Licence 1 CPES Modélisation et numérique en sciences de la matière

Atomistique : Tableau périodique, modèles de Lewis et VSEPR
# Configuration électronique
# Tableau périodique
# Description des entités chimiques moléculaires : Lewis et VSEPR

Introduction à la chimie organique et aux mécanismes réactionnels de base
# Nomenclature
# Stéréochimie
# Bases de la réactivité en chimie organique
# Substitutions nucléophiles aliphatiques
# β-éliminations
# Addition électrophile sur les alcènes
# Addition nucléophile sur l’exemple des organomagnésiens

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Programme de la première année de mathématiques au Lycée Joffre

# Raisonnement et vocabulaire ensembliste

# Compléments de calcul algébrique, d’analyse élémentaire et de géométrie

# Dénombrement

# Analyse réelle : suites numériques, limites et continuité, dérivabilité, calcul des primitives et intégrales.

# Nombres complexes

# Équations différentielles

# Algèbre linéaire : vecteurs, applications linéaires et matrices, bases et dimension,

# Analyse asymptotique

# Rudiments de statistique

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Le programme ci-dessous couvre les deux UE de physique de la première année de CPES au Lycée Joffre

Optique géométrique

# Lois de l’optique géométrique
- Lumière : modèles sources et spectres.
- Lois de Descartes, dioptre plan

# Lentilles
- Dioptre sphérique, miroir sphérique - Lentilles sphériques, minces
- Relations de conjugaison

# Instruments d’optique
- Oeil et lunettes de correction
- Lunette astronomique ou de Galilée
- Microscope

Mécanique du point, vibrations

# Cinématique du point
- Systèmes de coordonnées
- Position, vitesse, accélération
- Mouvements classiques (accélération constante, circulaire)
- Chronophotographie

# Lois de la dynamique

# Approche énergétique

# Oscillateurs

Électrostatique, Magnétostatique

# Charge électrique, champ électrique

# Potentiel électrostatique, énergie potentielle

# Théorème de Gauss : énoncé et exemples

# Élément de courant, champ magnétostatique

# Circulation et flux du champ magnétique

# Dipôles électrostatique

# Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique ou magnétostatique

Electrocinétique

# Courant et tension, densités de charge et de courant, loi de conservation. Lois des mailles et des nœuds

# Dipôles simples et modèles.

# Circuits RC, RL, RLC, filtrage.

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière sur le contexte scientifique ou socio-économique.

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Le programme de première année est le suivant :

# Introduction aux problématiques du monde contemporain

# introduction à l’économie initiation à la géopolitique

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Le programme ci-dessous couvre les deux UE d'informatique de première année au Lycée Joffre :

Algorithmique et programmation 1 : concepts de base en algorithmique et programmation :
• Notion de problème, instance de problème, complexité, terminaison, preuve de la validité
• Algorithmes et traitement itératif
• Preuve : validité, terminaison, complexité
• Structures linéaires : tableaux, listes chaînées, piles, files
• Tris : insertion, sélection, tri fusion, autres exemples de tri
• Introduction au traitement récursif (recherche dichotomique, etc.)
• Programmation en Python

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Utilisation des systèmes informatiques : introduction des principales notions des systèmes informatiques :
• Maîtrise pratique d’un environnement Linux
• Connaissance des principales commandes Linux
• Compréhension des pages de documentation (man)
• Sessions, fichiers, répertoires, droits d’accès
• Programmes, processus, commandes et langages de commandes
• Mode d’exécution console (terminal) vs. graphique
• Familiarisation avec les shells, écriture de quelques scripts

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Initiation à l'analyse numérique 

# Notions de base, enjeux et limites, représentation des nombres en machine

# Compléments d'analyse pour l'analyse numérique

# Résolution numérique d'équations non-linéaires

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L’enseignement a lieu sous forme de projets, pris en charge par des binômes d’étudiants, complétés au fil de l’eau par des séances numériques permettant de pratiquer les idées de la physique et de la chimie sur un ordinateur.

En fonction des besoins, quelques séances de cours plus classiques sont prévues afin de compléter la formation des étudiant.e.s

Programme indicatif :

1. Préliminaires : visualisation de champs scalaires et vectoriels : gradient, divergence, rotationnel, laplacien, courbes de niveau, intégrales de surface et de volumes, sSolutions numériques de problèmes de mécanique du point

2. Projets tuteurés proposés aux étudiants : ceux-ci prévoient l'acquisition, le traitement et l'interprétation des données.  La thématique générale que nous avons retenue est de former des étudiants capables d’appréhender les idées de la « théorie statistique des champs » c.a.d. le concept de probabilité appliqué aux fonctions. Cette thématique est omniprésente dans la science moderne : traitement et analyse d’image, IA, physique statistique, systèmes dynamiques et processus stochastiques, séquençage, épidémiologie, économie, cosmologie observationnelle..., et la conjonction d’une approche conjuguant méthodes numériques, idées mathématiques et modélisation semble émerger naturellement (exemples de projets, liste purement indicative : statistique de grains de sable, loi de Poisson et de Gauss, lien avec la loi de Beer Lambert via le concept de section efficace d’arrêt ; données d’observation en cosmologie : répartition matière/rayonnement à l’échelle de l’univers ; statistique et dynamique épidémiologique ; microscopie et analyse du mouvement brownien ; etc.)

3. Compléments de chimie : théorie effective de Slater pour les atomes (potentiel effectif écran), orbitales moléculaires, approche par fragments

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Le programme ci-dessous couvre les deux UE de physique de la première année de CPES au Lycée Joffre

Optique géométrique

# Lois de l’optique géométrique
- Lumière : modèles sources et spectres.
- Lois de Descartes, dioptre plan

# Lentilles
- Dioptre sphérique, miroir sphérique - Lentilles sphériques, minces
- Relations de conjugaison

# Instruments d’optique
- Oeil et lunettes de correction
- Lunette astronomique ou de Galilée
- Microscope

Mécanique du point, vibrations

# Cinématique du point
- Systèmes de coordonnées
- Position, vitesse, accélération
- Mouvements classiques (accélération constante, circulaire)
- Chronophotographie

# Lois de la dynamique

# Approche énergétique

# Oscillateurs

Électrostatique, Magnétostatique

# Charge électrique, champ électrique

# Potentiel électrostatique, énergie potentielle

# Théorème de Gauss : énoncé et exemples

# Élément de courant, champ magnétostatique

# Circulation et flux du champ magnétique

# Dipôles électrostatique

# Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrostatique ou magnétostatique

Electrocinétique

# Courant et tension, densités de charge et de courant, loi de conservation. Lois des mailles et des nœuds

# Dipôles simples et modèles.

# Circuits RC, RL, RLC, filtrage.

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Programme synthétique :

– Vocabulaire probabiliste

– Variables aléatoires et lois de probabilités

– Espérance et variance

– Applications

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Thermodynamique
# Bases : fonctions d’état, équilibre thermodynamique, changements d’état
# Théorie cinétique des gaz
# Premier principe
# Thermochimie
# Second principe
# Machines thermiques (simples).

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Le programme de première année est le suivant :

# Introduction aux problématiques du monde contemporain

# introduction à l’économie

# initiation à la géopolitique

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Cet enseignement est une initiation à la démarche de recherche : il comprend une immersion dans un laboratoire de recherche (rencontre avec des chercheurs, découverte de projets de recherche) et une étude bibliographique ayant pour but de faire restituer aux étudiants leur compréhension de la démarche de recherche, les objectifs et les résultats attendus et espérés d'un projet.

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Programme de la première année de mathématiques au Lycée Joffre

# Raisonnement et vocabulaire ensembliste

# Compléments de calcul algébrique, d’analyse élémentaire et de géométrie

# Dénombrement

# Analyse réelle : suites numériques, limites et continuité, dérivabilité, calcul des primitives et intégrales.

# Nombres complexes

# Équations différentielles

# Algèbre linéaire : vecteurs, applications linéaires et matrices, bases et dimension,

# Analyse asymptotique

# Rudiments de statistique

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L’enseignement a lieu sous forme de projets, pris en charge par des binômes d’étudiants, complétés au fil de l’eau par des séances numériques permettant de pratiquer les idées de la physique et de la chimie sur un ordinateur.

En fonction des besoins, quelques séances de cours plus classiques sont prévues afin de compléter la formation des étudiant.e.s

Programme indicatif :

1. Préliminaires : visualisation de champs scalaires et vectoriels : gradient, divergence, rotationnel, laplacien, courbes de niveau, intégrales de surface et de volumes, sSolutions numériques de problèmes de mécanique du point

2. Projets tuteurés proposés aux étudiants : ceux-ci prévoient l'acquisition, le traitement et l'interprétation des données.  La thématique générale que nous avons retenue est de former des étudiants capables d’appréhender les idées de la « théorie statistique des champs » c.a.d. le concept de probabilité appliqué aux fonctions. Cette thématique est omniprésente dans la science moderne : traitement et analyse d’image, IA, physique statistique, systèmes dynamiques et processus stochastiques, séquençage, épidémiologie, économie, cosmologie observationnelle..., et la conjonction d’une approche conjuguant méthodes numériques, idées mathématiques et modélisation semble émerger naturellement (exemples de projets, liste purement indicative : statistique de grains de sable, loi de Poisson et de Gauss, lien avec la loi de Beer Lambert via le concept de section efficace d’arrêt ; données d’observation en cosmologie : répartition matière/rayonnement à l’échelle de l’univers ; statistique et dynamique épidémiologique ; microscopie et analyse du mouvement brownien ; etc.)

3. Compléments de chimie : théorie effective de Slater pour les atomes (potentiel effectif écran), orbitales moléculaires, approche par fragments

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Le programme ci-dessous couvre les deux UE d'informatique de première année au Lycée Joffre :

Algorithmique et programmation 1 : concepts de base en algorithmique et programmation :
• Notion de problème, instance de problème, complexité, terminaison, preuve de la validité
• Algorithmes et traitement itératif
• Preuve : validité, terminaison, complexité
• Structures linéaires : tableaux, listes chaînées, piles, files
• Tris : insertion, sélection, tri fusion, autres exemples de tri
• Introduction au traitement récursif (recherche dichotomique, etc.)
• Programmation en Python

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Programmation VBA en Excel Développement de macros VBA sous Excel :

# Pratique des macros sous Excel

# Application des bases du langage VBA sous Excel

# Débogage des macros VBA sous Excel

# Écriture de fonctions personnalisées

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Culture générale (épistémologie et philosophie) :

# histoire des idées

# épistémologie des sciences et du numérique

#argumentatition et communicatition

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Cet enseignement de langue vivante est axé sur la pratique écrite et orale de l'anglais, avec une insistance particulière pour un contexte scientifique ou socio-économique.

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