Science de la Terre, de l'Eau et de l'environnement - OuiSi

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Il s’agit d’une première approche de la biologie intégrative des organismes.

Dans cette UE, nommée « des cellules aux organismes » sont abordées les relations structure-fonction aux différentes échelles, depuis la cellule (voire molécule) jusqu’à l’organisme dans son milieu de vie.

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Cette UE structurée en 4 chapitres a pour but de donner des rappels et notions élémentaires en mathématiques

• Rappels: fractions, développer, factoriser, identités remarquables

• Chapitre1 : Équations: équations du 1er degré, systèmes d’équations, équations du 2nd degré

• Chapitre 2 : Dérivation: définition, exemples, opérations, Variations et courbes représentatives des fonctions
• Chapitre 3 : Fonctions usuelles: Fonction exponentielle, Fonction logarithme, Fonctions trigonométriques
• Chapitre 4 : Calcul vectoriel et produit scalaire

   

   

   

  Volumes horaires:

  CM : 18

  TD : 18

   

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Cette Unité d’Enseignement a comme premier objectif de permettre de découvrir l’écologie scientifique dans toute sa diversité. Une attention particulière est apportée à la définition de l’écologie scientifique, par rapport à l’acception du terme «écologie» (écologie politique ou écologisme) dans les médias et pour le grand public. La place de l’environnement dans l’étude scientifique de l’écologie est également précisée. A l’aide de TD et TP, trois grandes thématiques de l’écologie sont traitées : paléoécologie, écologie fonctionnelle& écologie évolutive. Il est important de noter que ces thématiques sont adossées à une communauté scientifique particulièrement active sur Montpellier.

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Cette unité d’enseignement est conçue pour fournir un contexte général pour la compréhension des sciences de la Terre et de la biologie tout en tenant compte des domaines des Sciences Humaines et Sociales. La Terre d’aujourd’hui n’est pas détachée de son passé. Pour comprendre les impacts des transformations environnementales et climatiques sur la planète Terre, une approche diachronique (temps long, changement au cours du temps passé) et synchronique (variations spatiales) est nécessaire.

En conséquence cette UE présente l'histoire de la Terre à travers le temps géologique. Elle discute de la structure, de la composition et des processus de la Terre. Les questions, préoccupations et problèmes liés aux risques naturels sont également inclus. Il s’agira aussi de leçons donnant les bases nécessaires aux étudiants pour comprendre les enjeux sociétaux autour des questions climatiques et environnementales. Les retombées de cette UE sont essentielles pour le bien-être de la société de demain permettant de former de jeunes citoyens ou futurs actifs capables d’analyser, critiquer, penser les questions environnementales et climatiques passées, présents et futur et de participer aux prises de décisions dans les débats sociétaux traitant des risques environnementaux. Cette UE a été donc pensée par des enseignants chercheurs de différents domaines scientifiques (Sciences de la Terre et de l’Eau, Écologie,  Philosophie, Sciences politiques) montrant que les approches allant du fondamental à l’opérationnel sont nécessaires.

Volumes horaires :

CM : 36h

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Cette UE vise à sensibiliser les étudiants de première année aux problématiques de l’utilisation, l’exploitation et la gestion des ressources naturelles de la Terre.

En guise d’introduction, un panorama identifiant les différentes natures de ces ressources (énergétiques, minérales, hydriques) et les grands enjeux associés (économiques et environnementaux) sera présenté.

Différents types de ressources seront ensuite présentés en trois temps :

- La notion de ressources minérales sera approfondie en présentant l’itinéraire des éléments chimiques, depuis leur création dans l’Univers jusqu’à leur stockage dans les minéraux constituant les roches et leurs utilisations dans les technologies employées dans la vie quotidienne. Cet aspect permettra d’introduire des notions de base en chimie du solide et minéralogie, illustrées par des TD et TP de minéralogie.

- La problématique et le fonctionnement des réservoirs géologiques piégeant les ressources naturelles seront abordées en se focalisant sur les ressources énergétiques classiques (hydrocarbures) et les ressources du futur (stockage sous-terrain des ressources, géothermie).

- Enfin, les grands enjeux relevant des ressources en eau dans le monde seront approfondis. Le cycle global de l’eau sur Terre sera ainsi présenté et les notions essentielles permettant de comprendre les grands enjeux actuels seront identifiés (définitions d’un aquifère et d’un hydrosystème et principaux types rencontrés, interactions chimiques entre l’eau et les roches et illustration des processus centrées sur la chimie des eaux minérales et thermales).

Volumes horaires:

CM :18

TD :12

TP :6

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La première année universitaire est une étape de transition où les étudiants doivent faire des choix d’orientation : aller vers une licence fondamentale ou appliquée ? Changer de discipline ? Poursuivre vers un futur master, mais lequel ? Or c’est également une période délicate où les étudiants peuvent se sentir un peu perdu en passant du système du lycée à celui de l’université. Ce module, construit autour de quelques présentations sur les métiers en géosciences, est l’occasion d’améliorer le suivi des étudiants et d’échanger en petits groupes sur leurs choix et orientations possibles.

Volumes horaires :

CM : 4h

 TD : 5h

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L’UE introduit la notion et la mise en pratique d’études expérimentales en sciences de la Terre, depuis la mesure instrumentale sur le terrain jusqu’à l’analyse quantitative, la modélisation et l’interprétation des données acquises. En pratique, l’UE s’articule autour d’une méthode de mesure physique, la gravimétrie, appliquée à la dynamique terrestre. Une partie des expériences réalisées sur le terrain est centrée sur la structure terrestre globale (mesure de g et de son gradient vertical pour la détermination de la masse) et sa dynamique (déformation élastique par phénomène de marées). Une seconde partie est dédiée à l’imagerie locale du sous-sol en lien avec la ressource en eau (imagerie et bilan de masse en lien avec le stockage d’eau en sub-surface). Une part importante de l’UE est consacrée à l’analyse des mesures et leur modélisation.

Volumes horaires :

• CM : 12 h
• TD : 12 h
• TP : 6 h
• Terrain : 6 h

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1) Thermodynamique et Equilibre Chimique (27h)

1.1 le cours (15h): bases de la thermodynamique (concepts d’énergie et d’entropie), potentiel chimique et d’équilibre; degré d’avancement ; déplacement d’équilibre; applications à la chimie des solutions et aux transitions de phase

 1.2 les TD (13h):

Autour du concept d'énergie afin de bien mettre en relation les différentes formes d’énergies ; autour du concept d’entropie: lien entre états micro et macroscopique, notion de réversibilité/irréversibilité et d’équilibre ; autour de la notion de potentiel chimique: utilisation de la loi d’action de masse (équilibre en solution et transition de phase)    

2) Introduction à la cinétique chimique (6h)

 2.1 le cours (2h): lien entre thermodynamique et cinétique : théorie de l’Etat de Transition/Complexe Activé ; Définition : vitesse, ordre et constante de vitesse, temps de demi-vie ; Cas de cinétiques simples ; Activation thermique :loi d’Arrhenius

2.2 les TD (4h): détermination de l’ordre d’une réaction ; utilisation des paramètres

caractéristiques (t_1/2, k..); détermination d’une énergie d’activation

3)  Introduction à la Radioactivité (3h)

3.1 le cours (1,5h): historique ; structure du noyau, particules et forces mises en jeu ; réactions nucléaires : fusion/désintégration et rayonnement; isotopes et stabilité; radioactivité naturelle ; DE=Dm.c² 

3.2 les TD (1,5h): énergie : comparaison réaction chimique/réaction nucléaire ; temps de désintégration ; datation C¹⁴

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Origine et Evolution de la planète ;

Echelle géologique et Géochronologie ;

Géographies, topographies et environnements passés ;

Interactions Biosphère/Hydrosphère/Atmosphère/Geosphère,

Evolution humaine et anthropisation ;

Ressources naturelles (eau, énergie, ressources minérales) et anthropisation 

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L’UE de planétologie se focalise sur le Système Solaire et ses planètes. Sa position dans l’Univers est également abordée permettant d’introduire la notion d’exoplanète (détection et habitabilité). L’enseignement se compose de 3 parties : l’astrophysique, la géophysique et la géochimie. La partie astrophysique débute par une mise en contexte dans l’Univers puis aborde la formation du Système Solaire, sa dynamique et son évolution. La partie géophysique traite des intérieurs planétaires et de leur évolution à partir des données de missions spatiales. La partie géochimie s’intéresse à la nucléosynthèse, à l’abondance des éléments chimiques et à la composition de la Terre primitive, actuelle et des autres planètes à partir de l’étude des météorites. La démarche développée associe approches théoriques et pratiques.

Volumes horaires:

• CM : 18h
• TD : 9h
• TP : 9h

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Chapitre 1 : Suites:  Suites arithmétiques et géométriques. Calcul de sommes.

Chapitre 2 : Fonctions hyperboliques: définition, courbes, dérivées

Chapitre 3 : Calcul intégral : intégrale, primitives, IPP, Changement de variables, équations différentielles du premier ordre

Chapitre 4 : Courbes et surfaces: droite, plan cercle parabole, coordonnées cylindriques et sphériques, Longueurs, surfaces, volumes des solides usuels

Volumes horaires :

• CM : 18
• TD : 18

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A travers cette UE, plusieurs disciplines seront balayées afin d’apporter les rappels et/ou les bases concernant :  la Biosphère, Hydrosphère et l’Atmosphère, ainsi que et surtout, leurs évolutions depuis l’origine de la planète. Les disciplines (et grandes thématiques) abordées seront :

-la Paléontologie : Evolution, Biochronologie et Eres géologiques, Biodiversité et Crises passées.

-la Climatologie et l’Océanologie : Comment étudier le climat ? quel est le rôle de l’océan et de la biosphère terrestre. Face aux enjeux planétaires contemporains, des outils sont développés pour mieux caractériser les mécanismes des changements climatiques et leurs impacts sur les environnements terrestres et marins du passé à l'avenir via notamment la modification des cycles biogéochimiques à l'échelle de la planète. La géochimie environnementale sera une méthode centrale pour caractériser à la fois l’empreinte anthropique et naturelle.

Avec pour objectifs principaux de bien comprendre les interactions dans le passé de ces enveloppes avec la Geosphère (abordée plus en profondeur dans l’UE HAT102T géologie) et de savoir analyser un paysage naturel actuel au regard de son évolution au cours des temps géologiques.

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L’UE introduit la notion et la mise en pratique d’études expérimentales en sciences de la Terre, depuis la mesure instrumentale sur le terrain jusqu’à l’analyse quantitative, la modélisation et l’interprétation des données acquises. En pratique, l’UE s’articule autour d’une méthode de mesure physique, la gravimétrie, appliquée à la dynamique terrestre. Une partie des expériences réalisées sur le terrain est centrée sur la structure terrestre globale (mesure de g et de son gradient vertical pour la détermination de la masse) et sa dynamique (déformation élastique par phénomène de marées). Une seconde partie est dédiée à l’imagerie locale du sous-sol en lien avec la ressource en eau (imagerie et bilan de masse en lien avec le stockage d’eau en sub-surface). Une part importante de l’UE est consacrée à l’analyse des mesures et leur modélisation.

Volumes horaires :

• CM : 12 h
• TD : 12 h
• TP : 6 h
• Terrain : 6 h

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Dans les cours magistraux de cette UE, nous décrivons chaque étape du cycle de vie, en partant du développement embryonnaire (incluant la mise en place des organes,  la différenciation cellulaire et les processus de croissance), en passant par l’acquisition de la capacité de reproduction (incluant les étapes associés à la méiose et la gamétogenèse), et en finissant par la fécondation. Ce cycle de vie est abordé en détail chez les métazoaires et les angiospermes, et permet de consolider vos connaissances sur la transmission de l’information génétique. Ceci nous permettra de résoudre des problèmes de génétique mendélienne incluant des effets liés au sexe ou à l’épistasie, au cours des Travaux dirigés de cette UE.

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1) Thermodynamique et Equilibre Chimique (27h)

1.1 le cours (15h): bases de la thermodynamique (concepts d’énergie et d’entropie), potentiel chimique et d’équilibre; degré d’avancement ; déplacement d’équilibre; applications à la chimie des solutions et aux transitions de phase

 1.2 les TD (13h):

Autour du concept d'énergie afin de bien mettre en relation les différentes formes d’énergies ; autour du concept d’entropie: lien entre états micro et macroscopique, notion de réversibilité/irréversibilité et d’équilibre ; autour de la notion de potentiel chimique: utilisation de la loi d’action de masse (équilibre en solution et transition de phase)    

2) Introduction à la cinétique chimique (6h)

 2.1 le cours (2h): lien entre thermodynamique et cinétique : théorie de l’Etat de Transition/Complexe Activé ; Définition : vitesse, ordre et constante de vitesse, temps de demi-vie ; Cas de cinétiques simples ; Activation thermique :loi d’Arrhenius

2.2 les TD (4h): détermination de l’ordre d’une réaction ; utilisation des paramètres

caractéristiques (t_1/2, k..); détermination d’une énergie d’activation

3)  Introduction à la Radioactivité (3h)

3.1 le cours (1,5h): historique ; structure du noyau, particules et forces mises en jeu ; réactions nucléaires : fusion/désintégration et rayonnement; isotopes et stabilité; radioactivité naturelle ; DE=Dm.c² 

3.2 les TD (1,5h): énergie : comparaison réaction chimique/réaction nucléaire ; temps de désintégration ; datation C¹⁴

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Origine et Evolution de la planète ;

Echelle géologique et Géochronologie ;

Géographies, topographies et environnements passés ;

Interactions Biosphère/Hydrosphère/Atmosphère/Geosphère,

Evolution humaine et anthropisation ;

Ressources naturelles (eau, énergie, ressources minérales) et anthropisation 

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Chapitre 1 : Suites:  Suites arithmétiques et géométriques. Calcul de sommes.

Chapitre 2 : Fonctions hyperboliques: définition, courbes, dérivées

Chapitre 3 : Calcul intégral : intégrale, primitives, IPP, Changement de variables, équations différentielles du premier ordre

Chapitre 4 : Courbes et surfaces: droite, plan cercle parabole, coordonnées cylindriques et sphériques, Longueurs, surfaces, volumes des solides usuels

Volumes horaires :

• CM : 18
• TD : 18

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A travers cette UE, plusieurs disciplines seront balayées afin d’apporter les rappels et/ou les bases concernant :  la Biosphère, Hydrosphère et l’Atmosphère, ainsi que et surtout, leurs évolutions depuis l’origine de la planète. Les disciplines (et grandes thématiques) abordées seront :

-la Paléontologie : Evolution, Biochronologie et Eres géologiques, Biodiversité et Crises passées.

-la Climatologie et l’Océanologie : Comment étudier le climat ? quel est le rôle de l’océan et de la biosphère terrestre. Face aux enjeux planétaires contemporains, des outils sont développés pour mieux caractériser les mécanismes des changements climatiques et leurs impacts sur les environnements terrestres et marins du passé à l'avenir via notamment la modification des cycles biogéochimiques à l'échelle de la planète. La géochimie environnementale sera une méthode centrale pour caractériser à la fois l’empreinte anthropique et naturelle.

Avec pour objectifs principaux de bien comprendre les interactions dans le passé de ces enveloppes avec la Geosphère (abordée plus en profondeur dans l’UE HAT102T géologie) et de savoir analyser un paysage naturel actuel au regard de son évolution au cours des temps géologiques.

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