SYLLABUS LICENCE Mention Physique L3 physique parcours sp ecial - 2019 / 2020 27 SEPTEMBRE 2019
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PÉRIODE D’ACCRÉDITATION : 2016 / 2021
UNIVERSITÉ PAUL SABATIER
SYLLABUS LICENCE
Mention Physique
L3 physique parcours spécial
http://www.fsi.univ-tlse3.fr/
2019 / 2020
27 SEPTEMBRE 2019
SOMMAIRE
SCHÉMA GÉNÉRAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
SCHÉMA MENTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
SCHÉMA ARTICULATION LICENCE MASTER . . . . . . . . . . . 5
PRÉSENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
PRÉSENTATION DU PARCOURS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Parcours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
PRÉSENTATION DE L’ANNÉE DE L3 physique parcours spécial . . . . . . . . 6
Liste des formations donnant accès de droit : . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
RUBRIQUE CONTACTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CONTACTS PARCOURS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CONTACTS MENTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CONTACTS DÉPARTEMENT : FSI.Physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Tableau Synthétique des UE de la formation . . . . . . . . . . . . . 8
LISTE DES UE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
GLOSSAIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
TERMES GÉNÉRAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
TERMES ASSOCIÉS AUX DIPLOMES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
TERMES ASSOCIÉS AUX ENSEIGNEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2SCHÉMA GÉNÉRAL
Licence 1 Licence 2
Semestre 1 Semestre 2 Semestre 3 Semestre 4
Physique/chimie Chimie
Mathématiques (6 ECTS)
Physique/chimie (6 ECTS)
Devenir étudiant (3 ECTS) Physique-chimie
Langue vivante (3 ECTS)
Physique &
Mathématiques
Physique
Choix 1 (6 ECTS)
1 unité d’enseignement parmi
Mathématiques Mathématiques
Informatique & outils
mathématiques
Informatique
Sciences de la vie
et de la Terre
Mathématiques et informatique appliquées
aux sciences humaines et sociales
Choix 2 (6 ECTS)
2 unités d’enseignement
parmi Électronique, énergie électrique, automatique (EEA)
Lumière et couleur
Génie civil
Sciences du numérique Mécanique
Biochimie, biologie moléculaire ,
Sciences appliquées micr obiologie *
Biologie c ellulaire
et physiologie *
Biologie de la cellule Sciences de la vie
B i ol ogi e des ogr anismes,
popul a t i ons et écos y s t èmes*
Biologie moléculaire e t
génétique SVT enseignement
Défi des géosciences Sciences de la Sciences de la Terre et de
et enjeux sociétaux Terre l’environnement
Parcours spécial en Mathématiques
Parcours spécial en Physique
Parcours spécial en Chimie
Cycle universitaire de prépar ation aux gr andes écoles (CU PGE)
BioMip & Prépar ation Agro -Véto
*inclut le cursus BioMip et la Prépa Agro-Véto.
3SCHÉMA MENTION
Licence 1 Licence 2 Licence 3
Physique-
mathématiques Physique (P)
(PM) Label CMI*
Physique,
instrumentation
Physique
et énergie (PIE)
Physique-chimie Label CMI*
(PC)
Sciences physiques et
chimiques (SPC)
DUT
CPGE, CUPGE, Physique chimie
L2 hors UPS astrophysique,
météorologie et
énergie (PCAME)**
Licences
professionnelles
Parcours
spécial Parcours Parcours
Chimie, spécial spécial
Mathématiques Physique Physique
Physique
mention Physique accès de plein droit
hors mention accès sur dossier et/ou entretien
*CMI : le label Cursus master ingénierie démarre en licence 1 et s’obtient à l’issue du master 2 .
**Parcours localisé à Tarbes
4SCHÉMA ARTICULATION LICENCE MASTER
De la licence au master : la poursuite d’études
Dans la continuité de la licence, le cursus master est organisé en 4 semestres.
Articulation Licence - Master
Mentions de licence MEEF
Mentions de master
Chimie
Chimie Génie des procédés et des bio-procédés
MEEF Sciences et génie des matériaux
Mathématiques Mathématiques et applications
Électronique, énergie Électronique, énergie électrique,
électrique, automatique automatique
Domaine Sciences, technologies, santé
Génie civil Génie civil
Énergétique, thermique
Mécanique Mécanique
Génie mécanique
MEEF
Physique Physique fondamentale et applications
Sciences de l’univers et technologies spatiales
Sciences de la Terre Sciences de l’océan, atmosphère, climat
Sciences de la Terre et des planètes, environnement
Miashs Miage
Informatique
Informatique Réseaux et télécommunication
Bio-informatique
MEEF Biotechnologies
Sciences de la vie Biologie-santé
Biologie végétale
Biodiversité, écologie et évolution
MEEF Entraînement et optimisation de la performance sportive
Sciences et techniques des
activités physiques et sportives Activité physique adaptée et santé
Management du sport
Domaine Droit, Économie,
Gestion Management des systèmes d’information
Sciences sociales
Domaine Sciences humaines et
sociales Information, communication
Information, communication
Sciences humaines, Droit, Sciences de la vie,
Santé, Professionnels de santé Ethique
Sciences humaines, Droit, Sciences de la vie,
Informatique, Mathématiques, Mathématiques
Santé publique
appliquées, Santé, Professionnels de santé
MEEF : cf. page 10, Projet métiers de l’enseignement
15
5PRÉSENTATION PRÉSENTATION DU PARCOURS PARCOURS Les parcours spéciaux des mentions de Licence Chimie, Mathématiques et Physique s’adressent à des étudiants motivés par la recherche qui visent d’emblée, à la sortie du lycée, un cursus long, Master ou Doctorat. Dès le niveau Licence, l’étudiant(e) bénéficie d’une formation qui le place au cœur des centres de recherche de l’UPS. Ces 3 parcours s’articulent autour d’un tronc commun en première année de Licence, puis se spécialisent jusqu’à la troisième année. Il s’agit de parcours à exigence renforcée, en matière de motivation et d’investissement personnel de l’étudiant. Ils visent à développer l’autonomie et la curiosité des étudiants, en s’inspirant d’approches mises en œuvre en recherche (travail par projets, suivis de séminaires). Outre l’acquisition de très solides savoirs disciplinaires, la formation a pour objectif de développer l’autonomie et la curiosité des étudiants par l’acquisition de compétences transversales et professionnalisées. Le dernier semestre de la Licence est consacré à une initiation à la recherche avec un stage de recherche en laboratoire, sur Toulouse ou à l’étranger. PRÉSENTATION DE L’ANNÉE DE L3 PHYSIQUE PARCOURS SPÉCIAL Le premier semestre de la dernière année de L3 parcours spécial physique (S5) est majoritairement un semestre de spécialisation et constitue le dernier semestre d’enseignement disciplinaire. Le dernier semestre (S6) est consacré principalement à un stage en laboratoire, au cours duquel les étudiants intègrent réellement une équipe de recherche et se voient confier un travail précis. Ce stage peut être réalisé dans n’importe quel laboratoire de Recherche, à Toulouse ou à l’étranger. Ce stage permet d’accompagner l’étudiant dans son projet tourné vers les métiers de la recherche, tant sur le plan disciplinaire que celui du développement de ses compétences. Site web de la 3eme année de la Licence parcours spécial physique : http://ups-fsi-l3parcours-spe. eklablog.com/ LISTE DES FORMATIONS DONNANT ACCÈS DE DROIT : L2 CHIMIE PARCOURS SPECIAL (EDCHSE), L2 PHYSIQUE PARCOURS SPÉCIAL (EDPHSE), L2MATHÉMATIQUES PARCOURS SPÉCIAL (EDMASE) Pour les étudiants ayant suivi une autre formation que l’année précédente du parcours, l’accès est sur dossier.Il est très fortement conseillé de se rapprocher du responsable de la formation envisagée pour en connaitre les modalités d’accès. 6
RUBRIQUE CONTACTS
CONTACTS PARCOURS
RESPONSABLE L3 PHYSIQUE PARCOURS SPÉCIAL
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
SECRÉTAIRE PÉDAGOGIQUE
VALERE Marie
Email : marie.valere@univ-tlse3.fr
CONTACTS MENTION
RESPONSABLE DE MENTION PHYSIQUE
SERIN Virginie
Email : serin@cemes.fr
CONTACTS DÉPARTEMENT: FSI.PHYSIQUE
DIRECTEUR DU DÉPARTEMENT
TOUBLANC Dominique
Email : dominique.toublanc@univ-tlse3.fr Téléphone : 8575
SECRETARIAT DU DÉPARTEMENT
THOMAS Jean-Christophe
Email : jcthomas@adm.ups-tlse.fr Téléphone : 05.61.55.61.68
Université Paul Sabalier
1R2
118 route de Narbonne
31062 TOULOUSE cedex 9
7TABLEAU SYNTHÉTIQUE DES UE DE LA FORMATION
8
Obligatoire
Cours-TD
Facultatif
TP DE
Terrain
ECTS
Projet
Cours
Stage
TD
TP
page Code Intitulé UE
Premier semestre
ELPHS5AM MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUE I 9 O
13 ELPHS5A2 Physique statistique 1 12 12
14 ELPHS5A3 Physique statistique 2 12 12
15 ELPHS5A4 Mathématiques pour la physique 9 9
12 ELMAS5C1 Analyse complexe 1 24
ELPHS5BM PHYSIQUE II 9 O
17 ELPHP5A1 Physique quantique 24 16 8
18 ELPHS5B1 Relativité (CTD) 9
16 ELPHE5A2 Dynamique des fluides 15 15
19 ELPHS5B2 Relativité (TD) 9
ELPHS5CM INSTRUMENTATION - TP 6 O
20 ELPHP5D1 Instrumentation 1 7,5 7,5 18
21 ELPHS5C2 Travaux pratiques 21
22 ELPHS5DM PROJET 3 O 6 25
23 ELPHS5VM ANGLAIS 3 O 24
Second semestre
ELPHS6AM COMMUNICATION ET CULTURE SCIENTIFIQUE 3 O
24 ELPHS6A1 Lecture d’ouvrages 24
25 ELPHS6A2 Formation à la recherche documentaire 200
26 ELPHS6A3 Culture scientifique 12
ELPHS6BM PROFESSIONNALISATION 21 O
27 ELPHS6B1 Travaux pratiques en salle blanche / TP programmation 24
28 ELPHS6B2 Découverte du milieu professionnel 1,3333333333333
29 ELPHS6B3 Initiation à la recherche 2
30 ELPHS6CM PROJET EXPÉRIMENTAL 3 O 50
33 ELPHS6VM ANGLAIS 3 O 24
31 ELPHS6TM STAGE FACULTATIF 3 F 0,59
32
page
Code
ELPHS6UM
Intitulé UE
ENGAGEMENT SOCIAL ET CITOYEN
3
ECTS
Obligatoire
F
Facultatif
Cours
Cours-TD
TD
TP
TP DE
Projet
25
Stage
Terrain
210
LISTE DES UE
11UE MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUE I 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Analyse complexe 1
ELMAS5C1 Cours-TD : 24h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
RAISSY Jasmin
Email : jraissy@math.univ-toulouse.fr Téléphone : 05 61 55 60 28
THOMAS Pascal
Email : pascal.thomas@math.univ-toulouse.fr Téléphone : +33(0)5 61 55 62 23
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Ce module dispensé dans les deux parcours Mathématiques et Physiques a pour objectif de présenter les élements
essentiels permettant d’énoncer de façon rigoureuse la formule des résidus. Sur le chemin, on présente également
la formule de Cauchy et le principe du maximum pour les fonctions analytiques.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Séries entières et fonctions analytiques
Rappels sur les séries entières. Fonctions analytiques. Théorème des zéros isolés, forme locale d’une fonction
analytique ; prolongement analytique. Fonction Gamma.
Théorème de l’application ouverte.
Formules de la moyenne et de Cauchy dans un disque
Formule de Poisson. Formule de Cauchy dans le cas du disque. Extension au cas des fonctions continues jusqu’au
bord. Inégalités de Cauchy, théorème de Liouville et théorème fondamental de l’algèbre.
Principe du maximum
Principe du module maximum. Lemme de Schwarz.
Différentiabilité complexe
Différentiabilité complexe. Définition d’une fonction harmonique. Formule de Cauchy dans le cas des lacets faits
d’arcs de cercles et de segments
Singularités isolées, résidus.
Séries de Laurent. Singularités éliminables, essentielles, pôles. Formule des résidus. Calculs d’intégrales et de
transformées de Fourier.
PRÉ-REQUIS
Les modulesIntégration - pour une introduction aux séries de fonctions et entières - et de Topologie- pour les
notions d’ouverts et fermés -.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
W. Rudin, Analyse réelle et complexe, Dunod
MOTS-CLÉS
Fonction analytique, formule de Cauchy, théorème de Liouville. Principe du maximum.
Différentiabilité complexe, fonction harmonique. Formule des résidus.
12UE MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUE I 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Physique statistique 1
ELPHS5A2 Cours : 12h , TD : 12h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
La physique statistique s’intéresse aux propriétés de systèmes formés d’un grand nombre de constituants. C’est le
cas de tous les systèmes macroscopiques que l’on étudie en mécanique, électricité, ou thermodynamique, et les
succès historiques de la physique statistique, à la fin du dix-neuvième siècle, concernent ces systèmes. Néanmoins,
les méthodes utilisées ont une portée beaucoup plus générale, et sont appliquées actuellement à des problèmes
allant de l’écologie à la finance, en passant par la santé et le web.
Cet enseignement est une introduction aux concepts et aux outils de la physique statistique. Il évite le recours
aux notions de physique quantique, mais permet de retrouver les résultats principaux de la thermodynamique
classique, en particulier le second principe.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Déterminisme et probabilités
— Espace des phases d’un système mécanique : théorèmes de Liouville et de Birkhoff
— Distribution fondamentale d’un système isolé
— Exemple du gaz parfait ; paradoxe de Gibbs
— Systèmes avec interactions et théorème de Van Hove
Thermodynamique statistique ; entropie de Boltzmann
— Distribution d’un sous-système ; échanges d’énergie ; premier principe
— Conditions d’équilibre ; deuxième principe
Système à température fixée
— Distribution d’énergie d’un système en contact avec un thermostat ; ensemble canonique
— Energie moyenne ; énergie libre
Système à potentiel chimique fixé
— Système en contact avec un réservoir de particules ; ensemble grand-canonique
— Grand potentiel ; nombre moyen de particules
— Equivalence des enseimbles à la limite thermodynamique
PRÉ-REQUIS
Mécanique analytique ; fonctions d’une variable complexe ; intégrales multiples
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
— B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer, B. Roulet : Physique Statistique : Hermann
— G. H. Wannier : Statistical Physics.
MOTS-CLÉS
Thermodynamique. Statistique. Entropie de Boltzmann. Ensembles de Gibbs.
13UE MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUE I 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Physique statistique 2
ELPHS5A3 Cours : 12h , TD : 12h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Historiquement, les développements de la physique statistique sont intimement mêlés à ceux de la théorie quan-
tique. La combinaison de ces deux théories permet de comprendre la totalité des comportements des objets
macroscopiques. Son succès historique est la théorie du rayonnement. D’autre part, la statistique des électrons à
l’intérieur d’un solide est à l’origine des propriétés de conduction, et des propriété magnétiques des matériaux.
Cet enseignement reprend les concepts développés en physique statistique 1, en y ajoutant la quantification. Il
présente les propriétés des électrons dans les solides, du gaz de photons, et le phénomène de condensation de
Bose, à l’origine d’effets comme la suprafluidité de l’hélium.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Statistiques discrètes et théorie de l’information
— Entropie d’une distribution de probabilité discrète et lien avec l’information sur le système
— Matrice densité
— Ensembles de Gibbs en mécanique quantique
Statistiques quantiques
— Postulat d’indiscernabilité ; bosons et fermions
— Distribution de Fermi-Dirac
— Distribution de Bose-Einstein
Applications
— Rayonnement du corps noir
— propriétés électroniques des solides
— Condensation de Bose
PRÉ-REQUIS
Cet enseignement fait suite à celui de Physique Statistique 1. Il s’appuie aussi sur l’enseignement
de Physique Quantique.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Voir Physique statistique 1
MOTS-CLÉS
Statistiques quantiques ; fermions ; bosons ; théorie de l’information
14UE MATHÉMATIQUES ET PHYSIQUE I 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Mathématiques pour la physique
ELPHS5A4 Cours : 9h , TD : 9h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
PUJOL Pierre
Email : pierre.pujol@irsamc.ups-tlse.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Le but de ce cours est de présenter aux étudiants les outils mathématiques plus avancés qu’ils n’ont pas eu
l’occasion d’étudier dans les cours de mathématiques commun aux étudiants du parcours mathématiques. Ces
outils mathématiques permettront aux étudiants d’aborder les sujets plus avancés de la physique. Une approche
moins formelle et plus intuitive sera donnée avec des exemples pris dans plusieurs domaines de la physique.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
1. Compléments d’algèbre linéaire,
1.1 Notation de Dirac,
1.2 Propriétés des matrices hermitiennes
2. Introduction aux distributions
2.1 Construction de la Delta de Dirac et la fonction de Heaviside
2.2 Distributions en 2D et 3D
3. Transformations intégrales
3.1 Rappel sur la transformée de Fourier
3.2 Transformée de Laplace
3.3 Application aux équations différentielles en 1D et plusieurs dimensions, fonctions de Green
PRÉ-REQUIS
Modules d’algèbre linéaire et analyse hilbertienne du S4 et module d’analyse complexe 1 du S5 des parcours
spéciaux.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Mathematical Methods for Physicists par George B. Arfken
Mathematiques pour la physique et les physiciens ! par Walter Appel
MOTS-CLÉS
Mathématiques, transformations intégrales, distributions, équation différentielles, fonctions de Green
15UE PHYSIQUE II 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Dynamique des fluides
ELPHE5A2 Cours : 15h , TD : 15h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
RIEUTORD Michel
Email : michel.rieutord@irap.omp.eu Téléphone : 05.61.33.29.49
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Connaı̂tre les fondements et les propriétés principales de la dynamique des fluides, ainsi que quelques applications
issues de notre environnement proche ou très lointain (des fins fonds de la Galaxie !).
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Les bases : Notion de milieu continu, Variables, formulations d’Euler ou Lagrange, Equations (masse, impulsion,
énergie), Forces (pression-viscosité), conditions aux limites, Notion de fonction de courant
La statique : théorème d’Archimède, équilibre d’une atmosphère, équilibres gérés par la tension superficielle
(capillarité, condition de Young, lois du Jurin)
Dynamique des fluides parfait : théorèmes de Bernoulli, Kelvin, d’Alembert, écoulements irrotationnels, cas de la
dynamique à deux dimensions
Dynamique des fluides visqueux : notion de contrainte, introduction aux champs tensoriels, loi de comportement,
notion de fluide newtonien, nombre de Reynolds, similitudes.
Fluides parfait et fluides visqueux : dynamique de la vorticité, la couche limite, singularité de la limite.
Exemples illustrant chaque chapitre puisés dans l’environnement quotidien, les expériences de laboratoire, ou les
sciences de l’Univers.
PRÉ-REQUIS
Mécanique du point newtonienne, notions sur les équations aux dérivées partielles.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
”Une introduction à la dynamique des fluides” 2eme Ed., M. Rieutord, Ed. de Boeck, 2014
”Dynamique des fluides” 2eme Ed., I. Ryhming, Eyrolles, 2004
”Mécanique des Fluides”, Landau & Lifschitz, Ellipse, 1998
MOTS-CLÉS
Fluide parfait, viscosité, loi de comportement, équation d’Euler, de Navier-Stokes, théorèmes de Bernoulli,
nombre de Reynolds, tension superficielle
16UE PHYSIQUE II 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Physique quantique
ELPHP5A1 Cours : 24h , TD : 16h , TP : 8h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
BOUCHENE Mohamed Aziz
Email : aziz@irsamc.ups-tlse.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Formation de base en mécanique quantique indispensable pour la compréhension de la physique moderne. Cours
fondamental pour toutes les UE de L3P et du master de physique.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
1. INTRODUCTION : Echec de la physique classique. Etapes dans la construction de la théorie quantique.
2. MECANIQUE ONDULATOIRE : Equation d’onde matière. Analogie avec l’optique. Paquets d’ondes.
Problèmes à une dimension : état liés, quantification, états libres.
3. OUTILS MATHEMATIQUES : Algèbre dans l’espace de Hilbert et opérateurs linéaires. Notation de Dirac
4. POSTULATS ET INTERPRETATION : Postulats. Contenu physique et problème de l’interprétation.
5. SYSTEME A DEUX NIVEAUX. SPIN DE L’ELECTRON : Etude générale des systèmes à deux niveaux. Effet
d’un couplage : Oscillation de Rabi, évolution adiabatique. Cas d’un spin 1/2. Notion de qubit
6. L’OSCILLATEUR HARMONIQUE A UNE DIMENSION : Hamiltonien-opérateurs a et aØ. Valeurs propres et
vecteurs propres. Étude physique de quelques états de l’oscillateur harmonique
7. LE MOMENT CINÉTIQUE : Définitions et relations de commutation. Valeurs propres et vecteurs propres
Cas du moment cinétique orbital L
8. PARTICULE DANS UN POTENTIEL CENTRAL : L’ATOME D’HYDROGÈNE : Étude générale
Hamiltonien de deux particules en interaction, séparation du mouvement du centre de masse. Étude de l’atome
d’hydrogène
PRÉ-REQUIS
cours d’introduction à la physique quantique au S2 de la deuxième année de licence.
17UE PHYSIQUE II 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Relativité (CTD)
ELPHS5B1 Cours-TD : 9h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
BELMONT Renaud
Email : renaud.belmont@irap.omp.eu Téléphone : (poste) 7536
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Comprendre la notion de relativité et sa portée en physique par des applications concrètes
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
— Principes de base :
— Limites et insuffisances de la mécanique classique
— Problème de simultanéité, principe de relativité, facteur relativiste
— Cinématique relativiste :
— Contraction des longueurs, dilatation des durées, composition des vitesses
— Effet Doppler
— Transformations de Lorentz
— Dynamique relativiste :
— Équivalence masse/énergie, énergie cinétique, énergie propre,
— Loi fondamentale de la dynamique des particules relativistes
— Mouvement dans un champ électro-magnétique
— Collisions élastiques et inélastiques=10.0ptComprendre la notion de relativité et sa portée en physique
par des applications concrètes
PRÉ-REQUIS
Notions de force, référentiel Galiléen
MOTS-CLÉS
Contraction des longueurs, dilatation des temps, quadrivecteurs, transformation de Lorentz, collisions de particule
18UE PHYSIQUE II 9 ECTS 1er semestre
Sous UE Relativité (TD)
ELPHS5B2 TD : 9h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
BELMONT Renaud
Email : renaud.belmont@irap.omp.eu Téléphone : (poste) 7536
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Comprendre la notion de relativité et sa portée en physique par des applications concrètes
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
— Principes de base :
— Limites et insuffisances de la mécanique classique
— Problème de simultanéité, principe de relativité, facteur relativiste
— Cinématique relativiste :
— Contraction des longueurs, dilatation des durées, composition des vitesses
— Effet Doppler
— Transformations de Lorentz
— Dynamique relativiste :
— Équivalence masse/énergie, énergie cinétique, énergie propre,
— Loi fondamentale de la dynamique des particules relativistes
— Mouvement dans un champ électro-magnétique
— Collisions élastiques et inélastiques=10.0ptComprendre la notion de relativité et sa portée en physique
par des applications concrètes
PRÉ-REQUIS
Notions de force, référentiel Galiléen
MOTS-CLÉS
Contraction des longueurs, dilatation des temps, quadrivecteurs, transformation de Lorentz, collisions de parti-
cules
19UE INSTRUMENTATION - TP 6 ECTS 1er semestre
Sous UE Instrumentation 1
ELPHP5D1 Cours : 7,5h , TD : 7,5h , TP DE : 18h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
CAFARELLI Pierre
Email : cafarelli@irsamc.ups-tlse.fr Téléphone : 0561556561
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Pour utiliser une chaı̂ne d’acquisition puis contrôler la pertinence des mesures qu’elle délivre, un minimum de
connaissances théoriques et pratiques est indispensable. Ce minimum fait l’objet de cet enseignement.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
1- Cours & TD instrumentation : Apport de l’analyse de Fourier sur la modélisation des signaux et des systèmes.
Signaux et systèmes, Transformée de Fourier, Convolution, Théorème d’échantillonnage, Transformée de Fourier
Discrète, FFT, Pathologies de la TFD, Filtrage.
Architecture générale des dispositifs expérimentaux. Présentation des principaux blocs fonctionnels. Organisation
fonctionnelle d’une chaı̂ne d’acquisition, Modélisation des éléments de la chaı̂ne de mesure (Capteur, Condition-
neur, Liaison coaxiale, Amplificateur, Conditionneur, Filtres, Modulation, Démodulation, Echantillonnage-blocage,
CAN, CNA).
2- Travaux Pratiques Instrumentation : L’accent est mis sur l’analyse spectrale et son utilisation pour comprendre
le fonctionnement et/ou le comportement de certains appareils.
Thèmes abordées : Etude d’un filtre d’ordre 1. Adaption d’impédance. Exploitation d’un filtre d’ordre 2. Analyse
spectrale par FFT (Aliasing, Leakage). Modulation et démodulation d’amplitude. Détection synchrone. Méthodes
de caractérisation de filtres. Convolution, déconvolution et identification. Propriétés d’un câble coaxial. Analyse
modale d’une corde vibrante
PRÉ-REQUIS
électrocinétique de base et outils mathématiques (incluant la transformée de Fourier).
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Acquisition de données Du capteur à l’ordinateur, G.ASCH
MOTS-CLÉS
instrumentation, GBF, oscilloscopes numériques, cartes d’acqusition, traitement des signaux, analyse spectrale,
systèmes linéaires et invariants dans le temps.
20UE INSTRUMENTATION - TP 6 ECTS 1er semestre
Sous UE Travaux pratiques
ELPHS5C2 TP : 21h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Il s’agit de donner accès aux étudiants à des enseignements pratiques en mécanique des fluides et optique pour
illustrer les notions principales vues en cours en L2 et L3.
21UE PROJET 3 ECTS 1er semestre ELPHS5DM TP DE : 6h , Projet : 25h ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE CAFARELLI Pierre Email : cafarelli@irsamc.ups-tlse.fr Téléphone : 0561556561 PETTINARI STURMEL Florence Email : Florence.Pettinari@cemes.fr 22
UE ANGLAIS 3 ECTS 1er semestre
ELPHS5VM TD : 24h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
JASANI Isabelle
Email : leena.jasani@wanadoo.fr Téléphone : 65.29
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
— Niveau de référence B1 (passeport européen des Langues) et CLES 2 (Certification de Langues de L’En-
seignement Supérieur)
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
— Compréhension et expression écrite et orale
— Mise en situations quotidiennes lors d’un voyage ou séjours dans les pays de la langue
— Rédaction de textes simples et cohérents sur des sujets d’actualité et scientifiques
— Savoir écrire des lettres professionnelles et des Emails de manière claire en contexte professionnel
23COMMUNICATION ET CULTURE SCIENTI-
UE 3 ECTS 2nd semestre
FIQUE
Sous UE Lecture d’ouvrages
ELPHS6A1 TD : 24h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
GUERY ODELIN David
Email : dgo@irsamc.ups-tlse.fr
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
L’objectif de cet enseignement est de faire une lecture ”collective” de divers ouvrages scientifiques. Cette lecture
donnera lieu à de nombreux exposés.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Identification de thèmes de physique sur la base d’écrits de vulgarisation. Chaque étudiant est porteur d’un
thème. Travail collectif sur ces thèmes en les regroupant par thématiques. Exposés par les étudiants de leur
thème (exposé scientifique avec démonstration comme un cours, rigueur, pédagogie ...), suivi de commentaires
formulés par l’enseignant et les autres étudiants.
24COMMUNICATION ET CULTURE SCIENTI-
UE 3 ECTS 2nd semestre
FIQUE
Sous UE Formation à la recherche documentaire
ELPHS6A2 Projet : 200h
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
Former les étudiants à la recherche documentaire et à la rédaction d’une bibliographie selon les règles des revues
scientifiques.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Il s’agit de former les étudiants à la recherche bibliographique, aux outils de recherche documentaire et aux
pratiques d’indexation des documents scientifiques. Cette formation de 4h répartie en 2x2h est encadrée par le
personnel de la Bibliothèque Universitaire de l’Université.
25COMMUNICATION ET CULTURE SCIENTI-
UE 3 ECTS 2nd semestre
FIQUE
Sous UE Culture scientifique
ELPHS6A3 TD : 12h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
L’objectif de cet enseignement est de donner l’opportunité aux étudiants d’assister à des séminaires scientifiques
et d’en faire une synthèse écrite.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Dans le cadre de ce module, les étudiants suivent une dizaine de séminaires figurant dans une liste proposée par
le responsable du module et/ou parmi les séminaires dispensés dans les différents laboratoires de l’Université. Ils
ont ensuite la tâche de restituer l’apport de deux de ces séminaires dans un court rapport.
26UE PROFESSIONNALISATION 21 ECTS 2nd semestre
Sous UE Travaux pratiques en salle blanche / TP programmation
ELPHS6B1 TP : 24h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
L’objectif de ce module est de rapprocher les étudiants du milieu professionnel à la fois académique mais aussi
industriel, en les plaçant directement au contact de ces milieux dans le cadre de stage, de travaux pratiques, et
de visites.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Accès à des techniques expérimentales utilisées dans le milieu industriel ou dans le domaine des sciences appliquées
au travers des Travaux pratiques menés à l’AIME (Atelier Interuniversitaire de MicroElectronique).
Les dispositifs associant l’optique et l’électronique investissent aujourd’hui des champs d’applications aussi variés
que la conversion d’énergie, la domotique, la biologie, la surveillance environnementale. Afin de répondre à un
besoin croissant de formation dans ce domaine, le projet LUMELEC a été mis en place avec comme objectif la
réalisation et la caractérisation de photodétecteurs présentant divers stades de sophistication. L’objectif du projet
est ainsi d’amener les étudiants, à partir de leurs propres réalisations technologiques, à maı̂triser des concepts
relatifs à la photodétection pour les mettre en oeuvre dans le cadre d’applications diverses et concrètes.
27UE PROFESSIONNALISATION 21 ECTS 2nd semestre
Sous UE Découverte du milieu professionnel
ELPHS6B2 Terrain : 1,3333333333333 demi-journées
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
L’objectif de ce module est de rapprocher les étudiants du milieu professionnel à la fois académique mais aussi
industriel, en les plaçant directement au contact de ces milieux dans le cadre de stage, de travaux pratiques, et
de visites.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Rencontres avec des cadres travaillant dans le domaine des sciences appliquées (industrie, organismes publics de
Recherche appliquée) pour appréhender la place des sciences (mathématiques, physique, ..) et des diplomés en
sciences (master ou doctorat) dans le monde économique.
28UE PROFESSIONNALISATION 21 ECTS 2nd semestre
Sous UE Initiation à la recherche
ELPHS6B3 Stage : 2 mois minimum
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
PETTINARI STURMEL Florence
Email : Florence.Pettinari@cemes.fr
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
L’objectif de ce module est de rapprocher les étudiants du milieu professionnel à la fois académique mais aussi
industriel, en les plaçant directement au contact de ces milieux dans le cadre de stage, de travaux pratiques, et
de visites.
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
Initiation à la recherche : Stage d’au moins 2 mois dans un laboratoire de Recherche de Physique (à Toulouse ou
à l’étranger).
29UE PROJET EXPÉRIMENTAL 3 ECTS 2nd semestre ELPHS6CM Projet : 50h ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE CAFARELLI Pierre Email : cafarelli@irsamc.ups-tlse.fr Téléphone : 0561556561 PETTINARI STURMEL Florence Email : Florence.Pettinari@cemes.fr 30
UE STAGE FACULTATIF 3 ECTS 2nd semestre
ELPHS6TM Stage : 0,5 mois minimum
31UE ENGAGEMENT SOCIAL ET CITOYEN 3 ECTS 2nd semestre ELPHS6UM Projet : 25h , Projet ne : 25h 32
UE ANGLAIS 3 ECTS 2nd semestre
ELPHS6VM TD : 24h
ENSEIGNANT(E) RESPONSABLE
JASANI Isabelle
Email : leena.jasani@wanadoo.fr Téléphone : 65.29
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
— Niveau de référence B1 (passeport européen des Langues) et CLES 2 (Certification de Langues de L’En-
seignement Supérieur)
DESCRIPTION SYNTHÉTIQUE DES ENSEIGNEMENTS
— Compréhension et expression écrite et orale
— Mise en situations quotidiennes lors d’un voyage ou séjours dans les pays de la langue
— Rédaction de textes simples et cohérents sur des sujets d’actualité et scientifiques
— Savoir écrire des lettres professionnelles et des Emails de manière claire en contexte professionnel
33GLOSSAIRE TERMES GÉNÉRAUX DÉPARTEMENT Les départements d’enseignement sont des structures d’animation pédagogique internes aux composantes (ou facultés) qui regroupent les enseignants intervenant dans une ou plusieurs mentions UE : UNITÉ D’ENSEIGNEMENT Unité d’Enseignement. Un semestre est découpé en unités d’enseignement qui peuvent être obligatoire, optionnelle (choix à faire) ou facultative (UE en plus). Une UE représente un ensemble cohérent d’enseignements auquel est associé des ECTS. ECTS : EUROPEAN CREDITS TRANSFER SYSTEM Les ECTS sont destinés à constituer l’unité de mesure commune des formations universitaires de Licence et de Master dans l’espace européen depuis sa création en 1989. Chaque UE obtenue est ainsi affectée d’un certain nombre d’ECTS (en général 30 par semestre d’enseignement). Le nombre d’ECTS est fonction de la charge globale de travail (CM, TD, TP, etc.) y compris le travail personnel. Le système des ECTS vise à faciliter la mobilité et la reconnaissance des diplômes en Europe. TERMES ASSOCIÉS AUX DIPLOMES Les diplômes sont déclinés en domaines, mentions et parcours. DOMAINE Le domaine correspond à un ensemble de formations relevant d’un champ disciplinaire ou professionnel commun. La plupart de nos formations relèvent du domaine Sciences, Technologies, Santé. MENTION La mention correspond à un champ disciplinaire. Elle comprend, en général, plusieurs parcours. PARCOURS Le parcours constitue une spécialisation particulière d’un champ disciplinaire choisie par l’étudiant au cours de son cursus. TERMES ASSOCIÉS AUX ENSEIGNEMENTS CM : COURS MAGISTRAL(AUX) Cours dispensé en général devant un grand nombre d’étudiants (par exemple, une promotion entière), dans de grandes salles ou des amphis. Au-delà de l’importance du nombre d’étudiants, ce qui caractérise le cours magistral, est qu’il est le fait d’un enseignant qui en définit lui-même les structures et les modalités. Même si ses contenus font l’objet de concertations entre l’enseignant, l’équipe pédagogique, chaque cours magistral porte la marque de l’enseignant qui le dispense. 34
TD : TRAVAUX DIRIGÉS
Ce sont des séances de travail en groupes restreints (de 25 à 40 étudiants selon les composantes), animés par
des enseignants. Ils illustrent les cours magistraux et permettent d’approfondir les éléments apportés par ces
derniers.
TP : TRAVAUX PRATIQUES
Méthode d’enseignement permettant de mettre en pratique les connaissances théoriques acquises durant les CM
et les TD. Généralement, cette mise en pratique se réalise au travers d’expérimentations. En règle générale,
les groupes de TP sont constitué des 16 à 20 étudiants. Certains travaux pratiques peuvent être partiellement
encadrés voire pas du tout. A contrario, certains TP, du fait de leur dangerosité, sont très encadrés (jusqu’à 1
enseignant pour quatre étudiants).
PROJET OU BUREAU D’ÉTUDE
Le projet est une mise en pratique en autonomie ou en semi-autonomie des connaissances acquises. il permet de
vérifier l’acquisition des compétences.
TERRAIN
Le terrain est une mise en pratique encadrée des connaissances acquises en dehors de l’université.
STAGE
Le stage est une mise en pratique encadrée des connaissances acquises dans une entreprise ou un laboratoire de
recherche. Il fait l’objet d’une législation très précise impliquant, en particulier, la nécessité d’une convention pour
chaque stagiaire entre la structure d’accueil et l’université.
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