison, réticulaire, d’attachement électronique, d’ionisation)

On détermine une enthalpie ou une énergie de réaction à une température donnée (Loi de Kirchhoff)

On détermine une température de flamme ou d’explosion adiabatique.

Le contenu de l’enseignement se répartit comme suit :

. Paramètres de description d’un système chimique – vocabulaire et définitions ;

. Application de premier principe de la thermodynamique aux réactions chimiques ;

. Définitions de grandeurs couramment utilisées en Thermochimie – Cycles thermodynamiques ;

. Exemples de bilans énergétiques dans des systèmes sièges d’une réaction chimique avec variation de température.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

Etude de la cinétique d’un point de vue macroscopique

1. Définition de la vitesse d’une réaction chimique et de l’ordre d’une réaction (lorsqu’il existe)
2. Etude des ordres simples : 0,1,2.
3. Exploitation des résultats expérimentaux : méthode intégrale et méthode différentielle.
4. Diverses méthodes expérimentales pour suivre la vitesse d’une réaction.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

L’objectif de l’enseignement théorique est l’acquisition de connaissances fondamentales en thermodynamique physique, et d’une façon générale d’être en mesure d’effectuer un bilan thermique sur un système (gaz parfait) en transformation. La finalité de cet enseignement concerne des problématiques énergétiques de rendement de moteur thermique (moteur à explosion, Diesel…) ou de réfrigérateur.

. Partie théorique

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les trois années de licence universitaires. Le plan du programme de première année est le suivant :

. Eléments de mathématiques pour la thermodynamique (calcul différentiel et intégrale) ;

. Pression dans un fluide ;

. Grandeurs thermodynamiques et définitions ;

. Premier principe de la thermodynamique ;

. Deuxième principe de la thermodynamique ;

. Les machines thermiques.

. Partie expérimentale : travaux pratiques

L’enseignement s’organise autour de 3 séances de travaux pratiques sur les thèmes de la calorimétrie et de l’exploitation d’équations d’état pour un gaz parfait.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

. Partie théorique

* Dipôles et signaux – Théorèmes généraux

- Dipôles passifs linéaires (résistances, capacités, inductances).

- Associations de dipôles

- Générateurs électriques : Sources de tension et de courant idéales, générateurs de tension et de courant, associations de générateurs

- Signaux délivrés par les générateurs périodiques (fréquence, déphasage, valeur moyenne, valeur maximale, valeur efficace)

* Circuits linéaires en régime sinusoïdal

- Tension et intensité complexes associées

- Impédances et admittances complexes et associations d’impédances

- Représentation de Fresnel

- Etude d’un circuit résonant (surtension, facteur de qualité, bande passante) et anti-résonant

- Expression des diverses puissances

* Réponse fréquentielle, filtres et résonance

- Réponse en fréquence et fonction de transfert

- Filtres passifs, Réseaux passe-haut et passe-bas

. Partie expérimentale : travaux pratiques

L’enseignement s’organise autour de 3 séances de travaux pratiques sur les thèmes suivants

. Mesures de tension et de courants,

. Théorèmes fondamentaux,

. Etude d’un circuit RLC

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Description du cours et modalités pédagogiques :

L’objectif de cet enseignement est de donner aux étudiants les outils mathématiques leur permettant d’appréhender sereinement les disciplines issues du domaines des sciences physiques et de la chimie.

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les deux premières années universitaires (L1PC et L2PC). Le contenu du programme de L1PC S2 est le suivant :

. Les polynômes à une variable ;

. Calcul matriciel ;

. L’espace vectoriel Rn et changements de base ;

. Réduction de matrices et applications.

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Course Description and Pedagogical Methods:

The students are organised in level-groups following the results of a placement test at the beginning of the year. In this course, the students will practice the four main skills for communication with a focus on listening comprehension, and will review some basic grammar concepts. The students will work with up-to-date materials from journals and magazines, internet articles, videos, etc. Students will improve their comprehension, fluency, and confidence in spoken and written English through individual practice and regular participation in pair and group work, oral activities, reading and listening comprehension exercises, and general classwork.

Class activities will include listening, reading, writing, and informal/formal speaking to understand, learn, remember, and explain information from both written and spoken materials. Also,to help you improve your grammar and writing, we will have online grammar practice with mini-reviews when necessary.

You will have:

• Classwork, pop quizzes and online homework that are part of the grade,
• A midterm exam level-based on the grammar and vocabulary studied in class,
• A final exam common to all levels to check your progression. The final will focus on listening comprehension.

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Cet enseignement non disciplinaire a pour principal objectif de rendre l’étudiant acteur de son orientation. Il oblige l’étudiant à s’interroger sur son avenir professionnel, l’incite à découvrir les réalités professionnelles en lui transmettant une méthode de recherche et de traitement de l’information, et d’aide à la décision afin de construire un projet d’études et de définir un plan d’action.

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Au croisement de différents champs disciplinaires tels que la chimie, la biologie, les sciences de la Terre ou encore la santé, l’enseignement dispensé dans l’UE Sciences Environnementales aborde des problématiques environnementales liées aux activités humaines. Cet enseignement permet de découvrir l’impact des rejets de contaminants dans l’environnement en lien avec l’urbanisation et les pratiques industrielles, agricoles, d’élevage et de la santé. Les exemples traités concernent des problématiques locales (estuaire de l’Adour, estuaire de la Gironde…) et globale (e.g. réchauffement climatique, cycles géochimiques). Des méthodes permettant de retracer l’évolution historique des activités humaines à travers l’enregistrement dans les sols ou dans des organismes aquatiques sont abordées en regard avec l’évolution des réglementations et des besoins de la société. Le comportement des contaminants dans l’environnement est étudié en fonction de leurs propriétés physico-chimiques. Les notions de concentration dans le milieu et les organismes, de transformations abiotique et biotique et de transfert entre les différents compartiments de l’environnement permettent de quantifier les sources, d’estimer l’impact des polluants sur l’environnement et de communiquer sur les risques potentiels.

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Phénomènes vibratoires : oscillateurs linéaires

- oscillateur harmonique :

- notion d’oscillateur harmonique

- description du mouvement ; aspect énergétique

- mouvement d’un point autour d’une position d’équilibre

- oscillations amorties par frottement fluide et oscillations forcées

* Chocs de deux particules

- lois de conservation

- chocs à une dimension ; chocs élastiques et chocs mous

- problème général du choc élastique de deux particules

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L’objectif est d’approfondir les compétences acquises à l’issu de l’UE Géologie 1 (S1) dans les champs sédimentaires, magmatiques, géomorphologiques et cartographiques

Principaux thèmes abordés :

- Le phénomène sédimentaire : Mécanismes d’altération et d’érosion, géomorphologie, transport et dépôt, diagenèse.

- Géométrie et dynamique des bassins sédimentaires

- La dynamique érosive du littoral et ses enjeux

- Cartographie (niveau 2) : Réalisation de coupes géologiques, utilisation d’outils numériques : données géoréférencées (visualiseur InfoTerre)

- Le magmatisme : données pétrologiques et géochimiques, production de magma, évolution des liquides, cristallisation fractionnée, séries magmatiques

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L’objectif de l’enseignement est de fournir aux étudiants les outils élémentaires pour programmer des applications en python. Les applications développées sont restreintes à un usage personnel.

Lors de ce cours les étudiants apprendront les principes de base de la programmation dans le langage Python comme :

• Les structures de données : variables simples et structurées
• Les structures de contrôle : séquence, alternatives et boucles
• Les sous programmes : procédures et fonctions

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L’objectif de cette UE est de découvrir le monde de l’enseignement au cours d’un stage de 6 demi-journées avec un(e) enseignant(e) au sein d’une classe de l’enseignement primaire ou secondaire. Chaque étudiant devra trouver un enseignant tuteur, faire valider leur convention de stage, observer une ou plusieurs séances en classe, réaliser une progression en lien avec les programmes de Sciences de l’Éducation nationale en collaboration avec leur enseignant tuteur et enfin animer une ou plusieurs séances en classe (en présence de leur enseignant tuteur). A la suite de ce stage, l’étudiant remettra un rapport de stage et effectuera une soutenance orale.

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Objectif : Maîtriser les lois de probabilités utilisées en biologie ainsi que la statistique descriptive univariée, découvrir la statistique inférentielle.

Probabilités

• Processus de Bernoulli et lois associées (révisions)
• Processus de Poisson et lois associées (révisions)
• Approximation de lois :
  • Du processus de Bernoulli au processus de Poisson
  • La loi normale en biologie (Théorème central limite)
• Loi du Chi2 et loi de Fisher
• Simulations avec un tableur et le logiciel R

Statistique descriptive univariée à l’aide d’un logiciel de statistique (logiciel R)

Statistique inférentielle

• Estimation et intervalles de confiance pour les grands échantillons (révisions)
• Intervalle de confiance : méthodes pour les petits échantillons
• Introduction aux tests d’hypothèses (risque de première espèce et de seconde espèce, puissance)

L’approche pédagogique, basée sur un cours magistral classique et des travaux dirigés sur ordinateur, privilégie l’engagement des étudiants à travers de nombreux exercices d’application. 

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L’objectif de l’enseignement est l’acquisition de connaissances fondamentales en chimie des solutions aqueuses. La maîtrise des équilibres élémentaires de la chimie des solutions et de la chimie analytique permet d’appréhender la chimie de milieux plus complexes comme les milieux naturels (écosystèmes aquatiques, milieux physiologiques…).

Ainsi, cet enseignement a pour objectif la maîtrise des outils scientifiques permettant de comprendre, d’analyser et de prévoir l’évolution de la composition physico-chimique d’un milieu aqueux. Les applications de cet enseignement sont ainsi très diverses et l’on peut citer, par exemple, la chimie des eaux naturelles, la chimie environnementale, le traitement des eaux, la chimie industrielle, le stockage d’énergie, la corrosion, ainsi que des applications dans le milieu médical ou pharmaceutique.

. Contenu de l’enseignement

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les deux premières années universitaires (L1PC et L2PC). Le contenu du programme de L2PC est le suivant :

                . Les équilibres de complexation ; dosages complexométriques ;

                . Les équilibres de précipitation – dissolution ; dosages par précipitation ;

                . Les diagrammes Potentiel – pH (diagrammes E-pH de Pourbaix) ;

. Application aux études de corrosion uniforme – domaines de corrosion, de passivation ou d’immunité ;

. La potentiométrie à courant nul.

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Cet enseignement aborde les points suivants :

- Introduction aux spectroscopies atomiques et moléculaires

- Analyses quantitative par spectroscopie d’absorption

- Spectroscopie Infra-Rouge : étude de l’oscillateur harmonique et anharmonique, applications aux études structurales et aux phénomènes d’association

- Spectroscopie UV-Visible : les différents types de transitions électroniques, applications

- Spectroscopie de RMN du proton (RMN ¹H) : principe et applications aux études structurales, analyse de spectres avec couplage au premier ordre.

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Etude des structures solides d’un point de vue microscopique

1. Vocabulaire et définition liés aux structures solides organisées
2. Description de 3 structures fondamentales courantes : CC, CFC et HC
3. Analyse des interactions mises en jeu au sein des cristaux

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• Rappels sur les principes de la thermodynamique appliqués aux gaz parfaits.
• Potentiels thermodynamiques.

Application aux systèmes divariants et trivariants : pile à combustible, lame piezo-électrique, pile hydroélectrique, tension superficielle, désaimantation d’un sel, traction et torsion d’une barre, condensateur plongé dans un diélectrique... Application aux systèmes à nombre de moles variables (potentiel chimique, équation de Gibbs-Duhem...).

• Equilibre d’un corps pur sous plusieurs phases.

Changements d’état. Diagrammes de phase d’un corps pur. Description de l’équilibre entre phases (chaleur latente, retard aux transitions...). Vaporisation sous vide et sous atmosphère.

• Gaz réels.

Comportement d’un gaz réel. Equations d’état (équations d’état cubiques, développements du viriel). Application aux détentes de Joule-Gay-Lussac et de Joule- Thomson.

• Machines thermiques à vapeur condensable.

Principes. Applications : centrales thermiques, machines frigorifiques et circuits de refroidissement, pompes à chaleur...

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Partie 1, généralités sur les Vibrations : exemples ; vibrations sinusoïdales (définitions et caractéristiques, représentation de Fresnel, notation complexe, énergie) ; addition de vibrations (2/N vibrations scalaires sinusoïdales isochrones, 2 vibrations vectorielles sinusoïdales isochrones) ; synthèse de signaux périodiques

Partie 2, généralités sur les Ondes : définition ; types d’ondes ; notion de fonction d’onde ; équation de propagation ; ondes sinusoïdales ; ondes harmoniques planes ; ondes harmoniques sphériques ; principe de superposition ; ondes non-harmoniques ; ondes stationnaires.

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. Physique expérimentale

Ces TP de Physique s’organisent autour de 4 séances de travaux pratiques et vise à illustrer les cours de Physique des Ondes, Électromagnétisme et Thermodynamique :

- Mesures calorimétriques (Changements d’états)

- Etude d’un cycle réfrigérant

- Champs magnétiques créés par les courants électriques

- Propagation et interférences des ondes

. Chimie expérimentale 

à Chimie des Solutions

L’objectif de ces travaux pratiques est d’acquérir un savoir-faire théorique et expérimental dans le domaine de la chimie analytique. Les différents principes de dosage volumétriques (dosages directs, dosages indirects, dosages en retour), ainsi que diverses techniques de dosage en chimie analytique (indicateurs colorés, pH-métrie, conductimétrie, potentiométrie) sont abordés sur le plan fondamental puis mis en application pour analyser des composés dans des produits alimentaires, des produits commerciaux ou d’usage courant.

L’enseignement s’organise autour de 5 séances de travaux pratiques :

.  Approche de la chimie œnologique – dosages acido-basiques et d’oxydo-réduction ;

. Analyse qualitative et quantitative des eaux naturelles (Deux séances où l’on introduit les dosages complexométriques et les dosages par précipitation)

.  Potentiométrie : Tracé expérimental d’un  diagramme Potentiel-pH  ;

.  Dernière séance en autonomie totale pour la réalisation et l’interprétation (Dosage du dioxygène dissous dans l’eau du robinet par la méthode de Winkler).

à Analyse chimique : Spectrophotométrie UV, Visible et IR

L’objectif de ces travaux pratiques est d’acquérir des connaissances théoriques et pratiques sur les analyses par spectrophotométrie. Le développement d’une méthode de dosage par spectroscopie d’absorption visible sera tout d’abord abordé d’un point de vue fondamental (utilisation de la loi de Beer-Lambert et ses limites, calcul de la concentration d’un composé en solution puis revenir à la concentration dans le produit de départ) puis mis en application dans différents produits, solides ou liquides. La spectroscopie Infra-rouge sera également présentée théoriquement et pratiquement par une analyse qualitative et quantitative d’huile essentielle et ses composants.

 Les avantages et limites de ces méthodes seront mis en lumière au cours de 5 séances de travaux pratiques :

1. Dosage du cuivre dans un alliage de laiton par spectrophotométrie UV-visible (comparaison avec une méthode plus ancienne : la gravimétrie) ;
2. Séparation de colorants d’une boisson alcoolisée de menthe par chromatographie sur colonne puis dosage de ces colorants par spectrophotométrie UV-visible ou dosage colorimétrique direct de la solution sans séparation préalable ;
3. Analyse qualitative et quantitative par spectroscopie IR. Analyse qualitative du produit majoritaire d’une huile essentielle puis analyse quantitative d’acide benzoïque

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L’objectif de cet enseignement est de donner aux étudiants les outils mathématiques leur permettant d’appréhender sereinement les disciplines issues du domaine des sciences physiques et de la chimie.

Le contenu de l’enseignement se répartit sur les deux premières années universitaires (L1PC et L2PC). Le contenu du programme de L1PC S2 est le suivant :

                . Développements limités ;

                . Suites numériques

                . Séries numériques

. Séries entières

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The students are organised in level-groups following the results of a placement test in L1. If at the end of the first year their average score of both semesters equals 15 or above, they will be promoted to the next level group

 In this course, the students will practice the four main skills for communication with a focus on written expression, and will review some basic grammar concepts. The students will work with up-to-date materials from journals and magazines, internet articles, videos, etc. Students will improve their comprehension, fluency, and confidence in spoken and written English through individual practice and regular participation in pair and group work, oral activities, reading and listening comprehension exercises, and general classwork.

Class activities will include listening, reading, writing, and informal/formal speaking to understand, learn, remember, and explain information from both written and spoken materials. Also,to help you improve your grammar and writing, we will have online grammar practice with mini-reviews when necessary.

You will have:

• Classwork, pop quizzes and online homework that are part of the grade,
• A midterm exam level-based on the grammar and vocabulary studied in class,
• A final exam common to all levels to check your progression. The final will focus on written expression

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Etude de la cinétique d’un point de vue microscopique

Compréhension de l'évolution des réactions chimiques avec ses contraintes

- Mécanisme d’une réaction : La réaction élémentaire et molécularité, Ordre et molécularité,

Réactions complexes et mécanisme réactionnel

- Les réactions composées : les réactions successives, opposées, parallèles

Lois de variation des concentrations, représentations graphiques, Traitement des données expérimentales, Cas particuliers limites

- Les réactions complexes : Méthodes de simplification, méthodes d’approximation

(Approximation dite de l'étape déterminante, Approximation dite de l’équilibre rapide,

Approximation de l‘état quasi stationnaire), Cas des réactions en chaîne

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Cet enseignement aborde les points suivants :

• Spectrométrie de masse
• Introduction aux techniques de spectrométrie de masse : les défis et les besoins analytiques
• Notions utiles en spectrométrie de masse : masses exactes, massifs isotopiques, résolution
• Les différentes parties d’un spectromètre de masse : sources d’ionisation, analyseurs et détecteurs
• Application à l’analyse structurale et étude de la fragmentation par impact électronique de différentes familles de molécules organiques
• Résonance magnétique nucléaire du carbone 13 (RMN ¹³C) : Applications à l’analyse de spectres couplés, non couplés et DEPT.
• Notions de RMN bidimensionnelle homonucléaire et hétéronucléaire
• Méthodes combinées pour la détermination de structures moléculaires organiques

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* Rappels mathématiques :

Systèmes de coordonnées, opérateurs, théorèmes fondamentaux,…

* Électrostatique :

- Distribution continues de charges

- Théorème de Gauss

- Équilibres de conducteurs

- Énergie électrostatique

* Magnétostatique :

- Notions de vecteur densité de courant, intensité

- Forces magnétiques (mise en évidence du phénomène, Loi de Laplace)

- Loi de Biot et Savart (Calcul du champ magnétique créé par un circuit)

- Potentiel vecteur

- Énergie magnétique (Travail de la force de Laplace, Théorème de Maxwell

- Notion d’inductance

* Approximation des états quasi-stationnaires - Induction et applications

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1- INTRODUCTION Bases de Données simples sous Excel & SGBD

2-Bases de Données Relationnelles

3-Modèle Relationnel

4-TP ACCESS

1-Création de Tables

2- Formulaire, Sous Formulaire

3- Requêtes et États

4-Conception des menus-Vues

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L’objectif de l’enseignement est :

- Affiner/ tester son projet professionnel ;

- Découvrir le fonctionnement d’une entreprise ;

- Découvrir les secteurs d’activités dans lesquels s’inscrit l’activité de l’entreprise ;

- Découvrir les différentes fonctions occupées par le personnel ;

- se confronter avec le milieu professionnel.

Au retour du stage fait à l’issue du L1, l’étudiant rédigera, pour validation au L2-S3, un rapport présentant l'entreprise d'accueil, précisant les activités effectuées et enfin son bilan personnel. De plus l’étudiant devra effectuer une présentation orale devant un jury composé du responsable de l'année de formation, du responsable de l'unité d'enseignement et si possible du maître de stage en entreprise.

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L’objectif de l’enseignement théorique est l’acquisition de connaissances fondamentales en thermodynamique chimique pour définir les conditions d’évolution d’un système chimique jusqu’à l’équilibre. Ce cours est plus spécifiquement dédié à l’étude de l’équilibre liquide/vapeur pour un liquide idéal, réel, miscible ou non. A l’issue de cet enseignement, les étudiants doivent être capable de prédire l’évolution d’un système chimique et de quantifier les quantités de matière de chaque constituant à l’équilibre.

. Partie théorique

Le contenu de cet enseignement fait suite à l’UE Thermodynamique des systèmes chimiques 1 de première année. Après un rappel sur l’enthalpie libre et le potentiel chimique, le plan du programme est le suivant :

. Chapitre 1 : Enthalpie libre et potentiel chimique
- Chapitre 2 : Grandeurs de réaction et de formation
- Chapitre 3 : Évolution d’un système et équilibre chimique
- Chapitre 4 : Équilibre Liquide-Vapeur

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Partie 1, description ondulatoire de la lumière : limites de l’optique géométrique ; principe d’Huygens-Fresnel ; énergie et éclairement ; chemin optique ; rayon lumineux.

Partie 2, cohérences : superposition de 2 ondes, conditions d’observation des interférences ; contraste d’une figure d’interférences ; cohérence temporelle ; conclusions.

Partie 3, interférences par division du front d’onde : montage des trous d’Young ; autres dispositifs expérimentaux ; contraste de la figure d’interférences ; applications

Partie 4, interférences par division d’amplitude : interférences produites par des lames à faces planes et parallèles ; interférences produites par des lames d’épaisseurs variables ; applications.

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Partie 1, l’hypothèse atomique : les premières idées de l’atome ; premiers modèles de l’atome ; le noyau ; particules élémentaires.

Partie 2, introduction historique à la MQ : effet photoélectrique ; hypothèses de de Broglie ; diffraction des électrons ; spectre d’émission de l’hydrogène.

Partie 3, les bases de la MQ : signification physique de l’onde associée à une particule en mouvement ; construction de la fonction d’onde de matière associée à une particule en mouvement ; les opérateurs associés aux grandeurs physiques ; propriétés des opérateurs ; le principe d’incertitude d’Heisenberg ; l’équation de Schrödinger.

Partie 4, l’atome d’hydrogène en MQ : équation de Schrödinger pour l’atome d’hydrogène ; recherche des solutions radiales ; les solution complètes ; le spin de l’électron ; les solutions pour les hydrogénoïdes.

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Chimie Expérimentale

1. Thermochimie

• Mise en évidence de l’équilibre thermodynamique d’une réaction chimique (ester)
• Quels moyens pour déplacer un équilibre chimique dans le sens voulu ? (ester)

1. Analyse Chimique : les chromatographies appliquées à l’analyse

• Analyse quantitative de la caféine par chromatographie liquide (HPLC)
• Détection qualitative et quantification du limonène dans les agrumes par chromatographie gaz (CPG)

Physique Expérimentale

Optique ondulatoire :

• Diffraction de la lumière et des rayons X
• Goniomètre à réseau
• Interféromètre de Michelson
• Filtrage spatial d’images

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Cet enseignement non disciplinaire a pour principal objectif de rendre l’étudiant acteur de son orientation. Il oblige l’étudiant à s’interroger sur son avenir professionnel, l’incite à découvrir les réalités professionnelles en lui transmettant une méthode de recherche et de traitement de l’information, et d’aide à la décision afin de construire un projet d’études et de définir un plan d’action.

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Partie théorique

Passage en revue des réactions typiques des composés selon leur fonction organique : alcène, alcool, amines, dérivés carbonyles, acides et dérivés.

Appliquer ces réactions à des synthèses multi-étapes de composés organiques divers : arôme, pesticide, hormones, médicaments…etc

Partie expérimentale : travaux pratiques

Approfondissement des techniques de synthèse classiques en laboratoire tel : montage à reflux, distillation, hydro distillation, recristallisation, extraction, piège à gaz.

Approfondissement des techniques de caractérisations : ccm, Tf, IR, nD

Mise en œuvre de techniques séparatives analytiques plus précises : analyse CPG et HPLC

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Le but de cette UE est une initiation à l’élaboration de diagrammes d’orbitales moléculaires.

Cette UE est la continuité de l’UE Des particules à l’atome (L2-modèle quantique de l’atome). Un bilan sur les atomes polyélectroniques et le modèle de Slater (vu en première année : UE Architecture de la matière) est réalisé.

Comme dans le cas de l’atome, le comportement électronique dans la molécule est décrit en utilisant un modèle quantique. Et comme dans le cas des atomes polyélectroniques, il est impossible de trouver une solution exacte de l’équation de Schrödinger, des approximations seront nécessaires.

Les approximations fondamentales (Born-Oppenheimer, approximation monoélectronique, combinaison linéaire d’orbitales atomiques) sont données ; l’interaction de deux orbitales atomiques identiques sur deux centres est traitée mathématiquement dans le cadre de ces approximations.  Puis une généralisation est effectuée et l’étude de molécules « simples » est envisagée en tenant compte des résultats généralisés. Cette étude est donc très largement qualitative, elle permet la description de la structure électronique des molécules et permet de faire le lien avec certaines propriétés de ces molécules. (Diagrammes d’OM par la méthode LCAO – initiation à la méthode des fragments et à la théorie de Hückel simple).

La suite logique de cette UE est l’UE Initiation à la réactivité des molécules et l’UE Chimie organique 3.

Le contenu de l’enseignement se répartit comme suit :

. Bilan atomes polyélectroniques – modèle Slater

. Interactions de deux orbitales atomiques sur deux centres

. Application aux entités contenant H ou He (H₂⁺, H₂, HHe⁺)

. Molécules AH₂ et AH (initiation à la méthode des fragments)

. Molécules diatomiques A₂ et AB

. Introduction à la méthode de Hückel pour des systèmes p « simples »

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Initiation aux techniques instrumentales modernes de séparation chromatographiques

Méthodes chromatographiques, aspects généraux et grandeurs chromatographiques

Classification des différentes méthodes (CCM, GC, HPLC)

Chromatographie en phase gazeuse

Chromatographie liquide haute performance

Analyse qualitative et quantitative

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ANALYSE DES CRISTAUX PAR LES RX

Nature des rayons diffractés, Interférences constructives : loi de Bragg, Enregistrement d’un diagramme de diffraction, Indexation des diagrammes de poudre dans le cas des réseaux cubiques

ENERGIE DE RESEAU DES CRISTAUX IONIQUES PARFAITS

Estimation de l’énergie de réseau par un cycle thermodynamique de Born Haber

Calcul de l’énergie de réseau par attraction/répulsion électrostatique : modèle de Born Landé

DEFAUTS DANS LES SOLIDES REELS

Les différents types de défauts : défauts ponctuels (notations de Kröger-Vink + diffusion des défauts), défauts linéaire (1D - dislocations et propagation), défauts plans (2D - joints de grains et mâcles), défauts volumiques (3D - pores et précipités).

Focus sur les défauts ponctuels : défauts intrinsèques (Schottky, anti-Schottky, Frenkel et cluster), solides non-stœchiométriques, conséquences sur les propriétés des cristaux

CONDCUTION ELECTRIQUE DES SOLIDES

Modèle de conduction électrique des métaux : le gaz d’électrons libres

Modèle plus large applicable aux métaux et non-métaux : modèle « quantique » de la théorie des bandes

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Partie cours : paramétrage de la position d’un solide ; modélisation des mécanismes ; vecteurs position, vitesse et accélération d’un point d’un solide ; champ des vecteurs vitesse et accélération des points d’un solide ; composition des mouvements ; mouvements plans sur plan ; cinétique des solides ; principe fondamental de la dynamique des solides.

Partie TP : pendule pesant ; pendule de torsion ; dynamique de la rotation.

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• Partie théorique
  • Régime transitoire

Généralités –  définitions des régimes (régime forcé/libre, régime permanent/transitoire)

Régime transitoire circuit 1^er ordre : lors de l’application d’un échelon de tension et lors de l’annulation de cet échelon: études des variations des grandeurs mises en jeu (tensions, intensités) et des variations des puissances engendrées. Exemple avec le circuit RL série.

Régime transitoire circuit 2^nd ordre : études des variations des tensions et des intensités pour les différents régimes (apériodique,  critique et pseudo-critique). Exemple avec le circuit RLC série.

• Amplificateur opérationnel en régime linéaire

Présentation et caractéristiques de l’AO : caractéristiques en régime linéaire, définition du gain stationnaire de l’AO, amplificateur opérationnel idéal, bouclez de contre-réaction.

Etudes de montages avec l’AO en régime linéaire : montage suivre, montage amplificateur inverseur et non-inverseur, convertisseur courant/tension et tension/courant, montage résistance négative, montage intégrateur et dérivateur

• Filtres analogiques

Rappels et définitions de la notion de fonction de transfert : rappel sur système linéaire, fonction de transfert, diagrammes de Bode réels et asymptotiques.

Différents types de filtres : famille de filtres (passe-haut, passe-bas, passe bande, réjecteur), filtres actifs et passifs, sélectivité d’un filtre

Etudes filtres passifs du 1^er ordre et 2^nd ordre : RC série, CR série, RL série avec la notion de pulsation coupure ;

RCL série, RLC série, LCR série avec l’introduction de la notion du facteur de surtension, et de la pulsation de résonnance

Etudes filtres actifs du 1^er et 2^nd ordre : réponse d’un AO en régime sinusoïdal, filtres actifs du 1^er ordre, filtre actif passe-bande, exemples avec les structures de Rauch et de Sallen-Key.

• Introduction de l’AO en régime non-linéaire

Rappels caractéristiques de l’AO.

Comparateur simple, comparateur à hystérésis ou bistable : comparateur inverseur et non-inverseur.

• Partie pratique

Les travaux pratiques se constituent autour de 2 séances de travaux, avec une préparation avant les séances reprenant la partie théorique :

• régimes transitoires et filtre passif : étude du circuit RC série soumis à un échelon de tension et à une tension sinusoïdale, circuit 2^nd ordre RLC.
• Amplificateur opérationnel en régime linéaire : étude du montage amplificateur inverseur, du montage intégrateur, montage d’un filtre actif

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L’objectif de l’enseignement est de fournir aux étudiants les outils complémentaires pour programmer des applications en langage Python.

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L’objectif de cette UE est de découvrir le monde de l’enseignement au cours d’un stage de 6 demi-journées avec un(e) enseignant(e) au sein d’une classe de l’enseignement primaire ou secondaire. Chaque étudiant devra trouver un enseignant tuteur, faire valider leur convention de stage, observer une ou plusieurs séances en classe, réaliser une progression en lien avec les programmes de Sciences de l’Éducation nationale en collaboration avec leur enseignant tuteur et enfin animer une ou plusieurs séances en classe (en présence de leur enseignant tuteur). A la suite de ce stage, l’étudiant remettra un rapport de stage et effectuera une soutenance orale.

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Partie théorique

1. Étude thermodynamique des électrolytes puis des électrodes. Potentiel d’équilibre d’un métal plongé en solution.
2. Étude cinétique des électrolytes (propriétés de conduction électrique) et des électrodes : utilisation des courbes intensité-potentiel.
3. Applications : dépôt électrolytique de métaux, charge et décharge des piles et accumulateurs, corrosion et prévention.

Partie expérimentale : travaux pratiques

Tracé de courbes intensité-potentiel

Électrolyses

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Objectifs d’enseignement :

Ce cours est destiné à faire acquérir les notions essentielles de la statistique descriptive et confirmatoire, c'est-à-dire à apprendre comment décrire de façon claire et concise l'information apportée par des observations nombreuses et variées sur un phénomène donné. L’accent sera mis sur la visualisation des informations à travers des graphiques réfléchis et communicants facilement compréhensibles par des non-statisticiens. Pour aller plus loin quelques techniques d’analyse inférentielle seront utilisées pour conforter les conclusions. Les notions seront appréhendées à travers des exemples concrets en utilisant les fonctionnalités classiques d’Excel et des outils plus élaborés (Logiciel R) téléchargeables sur le net.

Contenus des enseignements :

1- Vocabulaire et notions de base

2- Statistique pour 1 critère : tableaux, graphiques, indicateurs, intervalle de confiance et tests

3- étude de lien entre 2 critères : tableaux, graphiques, indicateurs, régression linéaire simple, tests

Compétences visées :

- Statistique descriptive univariée et bivariée

- Statistique inférentielle paramétrique et non paramétrique : pour 1 variable (estimation ponctuelle et par intervalle de confiance ; test de comparaison d’une moyenne à 1 valeur théorique) et pour 2 variables (tests de comparaison de moyennes, de variances, test d’indépendance du khi-deux, tests de corrélation, …)

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L’objectif de l’enseignement théorique est l’acquisition de connaissances fondamentales en transfert thermique par conduction pour caractériser les échanges thermiques dans des matériaux mis en œuvre dans des géométries simples (mur, cylindre, sphère). Ce cours est plus spécifiquement orienté vers l’isolation thermique de différents systèmes (canalisation d’eau chaude, isolation de bâtiment…).

. Partie théorique

Le plan du cours est le suivant :

. Chapitre 1 : Définitions et équations générales du transfert conductif

- Chapitre 2 : Conduction en régime stationnaire (mur, cylindre, sphère)
- Chapitre 3 : Conduction en régime transitoire dans les corps minces

- Chapitre 4 : Introduction à la résolution numérique de l’équation de la chaleur

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Cet enseignement non disciplinaire a pour principal objectif d’accompagner l’étudiant dans son (ses) choix de poursuite d’études après la licence, ou le cas échéant à préparer son insertion dans le monde professionnel. Il a aussi pour but d’aider l’étudiant à formaliser ses candidatures aux masters ou aux écoles d’ingénieurs qu’il souhaite rejoindre.

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Partie théorique

1. Élaboration de matériaux et plus particulièrement de métaux à partir des minerais terrestres (oxydes métalliques essentiellement). Utilisation pour cela des diagrammes d’Ellingham. Étude de cas : zinc, aluminium… etc.
2. Propriétés des alliages : études des diagrammes binaires solide-liquide. Application à la purification de métaux, aux alliages industriels (soudure... etc.)
3. Propriétés d’adsorption des solides poreux (isothermes de Langmuir, BET).

Partie expérimentale : travaux pratiques

• Tracé d’une isotherme d’adsorption, choix d’un modèle théorique
• Exploitation des données expérimentales d’adsorption gazeuse, validation d’un modèle théorique (BET)

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L’objectif ce cours est l’acquisition de connaissances fondamentales en physico-chimie des matériaux polymères. Les applications de cet enseignement sont très diverses et l’on peut citer, par exemple, le développement des produits et des matériaux pour différentes applications comme le packaging, le traitement des eaux, le stockage d’énergie, la corrosion, ainsi que des applications dans le milieu médical ou pharmaceutique.

Description du cours :

• Introduction: quelques définitions, représentation des polymères, classification et désignation des polymères, exemples de grandes familles de matériaux polymères, etc ;
• Structure moléculaire des polymères: topologie et dimensionnalité, enchaînement des motifs constitutifs, structures configurationelles, dispersité et masses molaires moyennes, états physiques et morphologie d’un polymère, réseaux polymères, etc ;
• Proprietes physico-chimiques des polymères: leur formule, état physiques, leurs caractéristiques mécaniques et leur emploi ;
• Mécanismes de polymérisation: principales méthodes de synthèse des polymères (en chaîne et par étapes).
• Des Polymères et des Matériaux : Mise en forme des polymères, etc

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L'étude de la réactivité des molécules est indispensable dans de nombreux domaines de la chimie, en particulier dans le domaine de la synthèse organique ou organométallique, les domaines pharmaceutique, cosmétique, agroalimentaire … car elle permet de mieux comprendre la structure des composés formés et leur comportement vis-à-vis de substrats avec lesquels ces composés peuvent ou ne peuvent pas réagir.

L’objectif de l’enseignement théorique de l’UE Initiation à la réactivité chimique est l’acquisition de connaissances fondamentales en physico-chimie pour répondre à des problématiques liées à la chimie organique. La connaissance des orbitales moléculaires (formes et énergies) et plus particulièrement des orbitales frontières permettra de mieux comprendre la géométrie de systèmes moléculaires et mieux appréhender comment marchent certaines réactions en chimie organique, comme des réactions de cycloaddition.

. Partie théorique

Le contenu de l’enseignement se répartit sur la 3^ième année universitaire (L3PC). Le contenu du programme de L3PC est le suivant :

                . des rappels sur la construction de diagrammes d’orbitales moléculaires de molécules diatomiques

                . la construction de diagrammes d’orbitales moléculaires de molécules triatomiques et de systèmes plus complexes

                . des rappels sur la méthode de Hückel

                . l’utilisation des orbitales moléculaires pour déterminer la structure géométrique des molécules

. l’utilisation des orbitales moléculaires pour comprendre des réactions de chimie organiques

. Partie expérimentale : travaux pratiques

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Partie théorique

• Cinétique de réactions complexes : catalyse homogène
• Développement de la catalyse enzymatique : modèle de Michaelis Menten, efficacité enzymatique
• Développement de la catalyse hétérogène : modèle d’adsorption de Langmuir, mécanisme de Langmuir Inshelwood et Eley Rideal.

Partie expérimentale : travaux pratiques

• Mesure de vitesse de réaction.
• Modélisation par une loi de vitesse.

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Le but de cette UE et de l’UE chimie organique 4 est d’avoir une vue d’ensemble sur la réactivité en chimie organique, aussi bien par une approche fonctionnelle, que par une approche par mécanismes réactionnels.

Les connaissances de L1 et L2 sont réinvesties et approfondies pour comprendre la réactivité en chimie organique.

Le contenu de l’enseignement se répartit comme suit :

. Bilan de L2 et approfondissement des connaissances pour les amines et dérivés carbonylés.

. Intermédiaires réactionnels.

. Les orbitales pour comprendre la réactivité des molécules.

. Applications : création de liaisons C-C (Réaction de Mickaël, synthèse malonique, utilisation d’organométalliques, réaction de Diels-Alder)

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* STATIQUE DES FLUIDES

Description d’un fluide

Pression dans un fluide

Loi de la statique des fluides

Fluides incompressibles

Fluides compressibles : modèle de l’atmosphère isotherme

Résultante des forces de pression sur une surface

Poussée d’Archimède

* CINEMATIQUE DES FLUIDES

Description Lagrangienne et Eulérienne

Lignes et tubes de courant

Ecoulement stationnaire

Débit volumique et massique

Bilans de matières en régime stationnaire

Ecoulement incompressible/compressible et irrotationnel/rotationnel

* TP

Force pressante sur une paroi plane

Stabilité d’un corps flottant

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* ACTIONS MECANIQUES DANS UN FLUIDE

Fluide parfait et visqueux

Equation d’Euler

Equation de Navier-Stokes

Nombre de Reynolds et types d’écoulements

Pertes de charges régulières et singulières

Théorème de Bernouilli

* BILANS MACROSCOPIQUES

Bilans de quantité de mouvement

Bilans d’énergie

* TP

Soufflerie subsonique – conduit convergent et divergent

Action d’un jet d’eau sur un obstacle

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Partie 1, généralités et définitions : rappels sur les ondes électromagnétiques ; source du rayonnement thermique ; définitions.

Partie 2, lors du rayonnement : le corps noir ; rayonnement des corps réels ; propriétés de réception du rayonnement.

Partie 3, échanges d’énergies par rayonnement entre corps solides : puissance émise, puissance absorbée, relations entre facteurs de forme, transferts d’énergie par rayonnement entre surfaces grises et diffuses.

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Partie 1, généralités et définitions : différents mécanismes convectifs ; loi de refroidissement d’un corps Newton ; distribution de température dans le régime transitoire ; nombre de Biot

Partie 2, les couches limites : définition des différents types d’écoulement ; théorie des couches limites hydrodynamique et thermique ; champs de vitesses et températures dans les couches limites ; analyse adimensionnelle

Partie 3, convection forcée dans diverses situations

Partie 4, convection naturelle et introduction aux problématiques de condensation

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Partie 1, transformation de Galilée : principe de relativité Galiléen ; changement de référentiel en cinématique classique ; équations de Maxwell

Partie 2, transformation spéciale de Lorentz : principe de relativité ; relativité du temps ; transformation spéciale de Lorentz ; simultanéité ; intervalle entre deux évènements ; contraction des longueurs : dilatation du temps.

Partie 3, cinématique relativiste : transformation des vitesses ; transformation des accélérations.

Partie 4, cinétique relativiste : principe de conservation de l’énergie ; expression relativiste de l’énergie cinétique ; lois qui se conservent dans les collisions

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Cet enseignement aborde les points suivants :

• Evaluation des dangers d’un produit chimique : approche réglementaire
• Evaluation des dangers d’un produit chimique : approche technique et prédictive
• Evaluation de l’exposition à un produit chimique et outils de prévention
• Analyse d’accidents industriels
• Visite d’installations

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L’objectif de l’enseignement est :

- Affiner/ tester son projet professionnel ;

- Découvrir le fonctionnement d’une entreprise ;

- Découvrir les secteurs d’activités dans lesquels s’inscrit l’activité de l’entreprise ;

- Découvrir les différentes fonctions occupées par le personnel ;

- se confronter avec le milieu professionnel.

Au retour du stage fait à l’issue du L2, l’étudiant rédigera, pour validation au L3-S5, un rapport présentant l'entreprise d'accueil, précisant les activités effectuées et enfin son bilan personnel. De plus l’étudiant devra effectuer une présentation orale devant un jury composé du responsable de l'année de formation, du responsable de l'unité d'enseignement et si possible du maître de stage en entreprise.

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Affiner/ tester son projet professionnel :

- recherche

- vie active

- enseignement

Et le domaine d’intérêt.

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L’objectif de cet enseignement est d’appréhender la caractérisation physico-chimique des eaux naturelles ou résiduaires pour permettre un diagnostic de qualité. Il s’agit de connaître les paramètres physico-chimiques majeurs caractéristiques d’une eau. L’enseignement décrit les méthodes de caractérisation de ces paramètres ainsi que leur signification, en vue de permettre l’interprétation de l’analyse d’une eau. Pour chacun des paramètres étudiés, l’enseignement s’attache à décrire l’intérêt que représente son analyse, les méthodes utilisées pour le doser et l’interprétation que l’on peut faire du résultat de l’analyse.

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Le but de cette UE et de l’UE chimie organique 3 est d’avoir une vue d’ensemble sur la réactivité en chimie organique, aussi bien par une approche fonctionnelle, que par une approche par mécanismes réactionnels.

Les connaissances de L1 et L2 sont réinvesties et approfondies pour comprendre la réactivité en chimie organique et développer des stratégies de synthèse.

Le contenu de l’enseignement se répartit comme suit :

. Activation et protection de fonctions (quelques applications à des composés d’intérêt biologiques)

. Sélectivité (chimiosélectivité (quelques exemples de réactions d’oxydoréduction), stéréosélectivité, régiosélectivité).

 . Les solvants                                                                                                      

. Cycles catalytiques (réactions de métathèse…).

. Rétrosynthèse – Hémisynthèse – Synthèse totale

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L’objectif principal de ces enseignements est d’apporter des connaissances générales et fondamentales dans le domaine de la science des matériaux inorganiques et hybrides avec un accent particulier donné aux nanosciences, nanomatériaux et nanotechnologies.

Plusieurs familles de matériaux seront abordées (métaux, céramiques, hybrides, composites) pour lesquelles les avancées dans le domaine des nanotechnologies sont aujourd’hui déterminantes dans de nombreux secteurs d’application comme le stockage d’information, le biomédical ou l’énergie. Ces enseignements feront appel à des compétences et connaissances fondamentales en science et physico-chimie des matériaux permettant de rendre compte des propriétés physiques et chimiques des matériaux de l’échelle « macro » à l’échelle « nano ».

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Le but de cette UE est d’avoir une vue d’ensemble de la chimie.

Toutes les connaissances et savoir-faire acquis de manière « séparée » dans les diverses UE de L1, L2, L3 sont réinvestis et approfondis lors de l’étude de situations complexes. (Procédés de production de métaux et produits chimiques d’intérêt).

Le travail sera principalement effectué en ilôts avec des présentations orales.

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* Cinématique et notion de déformation

* Efforts intérieurs et notion de contrainte

* Cercles de Mohr

* Élasticité linéaire et lois de comportement

* Résolution d’un problème élasto-statique en déformation ou en contrainte

* Critères élastiques de dimensionnement

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Les différentes échelles d’étude. Les fluctuations. Équilibre thermodynamique et ergodicité.

• Théorie cinétique des gaz applique aux gaz parfaits.

Modèle du GP et hypothèses statistiques. La pression du gaz parfait. L’énergie interne du GP et la température.

• Distribution des vitesses et propriétés énergétiques.

Distribution des vitesses. Facteur de Boltzmann et énergie interne. Énergie interne d’un GP.

• Approche microscopique des phénomènes de transport.

Grandeurs d’intérêt dans les phénomènes de transport. Transport d’une propriété par les molécules.

Diffusion thermique : interprétation microscopique de la conductivité. Viscosité d’un gaz.

Diffusion moléculaire : interprétation microscopique du coefficient de diffusion. Analogie entre les phénomènes de transport.

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• Rappels et pré-requis pour la Résistance des Matériaux

Notion d’élasticité, de contraintes et de déformations (unidimensionnel, bi-dimensionnel et tri-dimensionnel) – torseur des contraintes/déformations.

Caractéristiques de matériaux étudiés : notions d’homogénéité, d’isotropie, comportement élastique linéaire

Relation entre contrainte/déformation : loi de Hooke généralisée

Statique : caractérisation d’une liaison, degré cinématique, torseur des actions transmissibles, torseur des petits déplacement, principe fondamental de la statique

• Introduction à la RdM

Hypothèses pour la RdM: les matériaux étudiés à la RdM, hypothèse des Petites perturbations, hypothèse de Barré de Saint-Venant, hypothèse de Navier-Bernoulli et ses conséquences

Conditions aux limites : efforts extérieurs, charges concentrées/réparties, les différentes liaisons

• Efforts de cohésion – torseur des efforts intérieurs

Définition du torseur des efforts intérieurs

Calcul pratique du torseur de cohésion : à partir de l’équilibre de la partie de gauche,  à partir de l’équilibre de la partie de droite, éléments de réductions du torseur de cohésion, exemple sur poutre en porte à faux

• Caractéristiques des sections d’une poutre

Centre de gravité d’une section de forme élémentaire et de forme quelconque

Moment statique d’une section

Moment quadratique d’une section : moment d’inertie d’une surface par rapport à deux axes, moment d’inertie polaire, moment d’inertie d’une surface par rapport au centre de gravité

Théorème d’Huygens

• Etude du dimensionnement

Intérêt du dimensionnement

Relation entre contraintes locales et efforts de cohésion : contrainte normale et tangentielle

• Sollicitation élémentaire : la traction

Définition : essai expérimental

Relation entre contrainte locale et effort normal, relation entre contrainte locale/déformation locale et déplacement local

Critère de dimensionnement : critère en contrainte et en déplacement

• Sollicitation élémentaire : la flexion

Définition de la flexion simple: relation entre effort tranchant et moment fléchissant, relation entre la contrainte et le moment fléchissant, équation de la déformée

Etude de la flexion déviée et de la flexion composée

Critère de dimensionnement  et méthode du dimensionnement

• Sollicitation élémentaire : la torsion

Définition : essai expérimental, principe et résultat

Etudes des déformations, des contraintes, relation entre la contrainte de cisaillement locale et le moment de torsion, relation contrainte locale et déformation et rotation

Sollicitation pour des sections non-circulaires (section elliptique et rectangulaire)

Critère de dimensionnement en torsion simple

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    L’objectif de cette UE est de proposer à un groupe d’étudiants un sujet plus ambitieux qu’un simple TP, lui permettant de découvrir et de développer une thématique liée soit à un projet de recherche mené par les enseignants chercheurs de l’équipe pédagogique soit à la mise en place d’un nouveau TP.

Les étudiants effectuent le projet expérimental essentiellement au laboratoire, sur la base de protocoles expérimentaux qui ne se sont pas définis à l’avance mais choisis et mis au point après une étude bibliographique du sujet. Un cahier de laboratoire est tenu au cours des séances pour y consigner les objectifs de l’expérience, la description des montages, les protocoles expérimentaux et observations, résultats et conclusions partielles. Au cours du projet, le groupe d’étudiants devra effectuer une recherche bibliographique sur le sujet, proposer un plan de travail expérimental et le réaliser. Le rendu du travail s’effectue par un rapport écrit et une soutenance orale

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. Partie expérimentale : travaux pratiques

L’objectif de cette unité d’enseignement est de proposer un protocole expérimental permettant d’illustrer un phénomène physique, d’étudier ou d’évaluer une loi. Il s’agit également de réaliser les mesures nécessaires et d’exposer les résultats.

Les protocoles à proposer sont à choisir parmi une liste prédéfinie ou au choix de l’étudiant sous réserve de l’accord des enseignants et de la disponibilité du matériel.

Les sujets abordés porteront notamment sur :

- Optique géométrique : illustration des lois de l’optique géométrique pour des lycéens du cycle scientifique et modélisation d’instruments optiques

 - Ondes acoustiques : réflexion, réfraction, diffraction

 - Oscillateurs : illustration des différents régimes d’oscillations mécaniques et phénomène de résonance en physique

 - Thermodynamique : comportement PVT des gaz

- Électrostatique

- Statique des fluides pour des lycéens du cycle scientifique.

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* INTRODUCTION AU LANGAGE PYTHON

Outils élémentaires de programmation (listes, vecteurs, boucles, tests, graphiques.

* RÉSOLUTION APPROCHÉE D’ÉQUATIONS ALGÉBRIQUES

Mise en œuvre des méthodes de dichotomie et de Newton-Raphson.

Mesure d’erreur et vitesses de convergence.

* CALCUL APPROCHÉ D’INTÉGRALES

Mise en œuvre des méthodes des rectangles et des trapèzes puis généralisation.

Mesure d’erreur et vitesses de convergence.

* RÉSOLUTION APPROCHÉE D’ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES

Mise en œuvre des méthodes d’Euler (explicite et implicite) et Runge-Kutta.

Mesure d’erreur.

* RÉSOLUTION APPROCHÉE D’ÉQUATIONS AUX DÉRIVÉES PARTIELLES

Mise en œuvre de la méthode des différences finies sur différents exemples physiques (équation de la chaleur stationnaire et transitoire).

Mesure d’erreur.

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1. Noyaux atomique et radioactivité

Stabilité des noyaux : énergie de liaison par nucléon

Emission de particules α, de particules β-, de particules β+, de photons γ; capture électronique.

Cinétique de désintégration.

Fission et fusion.

1. Interaction des rayonnements avec la matière.

Atténuation des rayons γ et des rayons X : couche de demi-atténuation.

Mesure et récepteurs : compteur de particules.

Effets biologiques de l'exposition aux rayonnements : grandeurs caractéristiques : dose absorbée ; débit de dose ; équivalent de dose et leurs unités.

Protection contre l'exposition.

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Partie 1, diffraction de la lumière : principe d’Huyghens-Fresnel ; conditions de Fraunhofer ; diffraction de Fraunhofer par une ouverture rectangulaire ; diffraction de Fraunhofer par une ouverture circulaire ; limiite de résolution des instruments d’optique.

Partie 2, transformée de Fourier, application à la diffraction : séries de Fourier ; transformée de Fourier ; diffraction par une fente ; diffraction par deux fentes.

Partie 3, réseaux : définition ; réalisation ; diffraction de Fraunhofer par un réseau de fentes.

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Cette UE obligatoire vise à développer les différentes compétences langagières définies par le Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL).

Pour ce premier semestre l’accent sera mis sur la compréhension écrite à partir de documents de vulgarisation scientifique.

Il s’agira d’approfondir les connaissances en langue anglaise tout en développant une langue à dominante scientifique au sens large. Les compétences grammaticales seront consolidées et approfondies et le vocabulaire scientifique étoffé, essentiellement à partir de documents écrits. On demandera aux étudiants de s’investir tant sur le plan de l’écrit que de l’oral dans un but d’expression la plus personnelle et spontanée possible.

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La formation vise la maîtrise des compétences de l'usage des outils numériques et bureautiques, d'internet et de travail collaboratif, indispensables           aujourd’hui pour la vie étudiante et l’activité professionnelle. En parallèle, cette formation prépare à la certification PIX.

La formation s’appuie sur un cours en ligne sur la plateforme Elearn avec des tutoriels, exercices avec correction, tests de positionnements sur PIX et forum d’échanges.

Les épreuves évalueront les connaissances mais également les savoir-faire et la capacité à identifier les enjeux du numérique.

Contenus des modules :

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• Introduction à la physique (unités et dimensions, constantes fondamentales, interactions fondamentales)
• Cinématique (temps, repère, vitesse, accélération)
• Principes de la mécanique classique (lois de Newton, repère galiléen, interaction de gravitation, relativité galiléenne)
• Dynamique des particules (équations du mouvement, particule dans le champ de pesanteur, forces de liaison (contact))
• Travail, puissance, énergie (énergies cinétique et potentielle, conservation de l'énergie mécanique, théorème de l'énergie cinétique)

Modalités pédagogiques : cours magistral, TD d’application du cours

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• Introduction, hypothèses de l’optique géométrique, notion de rayon lumineux.
• Chemin optique, stigmatisme rigoureux et approché.
• Lois de la réflexion et de la réfraction.
• Étude du prisme et dispersion.
• Formation des images, miroir plan, dioptre plan, miroirs sphériques, lentilles.
• Étude de l’œil et des instruments d’optique.
• Conditions d’Herschell et des sinus d’Abbe.
• Association en système de deux dioptres sphériques : détermination des foyers, plans principaux et points nodaux par la méthode matricielle.

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Description du cours et modalités pédagogiques :

• Langage des formules en chimie organique :
• Représentation et structure des molécules organiques, nomenclature des composés organiques.
• Stéréochimie : structure de l'atome de carbone, structure de l'atome d'oxygène et de l'atome d'azote, représentation conventionnelle des molécules, notions de configuration et de conformation, isomérie plane, stéréoisomérie géométrique, stéréoisomérie optique.
• Effets électroniques dans les molécules organiques : effet inductif, effet mésomérie, mésomérie et réactivité.
• Réaction en chimie organique : nature des réactifs, mode de rupture des liaisons, classification des réactions, les intermédiaires réactionnels, aspects cinétiques et énergétiques des réactions en chimie organique.

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Contenu du cours :

• Calcul vectoriel (produit scalaire et produit vectoriel)
• Calcul différentiel (dérivées partielles, différentielles, gradient)
• Résolution d’équations différentielles.

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Cette UE obligatoire vise à développer les différentes compétences langagières définies par le Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL).

Pour ce second semestre l’accent sera mis sur la compréhension écrite à partir de documents de vulgarisation scientifique et l’expression écrite.

Il s’agira d’approfondir les connaissances en langue anglaise tout en continuant à développer une langue à dominante scientifique au sens large. Les compétences grammaticales et le vocabulaire continueront à être approfondis et enrichis, essentiellement à partir de documents écrits. On demandera aux étudiants de s’investir tant sur le plan de l’écrit que de l’oral dans un but d’expression la plus personnelle et spontanée possible.

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Ce travail s'inscrit dans le cadre de la démarche PEP'S "Projet d’Études et Professionnel dans le Supérieur" qui est un dispositif d'accompagnement à l’orientation sur les 3 années de licence. Le but étant d’aider l’étudiant à construire progressivement un projet d’étude et professionnel de façon fiable et réfléchit et lui permettre de personnaliser et enrichir son parcours d’étude afin faciliter son intégration post licence (poursuite d’étude ou professionnelle).

Le PEP’S 1 est le premier temps de ce travail et permet aux étudiants d’élaborer un pré-projet d’études.

Plan (simplifié) du cours :

• Etape 1 : je découvre les clés de l’orientation et ma formation
• Étape 2 : j’explore les domaines professionnels de ma formation
• Etape 3 :  j’explore ma personnalité, mes atouts
• Étape 4 :  je combine mes résultats pour rédiger son pré-projet

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• Calcul de l’incertitude de mesures physiques
• Mesure de la distance focale d’une lentille convergente
• Mesure de la distance focale d’une lentille divergente
• Réalisation d’instruments optiques (lunettes, microscope)
• Étude d’un mouvement rectiligne
• Étude d’un oscillateur mécanique libre
• Observation du comportement d’un gaz dans le domaine PVT des gazs parfaits
• Modélisation d’un dipôle électrique
• Étude circuit RC en régime transitoire et sinusoïdal
• Caractérisation d’une diode

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• Outils mathématiques : calculs différentiel et intégral, fonction de plusieurs variables
• Description des systèmes thermodynamiques et de leurs transformations
• Energie échangée sous forme de travail et de chaleur
• Principe de conservation de l’énergie : 1^er principe de la thermodynamique
• Propriétés énergétiques des gaz parfaits
• Principe d’évolution des systèmes : 2^ième principe de la thermodynamique
• Études des machines thermiques

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Dans un premier temps, cette UE aborde la cohésion de la matière par la présentation des forces intermoléculaires, de leur origine, puis de la liaison chimique dans le solide. La seconde partie constitue une introduction à la chimie minérale en décrivant les propriétés de l’hydrogène et des alcalins.

Cet enseignement est donc divisé en 4 chapitres :

1. Forces intermoléculaires
2. Liaison chimique dans le solide
3. L’hydrogène
4. Les Alcalins.

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Ce cours propose d'établir les bases nécessaires à l'étude des systèmes linéaires du premier et du second ordre dans l'approximation des régimes quasi-stationnaires (ARQS). Elle s'appuie sur les notions vues jusqu'en Terminale S, mais utilise des outils mathématiques nouveaux qui permettent d'une part d'aboutir à une compréhension quantitative des phénomènes, d'autre part d'identifier des analogies avec d'autres champs disciplinaires que ceux de l'électricité.

Contenu :

1- Rappels et approfondissements

Courant. Potentiel. Tension. Court-circuit et circuit ouvert. Notion de schéma électrique. Signaux usuels. ARQS.

2- Modèles électriques des dipôles R, L et C

Du modèle physique au modèle électrique. Caractéristique courant-tension. Conventions. Point de fonctionnement. Linéarité. Dipôles passifs et actifs. Associations de dipôles.

3- Systèmes linéaires en régime transitoire

Description des systèmes du premier et du second ordre par une équation différentielle. Identification des régimes transitoires et permanents.

4- Systèmes linéaires en régime sinusoïdal

Définition du régime sinusoïdal. Analyse du comportement fréquentiel de filtres du premier et second ordre.

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Après un rappel des notions de dynamique, étudiées en mécanique du point, et afin de pouvoir donner aux étudiants une vision des phénomènes vibratoires (analogie entre mécanique et électricité), libre ou forcées (résonnance), les bases de la propagation des ondes mécaniques, suivantes, sont abordées :

1. Equations différentielles linéaires, systèmes du premier et du second ordre
2. Oscillateur harmonique libre et amorti, oscillateur forcé.
3. Analogie entre différents types d’oscillateurs harmoniques (Mécanique, électrique,…)

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Cette UE obligatoire vise à développer les différentes compétences langagières définies par le Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL).

Pour ce troisième semestre l’accent sera mis sur la compréhension écrite à partir de documents de vulgarisation scientifique, l’expression écrite et la compréhension de l’oral.

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

1. Systèmes linéaires, interprétation géométrique en dimension 2 et 3; algorithme du pivot de Gauss 

1. Matrices, produit et inverse de matrices; interprétation matricielle des systèmes linéaires, calcul de l'inverse d'une matrice par méthode de Gauss-Jordan 

1. Déterminant de matrices en dimension 2 et 3; calcul de l'inverse d'une matrice via la comatrice; résolution de systèmes par les formules de Cramer; polynôme caractéristique, valeurs propres et vecteurs propres 

1. Sous-espaces vectoriels; familles génératrices, libres et bases 

1. Diagonalisation de matrices (en dimension 2 et 3) 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Cette UE fait suite à l’UE Electricité-Electronique 1 de L1. 

 L’objectif est d’étudier le principe de fonctionnement de systèmes électroniques plus sophistiqués, permettant de réaliser des fonctions couramment rencontrées dans la pratique. 

Contenu du cours :  

1. Théorèmes généraux – Dipôles passifs – Circuits électriques - Quadripôles 

1. Applications des lois générales aux signaux sinusoïdaux :  Filtrage passif 

1. Dipôle non linéaire : diode et ses applications 

1. Amplificateur opérationnel et ses applications  

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Objectif : être capable de résoudre un problème simple de mécanique du solide (rotation autour d’un axe fixe ou fixe dans le repère de Koenig, avec ou sans forces de contact) 

Contenu : 

• Cinématique des solides rigides 
• Composition des mouvements, notion de composition des vitesses angulaires de rotation 

• Centre de masse, moments d’inertie 
• Forces appliquées à un solide, forces de contact solide-solide 
• Relation fondamentale de la dynamique 
• Moment cinétique d’un solide 
• Théorème du moment cinétique 

• Travail, puissance, énergie mécanique 

Modalités pédagogiques : cours magistral, TD d’application du cours 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

• Chap 1 : Rappel sur le suivi d’une réaction chimique 
• Chap 2 : Vocabulaire et échanges d’énergie (1er principe de la thermodynamique) 
• Chap 3 : Calcul de la quantité de chaleur échangée avec le milieu extérieur lors d’une réaction chimique. 

• Chap 4 : Critère d’évolution thermodynamique d’un système réactionnel (2ème principe de la thermodynamique) 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

L’objectif de cette UE est de fournir les outils mathématiques nécessaires en Physique.  

Contenu du cours :  

1. Prérequis Mathématiques : rappel de calcul vectoriel et de calcul différentiel. 

2. Repérage dans l’espace – systèmes de coordonnées :  

• Systèmes de coordonnées orthogonales : cartésiennes, coordonnées curvilignes orthogonales, cylindriques et sphériques  
• Les repères locaux  
•  Déplacement élémentaire d’un point dans la base locale 

3. Les opérateurs vectoriels différentiels :  

• Champs scalaires et vectoriels 
•  Gradient d’un champ scalaire ; opérateur «nabla» 
• Rotationnel d’un champ vectoriel 
• Divergence d’un champ scalaire 
• Le Laplacien  

4. Intégrales curvilignes :  

• Intégrales curvilignes d’un champ scalaire le long d’une courbe 
• Circulation d’un champ vectoriel. 

5. Intégrales de surface et flux d’un champ vectoriel. 

• Surfaces et aires de surfaces  

• Intégrale d'un champ scalaire sur une surface  
• Flux d'un champ vectoriel à travers une surface  

6. Théorèmes fondamentaux de l’analyse vectorielle. 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Principaux groupes fonctionnels en chimie organique : les alcynes, les composés aromatiques, les organométalliques, les alcools, les aldéhydes et les cétones, les acides et dérivés, les amines.  

Les propriétés physiques et chimiques des grandes fonctions en chimie organique, avec en particulier les modes de préparation, de transformation et les mécanismes réactionnels mis en jeu. 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Contenu :  

• Exposé des expériences qui ont remis en question la physique classique :rayonnement du corps noir ; effet photoélectrique ; spectre de raies de l’atome d’hydrogène ; effet Compton. 

• Les ondes de matière : relation de louis De Broglie ; fonction d’onde des ondes de matière ; interprétation probabiliste de la fonction d’onde ; relations d’incertitude de Heisenberg. 
• L’équation de Schrödinger : états stationnaires ; représentation quantique d’une grandeur physique ; étude de quelques systèmes quantiques à une dimension (marche de potentiel, puits de potentiel, effet tunnel) 

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• Lois de Fourier et Newton
• Équation de la chaleur
• Conduction et convection en régime permanent – problèmes unidimensionnels
• Principe de conservation de l’énergie : 1^er principe de la thermodynamique
• Ailettes de refroidissement en régime permanent

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Objectifs de l’enseignement :  

Présenter les conditions générales d’évolution et d’équilibre des systèmes thermodynamiques fermés et les appliquer aux fluides réels. Etudier les changements d’états physiques et les conditions d’équilibre de phase d’un corps pur. Appliquer les principes de la thermodynamique aux fluides en écoulement. Poursuivre l’étude des machines thermiques initiée en 1ère année en présentant les cycles des machines à vapeur condensable. Introduire les phénomènes de transport à travers l’étude de la conduction thermique et de la diffusion de particules.  

Contenu de l’enseignement : 

1) RELATIONS FONDAMENTALES DE LA THERMODYNAMIQUE 

Systèmes homogènes fermés à nombre de mole constant. 

Systèmes homogènes à nombre de moles variables. 

Etude thermodynamique de quelques phénomènes physiques 

2) CONDITIONS D’ÉVOLUTION DES SYSTÈMES FERMÉS : POTENTIELS THERMODYNAMIQUES. 

Evolution d’un système initialement hors équilibre  

Système échangeant de la chaleur et du travail de façon réversible  

Evolution irréversible monotherme 

Evolution irréversible monotherme et monobare 

3) EQUILIBRE DE PHASE D’UN CORPS PUR. 

Observations expérimentales description thermodynamique des équilibres de phase. 

Diagrammes d’état - diagramme de phase 

Métastabilité : retards aux transitions de phases  

Vaporisation en atmosphère gazeuse : application a l’air 

4) FLUIDES RÉELS. 

Déviation par rapport au comportement idéal 

Diagrammes et tables de données  

Equations d’état 

Propriétés énergétiques des fluides réels 

5) FLUIDES EN ÉCOULEMENTS. 

Bilan de masse pour un volume de contrôle  

Bilan d’énergie pour un volume de contrôle  

Bilan entropique d’un volume de contrôle  

Application à différents dispositifs fonctionnant en régime permanent 

6) CYCLES DES MACHINES THERMIQUES À VAPEUR CONDENSABLE. 

Machines motrices : centrales thermiques  

Machines frigorifiques : réfrigérateurs et pompes à chaleur 

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

1. Fonctions à plusieurs variables : représentation graphique, fonctions partielles, courbes de niveau, surfaces de niveau, continuité d’une fonction, fonctions homogènes 

2. Intégrables multiples et applications : intégrales doubles sur des domaines rectangulaires, intégrales doubles sur des régions bornées, intégrales doubles et changement de variable en coordonnées polaires, intégrales triples et changements de variables en coordonnées cylindriques et sphériques 

3. Gradient d’une fonction et applications : dérivées partielles, interprétation géométrique, gradient, plan tangent, dérivée selon un vecteur, intégrales curvilignes  

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À la fin de cette UE, vous serez capable de :  

• Décrire la structure d’un solide ionique et/ou iono-covalent. 
• Discuter des différents types de liaisons en énonçant la règle de Fajan, en calculant le %ionicité, en comparant les distances inter-ioniques. 

• Calculer l’enthalpie réticulaire et la comparer à l’énergie cristalline. 
• Expliquer la relation entre certaines propriétés des solides et la cohésion des structures. 

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Cette UE obligatoire vise à développer les différentes compétences langagières définies par le Cadre Européen Commun de Référence pour les Langues (CECRL).

Pour ce quatrième semestre l’accent sera mis sur la compréhension de l’oral à partir de documents de vulgarisation scientifique, et expression orale (phonétique et accentuation de mots)

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Contenu

• Généralités sur les vibrations (composition de vibrations monochromatiques, propagation dans un milieu isotrope, vibrations lumineuses, états de polarisation).
• Polarisation en milieux isotropes (états de polarisation d’une onde lumineuse, production d’une lumière polarisée, analyse d’une lumière polarisée).
• Interférences à deux ondes (production d’interférences, notion de cohérence, interférences par division du front d’onde et par division d’amplitude, dispositifs interférométriques).
• Diffraction à l’infini (approximation de Fraunhofer, principe de Huygens-Fresnel, diffraction par une fente rectangulaire et par une ouverture circulaire, influence sur le pouvoir de résolution, diffraction par plusieurs fentes, réseaux plans)

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Description du cours et modalités pédagogiques : 

Objectif : être capable de : 

• déterminer un champ électrique et un potentiel électrostatique créés par des distributions statiques de charges de géométrie simple  
• déterminer un champ magnétique créé par un courant électrique, dans des géométries simples 
• déterminer la force électro-motrice mise en jeu dans un phénomène d’induction (pour des applications telles que l’alternateur ou le transformateur)  

Contenu : 

1 - ÉLECTROSTATIQUE 

• Loi de Coulomb 
• Champ électrique et potentiel électrostatique créés par des distributions discrètes et continues de charges 

• Relations champ-charges (théomère de Gauss, densités volumique et superficielle de charges) 
• Equation de Poisson 
• Conducteurs et condensateurs à l’équilibre 
• Énergie électrostatique 

2 - MAGNÉTOSTATIQUE 

• Définition du vecteur courant, lien avec l’intensité du courant 
• Relation entre vecteur courant et densité de charges 
• Champ magnétique (mise en évidence expérimentale, théorème d’Ampère, propriétés) 
• Loi de Biot-Savart 

• Inductances 
• Énergie magnétique 

3 – RÉGIMES VARIABLES : ÉQUATIONS DE MAXWELL, APPROXIMATION DES RÉGIMES QUASI-STATIONNAIRES 

• Régimes variables (équations de Maxwell, équations de propagation d’une onde électromagnétique dans le vide, onde plane) 

• Approximation des régimes quasi-stationnaires 
• Phénomène d’induction 

Modalités pédagogiques : cours magistral, TD d’application du cours 

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