MASTER PHYSIQUE FONDAMENTALE ET APPLICATIONS

Ce module est consacré aux bases de la physique et la technologie des composants à base de semiconducteur. La majeure partie de l’UE est consacrée à la physique du composant. En s’appuyant sur les équations qui décrivent les propriétés des matériaux, les principaux cas de jonctions sont examinés (p/n, métal/SC, MIS). A partir de ces connaissances, le fonctionnement des composants élémentaires (diodes, transistors) est expliqué. Dans la seconde partie, les premières briques de la technologie des procédés de fabrication des composants sont présentées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. Ensuite on regardera en profondeur des méthodes numériques pertinentes pour la physique, en étudiant une sélection d’algorithmes classiques de l’analyse numérique et en les appliquant aux problèmes physiques.

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L’UE « Physique de la Matière Condensée 2: propriétés électroniques » est destinée aux étudiants intéressés par la physique du solide.

Dans la continuité de l’UE « Physique de la Matière Condensée 1: propriétés structurales » cette UE aborde les propriétés des électrons dans les solides cristallins, la structure de bandes des niveaux électroniques ainsi que les concepts de base de la physique des semi-conducteurs.

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La physique expérimentale actuelle nécessite généralement la mise en place d’une chaîne d’acquisition plus ou moins complexe impliquant différents types d’instruments : sources, capteurs, actionneurs, etc. et contrôleur (de type ordinateur). L’objectif de cette UE est de familiariser les étudiants à ce type de problématique afin qu’ils puissent mettre en place un tel système d’acquisition de données. Au niveau du contrôleur, la partie pilotage sera mise en œuvre en Python (en particulier avec la librairie PyVisa).  

- Présentation des interfaces/ports de communication les plus communs : série (RS-232, USB), parallèle (GPIB) ou encore réseau (éthernet) (CM).

- Mise en œuvre d’exemples simples de communication, de paramétrage d’appareils et d’acquisitions de données (TD).

- Développement d’une chaîne d’acquisition plus complète, via des projets (TP). 

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Ce module est consacré d'une part à la compréhension physique des processus d'émission et d'absorption de lumière dans les dispositifs semiconducteurs, et d'autre part aux technologies mises en œuvre pour fabriquer de tels dispositifs. Ces problématiques sont concrétisées dans le projet en salle blanche, avec la réalisation puis la caractérisation d'un composant opto-électronique.

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Savoir acquérir et traiter des données constitue des compétences indispensables dans un contexte professionnel de type scientifique et/ou technique. L’objectif de cet enseignement est d’adresser au mieux trois types de savoir-faire standards dans le milieu professionnel :

· L’utilisation avancée de tableurs/grapheurs (MS EXCEL, LO-CALC) pour un usage scientifique et technique

· Les interconnexions de réseaux : infrastructures, suite de protocoles TCP-IP, sécurité

· L’initiation aux bases de données relationnelles (MS ACCESS, LO-BASE) – concepts & vocabulaire, création de requêtes, états graphiques, formulaires.

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Stage d'initiation à la recherche, en laboratoire universitaire

Dates : mai-juin

Durée : 7 semaines minimum, extensible en juillet

En amont du stage, l'analyse d'un article sur proposition des tuteurs de stage permet de préparer l'étudiant à la thématique de son stage, et à la lecture approfondie de publications scientifiques.

En aval du stage, dans une démarche d'évaluation par les pairs, l'étudiant soumet son rapport écrit et sa soutenance orale au regard critique d'autres étudiants, charge à lui de les améliorer en conséquence avant leur rendu final au jury du stage.

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Ce cours est destiné à donner aux étudiants des compétences dans le domaine de résolution numérique de l’équation de Schrödinger afin de simuler des structures de puits quantiques complexes. Le cours commence par l’étude de situations où la résolution est analytique, puis des situations où la solution est semi-analytique avant d’attaquer sur la méthode des différences finies DF. Différents schémas de DF sont proposés avec, à chaque fois, une évaluation de la convergence en fonction des différents paramètres clés (troncature du domaine, nombre d’échantillons…). Enfin des exemples d’applications physiques concrètes sont étudiés.    

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Troisième et dernier volet des enseignements consacrés aux procédés d’élaboration de dispositifs micro, nano et opto-électroniques. Les dernières briques technologiques non encore traitées aux semestres précédents sont présentées de manière détaillée. L’aspect modélisation et simulation des procédés technologiques y est prépondérant, en introduction aux solutions TCAD. Enfin la synthèse de tous ces enseignements est effectuée de manière concrète avec l’enchaînement de toutes ces étapes technologiques afin de réaliser des composants discrets et intégrés, du wafer jusqu’aux dispositifs packagés.

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Cette UE présente les propriétés physiques de différentes nanostructures comme les puits quantiques, les cristaux photoniques 1D, les nanotubes de carbone ou le graphène. Les propriétés électroniques (structure et transport), vibrationnelles et optiques sont abordées ainsi que l’interaction rayonnement-matière.

Il s’agira de décrire l’élaboration de matériaux de basse dimensionnalité, les structures électroniques, photoniques et phononiques associées, d’étudier les phénomènes de transport, les couplages électron-photon, électron-phonon, les excitons ainsi que l’absorption, l’émission et la diffusion de lumière.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Ce module est l’occasion pour les étudiants de découvrir les spécificités de monde du travail et de se préparer à l’intégrer dans les meilleures conditions possibles, notamment au travers de partages d’expérience avec des intervenants du milieu professionnel. Les étudiants s’exercent à mener à bien une candidature, avec méthode, en optimisant l’analyse de l’offre, la rédaction ciblée du CV et de la lettre de motivation, la préparation de l’entretien d’embauche (jeux de rôles, simulations).

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Les plans d’expériences font partie de la démarche qualité. C’est une méthode de conduite d’essais et d’analyse de données qui permet de gagner du temps et de l’argent. C’est pourquoi elle est très utile dans l’industrie.

L’accent est mis sur la compréhension des bases.

C’est un cours interactif, avec une approche par l’exemple.

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Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

• techniques de diffraction des rayons X et des électrons
• techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
• microscopies à sonde locale

  Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

  • techniques de diffraction des rayons X et des électrons
  • techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
  • microscopies à sonde locale

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Stage de fin de parcours, en entreprise ou en laboratoire universitaire

Cette expérience professionnelle significative (jusqu’à six mois) a pour but de démontrer la capacité de l’étudiant à occuper des fonctions de niveau cadre (ingénieur ou chercheur-doctorant), ou à poursuivre en thèse, dans les domaines de compétences de la formation.

Date de début : dès le mois de février

Durée : de quatre à six mois, se terminant obligatoirement avant le 31 août.

Stage de fin de parcours, en entreprise ou en laboratoire universitaire

Cette expérience professionnelle significative (jusqu’à six mois) a pour but de démontrer la capacité de l’étudiant à occuper des fonctions de niveau cadre (ingénieur ou chercheur-doctorant), ou à poursuivre en thèse, dans les domaines de compétences de la formation.

Date de début : dès le mois de février

Durée : de quatre à six mois, se terminant obligatoirement avant le 31 août.

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Cette UE est une formation expérimentale aux principales techniques de nano-caractérisations et de nanotechnologies :

• AFM
• MEB
• Photoluminescence
• Diffraction des rayons X
• Ellipsométrie
• Microscopie Optique
• Sourcemètre
• Capacimètre
• Procédés de fabrication de micro-dispositifs en salle blanche

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Le cours décrit les différents détecteurs et les processus physiques mis en jeux lors de la détection  des particules en physique des hautes énergies. Dans un second temps, nous décrirons le fonctionnement des principaux accélérateurs de particules que nous retrouvons en physique des hautes énergies mais aussi dans bien d’autre domaines tels que le médical, l’industrie, la sciences des matériaux, l’archéologie etc...

Le cours donne une description détaillée des processus physiques et des techniques expérimentales intervenant lors de la détection des particules chargées et neutres dans les détecteurs, ces détection étant la base de toute mesure physiques.

On donnera une description détaillée des différents rayonnements et des interactions particules-matière.

Nous nous attacherons à décrire les systématiques associées à ces processus ainsi qu’à leur traitement statistique.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Cette UE couvre l’essentiel des bases nécessaires à une bonne compréhension de la physique des atmosphères et des vents stellaires. Les éléments essentiels de la théorie du transfert de rayonnement sont couverts, à l’ETL (équilibre thermodynamique local) et hors-ETL, ainsi que la description du gaz (équation d’état) et son interaction avec le champ de rayonnement (opacités). Les modèles et simulations modernes sont présentées avec leur application à la détermination des paramètres stellaires, en particulier la composition chimique, via la spectroscopie. Les différents types de vents stellaires (pression, radiatif, hybride) sont décrits via les théories mises en regard des observations.

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Au cours de l’UE Atelier Astrophysique observationnelle 2 les étudiants doivent mener à bien toutes les étapes d’une étude astrophysique observationnelle. Depuis la définition des observations spectroscopiques ou photométriques à mener au cours d’un séjour de 4 nuits à l’Observatoire de Haute-Provence, jusqu’à la modélisation et la discussion critique de leurs mesures et la rédaction d’un rapport scientifique, les étudiants sont acteurs de cet enseignement.

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Milieu interstellaire : processus physico-chimiques – phases – radioastronomie.

Cette UE permet d’acquérir des notions sur les processus physico-chimiques importants pour le milieu interstellaire (processus dynamiques, thermiques et chimiques) ainsi que sur les diagnostics observationnels associés (spectroscopie moléculaire, radioastronomie). Les principales phases du milieu interstellaire (phases ionisée, atomique et moléculaire) sont également présentées.

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Ce cours propose une description complète du Modèle Standard de la Physique des Particules. Nous commencerons par étudier l’équation de Dirac, description quantique de la dynamique d’une particule de spin ½. Puis nous verrons comment décrire les interactions électromagnétiques avec la théorie de l’électrodynamique quantique. Ensuite nous aborderons les interactions faibles et leur description unifiée avec l’interaction électromagnétique par la théorie électrofaible. Enfin nous étudierons les théories de jauge et leur brisure spontanée afin d’exposer la théorie complète du Modèle Standard de la Physique des Particules. Pour conclure nous donnerons un bref aperçu des théories au-delà du Modèle Standard.

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Cette UE est une introduction à la théorie quantique des champs relativistes et à ses applications dans la physique des particules. Par l’exemple d’un champ scalaire, on développera les formalismes de la quantification canonique et de la quantification par l’intégrale de chemin avant d’introduire la théorie des perturbations et quelques notions de la renormalisation. On discutera la quantification des champs de spin 1/2 et de spin 1 pour finir avec une discussion de l’électrodynamique quantique.

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Ce cours est une introduction au modèle standard de la cosmologie dans ces aspects théoriques et phénoménologiques. Il est centré sur le modèle de Big-Bang chaud inflationnaire. Il se fonde sur le cours de relativité générale et cosmologie du M1.

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Les travaux pratiques concernent la détection et la mesure de rayons cosmiques (muons).

Il s’agira de se familiariser avec une chaîne d’acquisition dédiée à la mesure de rayons cosmiques (principalement des muons). Les étudiants devront comprendre le fonctionnement individuel des différents éléments intervenants dans la chaîne d’acquisitions (alimentations, photomultiplicateurs, scintillateurs, discriminateurs, oscilloscopes…) puis réaliser par eux même un dispositif d’acquisition à partir de ces éléments. Un des objectif du dispositif pourra être la détermination de la masse du muon mais d’autre finalités sont envisageables et laissées libres à l’imagination des étudiants.

Les étudiants devront ensuite réaliser la prise de donnée à partir de leur dispositif puis analyser ces données en tenant compte des erreurs systématiques et statistiques du lot de données.

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Ce cours décrit les fondements théoriques et observationnels du problème dit de la matière noire cosmologique. Cette dernière se manifeste par des effets gravitationnels à différentes échelles astrophysiques, depuis l’échelle des galaxies jusqu’aux échelles cosmologiques (l’univers observable dans son ensemble). Elle constitue environ 85 % de la matière totale de l’univers, et il est exclu qu’elle soit composée des particules élémentaires caractérisant la matière ordinaire connue. Le cours portera notamment sur des solutions potentielles à ce problème connectant l’infiniment petit (particules élémentaires) à l’infiniment grand (univers à grande échelle).

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Stage de 3 à 6 mois (21 ECTS) en laboratoire ayant pour but l’immersion dans le monde de la recherche et la préparation à la thèse. Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger. Il se déroule du 1^er Mars au 31 Mai, date de remise du rapport écrit. Une soutenance orale a lieu au début du mois de Juin. Le stage peut se prolonger jusqu’au 31 Août afin d’enchainer directement sur la thèse. Les sujets couvrent un vaste spectre allant de la physique théorique (cosmologie, physique des particules et des astroparticules) à la physique expérimentale (expériences du LHC, recherche d’ondes gravitationnelles ou de matière noire, relevés cosmologiques à grands champs…).

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Ce cours est une introduction à l’accélération, la propagation et aux mécanismes de rayonnement des particules énergétiques dans les milieux astrophysiques. Il en donnera les concepts fondamentaux.

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Le cours envisage de donner une introduction générale de la biologie cellulaire et moléculaire et de mettre en contexte l’utilisation de la physique moderne, par ses méthodes et approches quantitatifs, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celles cellulaire et tissulaire.

Un point fondamental abordé est aussi la quantification des phénomènes, leur interprétation physique et leur modélisation physico-mathématique. Le cours ouvre à la philosophie et à l’ensemble de thématiques de ce parcours de master centré sur l’étude des principes physiques de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe.

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Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. Ensuite on regardera en profondeur des méthodes numériques pertinentes pour la physique, en étudiant une sélection d’algorithmes classiques de l’analyse numérique et en les appliquant aux problèmes physiques.

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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Stage de 7 semaines en laboratoire ayant pour but l’immersion dans le monde de la recherche, fondamentale et/ou appliquée.

Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche ou une plateforme technique en France ou à l’étranger.

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Cette UE présente les concepts, fondements et ordres de grandeurs de la physique et physico-chimie des interfaces qui régissent l’échelle mésoscopique de la matière, et au final déterminent le comportement et les propriétés des objets de la vie courante : sol, lait, fromage, peintures, encres, cosmétiques, adhésifs, lubrifiants.., de nombreux procédés technologiques et des cellules et membranes biologiques.

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Savoir acquérir et traiter des données constitue des compétences indispensables dans un contexte professionnel de type scientifique et/ou technique. L’objectif de cet enseignement est d’adresser au mieux trois types de savoir-faire standards dans le milieu professionnel :

· L’utilisation avancée de tableurs/grapheurs (MS EXCEL, LO-CALC) pour un usage scientifique et technique

· Les interconnexions de réseaux : infrastructures, suite de protocoles TCP-IP, sécurité

· L’initiation aux bases de données relationnelles (MS ACCESS, LO-BASE) – concepts & vocabulaire, création de requêtes, états graphiques, formulaires.

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Le mot « biomimétisme » vient du grec ancien : bios (bios), vie, et mimesis, imitation.

Ce terme désigne l'étude des phénomènes biologiques extra- et intracellulaires par l'utilisation de techniques expérimentales in vitro visant à reproduire, c'est-à-dire à « imiter », qualitativement et quantitativement les aspects caractérisant ces phénomènes.

La méthode biomimétique aborde la complexité biologique « par soustraction » : en assemblant de nouveaux des systèmes minimaux (avec un petit nombre de paramètres) dans des conditions hautement contrôlées selon un approche ascendante (bottom-up) ; en identifiant les quantités essentielles ; et contrôlant les paramètres du système.

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Le cours présent et développe différentes méthodes de modélisation des systèmes biologiques : de la physique de la molécule individuelle jusqu’à l’étude physique des systèmes et des populations d’objets (ex. protéines) ou d’organismes (bactéries).

Ces méthodes (analytiques, mais aussi numériques) sont issues principalement de la physique statistique, de la théorie des processus stochastiques et de la physique non-linéaire.

Des exemples d’études sont proposés aussi sur la base des enseignements des autres modules en M1 et M2 pour contextualiser les différents exemples à la théorie physique et à l’expérimentation quantitative sur la matière vivante.

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La physique des polymères, dont ce cours constitue une introduction, s'intéresse aux propriétés physiques d’assemblages covalents en chaînes, de quelques dizaines à quelques millions de molécules élémentaires : les polymères ou macromolécules.

Ces molécules synthétiques ou naturelles peuvent être observées à l'état  solide, liquide, en  solution, à l'état colloïdal ou confinées à une interface.

Leurs propriétés physiques très particulières ont conduit au développement d'outils théoriques spécifiques et à l'apparition de cette nouvelle branche de la physique aux applications nombreuses.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Ce module est l’occasion pour les étudiants de découvrir les spécificités de monde du travail et de se préparer à l’intégrer dans les meilleures conditions possibles, notamment au travers de partages d’expérience avec des intervenants du milieu professionnel. Les étudiants s’exercent à mener à bien une candidature, avec méthode, en optimisant l’analyse de l’offre, la rédaction ciblée du CV et de la lettre de motivation, la préparation de l’entretien d’embauche (jeux de rôles, simulations).

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Cette UE présente une introduction au domaine des fluides complexes, et à la matière active, avec des applications à la fois dans le domaine de la physico-chimie de la matière molle et dans le domaine de la physique du vivant et des objets biologiques.

Elle est commune aux 2 parcours PhyMV et SoftMat.

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Stage d’une durée minimale de 5 mois en laboratoire ayant pour but l’immersion dans le monde de la recherche, fondamentale et/ou appliquée, et la préparation éventuelle à la thèse de doctorat. Ce stage peut être effectué dans les  laboratoires de recherche, et les plateformes techniques en France ou à l’étranger.

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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Projet tuteuré de 10 ECTS pendant lequel des groupes d’étudiants travaillent à l’élaboration d’un logiciel destiné à la recherche ou l’enseignement.

Ce projet est destiné à donner aux étudiants leur première expérience semi-professionnelle en travaillant en groupe de (>2) sur un projet assez important généralement proposé par des collègues chercheurs désirant développer et/ou étendre des logiciels destinés à un travail de recherche ou à l’adresse du grand publique.

L’encadrement est assuré par des collègues physiciens et éventuellement informaticiens. Les étudiants livrent un code avec sa notice. Un rapport est rédigé et une soutenance orale a lieu.    

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L’UE « Physique de la Matière Condensée 2: propriétés électroniques » est destinée aux étudiants intéressés par la physique du solide.

Dans la continuité de l’UE « Physique de la Matière Condensée 1: propriétés structurales » cette UE aborde les propriétés des électrons dans les solides cristallins, la structure de bandes des niveaux électroniques ainsi que les concepts de base de la physique des semi-conducteurs.

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La physique expérimentale actuelle nécessite généralement la mise en place d’une chaîne d’acquisition plus ou moins complexe impliquant différents types d’instruments : sources, capteurs, actionneurs, etc. et contrôleur (de type ordinateur). L’objectif de cette UE est de familiariser les étudiants à ce type de problématique afin qu’ils puissent mettre en place un tel système d’acquisition de données. Au niveau du contrôleur, la partie pilotage sera mise en œuvre en Python (en particulier avec la librairie PyVisa).  

- Présentation des interfaces/ports de communication les plus communs : série (RS-232, USB), parallèle (GPIB) ou encore réseau (éthernet) (CM).

- Mise en œuvre d’exemples simples de communication, de paramétrage d’appareils et d’acquisitions de données (TD).

- Développement d’une chaîne d’acquisition plus complète, via des projets (TP). 

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Savoir acquérir et traiter des données constitue des compétences indispensables dans un contexte professionnel de type scientifique et/ou technique. L’objectif de cet enseignement est d’adresser au mieux trois types de savoir-faire standards dans le milieu professionnel :

· L’utilisation avancée de tableurs/grapheurs (MS EXCEL, LO-CALC) pour un usage scientifique et technique

· Les interconnexions de réseaux : infrastructures, suite de protocoles TCP-IP, sécurité

· L’initiation aux bases de données relationnelles (MS ACCESS, LO-BASE) – concepts & vocabulaire, création de requêtes, états graphiques, formulaires.

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Enseignement de mathématiques pour la physique numérique. Introduction d’outils pour l’étude des équations aux dérivées partielles (distributions, formulation variationnelle, espaces de Sobolev).

Introduction aux méthodes intégrales et à leur implémentation numérique. Applications aux problèmes de diffraction en régime harmonique.

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Ce cours est destiné à donner aux étudiants des compétences dans le domaine de résolution numérique de l’équation de Schrödinger afin de simuler des structures de puits quantiques complexes. Le cours commence par l’étude de situations où la résolution est analytique, puis des situations où la solution est semi-analytique avant d’attaquer sur la méthode des différences finies DF. Différents schémas de DF sont proposés avec, à chaque fois, une évaluation de la convergence en fonction des différents paramètres clés (troncature du domaine, nombre d’échantillons…). Enfin des exemples d’applications physiques concrètes sont étudiés.    

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Ce cours pose les bases pour se servir des outils de simulation ‘atomistique’, c’est-à-dire reposant sur les interactions microscopiques entre les constituants. Principalement, il pose les fondements pour les simulations dites  ‘Dynamique Moléculaire’ et ‘Monte Carlo’.

Il aborde les notions théoriques sous-jacentes, afin de construire une bonne compréhension des méthodes, ainsi que la mise en place pratique des codes correspondants.

L’exploitation critique  et raisonnée des données est également discutée.

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Cet enseignement constitue une introduction sans prérequis au traitement des images scientifiques, dans le contexte de la physique mais aussi des sciences médicales.

Partant des éléments de base du codage numérique des images, nous introduirons les principales techniques visant d’abord à améliorer la qualité des données images, puis à en extraire des données quantitatives. Déconvolutions, débruitage, puis seuillage, segmentations, transformées de Fourier, ondelettes seront au programme.

Nous terminerons par  les problèmes spécifiques posés par les séquences d’images (films) ou les images 3D telles que les données d’IRM en contexte médical.

L’outil utilisé sera l’environnement de programmation Matlab/Octave.

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Cette unité d’enseignement constitue une introduction à l’intelligence artificielle à destination des physiciens. Elle vise à découvrir des utilisations de l’apprentissage profond au moyen des bibliothèques TensorFlow et Keras. Elle comprend une présentation d’exemples d’utilisation pour la physique.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Ce module est l’occasion pour les étudiants de découvrir les spécificités de monde du travail et de se préparer à l’intégrer dans les meilleures conditions possibles, notamment au travers de partages d’expérience avec des intervenants du milieu professionnel. Les étudiants s’exercent à mener à bien une candidature, avec méthode, en optimisant l’analyse de l’offre, la rédaction ciblée du CV et de la lettre de motivation, la préparation de l’entretien d’embauche (jeux de rôles, simulations).

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Cette unité d’enseignement traite de la résolution des problèmes d’électromagnétisme sur ordinateur. A partir des équations de Maxwell, elle montre comment simuler le comportement des ondes électromagnétiques dans différents milieux. Elle comprend notamment une mise en œuvre détaillée de simulations basées sur la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD Finite Difference Time Domain).

Une introduction aux problèmes de diffraction en régime harmonique par un obstacle bornée sera donnée pour le cas des ondes scalaires en 2D et 3D.

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Ce module introduit à la pratique avancée de méthodes de simulation atomistique, et de la Dynamique Moléculaire en particulier.

Il comprend ainsi l’élargissement des méthodes déjà acquises, à la fois sur le plan de la Physique (simulations ab initio, théorie de la fonctionnelle de la densité) ainsi qu’au niveau de l’implémentation (optimisation, parallélisation) et de la mise en œuvre (initiation à la pratique des simulations dans un environnement de calcul haute performance).

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Projet tuteuré de 5 ECTS pendant lequel les étudiants travaillent individuellement à l’élaboration d’un logiciel destiné à la recherche et développement et/ou l’enseignement.

Ce projet complète l’expérience acquise lors du projet tuteuré déjà effectué en M1. Cette-fois-ci les étudiants travaillent individuellement ce qui correspond à une expérience différente du projet M1 réalisé en groupe. L’étudiant reçois commande pour réaliser un logiciel répondant à un cahier des charges bien déterminé et doit délivrer un code fonctionnel.   

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Stage M2 de six mois (25 ECTS) effectué au sein d’une entreprise ou d’un organisme public (Laboratoire de recherche, Organisme/Agence nationale…).

Le stage doit porter sur une problématique physique dans laquelle intervient une composante de calcul numérique.  

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L’Atelier Astrophysique observationnelle 1 constitue une initiation à la réalisation d’une étude observationnelle (photométrie ou spectroscopie) d’objets astrophysiques (étoiles, nébuleuses) au niveau M1. Les étudiants en réalisent toutes les étapes depuis la planification et la réalisation des observations à l’observatoire astronomique de la Faculté des Sciences, jusqu’à la calibration et l’analyse des données obtenues. Ce module est conçu comme une préparation au module de M2 Atelier Astrophysique observationnelle 2 (HAP905P).

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Dans ce cours, nous étudions la théorie de la relativité générale, c’est dire la description moderne de la gravitation universelle. Après quelques rappels de relativité restreinte, nous nous familiariserons avec les concepts de bases de la relativité générale à partir de quelques solutions particulières admises de ces équations dans des contextes physiques bien identifiés : champ faible à la surface terrestre, géométrie autour d’une étoile sphérique isolée, univers aux grandes échelles. Cela nous permettra de généraliser notre compréhension et de construire la théorie, puis de déduire les équations du champ, c’est-à-dire les équations d’Einstein. Le cours s’achèvera sur une discussion des trous noirs et des ondes gravitationnelles.

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Cette UE vise à apporter des notions de base en astronomie et en astrophysique, qui seront utiles dans les autres UE d'astrophysique du master. Elle est aussi une illustration de l’application des concepts de la physique pour la description des objets astrophysiques. La plupart des concepts abordés seront approfondis par la suite dans les UE de 2^e année.

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. Ensuite on regardera en profondeur des méthodes numériques pertinentes pour la physique, en étudiant une sélection d’algorithmes classiques de l’analyse numérique et en les appliquant aux problèmes physiques.

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Ce cours se veut une introduction à la physique des astroparticules (accélérateurs cosmiques, rayons gamma, multi-messagers, techniques expérimentales, ...).

Le cours s’appuie sur les connaissances acquises en L3 pour offrir aux étudiants une brève introduction à la physique des astroparticules. Après une description du contexte général, deux exemples de détecteurs en astronomie gamma seront détaillés suivi d’une introduction à la physique de l’astrophysique multi messagers (en particulier via la détection des ondes gravitationnelles). Le cours abordera ensuite la physique du rayonnement cosmique (RC), la problématique de l’accélération et de la propagation des RCs et l’hypothèse des restes de Supernovae comme accélérateurs galactiques des RCs (description du mécanisme d’accélération de Fermi du premier ordre).

Le cours se conclura par une description des enjeux cosmologiques des futurs relevés à grands champs au sol et spatiaux (LSST et Euclid en particulier).

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Ce cours a pour vocation d’introduire et développer plusieurs concepts et outils fondamentaux de la physique quantique non-relativiste nécessaires à la compréhension des processus physiques décrivant les interactions entre les constituants élémentaires de la matière et le rayonnement. On abordera également la seconde quantification et la formulation de la mécanique quantique par intégrale de chemin qui représentent le cadre idéal pour le développement de la théorie quantique des champs et ses applications variées (ex : physique des hautes énergies, physique de la matière condensée).

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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Ce cours est une introduction au Modèle Standard de la Physique des Particules. Nous ferons dans un premier temps un inventaire des particules élémentaires et de leurs interactions. Puis nous verrons comment utiliser la théorie des groupes de Lie pour classifier ces particules élémentaires. Enfin nous aborderons la notion d’interactions électromagnétiques pour des particules chargées mais sans spin (théorie de l’électrodynamique scalaire).

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La mécanique des fluides est un outil fondamental pour les sciences de l’Univers : depuis la Terre et les planètes géantes jusqu’aux étoiles, aux disques d'accrétion et au milieu interstellaire c’est une approche incontournable pour étudier les objets astrophysiques. L’UE « Dynamique des fluides en astrophysique et cosmologie » constitue un approfondissement de l’UE « Hydrodynamique » organisée autour de 3 thèmes centraux en astrophysique : fluides en rotation, convection thermique, et magnétohydrodynamique.

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Ce stage de 7 semaines (usuellement de ~ fin Avril à fin juin) (10 ECTS) permettra un premier contact de l’étudiant avec le monde de la recherche en astrophysique, cosmologie ou encore en physique des particules. Des stages à l’intersection de ces disciplines, plus communément appelée « astroparticules » sont aussi proposés. Les stages peuvent avoir une orientation plus théorique ou plus expérimentale selon les choix des étudiants et des encadrants.

Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger. Cependant, traditionnellement il se déroule dans l’une des deux UMR de l’Université Montpellier 2, le Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM, IN2P3) ou le Laboratoire Charles Coulomb (L2C, INP).

Le stage permettra à l’étudiant d’interagir avec une équipe de recherche (nationale et/ou internationale) et de commencer à découvrir les sujets de recherche qu’il préférera développer dans la suite de ses études.

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Ce cours abordera les grandes lignes de la formation des étoiles et des systèmes planétaires en deux parties de durées égales. La formation stellaire traitera de la stabilité des nuages en équilibre et stabilité, de l’effondrement des cœurs denses, des proto-étoiles et leur évolution, et de l’impact des jeunes étoiles sur leur environnement. La formation planétaire s’appuiera sur les contraintes du système solaire et les détections de planètes extrasolaires pour traiter la structure et l’évolution des disques protoplanétaires, et la formation des planètes telluriques et des planètes géantes.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Cette UE couvre l’essentiel des bases nécessaires à une bonne compréhension de la physique des atmosphères et des vents stellaires. Les éléments essentiels de la théorie du transfert de rayonnement sont couverts, à l’ETL (équilibre thermodynamique local) et hors-ETL, ainsi que la description du gaz (équation d’état) et son interaction avec le champ de rayonnement (opacités). Les modèles et simulations modernes sont présentées avec leur application à la détermination des paramètres stellaires, en particulier la composition chimique, via la spectroscopie. Les différents types de vents stellaires (pression, radiatif, hybride) sont décrits via les théories mises en regard des observations.

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Au cours de l’UE Atelier Astrophysique observationnelle 2 les étudiants doivent mener à bien toutes les étapes d’une étude astrophysique observationnelle. Depuis la définition des observations spectroscopiques ou photométriques à mener au cours d’un séjour de 4 nuits à l’Observatoire de Haute-Provence, jusqu’à la modélisation et la discussion critique de leurs mesures et la rédaction d’un rapport scientifique, les étudiants sont acteurs de cet enseignement.

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L'objectif est de présenter les différentes observations et concepts théoriques associés – appelés sondes cosmologiques –  ayant permis d'accréditer le modèle cosmologique ΛCDM dit « de concordance ». L'UE est découpée en chapitres de taille sensiblement égale. Elle est complétée par une série de séminaires présentés par les étudiants (classe inversée) et approfondissant des aspects plus observationnels et techniques (à partir d'une publication d'une grande collaboration).

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Milieu interstellaire : processus physico-chimiques – phases – radioastronomie.

Cette UE permet d’acquérir des notions sur les processus physico-chimiques importants pour le milieu interstellaire (processus dynamiques, thermiques et chimiques) ainsi que sur les diagnostics observationnels associés (spectroscopie moléculaire, radioastronomie). Les principales phases du milieu interstellaire (phases ionisée, atomique et moléculaire) sont également présentées.

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Cette UE pose les bases de notre connaissance de la formation et de l’évolution des galaxies, depuis les processus astrophysiques en jeu aux petites échelles concernant la formation stellaire jusqu’aux effets d’environnement aux très grandes échelles. Une double approche sera utilisée, avec d’une part les aspects théoriques et d’autre part les aspects observationnels.

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Une grande partie de notre compréhension de l’Univers repose sur la compréhension et la modélisation précise des étoiles. Les étoiles constituent une partie très importante de la lumière intégrée des galaxies, ce sont des contributeurs majeurs à l’évolution chimique et dynamique des galaxies. Dans ce cours, nous aborderons la physique décrivant la structure stellaire et nous étudierons comment cette structure évolue au cours du temps dans le cas des étoiles isolées.

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Stage de 4 mois en laboratoire ayant pour but l’immersion dans le monde de la recherche et la préparation à la thèse.

Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger.

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Cette UE présente les instruments de l’astrophysique et les outils de traitement du signal associés à leur exploitation.

L’accent est mis sur les instruments de haute résolution angulaire et de haut contraste (interférométrie, optique adaptative, coronographie,...).

Par ailleurs, cette UE introduit les bases de traitement numérique du signal et présente une méthodologie générale, basée sur une modélisation des effets instrumentaux, pour la reconstruction d’image ou l’exploitation optimale des mesures.

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La recherche en astrophysique se base sur des approches diverses (observations, théorie, modélisation, simulation) qui ont toutes en commun d’utiliser des outils numériques avancés.

Afin de préparer au mieux les étudiants du M2 Astrophysique à une activité de recherche, ce module leur propose dans un cadre différent de celui du stage, de mener un travail numérique individuel tuteuré sur un projet proposé par un tuteur/une tutrice portant sur l’utilisation et/ou le développement d’un code de niveau professionnel pour répondre à une question astrophysique précise.

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Ce module est consacré aux bases de la physique et la technologie des composants à base de semiconducteur. La majeure partie de l’UE est consacrée à la physique du composant. En s’appuyant sur les équations qui décrivent les propriétés des matériaux, les principaux cas de jonctions sont examinés (p/n, métal/SC, MIS). A partir de ces connaissances, le fonctionnement des composants élémentaires (diodes, transistors) est expliqué. Dans la seconde partie, les premières briques de la technologie des procédés de fabrication des composants sont présentées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. Ensuite on regardera en profondeur des méthodes numériques pertinentes pour la physique, en étudiant une sélection d’algorithmes classiques de l’analyse numérique et en les appliquant aux problèmes physiques.

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Ce cours a pour vocation d’introduire et développer plusieurs concepts et outils fondamentaux de la physique quantique non-relativiste nécessaires à la compréhension des processus physiques décrivant les interactions entre les constituants élémentaires de la matière et le rayonnement. On abordera également la seconde quantification et la formulation de la mécanique quantique par intégrale de chemin qui représentent le cadre idéal pour le développement de la théorie quantique des champs et ses applications variées (ex : physique des hautes énergies, physique de la matière condensée).

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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L’UE « Physique de la Matière Condensée 2: propriétés électroniques » est destinée aux étudiants intéressés par la physique du solide.

Dans la continuité de l’UE « Physique de la Matière Condensée 1: propriétés structurales » cette UE aborde les propriétés des électrons dans les solides cristallins, la structure de bandes des niveaux électroniques ainsi que les concepts de base de la physique des semi-conducteurs.

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Stage encadré par un enseignant-chercheur/chercheur dans le domaine de la nano-physique et physique quantique.

Dates : mai-juin

Durée : 7 semaines minimum, extensible en juillet

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Savoir acquérir et traiter des données constitue des compétences indispensables dans un contexte professionnel de type scientifique et/ou technique. L’objectif de cet enseignement est d’adresser au mieux trois types de savoir-faire standards dans le milieu professionnel :

· L’utilisation avancée de tableurs/grapheurs (MS EXCEL, LO-CALC) pour un usage scientifique et technique

· Les interconnexions de réseaux : infrastructures, suite de protocoles TCP-IP, sécurité

· L’initiation aux bases de données relationnelles (MS ACCESS, LO-BASE) – concepts & vocabulaire, création de requêtes, états graphiques, formulaires.

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Enseignement de mathématiques pour la physique numérique. Introduction d’outils pour l’étude des équations aux dérivées partielles (distributions, formulation variationnelle, espaces de Sobolev).

Introduction aux méthodes intégrales et à leur implémentation numérique. Applications aux problèmes de diffraction en régime harmonique.

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Ce cours est destiné à donner aux étudiants des compétences dans le domaine de résolution numérique de l’équation de Schrödinger afin de simuler des structures de puits quantiques complexes. Le cours commence par l’étude de situations où la résolution est analytique, puis des situations où la solution est semi-analytique avant d’attaquer sur la méthode des différences finies DF. Différents schémas de DF sont proposés avec, à chaque fois, une évaluation de la convergence en fonction des différents paramètres clés (troncature du domaine, nombre d’échantillons…). Enfin des exemples d’applications physiques concrètes sont étudiés.    

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Cette UE présente les propriétés physiques de différentes nanostructures comme les puits quantiques, les cristaux photoniques 1D, les nanotubes de carbone ou le graphène. Les propriétés électroniques (structure et transport), vibrationnelles et optiques sont abordées ainsi que l’interaction rayonnement-matière.

Il s’agira de décrire l’élaboration de matériaux de basse dimensionnalité, les structures électroniques, photoniques et phononiques associées, d’étudier les phénomènes de transport, les couplages électron-photon, électron-phonon, les excitons ainsi que l’absorption, l’émission et la diffusion de lumière.

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Cette unité d’enseignement constitue une introduction à l’intelligence artificielle à destination des physiciens. Elle vise à découvrir des utilisations de l’apprentissage profond au moyen des bibliothèques TensorFlow et Keras. Elle comprend une présentation d’exemples d’utilisation pour la physique.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Cette unité d’enseignement traite de la résolution des problèmes d’électromagnétisme sur ordinateur. A partir des équations de Maxwell, elle montre comment simuler le comportement des ondes électromagnétiques dans différents milieux. Elle comprend notamment une mise en œuvre détaillée de simulations basées sur la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD Finite Difference Time Domain).

Une introduction aux problèmes de diffraction en régime harmonique par un obstacle bornée sera donnée pour le cas des ondes scalaires en 2D et 3D.

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Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

• techniques de diffraction des rayons X et des électrons
• techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
• microscopies à sonde locale

  Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

  • techniques de diffraction des rayons X et des électrons
  • techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
  • microscopies à sonde locale

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Cette UE est spécifique au parcours NanoQuant et propose une formation fondamentale de haut niveau dans le domaine des Technologies Quantiques, i.e. des réalisations actuelles et futures de nouvelles technologies basées sur des concepts  comme les cohérences et l’intrication quantiques permettant d’atteindre des fonctionnalités et des sensibilités qui dépassent leurs analogues classiques.

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Stage d’au moins cinq mois en laboratoire, encadré par un enseignant-chercheur ou un chercheur dans les domaines de la nano-physique ou de la physique quantique.

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Cette UE est une formation expérimentale aux principales techniques de nano-caractérisations et de nanotechnologies :

• AFM
• MEB
• Photoluminescence
• Diffraction des rayons X
• Ellipsométrie
• Microscopie Optique
• Sourcemètre
• Capacimètre
• Procédés de fabrication de micro-dispositifs en salle blanche

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Cette UE vise à apporter des notions de base en astronomie et en astrophysique, qui seront utiles dans les autres UE d'astrophysique du master. Elle est aussi une illustration de l’application des concepts de la physique pour la description des objets astrophysiques. La plupart des concepts abordés seront approfondis par la suite dans les UE de 2^e année.

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Ce cours a pour vocation d’introduire et développer plusieurs concepts et outils fondamentaux de la physique quantique non-relativiste nécessaires à la compréhension des processus physiques décrivant les interactions entre les constituants élémentaires de la matière et le rayonnement. On abordera également la seconde quantification et la formulation de la mécanique quantique par intégrale de chemin qui représentent le cadre idéal pour le développement de la théorie quantique des champs et ses applications variées (ex : physique des hautes énergies, physique de la matière condensée).

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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L’UE « Physique de la Matière Condensée 2: propriétés électroniques » est destinée aux étudiants intéressés par la physique du solide.

Dans la continuité de l’UE « Physique de la Matière Condensée 1: propriétés structurales » cette UE aborde les propriétés des électrons dans les solides cristallins, la structure de bandes des niveaux électroniques ainsi que les concepts de base de la physique des semi-conducteurs.

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• Démarche pédagogique

Les étudiants s’entraînent en réalisant des épreuves expérimentales dans les conditions des concours pour réinvestir les connaissances et capacités expérimentales et développer une communication efficace.

• Principaux contenus de la formation

Les thèmes abordés sont directement extraits de la liste des montages de physique au programme des épreuves d’admission du CAPES de physique – chimie en vigueur (liste publiée chaque année au Bulletin Officiel de l’Education Nationale).

• Place du numérique

Acquisition (avec interface à un ordinateur) de données physiques issues d’une expérience (cartes Orphy_Lab et Orphi_GTI, caméra Caliens).

- Analyse d’une problématique de la physique (mécanique, électricité, thermodynamique, ondes, électromagnétisme, Optique ondulatoire) au moyen d’un logiciel de traitement des données (Regressi).

- Pratique élémentaire du codage et l’algorithmique au moyen du langage Python (possibilité d’utiliser des éditeurs hors ligne ex EduPython ou en ligne ex Jupyter). Affichage et exploitation de données expérimentales.

Application à la résolution d’équations différentielles simples de la physique.

• Lien avec d’autres UE

Ce module et son commencement au semestre 3 réinvestissent les contenus abordés en première année dans les UE « Enseigner la physique ».

Les étudiants utilisent également des situations d’enseignement rencontrées en stage ainsi que les contenus abordés dans le cadre des UE « Accompagnement didactique et pédagogique du stage » (S1, S2, S3 et S4)  et « Didactique, Epistémologie et Histoire des Sciences » (S2).

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 1 Physique et qui visent l’autonomie professionnelle en langue anglaise scientifique.

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Cet enseignement fait partie du fondement de la physique moderne. Il fournit un socle de connaissances strictement nécessaire pour tous les parcours en physique puisque il pose les bases de la description théorique de l’interaction entre le champ électromagnétique et les éléments quantiques élémentaires tels que les systèmes à deux niveaux, les atomes et les molécules. Il fournit par ailleurs l'enseignement nécessaire à la compréhension du LASER, des dispositifs optiques modernes, ainsi que des méthodes et des analyses de spectroscopies.

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Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Une attention particulière est portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Ils consignent leurs résultats et leurs analyses dans un cahier d’expériences sur le modèle des protocoles appliqués dans les laboratoires. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final qu’il soutient oralement. Cet enseignement est une préparation des stages effectués par les étudiants au cours de leur cursus.

Exemples d’expériences mises à disposition : spectroscopies optique (IR, Visible), gamma, RX, acoustique ; photoluminescence à basse température ; spectroscopie en champ proche (AFM, STM) ; microscopie électronique...

Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignés dans les différents parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie.

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A travers deux exemples particuliers (la diffraction de rayons X et les vibrations), ce module montre en détail comment on modélise les propriétés physiques d’un solide. Le formalisme sera aussi appliqué aux systèmes finis, comme des nanoparticules, et restera valable pour les matérieux amorphes, mais une attention particulière sera accordée aux systèmes périodiques (de la chaîne linéaire aux cristaux de protéines en passant par le graphène et le silicium). Associée à cette périodicité apparaitra naturellement la notion de réseau réciproque.

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Le cours envisage de donner une introduction générale de la biologie cellulaire et moléculaire et de mettre en contexte l’utilisation de la physique moderne, par ses méthodes et approches quantitatifs, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celles cellulaire et tissulaire.

Un point fondamental abordé est aussi la quantification des phénomènes, leur interprétation physique et leur modélisation physico-mathématique. Le cours ouvre à la philosophie et à l’ensemble de thématiques de ce parcours de master centré sur l’étude des principes physiques de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe.

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Cette UE comporte une mise à niveau et un approfondissement des techniques de programmation ainsi qu’une introduction à la physique numérique. On commencera avec une révision de la programmation procédurale avec le langage Python 3. Ensuite on regardera en profondeur des méthodes numériques pertinentes pour la physique, en étudiant une sélection d’algorithmes classiques de l’analyse numérique et en les appliquant aux problèmes physiques.

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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Réalisation d’un projet de recherche au sein d’un laboratoire académique ou industriel.

Dates : mai-juin

Durée : 7 semaines minimum, extensible en juillet

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Les propriétés mécaniques et thermiques des matériaux sont au cœur de nombreuses applications dans le domaine des matériaux pour l’énergie. Après une introduction sur ces différents champs d’application, cette UE a pour objectif de définir les différents concepts nécessaires à la maitrise à la fois des propriétés mécaniques et thermiques des matériaux en se limitant aux matériaux « bulk ».

Volumes horaires* :

            CM : 11H

            TD : 9H

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Cette UE présente les concepts, fondements et ordres de grandeurs de la physique et physico-chimie des interfaces qui régissent l’échelle mésoscopique de la matière, et au final déterminent le comportement et les propriétés des objets de la vie courante : sol, lait, fromage, peintures, encres, cosmétiques, adhésifs, lubrifiants.., de nombreux procédés technologiques et des cellules et membranes biologiques.

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Savoir acquérir et traiter des données constitue des compétences indispensables dans un contexte professionnel de type scientifique et/ou technique. L’objectif de cet enseignement est d’adresser au mieux trois types de savoir-faire standards dans le milieu professionnel :

· L’utilisation avancée de tableurs/grapheurs (MS EXCEL, LO-CALC) pour un usage scientifique et technique

· Les interconnexions de réseaux : infrastructures, suite de protocoles TCP-IP, sécurité

· L’initiation aux bases de données relationnelles (MS ACCESS, LO-BASE) – concepts & vocabulaire, création de requêtes, états graphiques, formulaires.

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L’une des grande problématique lié à l’utilisation des différents matériaux dans notre vie quotidienne est leur durabilité et donc leur dégradation. Nous aborderons dans ce cours les enjeux lié à la durabilité des matériaux (ressources, réserves, criticité des matériaux, …) ainsi que les méthodologies d’étude de la durabilité (types de vieillissements surface/volume, extrapolation temporelle, multi-échelle, combinaison d’effets, représentation expérimentale et validation industrielle). Ceci permettra ensuite de modélisé la cinétique du vieillissement à partir de différents modèles.

Les différents types de dégradation touchant les polymères seront ensuite analysés.

Enfin le vieillissement de différents types de matériaux sera illustré par différentes études de cas concrets (bétons, céramique, métaux et élastomère).

Volumes horaires* :    11h CM :

                                    9h TD

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La physique des polymères, dont ce cours constitue une introduction, s'intéresse aux propriétés physiques d’assemblages covalents en chaînes, de quelques dizaines à quelques millions de molécules élémentaires : les polymères ou macromolécules.

Ces molécules synthétiques ou naturelles peuvent être observées à l'état  solide, liquide, en  solution, à l'état colloïdal ou confinées à une interface.

Leurs propriétés physiques très particulières ont conduit au développement d'outils théoriques spécifiques et à l'apparition de cette nouvelle branche de la physique aux applications nombreuses.

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Etude bibliographique portant sur une thématique de recherche associée au parcours et pouvant être en relation avec le sujet de stage de M2.

80 h de travail personnel étalées sur le premier semestre de M2. Plusieurs rendez-vous d’avancement du projet seront programmés avec les encadrants experts et les coordinateurs scientifiques du parcours.

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Ce module est l’occasion pour les étudiants de découvrir les spécificités de monde du travail et de se préparer à l’intégrer dans les meilleures conditions possibles, notamment au travers de partages d’expérience avec des intervenants du milieu professionnel. Les étudiants s’exercent à mener à bien une candidature, avec méthode, en optimisant l’analyse de l’offre, la rédaction ciblée du CV et de la lettre de motivation, la préparation de l’entretien d’embauche (jeux de rôles, simulations).

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Ce cours donne une introduction générale sur 1) la physique et à la mécanique des milieux divisés et 2) leur modélisation aux travers des méthodes discrètes (DEM). Le caractère multi-échelle d’un matériau divisé est discuté depuis l’échelle microscopique (interactions de contacts), jusqu'à l’échelle macroscopique (échelle de la structure). Une description phénoménologique du comportement macroscopique ainsi que les propriétés microscopiques sont discutées pour les états statique, quasi-statique et d’écoulement des milieux granulaires. Des modèles micro-mécaniques et des approches de type changement d’échelles basées sur des analyses adimensionnelles, des grandeurs moyennées, sur les transmissions des efforts et l’existence d’anisotropies sont introduits. L’influence des propriétés des particules et des interactions de contacts sur la microstructure, est aussi discutée. Les approches numériques de types discrètes (« Discrete Element Methods (DEM) »), régulières (la Dynamique Moléculaire) et non-régulières (la Dynamique des Contacts) sont présentées. Plus particulièrement, la méthode de Dynamique des Contacts sera mise en œuvre sur des exemples simples au travers du code de calcul LMGC90.

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Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

• techniques de diffraction des rayons X et des électrons
• techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
• microscopies à sonde locale

  Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

  • techniques de diffraction des rayons X et des électrons
  • techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
  • microscopies à sonde locale

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Cette UE présente une introduction au domaine des fluides complexes, et à la matière active, avec des applications à la fois dans le domaine de la physico-chimie de la matière molle et dans le domaine de la physique du vivant et des objets biologiques.

Elle est commune aux 2 parcours PhyMV et SoftMat.

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Réalisation d’un projet de recherche de longue durée (6 mois) au sein d’un laboratoire de recherche académique ou industriel.

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La première partie de ce cours concerne des compléments de théorie des probabilités : espérance conditionnelle, vecteurs gaussiens. La deuxième partie présente une des principales familles de processus stochastiques en temps discret les chaînes de Markov. Il s'agit de suites de variables aléatoires dépendantes, dont la relation de dépendance est relativement simple puisque chaque variable ne dépend que de la précédente. Il s'agit également d'un outil de modélisation très puissant. On étudiera les principales propriétés de ces processus, ainsi que leur comportement en temps long et l'estimation de leurs paramètres.

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Les fluides sont tout autour de nous en permanence à toutes les échelles. Comprendre la mécanique des fluides, c’est comprendre la mécanique de ce qui nous entoure : air et eau en particulier. A ce titre l’hydrodynamique fait partie du bagage de base du physicien.

L’UE Hydrodynamique constitue une introduction à la mécanique des fluides incompressibles parfaits (Euler) et visqueux Newtoniens (Navier-Stokes). Les écoulements classiques sont présentés, ainsi que la notion de couche limite, d’instabilité et de turbulence. L’accent est mis plus sur les idées physiques plus que sur les méthodes de résolutions mathématiques ou numériques avancées.

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Cet UE vise à fournir un large aperçu des domaines interdisciplinaires quantitatifs émergents en biosciences, allant des techniques expérimentales de pointe en microscopie et biologie synthétique, aux approches systémiques.

De manière innovante, ces aspects méthodologiques seront présentés dans le contexte de concepts biologiques et biophysiques tels que la robustesse et l'optimalité des systèmes biologiques, la régulation des gènes et les principes fondamentaux sous-jacents à l'organisation des membranes et du génome.

Les principaux sujets seront d'abord introduits avec des cours traditionnels et seront développés par des projets individuels ou en équipe où les étudiants apprendront à appliquer des techniques spécifiques par des exemples, et verront comment celles-ci peuvent être utilisées pour explorer des questions biologiques spécifiques. Ces projets impliqueront des études bibliographiques, l'utilisation d'un code existant ou le développement d'un nouveau code (selon l'expérience de l'étudiant) et constitueront la moitié de l'évaluation finale.

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L'importance de la science statistique dans le processus de découverte scientifique et d'avancée industrielle est qu'elle permet la formulation d'inférences concernant des phénomènes d'intérêt auxquels on peut associer des risques d'erreur ou des degrés de confiance. Le calcul de ces risques d'erreur s'appuie sur la théorie des probabilités, mais les principes et des méthodes permettant d'associer ces risques aux inférences constituent un corpus théorique qui sert de base à l'ensemble des méthodologies statistiques.
 
Ce module se veut une présentation assez complète de ces principes de base et des outils, résultats et théorèmes mathématiques utilisés en statistique inférentielle. On y développe les notions d'estimation ponctuelle et par intervalle, de tests d'hypothèses et des concepts fondamentaux comme les familles exponentielles et le principe du maximum de vraisemblance et l'usage de la p-value.
Pour la mise en œuvre de certaines applications, on présentera les outils adaptés du logiciel R.

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Le cours envisage de donner une introduction générale de la biologie cellulaire et moléculaire et de mettre en contexte l’utilisation de la physique moderne, par ses méthodes et approches quantitatifs, pour décrire les systèmes biologiques et leur complexité de l’échelle moléculaire à celles cellulaire et tissulaire.

Un point fondamental abordé est aussi la quantification des phénomènes, leur interprétation physique et leur modélisation physico-mathématique. Le cours ouvre à la philosophie et à l’ensemble de thématiques de ce parcours de master centré sur l’étude des principes physiques de l’organisation et la dynamique de la matière vivante et complexe.

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Introduction à la physique statistique avancée : ensemble grand canonique ; statistiques quantiques ; fluides quantiques (condensation de Bose-Einstein, rayonnement thermique ; théorie de Sommerfeld) ; transitions de phase ; modèle d’Ising ; théorie de champ moyen ; dynamique des systèmes complexes.

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Le cours présent et développe différentes méthodes de modélisation des systèmes biologiques : de la physique de la molécule individuelle jusqu’à l’étude physique des systèmes et des populations d’objets (ex. protéines) ou d’organismes (bactéries).

Ces méthodes (analytiques, mais aussi numériques) sont issues principalement de la physique statistique, de la théorie des processus stochastiques et de la physique non-linéaire.

Des exemples d’études sont proposés aussi sur la base des enseignements des autres modules en M1 et M2 pour contextualiser les différents exemples à la théorie physique et à l’expérimentation quantitative sur la matière vivante.

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