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Licence PhysiqueParcours type : Physique et modélisation

Objectifs

image externe

De la théorie au modèle.

Ce parcours privilégie l’étude formelle des phénomènes fondamentaux en Physique et une approche analytique basée sur la modélisation des mécanismes élémentaires. Une place importante est accordée aux Mathématiques et à l’utilisation des méthodes numériques avancées.

Les enseignements délivrés dans le parcours « Physique et modélisation » permettent à l’étudiant de préciser et/ou découvrir les pré-requis à une poursuite d’études dans les domaines de la physique théorique, la physique subatomique et l’astrophysique par exemple.

Le parcours « Physique et modélisation » permet d’intégrer les masters de physique, ainsi que toutes les formations de second cycle universitaire ou les grandes écoles dans lesquelles l’approche théorique et formelle est requise.

Formation et recherche

De par sa vocation de formation fondamentale menant notamment vers les métiers de la Recherche, la Licence de Physique offre la possibilité d’effectuer des expériences et des stages en laboratoire à tous les niveaux de la formation.

Pour cela, la Licence de Physique s’appuie sur le potentiel large et diversifié du département de physique de l’Université Aix-Marseille (plus de 150 enseignants-chercheurs, une vingtaine d’ingénieurs et techniciens). Les enseignants-chercheurs, acteurs de cette formation, permettent d’associer les enseignements fondamentaux aux enjeux de la Recherche actuelle et de ses applications au-delà du secteur public

Pré-requis obligatoires

L’accès au parcours « Physique et modélisation » de la Licence de Physique requiert la validation de la L2 Physique d’Aix-Marseille Université ou d’un diplôme jugé équivalent par la commission pédagogique de la Licence.

Une admission en L3 « Physique et modélisation » est également possible pour les étudiants issus de CPGE, écoles d’ingénieurs, ou IUT sur examen du dossier

Pré-requis recommandés

Le parcours « Physique et modélisation » de la Licence de Physique requiert de très bonnes aptitudes en physique fondamentale, en mathématiques et dans les disciplines faisant appel à un raisonnement formel

Régimes d'inscription

Cette formation est accessible en

Formation initiale
Formation continue

Compétences visées

Le parcours « Physique et modélisation » donne aux étudiants le bagage permettant de modéliser et étudier un mécanisme ou un phénomène physique à l'aide d’expériences et de modèles théoriques élémentaires en développant une capacité d’abstraction et une maîtrise des méthodes de calcul numérique avancées.

Les compétences spécifiques développées dans ce parcours sont :

  • Appréhender et décrire de façon formelle un mécanisme ou un phénomène complexe à l'aide de modèles élémentaires ;
  • Conceptualiser un mécanisme ou un phénomène physique à l'aide de modèles théoriques et expérimentaux simples et avancés ;
  • Raisonner de façon abstraite et rigoureuse sur une problématique théorique physique ;
  • Appliquer des méthodes de calcul numérique avancées à l'étude de phénomènes physiques ;
  • Approfondir les notions de mathématiques, physique quantique et statistique.

Métiers visés

Spécialités de formation (code NSF) :

  • 114b : Modèles mathématiques ; Informatique mathématique
  • 115b : Méthodes et modèles en sciences physiques ; Méthodes de mesures physiques

Stages et projets encadrés

Le parcours « Physique et modélisation » n’inclut pas de stage obligatoire. Un stage non-crédité au sein d’un des laboratoires associés à la formation peut cependant être effectué dans le cadre d’une convention passée entre l’université et l’organisme d’accueil.

Modalités pédagogiques particulières

Les enseignements délivrés au sein du parcours « Physique et modélisation » incluent des cours magistraux (80 étudiants maximum), des travaux dirigés et des travaux pratiques en petits groupes. La formation accorde une large place à l’utilisation des méthodes pédagogiques innovantes et des pédagogies actives (approches par projets ou problèmes, classes inversées), ainsi qu’aux TICE (ressources en ligne et outils de communication avec les étudiants, tests d’évaluation, remédiation numérique).

L2 physique S3 Physique

[ détails ]

  • Anglais S3 (3 crédits)

    Code : S08AN3I1Langue : Français.

    Contenu : Les cours se déroulent en anglais et reposent sur l'interaction entre étudiants, sollicitée et guidée par les enseignants. Les thèmes étudiés sont abordés par le biais de documents écrits, audio et video variés, récents et authentiques accessibles sur la plateforme AMeTICE et la mise en activité des étudiants vise à renforcer leurs compétences par la pratique. Des supports numériques de soutien et d'approfondissement sont mis à disposition des étudiants pour leur auto-apprentissage.

    Volume horaire : 18h de TD

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  • Mouvement et relativité (4 crédits)

    Code : S08PH3M2Langue : Français.

    Contenu : Chocs et systèmes non-isolés, transfert de quantité de mouvement ; Collisions et systèmes isolés, conservation de la quantité de mouvement, référentiel du centre de masse, bilan d’énergie, angle de diffusion ; Moment cinétique d’un point matériel par rapport à un point, moment de force, force centrale ; Gravitation dans la limite d’un centre fixe : potentiel effectif pour le mouvement radial, états liés et libres, angle sur l’orbite en fonction du rayon, adaptation au modèle de Bohr ; Changements de référentiels, force et accélération de Coriolis ; Relativité : invariance de la célérité, transformations de Lorentz, quadrivecteur vitesse, quadrivecteur quantité de mouvement, énergie, invariants, collisions, effet Compton.

    Volume horaire : 11h de CM - 22h de TD - 3h de TP

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  • Thermodynamique 2 (4 crédits)

    Code : S08PH3M3Langue : Français.

    Contenu : Approfondissement des notions vues en Thermodynamique 1 : relations entre coefficients calorimétriques, relation de Mayer générale ; Gaz réels : digramme d'Amagat, équation d'état de Van der Waals et de Viriel ; Potentiels thermodynamiques : Legendre, Clapeyron, Gibbs Duhem ; Changements d’état d’un corps pur : diagramme des phases, règle des moments, enthalpie de changement d’état, sens d’évolution, pression de vapeur saturante, évaporation, ébullition, états métastables ; Machines Thermiques : monothermes, dithermes, rendements, machine de Carnot, applications avec changements d’état.

    Volume horaire : 16h de CM - 18h de TD - 6h de TP

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  • Phénomènes oscillants (4 crédits)

    Code : S08PH3M4Langue : Français.

    Contenu : Équation de l'oscillateur harmonique, définition d'un équilibre stable ; Résolution de l'équation canonique, fréquence propre ; Terme d'amortissement (origine physique…), résolution mathématique et observation expérimentale ; Régime transitoire et oscillations forcées, résonance, facteur de qualité ; Gain, oscillateurs auto-entretenus ; Oscillateurs couplés, transfert d'énergie, battements ; Retour à l'équilibre d'un système, cas de 2 positions d'équilibre.

    Volume horaire : 14h de CM - 14h de TD - 12h de TP

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  • Electrostatique et formalisme (3 crédits)

    Code : S08PH3M5Langue : Français.

    Contenu : Systèmes de coordonnées (cartésiennes, cylindriques, sphériques), opérateurs différentiels, intégrales multiples ; Charge, force de coulomb ; Électrostatique : théorème de Gauss, équation de Laplace ; Dipôle électrostatique ; Conducteurs à l’équilibre ; Condensateurs, énergie électrostatique.

    Volume horaire : 14h de CM - 13h de TD - 3h de TP

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  • Mathématiques S3 (6 crédits)

    Code : S08PH3M6Langue : Français.

    Contenu : Algèbre linéaire : espaces vectoriels (dimension finie n quelconque), dimension et base, applications linéaires et matrices, sous-espaces vectoriels, produit scalaire et dualité, applications multilinéaires et déterminants, matrice inverse, cofacteurs et comatrice pour le calcul du déterminant et de l'inverse, trace, changements de base et invariants, résolution des systèmes linéaires ; Types de matrices : projection, nilpotentes, idempotentes, symétriques et hermitiennes, orthogonales et unitaires, matrices définies par blocs ; Exemples d'espaces vectoriels : polynômes trigonométriques, polynômes et exponentielles-polynômes, géométrie dans l'espace (projection, base duale, produit scalaire, vectoriel et mixte) ; Convergence des suites et séries numériques (généralités, suites de Riemann et géométrique, équations aux différences) ; Dérivation des fonctions à plusieurs variables, différentielle et matrice jacobienne, dérivée partielle et théorème de Schwarz, règle de dérivation en chaîne ; Intégration simple et multiple (version Riemann élémentaire), changement de variable et jacobien, quelques opérateurs courants (grad, div, rot, Laplacien, chaleur, ondes). TP numérique (Python) : traitement numérique des limites : suites et séries numériques, intégration du type méthode des trapèzes.

    Volume horaire : 24h de CM - 30h de TD - 6h de TP

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  • Initiation à la démarche scientifique (3 crédits)

    Code : S08XX3M80Langue : Français.

    Contenu : Cette UE vise à initier l’étudiant à la démarche scientifique. Elle se base sur une véritable synergie entre enseignants de français et de physique pour œuvrer dans un but commun : initier l’étudiant à la démarche scientifique, de la prise de note en conférence et l’étude de textes, en passant par la mise en place d’un protocole expérimental pour finir par l’élaboration d’un compte rendu de travaux expérimentaux et une initiation à la restitution du travail accompli sous format oral. Les conférences et TP sont enseignés par des enseignants physiciens et les séances de TD sont enseignées par des enseignants de français. I. Déroulement approximatif d’un cycle : conférence/TP/TD Deux conférences disciplinaires positionnées en début et milieu de semestre vont sensibiliser l’étudiant sur 2 thématiques différentes. Une série de documents en relation avec la thématique de la conférence sera distribuée aux étudiants. Les étudiants devront développer un protocole expérimental par trinômes. À l’issue de la séance de TP, les étudiants exploiteront leur données puis identifieront les lacunes de leur travail expérimental avant d'effectuer une nouvelle séance de TP portant sur le même sujet. Enfin, un compte rendu sera rédigé. II. Contenu des TD Objectifs : mettre au jour les grandes étapes d'un article scientifique, intro/ccl, présentation des différentes étapes, isoler le protocole de recherche, la présentation des résultats, leurs limites. Être capable de repérer les idées principales et la façon dont elles s'enchaînent. Repérer des éléments de style dans la construction du discours. De quoi se compose une bibliographie ? Comment est-elle présentée ? Quelles sont les normes (APA ou autres) ? Aide à l'écoute d'une conférence : prendre des notes avec efficacité et savoir restituer l'essentiel d'un propos ; Aide à la rédaction des CR de TP : Petit rappel orthographe/syntaxe + démarche logique ; établir avec les étudiants la grille d’évaluation du TP (fourni par les enseignants de physique) ; Prise de parole à l'oral. III. Contenu des conférences et des TP La première conférence portera sur la mesure de G, et le lien entre g et G. Le TP qui sera associé à cette conférence d’introduction porte sur la détermination de g en utilisant le pendule tournant. La deuxième conférence portera sur la spectroscopie. Le TP associé utilisera un prisme et pourra être utilisé en complément de sources étendue et sources atomiques (lampe à vapeur de mercure, sodium,…).

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    • Initiation à la démarche scientifique : français

      Code : S08FR3M8Langue : Français.

      Contenu : Cette UE vise à initier l’étudiant à la démarche scientifique. Elle se base sur une véritable synergie entre enseignants de français et de physique pour œuvrer dans un but commun : initier l’étudiant à la démarche scientifique, de la prise de note en conférence et l’étude de textes, en passant par la mise en place d’un protocole expérimental pour finir par l’élaboration d’un compte rendu de travaux expérimentaux et une initiation à la restitution du travail accompli sous format oral. Les conférences et TP sont enseignés par des enseignants physiciens et les séances de TD sont enseignées par des enseignants de français. I. Déroulement approximatif d’un cycle : conférence/TP/TD Deux conférences disciplinaires positionnées en début et milieu de semestre vont sensibiliser l’étudiant sur 2 thématiques différentes. Une série de documents en relation avec la thématique de la conférence sera distribuée aux étudiants. Les étudiants devront développer un protocole expérimental par trinômes. À l’issue de la séance de TP, les étudiants exploiteront leur données puis identifieront les lacunes de leur travail expérimental avant d'effectuer une nouvelle séance de TP portant sur le même sujet. Enfin, un compte rendu sera rédigé. II. Contenu des TD Objectifs : mettre au jour les grandes étapes d'un article scientifique, intro/ccl, présentation des différentes étapes, isoler le protocole de recherche, la présentation des résultats, leurs limites. Être capable de repérer les idées principales et la façon dont elles s'enchaînent. Repérer des éléments de style dans la construction du discours. De quoi se compose une bibliographie ? Comment est-elle présentée ? Quelles sont les normes (APA ou autres) ? Aide à l'écoute d'une conférence : prendre des notes avec efficacité et savoir restituer l'essentiel d'un propos ; Aide à la rédaction des CR de TP : Petit rappel orthographe/syntaxe + démarche logique ; établir avec les étudiants la grille d’évaluation du TP (fourni par les enseignants de physique) ; Prise de parole à l'oral. III. Contenu des conférences et des TP La première conférence portera sur la mesure de G, et le lien entre g et G. Le TP qui sera associé à cette conférence d’introduction porte sur la détermination de g en utilisant le pendule tournant. La deuxième conférence portera sur la spectroscopie. Le TP associé utilisera un prisme et pourra être utilisé en complément de sources étendue et sources atomiques (lampe à vapeur de mercure, sodium,…).

      Volume horaire : 15h de TD

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    • Initiation à la démarche scientifique : sciences

      Code : S08PH3M8Langue : Français.

      Contenu : Cette UE vise à initier l’étudiant à la démarche scientifique. Elle se base sur une véritable synergie entre enseignants de français et de physique pour œuvrer dans un but commun : initier l’étudiant à la démarche scientifique, de la prise de note en conférence et l’étude de textes, en passant par la mise en place d’un protocole expérimental pour finir par l’élaboration d’un compte rendu de travaux expérimentaux et une initiation à la restitution du travail accompli sous format oral. Les conférences et TP sont enseignés par des enseignants physiciens et les séances de TD sont enseignées par des enseignants de français. I. Déroulement approximatif d’un cycle : conférence/TP/TD Deux conférences disciplinaires positionnées en début et milieu de semestre vont sensibiliser l’étudiant sur 2 thématiques différentes. Une série de documents en relation avec la thématique de la conférence sera distribuée aux étudiants. Les étudiants devront développer un protocole expérimental par trinômes. À l’issue de la séance de TP, les étudiants exploiteront leur données puis identifieront les lacunes de leur travail expérimental avant d'effectuer une nouvelle séance de TP portant sur le même sujet. Enfin, un compte rendu sera rédigé. II. Contenu des TD Objectifs : mettre au jour les grandes étapes d'un article scientifique, intro/ccl, présentation des différentes étapes, isoler le protocole de recherche, la présentation des résultats, leurs limites. Être capable de repérer les idées principales et la façon dont elles s'enchaînent. Repérer des éléments de style dans la construction du discours. De quoi se compose une bibliographie ? Comment est-elle présentée ? Quelles sont les normes (APA ou autres) ? Aide à l'écoute d'une conférence : prendre des notes avec efficacité et savoir restituer l'essentiel d'un propos ; Aide à la rédaction des CR de TP : Petit rappel orthographe/syntaxe + démarche logique ; établir avec les étudiants la grille d’évaluation du TP (fourni par les enseignants de physique) ; Prise de parole à l'oral. III. Contenu des conférences et des TP La première conférence portera sur la mesure de G, et le lien entre g et G. Le TP qui sera associé à cette conférence d’introduction porte sur la détermination de g en utilisant le pendule tournant. La deuxième conférence portera sur la spectroscopie. Le TP associé utilisera un prisme et pourra être utilisé en complément de sources étendue et sources atomiques (lampe à vapeur de mercure, sodium,…).

      Volume horaire : 6h de CM - 9h de TP

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  • Choix Pro S3 (3 crédits)

L2 physique S4 Physique

[ détails ]

  • Mathématiques S4 (6 crédits)

    Code : S08PH4M1Langue : Français.

    Contenu : Valeurs propres et vecteurs propres, formes canoniques des matrices carrées (diagonalisation, Schur, Jordan), polynômes caractéristique et minimal, théorème de Cayley-Hamilton. Suites et séries de fonctions (convergence simple et convergence uniforme), séries de Fourier. Équations différentielles ordinaires (linéaires du premier ordre, linéaire à coefficients constants du second ordre, variables séparables, différentielles exactes et facteur intégrant). Probabilités (éléments de la théorie des ensembles, tribus, axiomes de Kolmogorov, théorème de Bayes…) et Statistiques (moyenne, écart-type, quelques distributions usuelles…). Introduction aux groupes matriciels et aux tenseurs. Systèmes d'EDO linéaires à coefficients constants et exponentielle d'une matrice (notions de fonctions de matrice et de convergence de suite de matrices). TP numérique (Python) : calcul matriciel numérique élémentaire.

    Volume horaire : 24h de CM - 30h de TD - 6h de TP

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  • Mécanique approfondie (6 crédits)

    Code : S08PH4M2Langue : Français.

    Contenu : I. Mécanique des fluides : Tension de surface, capillarité ; Cinématique : descriptions eulérienne et lagrangienne, équation de continuité, bilan local et version intégrale ; Dynamique des fluides parfaits : équation d’Euler, théorème de Bernouilli ; Dynamique des fluides newtoniens : viscosité, Reynolds, Navier-Stokes. II. Mécanique du solide indéformable : Solide et système de points matériels, position, angles d’Euler ; Moment cinétique, moment d’inertie, énergie cinétique ; Théorèmes de Koenig ; Roulement sans glissement ; Travail ; Solide en rotation autour d’un axe fixe. II. Mécaniques lagrangienne et hamiltonienne : Liaisons (contraintes), inconvénients de l’approche newtonienne, coordonnées généralisées ; Lagrangien, principe d’action stationnaire, équations d’Euler-Lagrange ; Symétries et lois de conservation, théorème de Noether ; Transformée de Legendre et équations de Hamilton ; Crochets de Poisson et espace de phase.

    Volume horaire : 30h de CM - 30h de TD

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  • Phénomènes de transport (3 crédits)

    Code : S08PH4M3Langue : Français.

    Contenu : I. Diffusion des particules - transport de matière : Introduction : expériences qualitatives, distinction entre diffusion et convection ; Définitions : concentration, densité de courant et flux de particules ; Loi de conservation (1D, 3D), continuité du flux ; Loi de Fick : approche phénoménologique, domaine de validité ; Coefficient de diffusion : dimensionalité et ordre de grandeur ; Equation de diffusion : 1D, 3D, propriétés ; diffusion en symétries sphérique et cylindrique ; Bilan généralisé incluant diffusion, convection et production ; Analogies avec la loi d’Ohm : conductivité électrique, flux de charges ; Exemples de phénomènes diffusifs ; Exemples de solutions stationnaires. II. Transfert thermique : Introduction : retour sur la thermodynamique vue aux semestres précédents, les différents modes de transfert thermique, flux thermique ; Conduction thermique : densité de courant thermique, flux thermique traversant une surface ; Loi de conservation : équation locale de bilan thermique (1D, 3D) ; Loi de Fourier : approche phénoménologique, domaine de validité, dimensionnalité et ordre de grandeur de la conductivité thermique ; Équation de diffusion : 1D, 3D, propriétés, diffusion en symmétrie sphérique et cylindrique ; Diffusion thermique avec terme de source ; Champ de température en régime permanent, résistances thermiques, ponts thermiques ; Exemples de résolution de l’équation de diffusion en régime variable, variation de température dans une cave ; Rayonnement thermique : loi de Planck, loi de Wien, loi de Stefan, rayonnement solaire et terrestre, effet de serre ; Convection : loi de Newton, résistances thermiques équivalentes, expérience de Ingen-Housz, applications, rendement de Curzon-Ahlborn ; III. Du microscopique au macroscopique : Marche aléatoire : lien entre coefficient de diffusion D et fréquence de saut ; Théorie cinétique des gaz : distribution des vitesses dans un gaz ; Description microscopique de l’entropie : entropie selon Boltzmann.

    Volume horaire : 8h de CM - 16h de TD - 6h de TP

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  • Optique ondulatoire (3 crédits)

    Code : S08PH4M4Langue : Français.

    Contenu : Lien entre optique géométrique et optique ondulatoire : théorème de Malus, principe de Huygens, surfaces d'onde ; Interférences : addition de 2 ondes, différence de marche ; Introduction à la notion de cohérence, principe d'émission ; Interférence à ondes multiples : Fabry-pérot ; Introduction à la diffraction : diffraction de Fraunhofer (application : diffraction par une et deux fentes) ; Énoncé du critère de Rayleigh. Travaux pratiques : Interférences à 2 ondes et diffraction ; Interféromètre de Michelson ; Diffraction par les réseaux.

    Volume horaire : 10h de CM - 10h de TD - 10h de TP

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  • Magnétostatique et induction (3 crédits)

    Code : S08PH4M5Langue : Français.

    Contenu : Densité de courant ; Magnétostatique ; Force de Laplace ; Moment magnétique ; Induction, auto-induction, conducteurs en mouvement. Travaux pratiques : Mesure de champs ; Induction mutuelle (solénoïdes) ; Bobines de Helmholtz, auto-induction.

    Volume horaire : 12h de CM - 9h de TD - 9h de TP

    Plus d'informations

  • Structure de la matière (3 crédits)

    Code : S08PH4M6Langue : Français.

    Contenu : États de la matière, notion d'ordre et désordre, liaisons chimiques, potentiel interatomique ; Matière ordonnée (réseau, motif, maille, symétries) ; Réseau réciproque, loi de Bragg, facteur de structure, intensité diffractée.

    Volume horaire : 14h de CM - 13h de TD - 3h de TP

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  • Signal et mesure (3 crédits)

    Code : S08PH4M7Langue : Français.

    Contenu : Cet enseignement est une introduction à la notion de mesure à partir de composants électroniques de base. L'accent est porté sur la partie expérimentale à travers la rélaistaion d'une chaîne complète de mesure : de la mise en forme d'un signal issu d'un capteur à son exploitation.

    Volume horaire : 8h de CM - 7h de TD - 15h de TP

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  • Anglais S4 (3 crédits)

    Code : S08XX4I10Langue : Français.

    Contenu : Les cours se déroulent en anglais et reposent sur l'interaction entre étudiants, sollicitée et guidée par les enseignants. Les thèmes étudiés sont abordés par le biais de documents écrits, audio et video variés, récents et authentiques accessibles sur la plateforme AMeTICE et la mise en activité des étudiants vise à renforcer leurs compétences par la pratique. Des supports numériques de soutien et d'approfondissement sont mis à disposition des étudiants pour leur auto-apprentissage.

    Plus d'informations

    • Anglais

      Code : S08AN4I1Langue : Français.

      Contenu : Les cours se déroulent en anglais et reposent sur l'interaction entre étudiants, sollicitée et guidée par les enseignants. Les thèmes étudiés sont abordés par le biais de documents écrits, audio et video variés, récents et authentiques accessibles sur la plateforme AMeTICE et la mise en activité des étudiants vise à renforcer leurs compétences par la pratique. Des supports numériques de soutien et d'approfondissement sont mis à disposition des étudiants pour leur auto-apprentissage.

      Volume horaire : 18h de TD

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    • TP en anglais

      Code : S08PH4I1BLangue : Français.

      Contenu : Au sein de cette UE, les enseignements et les supports pédagogiques sont en anglais. Trois thématiques sont traitées en travaux pratiques : élasticité, diffusion de particules et transferts thermiques. Ces sujets sont abordés à travers des exemples issus de recettes de cuisine ou de produits alimentaires permettant de mettre l'enseignement en lien avec le quotidien. Les cours de langues délivrés par les professeurs d'anglais s'appuient sur des textes en lien avec les sujets traités en TP.

      Volume horaire : 6h de TP

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L3 Phys et modélisation S5 Phys et Mod

[ détails ]

  • Anglais S5 (3 crédits)

    Code : S08AN5I1Langue : Français.

    Contenu : Les cours se déroulent en anglais et reposent sur l'interaction entre étudiants, sollicitée et guidée par les enseignants. Les thèmes étudiés sont abordés par le biais de documents écrits, audio et video variés, récents et authentiques accessibles sur la plateforme AMeTICE et la mise en activité des étudiants vise à renforcer leurs compétences par la pratique. Des supports numériques de soutien et d'approfondissement sont mis à disposition des étudiants pour leur auto-apprentissage.

    Volume horaire : 18h de TD

    Plus d'informations

  • Outils et simulation numériques (4 crédits)

    Code : S08PH5A7Langue : Français.

    Contenu : Les séances de cours sont réparties tout au long de l'UE : • en début d'UE : révision shell, environnement UNIX, notions de bases en programmation et en python : les types de base et les collections, structures de contrôle de condition et de répétition, fonctions, modules numpy, scipy et matplotib • en fin d'UE : méthodes numériques de base pour l'intégration numérique, équations différentielles ordinaires, moindres carrés, notions de convergence associée, exemple de résolution d'une équation différentielle partielle. Séances de TP : • Types en python, entrées/sorties, application directe du cours à des calculs numériques élémentaires, e.g. des suites définies par récurrence, des séries de fonction… • Tableaux du module numpy et fonctions associées, manipulations de tableaux et slicing, et exemple d'application manipulation d'images ; • Calcul d’intégrale avec les méthodes usuelles : rectangles, trapèze, Simpson, introduction de la méthode de Monte Carlo. Importance de la discrétisation et notion de convergence (chaque méthode est programmée dans une fonction. Les fonctions ad hoc des modules numpy et scipy sont introduites en fin de séance) ; • Méthode des moindres carrés. Application à la régression linéaire. ; • Équations différentielles ordinaires. Shéma d'intégration explicite/implicite. Les méthodes méthodes de Newton et de Runge Kutta d'ordre 2 sont reprogrammées et appliquées à un problème de type ballistique. Introduction des fonctions ad hoc du module scipy ; • Décomposition en série de Fourier, illustration du phénomène de Gibbs ; • Générateur nombre aléatoire, marche aléatoire, diffusion ; • Équation de diffusion ( e.g. chaleur) en 2D (Laplace 2D), discrétisation et conditions aux limites.

    Volume horaire : 8h de CM - 32h de TP

    Plus d'informations

  • Mathématiques (PM) (6 crédits)

    Code : S08PH5M1ALangue : Français.

    Contenu : Rappels sur les suites et séries de fonctions ; Intégration ; Transformation de Fourier ; Distributions ; Espaces de Hilbert ; Variables complexes ; Transformation de Laplace ; Équations aux dérivés partielles.

    Volume horaire : 30h de CM - 30h de TD

    Plus d'informations

  • Physique quantique (4 crédits)

    Code : S08PH5M2Langue : Français.

    Contenu : Phénomènes quantiques : effet photoélectrique, expériences de Franck et Hertz, fentes de Young ; Fonction d'ondes : superposition, interprétation probabiliste ; Équation de Schrödinger ; Postulats de la Mécanique Quantique, formalisme de Dirac ; Barrière et puit : états liés, diffusion, effet tunnel ; Oscillateur harmonique ; Moment angulaire et atome d'hydrogène. Travaux pratiques  : détermination de la constante de Rydberg

    Volume horaire : 20h de CM - 17h de TD - 3h de TP

    Plus d'informations

  • Electromagnétisme 1 (3 crédits)

    Code : S08PH5M4Langue : Français.

    Contenu : Équations de Maxwell, relations constitutives ; Propagation dans le vide ; Polarisation ; Notation complexe, régime harmonique ; Ondes planes ; Vecteur de Poynting, puissance rayonnée ; Dioptre plan, coefficients de Fresnel, réflexion d’une OEM.

    Volume horaire : 12h de CM - 15h de TD - 3h de TP

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  • Thermodynamique statistique (4 crédits)

    Code : S08PH5U07CLangue : Français.

    Contenu : Introduction à la Physique statistique : déterminisme, macroscopique versus microscopique, fluctuations et stabilité ; Outils statistiques : rappels d’analyse combinatoire, de probabilités variables aléatoires discrètes versus continues (th. Central limite), distribution binomiale, marche au hasard (introduction Monte Carlo) ; Description d’un système à grand nombre de particules : coordonnées généralisées, espace des phases, formalisme de Hamilton (principe de Maupertuis et calcul variationnel, théorème de Liouville) ; Postulats et bases de la physique statistique : postulats, descriptions microcanonique, canonique, grand canonique, ensembles de Gibbs ; Étude des gaz : distribution de Maxwell-Boltzmann, cinétique des gaz, gaz parfaits, gaz réels (développement du viriel) ; La thermodynamique retrouvée : principes de thermodynamique, potentiels thermodynamiques.

    Volume horaire : 20h de CM - 17h de TD - 3h de TP

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  • Projet personnel et professionnel étudiant 3 (3 crédits)

    Code : S08PP5I5Langue : Français.

    Contenu : non disponible.

    Volume horaire : 2h de CM - 12h de TD

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  • Choix parcours A (3 crédits)
    • Introduction à l'optique quantique (3 crédits)

      Code : S08PH5A10Langue : Français.

      Contenu : Rappels : bases de mécanique quantique et optique ondulatoire ; Statistiques de photons (groupemment et degroupement de photons) ; Lasers, états cohérents, plasmonique, interactions atome-photon, atomes en cavités, atomes froids ; Théorème de Bell, cryptographie quantique, intrication, décohérence.

      Volume horaire : 15h de CM - 15h de TD

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    • Symétrie et invariance (3 crédits)

      Code : S08PH5A9Langue : Français.

      Contenu : Exemples de groupes : permutations, translations, rotations, groupe de Galilée ; Théorème de Noether ; Transformations de Lorentz ; Symétries en mécanique quantique (moment cinétique, symétries discrètes) ; Vers une mécanique quantique relativiste.

      Volume horaire : 15h de CM - 15h de TD

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L3 Phys et modélisation S6 Phys et Mod

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  • Anglais S6 (3 crédits)

    Code : S08AN6I7Langue : Français.

    Contenu : Les cours se déroulent en anglais et reposent sur l'interaction entre étudiants, sollicitée et guidée par les enseignants. Les thèmes étudiés sont abordés par le biais de documents écrits, audio et video variés, récents et authentiques accessibles sur la plateforme AMeTICE et la mise en activité des étudiants vise à renforcer leurs compétences par la pratique. Des supports numériques de soutien et d'approfondissement sont mis à disposition des étudiants pour leur auto-apprentissage.

    Volume horaire : 18h de TD

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  • Physique Subatomique (4 crédits)

    Code : S08PH6A1BLangue : Français.

    Contenu : I. Physique nucléaire L’objectif de ce cours est de donner les bases de la physique du noyau atomique, explorer les applications sociétales (production d’énergie, marquage, datation, imagerie) et de découvrir une partie de la place que la physique nucléaire joue en physique fondamentale (physique du neutrino à basse énergie) et en astrophysique (nucléosynthèse stellaire). Le cours sera accompagné d’une visite au Centre CEA de Cadarache (ITER, reacteur Jules Horowitz,…). Généralités sur la structure de la matière ; Rayons nucléaire - diffusion de Rutherford ; Masse et énergie de liaison ; Modèle de la goutte liquide et Formule de masse de Weizsaecker ; Instabilité de la matière ; Radioactivités alpha et beta et radioactivité induite (activation) ; Cours-séminaire sur la physique du neutrino à basse énergie et son lien avec la physique nucléaire ; Fission et Fusion – production d’énergie ; Cours-séminaire sur la nucléosynthèse stellaire ; Interaction rayonnement matière et notions de radioprotection. II. Physique des particules Le but de ce cours est d'introduire la notion de particules élémentaires : leur description, caractéristiques et classement selon le modèle standard acvrtuel de la physique des particules. Les interactions fondamentales que subissent les particules seront présentées, ainsi que le rôle que jouent les symétries (espace-temps, jauge) dans ces interactions. En particulier, les lois de con servation de certaines quantités seront étudiées pour prédire quelles désintégrations sont possibles ou non. En effet, au-delà des particules élémentaires que sont leptons et quarks, les particules composites constituées de quarks (hadrons) seront introduites et certaines de leurs désintégrations seront étudiées. Enfin, pour étudier expérimentalement les particules, des détecteurs exploitant leur interaction avec la matière seront utilisés : nous aborderons brièvement l'interaction des partiicules avec la matière dans le but de comprendre le fonctionnement des détecteurs de particules. Ce chapitre occupera environ 20h réparties en CM, TD et TP selon les parties suivantes : Interactions fondamentales, quarks et leptons, hadrons ; Lois de conservation dans les désintégrations de particules ; Interactions particules-matière, prncipe de détection, détecteurs de particules. Travaux pratiques : Détecteur à scintillation et détecteur à effet Cherenkov : caractérisation et application à la détection de muons cosmiques ; Étude de désintégrations de particules sur clichés de chambres à bulles ; Chambre à bouillard.

    Volume horaire : 16h de CM - 18h de TD - 6h de TP

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  • Electromagnétisme 2 (3 crédits)

    Code : S08PH6A3Langue : Français.

    Contenu : Polarisation dans les diélectriques ; Milieux diélectriques (modèle de Lorentz) ; Milieux conducteurs (modèle de Drude) ; Milieux anisotropes - biréfringence ; Milieux dispersifs, relations de dispersion ; Absorption, Loi de Beer-Lambert. Travaux pratiques : Milieux biréfringents ; Absorption.

    Volume horaire : 12h de CM - 12h de TD - 6h de TP

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  • Projet modélisation (4 crédits)

    Code : S08PH6A4BLangue : Français.

    Contenu : Les séances de cours ont lieu en début d'UE : Définition des consignes et conseils générales pour le projet de modélisation ; Élaboration d'un programme long. Modularité. Description d'un exemple. Travaux pratiques : Liste non exhaustive d'exemples de projets de modélisation : Modélisation d'un pulse par la méthode FDTD (« Finite Difference Time-Domain ») en 2D ; Modélisation d'un système d'optique géométrique : tracé de rayon et optimisation de surface ; Méthode des éléménts finis en 1D. Problème direct/Problème aux valeurs propres ; Modélisation d'un oscillateur non-linéaire ; Équation de Schrödinger 1D ; Modélisation de croissance de cristaux : diffusion (Monte-Carlo) et agrégation ; Modèle de réaction/diffusion 1D par plusieurs méthodes ; Modélisation d'un problème à N corps (trajectoires et instabilités) ; Filtrage ; Dynamique Moléculaire : la molécule de HCl ; Propagation d'un paquet d'onde Gaussien à une dimension => 2D => 3D ; Certains projets pourront être en lien avec les projets expérimentaux du parcours Physique et ses interactions. Par exemple : Calcul de bandes interdites dans tube acoustique ; Modélisation de la diffusion de Mie (2D) sur un ensemble de tiges.

    Volume horaire : 4h de CM - 36h de TP

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  • UE intégrative : découverte du laboratoire (3 crédits)

    Code : S08PH6I6Langue : Français.

    Contenu : Visites en petits groupes de 4 laboratoires sur 4 demi-journées. 2 laboratoires sur les campus nord et 2 laboratoires sur les campus sud seront visités, parmi les laboratoires suivants : BIP, CINaM, CPPM, CPT, Intitut Fresnel, IM2NP, IRPHE, LAI, LAM, LP3, PIIM. Conférences sur le fonctionnement des laboratoires et des thématiques de recherche, visites des installations expérimentales, interaction avec les personnels dans les laboratoires (chercheurs, ingénieurs, techniciens, post-doctorants,doctorants,…). Présentation par l'étudiant d'une thématique de recherche sous l'aspect scientifique ou technique en lien avec les laboratoires visités, sous forme d'un oral devant un jury composé d'enseignants, dans les conditions d'une audition.

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    • Français

      Code : S08FRS6Langue : Français.

      Contenu : non disponible.

      Volume horaire : 5h de CM - 15h de TD

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    • Découverte du laboratoire

      Code : S08PH6I6BLangue : Français.

      Contenu : Visites en petits groupes de 4 laboratoires sur 4 demi-journées. 2 laboratoires sur les campus nord et 2 laboratoires sur les campus sud seront visités, parmi les laboratoires suivants : BIP, CINaM, CPPM, CPT, Intitut Fresnel, IM2NP, IRPHE, LAI, LAM, LP3, PIIM. Conférences sur le fonctionnement des laboratoires et des thématiques de recherche, visites des installations expérimentales, interaction avec les personnels dans les laboratoires (chercheurs, ingénieurs, techniciens, post-doctorants,doctorants,…). Présentation par l'étudiant d'une thématique de recherche sous l'aspect scientifique ou technique en lien avec les laboratoires visités, sous forme d'un oral devant un jury composé d'enseignants, dans les conditions d'une audition.

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  • Physique quantique (4 crédits)

    Code : S08PH6U02CLangue : Français.

    Contenu : Matrice densité, mesure et principes de la mécanique quantique ; formalisme de l'espace de Hilbert ; Symétries et spin 1/2, composition des deux spins ; Intrication et informatique quantique ; Particules identiques, exclusion de Pauli ; application aux deux particules avec spin ; Perturbations indépendantes du temps, structure fine, effets des champs électrique et magnétique ; Perturbations dépendantes du temps, règle de Fermi, deux niveaux, emission et absorption du rayonnement ; Approximation adiabatique, phase de Berry, application à une particule dans un champ magnétique ; Théorie de la diffusion, approximations de Breit-Wigner et Born.

    Volume horaire : 20h de CM - 20h de TD

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  • Physique statistique et physique du solide (6 crédits)

    Code : SO8PH6A2BLangue : Français.

    Contenu : I. Physique statistique Introduction aux statistiques quantiques : Fermi-Dirac, Bose-Einstein ; Étude d’un gaz de fermions : Gaz d’électrons dégénéré et non dégénéré ; Étude d’un gaz de bosons : condensation de Bose-Einstein, photons, phonons (Einstein, Debye) ; Systèmes hors équilibre : théorème H, irréversibilité, Langevin, Fokker-Planck, susceptibilité dynamique, fluctuation, dissipation ; Introduction à la méthode Monte Carlo classique. II. Physique du solide Rappels sur le réseau réciproque et de la structure cristalline ; Phonons dans les structures cristallines et les conséquences sur les propriétés thermiques (chaleur spécifique) ; Introduction des modèles classiques et quantiques des électrons libres ; Électrons dans un potentiel périodique - états de Bloch - notion de bande d’énergie (permise, interdite)) ; Propriétés magnétiques et diélectriques des matériaux.

    Volume horaire : 26h de CM - 28h de TD - 6h de TP

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  • Option S6 (3 crédits)
    • Astrophysique et observations (3 crédits)

      Code : S08PH6I8ALangue : Français.

      Contenu : Il s’agit de dispenser un enseignement transverse (intra-disciplinaire) de physique fondamentale développé à travers des problématiques astrophysiques modernes. Chaque chapitre du cours sera construit autour d’un milieu astrophysique ou à l’intérieur d’une thématique d’astrophysique. Pour poser et comprendre le problème et ensuite pour produire des éléments de solutions, divers domaines de la physique seront sollicités (électromagnétisme, optique géométrique et ondulatoire, thermodynamique, mécanique classique et relativiste, hydrodynamique, physique des matériaux,…). L'accent est notamment porté sur l'observation, ses méthodes et ses techniques. Visite du Planétarium de Marseille ; Manipulation d'un radiotesecope - Cartographie de la Voie Lactée ; Observations à l'Observatoire de Haute Provence.

      Volume horaire : 8h de CM - 7h de TD - 15h de TP

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    • Imagerie physique (3 crédits)

      Code : S08PH6I8CLangue : Français.

      Contenu : non disponible.

      Volume horaire : 10h de CM - 8h de TD - 12h de TP

      Plus d'informations

    • Propriétés mécaniques des matériaux (3 crédits)

      Code : S08PH6I8DLangue : Français.

      Contenu : Ce cours présente les notions essentielles permettant de décrire les principales propriétés mécaniques des solides. La mise en forme des matériaux – et en particulier des métaux – a été un ingrédient essentiel du développement des sociétés humaines (âges du cuivre, du bronze, du fer. Révolution industrielle,…) et ce n’est pourtant que dans les années 1930 que les défauts cristallins responsables de la déformation plastique des métaux ont été identifiés. Cet enseignement vise à donner une formation de base sur les propriétés mécaniques des matériaux et permettra d’aborder des questions d’actualité (micro et nano dispositifs mécaniques, nanotubes de carbone, fils d’araignée, superalliages pour l’aéronautique etc) à travers en particulier des projets tutorés. À l’issue de l’enseignement les étudiants effectuent individuellement ou en équipe un mini-projet qui leur permettra d’appliquer les concepts appris et d’exercer leur autonomie. Plan du cours : Lois de comportement : rigide, plastique, newtonien, viscoplastique, fragile, élastique ; Comportements des différents matériaux (métaux, céramiques, composites…) ; Élasticité : 1) Fondements : Champ de déplacement, tenseur des déformations, tenseur des contraintes ; 2) Elasticité des milieux isotropes : constantes élastiques, loi de Hooke généralisée, équation d’équilibre de Navier-Lamé ; 3) Ondes élastiques ; 4) Milieux élancés : hypothèses d’Euler-Bernouilli, Moment fléchissant, Equations de Kirchhoff. Déformation des poutres. Vibration des poutres. Plasticité : 1) Introduction à la théorie des dislocations ; 2) Glissement ; 3) Durcissement ; 4) Déformation à haute température : fluage et montée ; Mécanique de la rupture : théorie de Griffith, ténacité, propagation des fissures, lois d’échelle… Viscoélasticité.

      Volume horaire : 14h de CM - 12h de TD - 4h de TP

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    • Histoire des sciences (3 crédits)

      Code : S08PH6I8ELangue : Français.

      Contenu : Contenu : Qu’est-ce que l’Histoire des sciences, qu’est-ce que l’épistémologie, qu’est-ce que la science ? Jalons historiques ; Études de cas en Histoire de la Physique en lien avec les contenus de la Licence de Physique ; Mise en perspective de ces éléments historiques. Retour sur les questions de départ à la lumière des nouveaux éléments apportés ; Ouverture épistémologique sur la nature, le rôle, les a priori et les non-dits de la science moderne.

      Volume horaire : 10h de CM - 20h de TD

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Informations diverses

Responsables de la formation :

  • Michaël TEXIER : michael.texier@univ-amu.fr, tél. : 04.91.28.80.98
  • Laure SIOZADE-LAMOINE : laure.siozade@univ-amu.fr, tél. : 04.91.28.80.59

Responsable pédagogique du parcours « Physique et modélisation » :

  • Thomas KRAJEWSKI : thomas.krajewski@univ-amu.fr, tél. : 04.91.26.95.61

Secrétariat pédagogique :

Campus de Saint Charles

Bât. 5, 1er étage, bloc A

3 place Victor Hugo, case P, CS 80249

13331 Marseille Cedex 3

Contacts : sciences-licence-physique@univ-amu.fr

Modalités d'inscription

Les candidatures à une admission en L3 « Physique et modélisation » doivent être effectuées via l’application en ligne eCandidat.

Pour les étudiants étrangers, selon la nationalité d’origine, le dossier de candidature pourra être traité par le dispositif CampusFrance.