L3 mention Physique - parcours iXeo

Prérequis

Programme de physique-chimie baccalauréat série S.

Description

Structure de la matière

• Introduction : rappels historiques, expériences et modèles, spectre optique de l’hydrogène.

• Modèle actuel de l’atome, quantification des états et des énergies, orbitales atomiques, configuration électronique.

• Classification périodique des éléments et évolution de quelques grandeurs physiques (taille de l’atome, énergie d’ionisation, électronégativité…).

• Différents types de liaisons fortes, introduction à la méthode des orbitales moléculaires : application aux molécules diatomiques homonucléaires et hétéronucléaires.

• Structure électronique des molécules, représentation de Lewis

• Théorie de l’hybridation des orbitales atomiques, prévision de la géométrie des molécules, méthode VSEPR.

• Polarité des molécules, différents types de liaisons faibles (intermoléculaires), cohésion de la matière, états de la matière, forces internucléaires.

Objectif

• Maîtriser un vocabulaire bien précis.

• Maîtriser la notion des échelles (masse et dimension).

• Comprendre le modèle actuel de l’atome (modèle quantique).

• Comprendre le lien entre classification périodique, configurations électroniques et évolution des propriétés.

• Prévoir la géométrie et la polarité d’une molécule (ou d’un ion moléculaire).

• Identifier les formes mésomères d’une molécule (ou d’un ion moléculaire), décrire l’hybride de résonance associé.

• Prévoir les interactions intermoléculaires.

Description

Techniques d’expression écrites et orales (TEEO)

Cet enseignement correspond à la remise à niveau en orthographe d'usage et en orthographe grammaticale (accord des participes passés, accord des adjectifs, pluriel des mots composés, conjugaison...) avec des exercices "type" Voltaire. Un autre volet de cet enseignement est consacré à la lecture et à la synthèse de documents. Pour ce qui est de la production orale, les techniques et les pratiques de l’exposé seront travaillées.

Informatique Outil (IO)

Après avoir présenté les ressources informatiques de l'Université de Limoges, le travail en informatique-outil est centré sur l'utilisation de la suite bureautique LibreOffice. Les thèmes abordés vont de la mise en page efficace de documents texte au travers notamment de l'utilisation des styles personnalisés et de la numérotation automatique de chapitres, à la mise en forme et l'analyse de données avec un tableur en passant par les potentialités et bons usages d'un assistant de présentation.

Objectif

TEEO

Des compétences en termes de communication (rédaction écrite et orale), d'analyse et de synthèse (restitution, réflexion critique) seront développées.

-       Savoir analyser des documents

-       Savoir faire une synthèse de documents

-       Savoir restituer des documents à l’écrit et à l’oral

IO

-       s'approprier l'utilisation des ressources informatiques de l'Université (salles infos, ENT, messagerie,...),

-       gagner en efficacité lors de la mise en page d'un document avec un traitement de texte,

-       utiliser des fonctionnalités de base d'un tableur (analyse simple de données, diagrammes,...),

Prérequis

Programme de première et terminale S

Description

Initiation aux éléments de langage mathématique et aux éléments de logique utiles aux raisonnements mathématiques.

Analyse avec les fonctions numériques à une variable : fonctions de références, limites, continuité, développement de Taylor et fonctions réciproques en particulier trigonométriques.

Objectif

Savoir manipuler les éléments du langage mathématiques et les utiliser lors de raisonnements mathématiques classiques : raisonnement par récurrence, égalité ensembliste, condition suffisante, nécessaire. Certaines parties resteront calculatoires (calcul de limites) mais l’accent sera mis sur la rédaction.

Renforcer les connaissances de bases en analyse réelle.

Prérequis

Programme de Physique de 1ère S et Term S

Description

Electricité 1 :

Electrocinétique du courant continu (générateur, force électromotrice, lois d’Ohm et de Pouillet).

Etude des réseaux (définitions, lois de Kirchhoff, réseaux dipolaires, théorème de Thévenin, théorème de Norton)

Étude de circuits en régime transitoire (charge et décharge d’un circuit RC, étude de circuits RL, RLC série).

Energétique 1 :

Gaz parfaits (pression, température, équation d’état d’un gaz parfait),

Premier principe de la thermodynamique (définition d’un système, variables thermodynamiques, équilibre thermodynamique, transformations, graphes, définition du travail et des différentes quantités de chaleur, énoncé du premier principe, énergie interne et enthalpie),

Machines thermiques en régime sec (cycles moteurs et récepteurs, calculs du rendement et du coefficient de performance).

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Savoir mettre en œuvre une démarche expérimentale :

Utiliser les appareils et les techniques de mesure usuelles

Réaliser une mesure, identifier les sources d’erreur, calculer les incertitudes

Analyser les résultats des mesures en faisant preuve d’esprit critique.

Prérequis

Première et terminale S

Description

Maîtrise des outils mathématiques de base requis pour aborder les phénomènes physiques et chimiques étudiés. Compositions de fonctions numériques à une variable, dérivées à plusieurs variables, équations et inéquations, systèmes linéaires, primitives intégrales simples et doubles. Equations différentielles linéaires d’ordre 1 et 2. Nombres complexes : définition de module et argument.

Objectif

Savoir calculer, savoir appliquer une méthode.

Prérequis

Des capacités d’abstractions sont souhaitables

Description

Cette UE permet de découvrir les bases de l’algorithmique et de la programmation au travers de l’initiation au langage Processing. Les étudiants pourront concevoir et réaliser des programmes simples.

Objectif

Les étudiant.es auront acquis à la fin de cette UE des capacités d’analyse leur permettant la conception d’algorithmes permettant d’apporter une solution concrète à un ensemble de problèmes simples (jeux en 2D, calcul scientifique). Ils et elles auront également acquis des notions de programmation sur machine, au travers du langage processing, et seront capable de réaliser l’implémentation technique des algorithmes conçus.

Prérequis

avoir suivi le module d’énergétique du S1, maîtriser les outils mathématiques de base (dérivées, différentielles, intégrales)

Description

Rappels des transformations réversibles et irréversibles, du premier principe de la thermodynamique et du cycle de Carnot.

Deuxième principe de la thermodynamique (introduction de la fonction entropie, diagramme T-S, bilan entropique, transformation monotherme, transformation ditherme).

Changements d’état d’un corps pur (équilibre liquide –vapeur, fusion, sublimation, formule de Clapeyron, formule de Regnault, point triple).

Machines thermiques en régime sec (application aux moteurs à essence, diesel, à réaction)

Machines thermiques en régime humide (cycles de Carnot, de Rankine, de Hirn, application aux turbines à vapeur, au réfrigérateur et à la pompe à chaleur).

Energie libre et enthalpie libre (équations d’Helmholtz)

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Savoir modéliser les problèmes simples de thermodynamique.

Comprendre les échanges et transformations d’énergie.

Savoir calculer la performance d’un système.

Prérequis

Bases de mathématiques: dérivées et intégrales simples

Etats de la matière : gaz, liquide, solide.

Description

Le cours de chimie 2 aborde les aspects généraux de la réaction chimique : classification des réactions, aspect quantitatif, équilibre, thermochimie.

Contenu :

Système physico-chimique : constituants, corps purs et mélanges, composition.

Premier principe : énergie interne, enthalpie, capacité calorifique.

Etat standard : enthalpies standard de formation et de réaction, loi de Hess, loi de Kirchhoff.

Second principe : entropie, énergie libre, enthalpie libre, potentiel chimique.

Transformation chimique : équation de réaction, avancement, activité chimique, loi d’action des masses. Utilisation des constantes d’équilibre : degré d’avancement d’une réaction, sens d’évolution et notion de quotient réactionnel. Principe de Le Chatelier.  Critère d’évolution, loi de van’t Hoff. Prévision de l'état d'équilibre. Variance.

Objectif

-  Acquisition des notions thermochimiques : grandeurs thermodynamiques (potentiel chimique...). L’étudiant doit maitriser et savoir appliquer ces notions.

• Faire preuve de rigueur dans la description d’un système physico-chimique,

• Savoir calculer des grandeurs thermodynamiques et la variance d’un système physico-chimique,

• Savoir formuler et appliquer le premier et le second principe de la thermodynamique à une réaction chimique,

• Mettre en œuvre des mesures calorimétriques à pression constante,

• Distinguer la modélisation d’une transformation chimique et la description quantitative de l’évolution d’un système en prenant en compte les conditions expérimentales réelles et choisies pour mener la transformation,

• Proposer des approximations raisonnables simplifiant l’exploitation quantitative de données expérimentales et en vérifier la validité.

Prérequis

Des compétences de base en programmation informatique sont souhaitables, telles que celles développées dans les modules « Informatique 1 » en premier semestre (ou toute UE ayant un contenu similaire).

Description

Cette UE permet de découvrir et programmer les solutions matérielles et logicielles permettant les interactions entre le monde réel et le monde informatique (les systèmes cyber-physique). Les étudiants pourront ainsi mesurer des grandeurs du monde réel pour les manipuler ensuite informatiquement et potentiellement agir sur l’environnement réel ou virtuel.

Objectif

Les étudiants auront acquis à la fin de cette UE une connaissance générale sur comment les systèmes informatiques peuvent interagir avec le monde réel au travers des systèmes cyber-physique. Ils pourront les mettre en œuvre dans le cadre de leur poursuite d’étude dans toutes les parcours du portail et mentions de Licence y étant adossées.

Prérequis

Les deux unités d’enseignement du semestre 1 :  Bases Mathématiques pour les Sciences et Fondements mathématiques  (BMPS et FM)  ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

Matrices, déterminant, inversion, systèmes d’équations linéaires, espaces vectoriels et changement de base. Introduction aux applications linéaires.

Objectif

Application de méthodes de résolution de systèmes linéaires. L’accent sera mis sur le savoir-faire : appliquer les méthodes de résolutions données à des cas concrets. Certains raisonnements seront cependant attendus comme par exemple savoir démontrer que le produit matriciel n’est pas commutatif.

Prérequis

Maîtriser les outils mathématiques de base

Description

Rappels des bases de l’optique géométrique (rayons lumineux, loi de Snell-Descartes)

Lentilles minces (convergente et divergente) : géométrie, points caractéristiques, formule des opticiens, définition des 3 rayons caractéristiques

Formules de conjugaison de Descartes et de Newton

Caractéristiques du fonctionnement de l’œil humain : schéma optique équivalent, phénomène d’accommodation, défauts de la vision et leur correction

Instruments d’optique pour la formation d’image : loupe, microscope, lunette à l’infini (description de l’angle apparent de l’image, du grossissement, de la puissance)

Objectif

Connaitre et comprendre une première approche des concepts physiques associés à l’optique géométrique et d’en comprendre les principales applications.

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Savoir mettre en œuvre une démarche expérimentale :

-       utiliser les composants d’optique (lentilles minces, lunette de visée à l’infini…) et les techniques de mesure usuelles

-       réaliser une mesure, identifier les sources d’erreur, calculer les incertitudes

-       analyser les résultats des mesures en faisant preuve d’esprit critique

-       faire preuve de rigueur dans la formulation de conclusions scientifiques

Prérequis

niveau B1/B2 d’anglais. Compétences de compréhension orale et écrite, production orale et écrite.

Description

TD d’anglais en labo sur des sujets d’actualités de spécialité et de communication internationale.

Objectif

Développer les compétences de compréhension orale et écrite sur des sujets d’actualités, ainsi que les compétences de production écrite (email, lettre de motivation, demande de stage, synthèse de documents, abstract…) et de production orale (prise de parole, dialogue, débat en groupe, présentation d’exposés…)

Travail en labo individuel, en paires ou en groupes. Remédiation grammaticale, approfondissement du lexique spécialisé

Préparation aux épreuves du CLES1 (niveau B1)

Prérequis

UE Electricité 1 ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

Le courant alternatif

Loi d'Ohm en courant sinusoïdal

Méthode de résolution par la méthode complexe

Notion de circuit résonnant

Puissance en régime sinusoïdal : puissance instantanée, moyenne ou active, puissance complexe.

Introduction à l’électronique

Filtrage

Diode

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Mise en œuvre d’une démarche expérimentale :

Utiliser les appareils et les techniques de mesure usuelles

Réaliser une mesure, identifier les sources d’erreur, calculer les incertitudes

Analyser les résultats des mesures en faisant preuve d’esprit critique.

Prérequis

maitrise des outils mathématiques de base vus dans l’UE BMPS et les bases de l’Electricité de l’UE du semestre 1, ou toutes UE ayant des contenus similaires.

Description

Electrostatique : Champ et potentiel électrostatique -Théorème de Gauss

Magnétostatique : champs d’inductions magnétiques créés par des courants permanents et des répartitions volumiques de courants électriques – Forces magnétiques subies par des charges en mouvement – Notion de potentiel vecteur

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Mise en œuvre d’une démarche expérimentale :

Modéliser et simuler, à l’aide de logiciels appropriés, une expérience scientifique

Utiliser les appareils et les techniques de mesure usuelles

Réaliser une mesure, identifier les sources d’erreur, calculer les incertitudes

Analyser les résultats des mesures en faisant preuve d’esprit critique.

Prérequis

Les deux  unités d’enseignement du semestre 1 : Bases Mathématiques pour les Sciences et Fondements mathématiques  (BMPS et FM)  ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

Ensembles de nombres : propriétés et notions topologiques de l’ensemble des nombres réels.

Suites et principaux résultats sur les séries à termes positifs

Intégrale d’une fonction continue sur un segment.

Formule de Taylor avec reste intégrale

Objectif

Dans la continuité de l’UE fondements mathématiques,travail avec définitions et démonstrations., afin de faire manipuler les éléments du langage et les mécanismes de démonstration mathématiques : travail en particulier sur l’implication et la récurrence. Partie calculatoire avec les suites et le calcul d’intégrale.

Prérequis

Programme de physique-chimie série S ou série STLPC

Description

Le cours de chimie 2.1.a aborde les transformations chimiques en solution aqueuse qui jouent un rôle essentiel en chimie, en biochimie et dans les processus environnementaux. Un nombre important de développements technologiques repose sur des phénomènes d’oxydo-réduction en solution aqueuse (générateurs électrochimiques, protection contre la corrosion, méthodes d’analyse,…). L’influence du milieu réactionnel est primordiale dans la compréhension et la prévision des phénomènes mis en jeu.

Contenu :

Réactions par transfert d’électrons :

-       Oxydants et réducteurs : nombre d’oxydation, couple redox, potentiel d’électrode, relation de Nernst, électrodes de référence, diagramme de prédominance ou d’existence.

-       Réactions redox : aspect thermodynamique, dismutation et médiamutation.

Réactions par transfert de protons :

-       Acides et bases de Bronsted : couple acide base, constante d’acidité, classement des couples acide-base, rôle de l’eau, diagramme de prédominance.

-       Réactions acide-base : méthode de la réaction prépondérante, calcul du pH de solutions simples, amphotérisation, solution tampon.

Ouverture : diagramme potentiel-pH et application à des systèmes simplifiés

Objectif

-       Prévoir les nombres d’oxydation maximums d’un élément à partir de sa position dans le tableau périodique,

-       Identifier l’oxydant et le réducteur d’un couple,

-       Décrire le fonctionnement d’une pile et déterminer sa force électromotrice,

-       Identifier la nature des réactions chimiques en solutions aqueuses,

-       Prévoir qualitativement l’état final d’un système en solution à l’aide de données thermodynamiques,

-       Savoir calculer la valeur de constante d’équilibre pour une équation de réaction,

-       Savoir déterminer la composition chimique du système à l’état final dans les cas d’équilibre chimique et de transformation totale,

-       Savoir utiliser des diagrammes de prédominance et potentiel-pH pour prévoir ou interpréter des transformations chimiques.

Prérequis

L’UE Chimie 1 : architecture de la matière, notamment les savoirs / compétences en lien avec le carbone, ou toute UE ayant un contenu similaire.

Description

L’objectif de cet enseignement est la maîtrise des bases et des grands principes de réactivité des molécules organiques afin de mieux appréhender la chimie fonctionnelle aux semestres 3 et suivants.

Ainsi seront abordés en cours (et mis en application lors de séances de TD/TP) 

·       L’isomérie plane et la nomenclature systématique des molécules organiques

·       La stéréoisomérie (Conformation et configuration)

·       La formation des liaisons covalentes par recouvrement orbitalaire et l’hybridation de carbone.

·       La polarisation des liaisons, les systèmes conjugués et aromatiques

·       Les effets électroniques (inductifs et mésomères) et leurs conséquences sur les propriétés des molécules et leur réactivité

·       Introduction aux mécanismes en chimie organique afin de pouvoir prévoir et écriture d’un mécanisme simple, substitution par exemple)

Objectif

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra connaître :

·        Les principales fonctions en chimie organique (groupes caractéristiques, noms et effets électroniques associés),

·        Les différents types d’isoméries planes et stéréoisoméries

·        Les différents types d’orbitales atomiques en chimie organique (s, p) et d’orbitales moléculaire (s, s , p et p ) et leurs formes

·        Les 2 types d’effets électroniques (inductifs et mésomères)

·        Les critères et conséquences de l’aromaticité pour une molécule organique

·        La définition de nucléophile et électrophile

·        Les grandes familles de réactions en chimie organique (substitution, élimination …)

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :

·        Savoir nommer une molécule d’après sa structure et inversement donner une structure à partir d’un nom en nomenclature systématique

·        Savoir correctement représenter une molécule dans le plan (formules semi-développée et topologique) et dans l’espace (représentations de Cram et Fisher, projection de Newman)

·        Savoir reconnaître les conformères principaux et leur stabilité relative

·        Savoir identifier des stéréoisomères (énantiomère, diastéréoisomères, configuration R/S, Z/E) et reconnaître un composé méso.

·        Savoir trouver l’hybridation d’un atome (C, N, O) dans une molécule organique et en déduire les conséquences sur la géométrie et la délocalisation possible des doublets électroniques.

·        Savoir reconnaître un groupe inductif (donneur/attracteur)

·        Savoir reconnaître un groupe mésomère (donneur/attracteur) et savoir écrire les formes mésomères d’une molécule organique

·        Savoir identifier les centres/réactifs nucléophiles/électrophiles

·        Savoir représenter le mouvement d’un doublet d’électrons à l’aide d’une flèche courbe lors d’une étape d’un mécanisme réactionnel.

·        Savoir prévoir la stabilité relative des intermédiaires réactionnels (Carbocation, carbanion, carbordical)

·        Savoir prévoir l’acidité / basicité d’un composé organique d’après l’étude des effets électroniques

Prérequis

Les UE précedentes  contenant de l’algèbre linéaire  dans les parcours MI et MP ou toute UE ayant un contenu similaire plus précisément :

Les deux unités d’enseignement du semestre 1 :  Bases Mathématiques pour les Sciences et Fondements mathématiques (BMPS et FM)  ou toute UE ayant un contenu similaire

Et l’unité d’enseignement du semestre 2 : Algèbre linéaire 1  (AL I)

Description

Valeurs et vecteurs propres Diagonalisation : application à la résolution de systèmes d’équations linéaires différentielles d’ordre1 à coefficients constants. Homothétie, Projection symétrie.

Objectif

Savoir résoudre des systèmes d’équations linéaires différentielles d’ordre 1 à coefficients constants et développer alors des compétences calculatoires.

Savoir faire le lien avec la géométrie.

Prérequis

Maitrise des outils mathématiques de base vus au lycée (parcours scientifique) et dans l’UE BMPS du semestre 1 ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

Initiation à la mécanique du point matériel :

Repérage dans l'espace : notion de repère orthonormé de référence (référentiel cartésien, repère cylindropolaire). Fonctions vectorielles et leurs dérivées. Notions de vitesse et d'accélération par rapport à un référentiel, composantes dans les différents repères. Principe fondamental de la dynamique.

Quelques exemples de mouvements d'un point

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Faire preuve de rigueur et esprit critique dans la formulation de conclusions scientifiques…

Prérequis

il sera nécessaire d’avoir suivi l’UE Physique 2-2 Electrostatique - Magnétostatique (ou toute UE ayant un contenu similaire, ou d’avoir effectué l’autoformation proposée.

Description

Ce cours a pour objectif d'introduire les phénomènes électromagnétiques dans le vide, sans charge, ni courant. La première partie se concentre sur les phénomènes lentement variables dans le temps (première approche des régimes variables : l’induction électromagnétique – applications). La deuxième partie s'intéresse aux régimes rapidement variables avec la forme complète des équations de Maxwell, dont une conséquence importante est l'existence d'ondes électromagnétiques (équations de propagation - ondes progressives - ondes monochromatiques – énergie électromagnétique - ondes stationnaires)

Objectif

Acquérir des connaissances sur les phénomènes d’induction électromagnétiques et la propagation des ondes électromagnétiques et leurs applications.

Savoir calculer et mesurer le champ d’induction magnétique créé par des distributions linéiques de courant (fil, bobine, solénoïde).

Savoir mesurer les propriétés d’ondes électromagnétiques dans le domaine centimétrique de type progressif et stationnaire.

Savoir simuler, avec des logiciels appropriés l’apparition de champs d’induction magnétiques et des forces électromagnétiques sur des exemples simples (fil conducteur, bobine, solénoïde, transformateur, machines à courant continu)

Savoir simuler des exemples de propagation des ondes électromagnétiques dans différentes bandes de fréquences.

Prérequis

Des compétences sur la manipulation de base d'un tableur sont souhaitables.

Description

Cette UE est organisée autour de la manipulation avancée d'un tableur, orientée vers le traitement de données et le calcul scientifique, avec quelques notions liées à la programmation informatique en Basic.

Objectif

• modéliser un problème scientifique de façon compréhensible et utiliser un tableur pour le traitement de données

• mettre en œuvre une petite interface graphique pour interagir avec les utilisateurs d'une feuille de calcul

• mettre en application des outils de calcul avancés (résolution de contraintes, calcul matriciel)

• mettre en application des outils de visualisation avancés (tableaux croisés dynamiques, génération de graphiques)

Prérequis

Physique 3-2a : Electronique

UE Physique 1 et Physique 2-1 (ou toutes UE ayant un contenu similaire)

 - Savoir utiliser les deux lois de Kirchhoff (loi des mailles et loi des nœuds) sur les tensions et courants dans un circuit.

• Représentation d’une tension alternative en amplitude complexe (module et phase)

Physique 3-2b : Energie et Société

Avoir suivi la 1ère année de Licence du portail MIPC ou une 1ère année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou une première année d’une filière équivalente.

Description

Physique 3-2a : Electronique

Cette UE traite de l’électronique analogique avec un focus spécifique sur le fonctionnement et l’utilisation du transistor bipolaire. Le programme est centré sur la compréhension des principales architectures de circuit à transistors bipolaires et en particulier pour l’amplification des signaux. En parallèle, la détermination du modèle équivalent des amplificateurs permet d’appréhender leur insertion dans un système et l’étude de leur adaptation aves les différentes sources et charges. Ces fonctionnements et leur utilité seront illustrés dans le cours au travers des applications actuelles de l’électronique pour les hautes fréquences (satellite, stations de base et applications mobiles, radar aviation …). Le mode d’apprentissage de ces connaissances est fondé sur un équilibre entre le cours, des travaux dirigés et des travaux pratiques permettant d’allier la théorie à l’expérimentation.

Physique 3-2b : Energie et Société

Cette UE vise à introduire les principales sciences et technologies liées à la production d’Energie et à en extraire les enjeux principaux compte-tenu du contexte international. En pratique, l’UE est constituée d’un cours interactif laissant place à des échanges larges avec les étudiants, et à des mises en application au travers d’exercices pratiques en lien avec les thèmes abordés. Plus spécifiquement, cette UE s’articule sur le contenu suivant :

1)        Les différentes formes d'énergies et leur transfert, conversion, unités de mesure énergétiques

2)        Conservation de l'énergie et les conséquences du second principe sur les transformations irréversibles, dégradation de l'énergie

3)        Travail, puissance et rendement pour un système

4)        Panorama de la consommation mondiale d’énergie primaire par filière (non renouvelables et renouvelables) et gisements énergétiques associés

5)        Les Energies non renouvelables : principes de bases et enjeux actuels

a. Les énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel)

b. L’énergie nucléaire 

6)        Les Energies renouvelables : principes de bases et enjeux actuels

a. L’hydroélectricité

b. L’éolien

c. L’énergie solaire photovoltaïque (inclut une analyse du cycle de vie)

d. Les autres énergies renouvelables

7)        L’évolution démographique et les modèles de société vis-à-vis de l’énergie au 21ème siècle

8)        Effet de serre et réchauffement climatique

Objectif

Physique 3-2a : Electronique-  Savoir reconnaître les différents types de montage amplificateur à transistor

• Savoir déterminer l’état statique (continu-polarisation) et l’état dynamique (alternatif) d’un circuit à transistor en régime linéaire.

• Comprendre l’intérêt du signal de test simplifié (alternatif) pour représenter une information dynamique via son amplitude et sa fréquence (rapidité du signal et débit).

-  Comprendre la différence entre régime linéaire et non-linéaire (principe de superposition).

• Savoir mesurer les performances d’un amplificateur à transistor (impédance d’entrée, impédance de sortie et gain en tension).

• Savoir déterminer le modèle équivalent simplifié d’un amplificateur à transistor bipolaire (impédance d’entrée, impédance de sortie et gain en tension) pour son utilisation simplifiée au niveau système (exemples du téléphone mobile, satellite).

• Comprendre la notion d’adaptation permettant d’associer entre elles des fonctions de base (amplificateur, filtre, antenne…) pour réaliser un système.   

Physique 3-2b : Energie et Société

-       Appréhender le contexte global d’une discipline scientifique et ses enjeux

-       Positionner une problématique dans un contexte général

-       Initier le lien entre aspects fondamentaux d’une discipline et aspects appliqués

-       Savoir extraire les éléments dominants de l’UE et en maîtriser les grands principes

-       Etre capable d’appliquer les notions générales abordées dans le cadre d’exercices d’applications simples

-       Analyser les résultats de calculs et faire preuve d’esprit critique

Description

Approfondissement des fondements de l'électronique - Mise en pratique expérimentale.

Prérequis

Les UE précédentes dans les parcours MI et MP ou toute UE ayant un contenu similaire plus précisément :

Les deux unités d’enseignement du semestre 1 :  Bases Mathématiques pour les Sciences et Fondements mathématiques (BMPS et FM) ou toute UE ayant un contenu similaire

Et les deux unités d’enseignement du semestre 2 : Analyse approfondie I et algèbre linéaire I (AA I et AL I)

Description

Arithmétique (relations d’équivalence ensembles quotients : Z, Z/nZ). Introduction à la notion de groupe et sous-groupes

Nombres Complexes : résolution d’équations du second degré. Racines de l’unité.

Polynômes à coefficients réels et complexes

Fractions rationnelles : décomposition en éléments simples et intégration des fractions rationnelles.

Objectif

Deux objectifs principaux :

Se familiariser avec l’arithmétique et en particulier avec ses raisonnements spécifiques.  L’accent sera mis dans cette parie sur les raisonnements et la manipulation d’objets mathématiques avec leurs relations.

Calculer et appliquer des méthodes de calculs en ce qui concerne les nombres complexes, polynômes et fractions rationnelles et faire le lien avec la géométrie en ce qui concerne les nombres complexes.  

Prérequis

aucun

Description

Les objectifs de cette unité d’enseignement sont d’amener l’étudiant.e à construire son projet professionnel de façon à préparer au mieux l’entrée en Licence Professionnelle/Master et de développer les compétences nécessaires à l'insertion professionnelle.

Il s’agit pour l’étudiant.e de découvrir les réalités professionnelles (recherche documentaire  & interviews de professionnels) et d’acquérir une méthodologie pour la recherche de stage et d’emploi.

Cette UE est constituée de plusieurs dispositifs : le projet professionnel de l’étudiant.e (PPE), le portefeuille des expériences et des compétences (PEC), les ateliers CV/réseaux sociaux/lettre de motivation et une sensibilisation au droit du travail.

Objectif

-       Acquérir une méthode de travail universitaire

-       Savoir travailler en équipe

-       Savoir prendre contact avec un professionnel

-       Savoir restituer à l’écrit et à l’oral un travail de recherche

-       Analyser et valoriser ses compétences

-       Analyser et valoriser ses atouts

-       Savoir-faire un CV

-       Savoir écrire une lettre de motivation

Prérequis

UE chimie 2.1.a : réactivité chimique en phase aqueuse

Facteurs cinétiques étudiés en classe de terminale S et STL

Description

L’objectif de ce cours est tout d’abord d’assurer une continuité de connaissances et de compétences ayant trait à la réactivité chimique en solution vue au semestre S2 (Chimie 2.1.a). Un second volet du cours est dédié à la cinétique formelle et au suivi temporel d’une transformation chimique.

Contenu :

Réactivité chimique en solution aqueuse :

-       Dosages par étalonnage et dosages par titrage.

-       Suivi pH-métrique d’un titrage.

-       Influence du pH sur les réactions d’oxydoréduction.

Cinétique formelle :

-       Vitesse de disparition d’un réactif, vitesse de formation d’un produit, vitesse de réaction pour une transformation modélisée par une réaction chimique unique.

-       Lois de vitesse : réaction sans ordre, réactions avec ordre simple (0, 1 et 2), ordre global, ordre apparent, temps de demi-réaction.

-       Loi d’Arrhenius, énergie d’activation.

Objectif

-       Savoir déterminer une concentration en construisant et en exploitant une courbe d’étalonnage,

-       Reconnaitre les méthodes de titrage employées (directe, indirecte, etc…).

-       Prévoir le caractère thermodynamiquement favorisé ou non d’une transformation par superposition de diagrammes,

-       Savoir discuter la stabilité des espèces dans l’eau en fonction du pH,

-       Savoir déterminer l’influence d’un paramètre sur la vitesse d’une réaction simple,

-       Savoir établir une loi de vitesse à partir du suivi temporel d’une grandeur physico-chimique,

-       Savoir déterminer un ordre de réaction à l’aide de la méthode différentielle ou à l’aide des temps de demi-réaction,

-       Savoir confirmer la valeur d’un ordre par la méthode intégrale, en se limitant à une décomposition d’ordre 0, 1 ou 2 d’un unique réactif ou en se ramenant à un pseudo-cas équivalent par dégénérescence de l’ordre ou conditions stœchiométriques initiales,

-       Savoir déterminer l’énergie d’activation d’une réaction chimique.

Prérequis

L’UE Chimie 1 : architecture de la matière, notamment les savoirs / compétences en lien avec le carbone, ou toute UE ayant un contenu similaire.

L’UE Chimie 2-1b  chimie organique, ou toute UE ayant un contenu similaire, et notamment les savoirs/compétences en lien avec la nomenclature des molécules organiques, les effets électroniques, les stabilités relatives des grands intermédiaires de réaction et les concepts de bases de stéréochimie

Description

L'objectif principal de cette unité d’enseignement  est de fournir aux étudiants les principes de base de la chimie organique à travers l’étude des structures et de la réactivité chimique des alcanes, des halogéno-alcanes, des alcènes ainsi que des alcynes.  Cette unité d’enseignement permet en particulier un apprentissage progressif du concept de mécanisme réactionnel par l’étude d’exemples de réactions essentielles en chimie organique comme des réactions de substitutions nucléophiles, d’éliminations, d’additions électrophiles ou encore d’additions radicalaires.

Ainsi seront abordés en cours (et mis en application lors de séances de TD/TP) :

·      les alcanes : rappels de nomenclature et principales réactions chimiques associées à ces molécules  (introduction aux réactions radicalaires).

·      les halogénoalcanes : structures et réactivité. Etude des réactions de substitutions nucléophiles et d’éliminations.

·      les alcènes et les alcynes : structures et réactivité. Etude des principales réactions d’addition, d’oxydation. Introduction à la réactivité des systèmes conjugués.

Objectif

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra

            - connaître :

•   les structures et nomenclatures des alcanes, halogénoalcanes, alcènes et alcynes

•   les principales méthodes de préparation de ces grandes familles de fonctions chimiques

•   les principales réactions chimiques associées.

•   les mécanismes de substitutions radicalaires, de substitutions nucléophiles, d’éliminations, d’additions électrophiles ou encore d’oxydation des doubles ou triples liaisons.

            - être capable de :

•   d’identifier et nommer ces grandes familles de fonctions.

•   d’identifier leurs principaux sites réactionnels.

•   savoir, pour une fonction donnée, identifier la ou les réaction(s) associées à un ou des réactif(s) et conditions opératoires.

•          savoir, pour les halogénoalcanes, prédire la nature des mécanismes de substitutions nucléophiles ou d’élimination

•          savoir écrire et commenter les principaux mécanismes d’additions électrophiles sur les doubles ou triples liaisons.

•          savoir écrire et commenter les principaux mécanismes d’oxydation sur les doubles ou triples liaisons.

•          Savoir trouver les structures des produits de ces réactions  en discutant notamment leurs éventuelles régiosélectivité, stéréosélectivité/stéréospécificité.

•          Savoir proposer des méthodes de préparations d’alcools, aldéhydes, cétones, acides carboxyliques et dérivés à partir halogénoalcanes, alcènes et alcynes.

Prérequis

Maitriser les concepts étudiés dans l’UE de Physique 2 (optique géométrique) sur la formation des images donnée par une lentille mince et l’association de deux lentilles.

Description

• Formation des images : réfraction, réflexion, conditions de Gauss, stigmatisme, aplanétisme

• Etude des composants fondamentaux de l'optique géométrique : miroirs, dioptres, prismes.

• Introduction du formalisme décrivant les systèmes centrés dioptriques.

• Expérimentation sur l'optique géométrique (dispersion d’un prisme) et ondulatoire (interférences avec un laser – holographie – Interféromètre de Michelson, application à la mesure de l’indice de réfraction de l’air).

Objectif

  -          Savoir utiliser les relations mathématiques permettant de décrire la formation de l’image d’un objet lumineux, dans les conditions de Gauss, à travers un système optique élémentaire (lentille, miroir) ou plus complexe (système centré).

-          Savoir construire la trajectoire de la lumière à travers ces différents composants et systèmes.

-          Etre en capacité de régler un banc interférométrique simple, de relever et analyser les caractéristiques des franges formées.

§       

§      

Prérequis

Avoir suivi une première année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou une première année d’une filière équivalente.

Avoir si possible acquis les bases de Physique Générale en ayant validé en particulier les UE de Physique 1 et 2 associée à la première année de Licence (L1 Semestre 1 et 2), ou toute UE ayant un contenu similaire, concernant en particulier l’Energétique et l’Electricité, l’Optique, l’Electrostatique et la Magnétostatique, ainsi que les phénomènes d’induction et les ondes électromagnétique.

Description

Cette UE vise à introduire de façon préliminaire les propriétés électroniques des matériaux permettant d’envisager des applications dans les domaines de l’électronique et de l’optique. Pour la première fois dans leur cursus de Licence, les étudiants seront ainsi amenés à comprendre de façon qualitative et intuitive les spécificités des matériaux isolants, conducteurs, et semi-conducteurs. Les principales notions abordées concernent :

 1)      Brefs rappels sur la structure de la matière à l’état solide : état amorphe et cristallisé.

2)      Les électrons dans la matière : de l’atome isolé au solide cristallin.

3)      Spécificités des métaux

4)      Spécificités des matériaux isolants ou diélectriques

5)      Spécificités des matériaux semi-conducteurs

Objectif

-          Initier le lien entre aspects fondamentaux et aspects appliqués d’une discipline

-          Appréhender le contexte global d’une discipline scientifique et ses enjeux

-          Positionner une problématique dans un contexte général

-          Savoir extraire les éléments dominants de l’UE et en maîtriser les grands principes

-          Etre capable d’appliquer les notions générales abordées dans le cadre d’exercices d’applications simples

-          Analyser les résultats de calculs et faire preuve d’esprit critique

Prérequis

Avoir suivi une première année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou une première année d’une filière équivalente.

Avoir si possible acquis les bases de Physique Générale en ayant validé en particulier les UE de Physique des semestres 1, 2 et 3.

Description

Cette UE vise à initier l’étudiant à la mécanique quantique en partant de l’étude de phénomènes expérimentaux simples.

-          Mise en évidence de l’aspect corpusculaire de la lumière à travers l’effet photoélectrique et l’effet Compton.

-          Mise en évidence de l’aspect ondulatoire de la matière avec la diffraction des électrons.

-          Unification des deux aspects : dualité onde-corpuscule

-          L’atome d’hydrogène dans la théorie de Bohr

-          Etablissement de l’équation de Schrödinger des états stationnaires pour une particule

-          Application à des cas simples : puits de potentiel de profondeur infinie, atome d’hydrogène dans la théorie quantique.

Objectif

A la fin du semestre l’étudiant devra :

• Connaître les étapes cruciales de l’établissement de la théorie quantique et les relations fondamentales de Planck-Einstein et de de Broglie reliant aspect corpusculaire et ondulatoire à la fois pour les ondes lumineuses et les particules matérielles.

• Savoir écrire l'équation de Schrödinger indépendante du temps pour un problème physique donné et utiliser la fonction d'onde pour déterminer la densité de probabilité de présence d'une particule.

Prérequis

Maitriser les concepts étudiés dans l’UE de Physique 3.1 (induction et ondes électromagnétiques).

Description

Aspect ondulatoire de la lumière

-          Interférences à deux ondes en lumière monochromatique : théorie et interféromètres éclairés par une source ponctuelle

-          Interférences à deux ondes en lumière polychromatique - Cohérence temporelle

-          Interférences avec une source primaire étendue - Cohérence spatiale

-          Application à la mesure d'épaisseurs, de vitesse, d'indice de réfraction...

Objectif

    §

-         -  Savoir utiliser le formalisme mathématique permettant de  décrire un phénomène d’interférences à deux ondes

           - Etre en capacité de traiter ces phénomènes pour diverses géométries de dispositifs.

Prérequis

Niveau L1

Description

Développer les compétences de compréhension orale et écrite sur des sujets d’actualités, ainsi que les compétences de production écrite (email, lettre de motivation, demande de stage, synthèse de documents, abstract…) et de production orale (prise de parole, dialogue, débat en groupe, présentation d’exposés, messages sur répondeur téléphonique…). Travail en labo individuel, en paires ou en groupes. Remédiation grammaticale, approfondissement du lexique spécialisé. Préparation aux épreuves du CLES1 (niveau B1)

Langue

Anglais

Objectif

Niveau B1d’Anglais. Compétences de compréhension orale et écrite, production orale et écrite.

Prérequis

notion de mécanique, physique et mathématiques

Description

Cette UE fournira aux étudiants les éléments de base en mécanique des fluides ainsi qu’en transferts thermiques. Sont en particulier définies, en mécanique des fluides, les lois de la statique des fluides, de la dynamique des fluides (Equation de Bernoulli, Théorème d’Euler, Loi de Poiseuille…).

En transferts thermiques, les différents modes (conduction, convection, rayonnement) sont décrits et les relations les régissant sont établies. Les différentes associations série, parallèle des différents modes sont traitées à travers différentes applications, en systèmes cartésien, cylindrique et sphérique.

Objectif

Savoir analyser et résoudre des problèmes de base de statique et de dynamique des fluides

Savoir définir les modes de transferts thermiques et déterminer les pertes thermiques de systèmes simples

Prérequis

Module d’électronique du semestre 3 de Licence 2ème année  « ou toute UE ayant un contenu similaire »

Description

Savoir utiliser les principaux composants de l'électronique analogique (transistor à effet de champ, amplificateur opérationnel) et réaliser les fonctions associées. Initiation à l'électronique numérique à travers les principales fonctions de la logique combinatoire.

Objectif

Analyser la topologie d’un circuit électronique et effectuer les calculs nécessaires pour déterminer les performances principales (gains – bande passante –consommation).

Vérifier par l’expérimentation la concordance des résultats calculés et mesurés.

Comprendre la nécessité d’une fonction élémentaire (amplification, filtrage …) dans le contexte d’une application concrète ( ex :  liaison de télécommunication ) .

Résoudre un problème simple de logique combinatoire mettant en jeu jusqu’à 5 variables logiques

Prérequis

Maitrise des outils mathématiques de base vus dans l’UE BMPS du semestre 1 ou toute UE ayant un contenu similaire

UE Physique 3 (Mécanique 1) ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

Définition et propriétés d’un solide rigide

Cinématique du solide rigide dans un référentiel donné : étude de la répartition des vitesses et des accélérations des différents points d’un solide rigide en déplacement par rapport à un référentiel R

Etude de la composition de mouvements : cinématique du solide rigide dans le cas d’un changement de repère.

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

Faire preuve de rigueur et esprit critique dans la formulation de conclusions scientifiques…

Maitriser les notions de base de la mécanique du solide

Prérequis

Notions d’analyse fonctionnelle (dérivation, intégration (simple ou « par parties », changement de variable).

Description

Cette UE présente des outils mathématiques utilisés dans l’analyse des signaux. Dans une première partie, après avoir introduit la distribution de Dirac, sont présentées les notions de convolution et de transformées de Fourier et de Laplace.

Dans une seconde partie, une présentation des outils de description et de traitement mathématiques des signaux aléatoires tels que les signaux de bruits est proposée. Basés sur des calculs de probabilités, cela donne accès aux propriétés des signaux aléatoires, ainsi qu’aux modifications qu’ils peuvent subir dans un système électronique ou optique complexe.

Les connaissances et compétences acquises seront utilisées dans d’autres unités d’enseignement au cours de l’année et dans les années postérieures.

Objectif

Savoir appliquer une convolution à un signal ou en prendre sa transformée de Fourier.

Savoir résoudre une équation différentielle à l’aide des transformées de Laplace.

Savoir gérer mathématiquement des processus aléatoires et les appliquer à des cas physiques de signaux de bruit électroniques et optiques.

Faire preuve de rigueur dans l’utilisation d’outils mathématiques.

Prérequis

-       Maitrise des outils mathématiques vus en première et deuxième année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou d’une filière équivalente

-       Bases de l’UE Propriétés Electroniques et Optiques des Matériaux (S4 SPI) ou toute UE ayant un contenu similaire

Description

-      Classification des matériaux selon leurs propriétés électriques : métaux, isolants, semi-conducteurs

-      Principales caractéristiques des semi-conducteurs intrinsèques et extrinsèques en fonction du type de dopage : concentrations des porteurs majoritaires et minoritaires, schémas des bandes d'énergie, mobilités, résistivités

-      Mécanismes de transport dans les matériaux : conduction, diffusion, étude du mouvement des particules dans un champ électromagnétique (effet Hall)

-      Les matériaux diélectriques 

Objectif

-       Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique.

-       Faire preuve de rigueur et esprit critique dans la formulation de conclusions scientifiques.

-       Maitriser les phénomènes physiques régissant les propriétés des électrons dans les semi-conducteurs.

-       Acquérir des connaissances en physique des composants par l’étude des matériaux conducteurs et semi-conducteurs ainsi que des mécanismes de transport.

Prérequis

Connaissance des vecteurs, des opérateurs vectoriels et matriciels, dérivées partielles, résolution d’équation différentielles.

Les bases de l’électromagnétisme et du mouvement oscillant.

Description

L’unité d’enseignement «Propagation des ondes 1» a pour objectif d’apporter aux étudiants les notions fondamentales de la propagation dans le domaine de l’électromagnétisme (EM) et du mouvement oscillant. L’unité d’enseignement aborde 2 thèmes :

Les systèmes oscillants à mouvement harmonique simple sont étudiés que ce soit en oscillations libres ou forcées. Les oscillateurs à n degrés de liberté sont présentés à travers des dispositifs mécaniques (masses-ressorts) oscillants couplés et des circuits électriques à résonateurs RLC couplés. L’étude d’une chaine d’oscillateurs couplés permet d’introduire les notions d’ondes transversales et les propriétés liées à ces ondes. Ce dernier chapitre permettant  une meilleure compréhension des phénomènes électromagnétique abordés dans la deuxième partie de cette UE.  

Les bases de l’électromagnétisme sont rappelées en s’attachant à donner la signification physique des équations de Maxwell. Les équations de propagation des ondes électromagnétiques sont étudiées ainsi que la propagation en ondes planes progressives et selon les milieux de propagation absorbants ou non. Les notions de polarisation d’une onde électromagnétique plane sont également abordées. Le théorème de Poynting et les caractéristiques du vecteur de Poynting complexe pour une onde électromagnétique plane sont largement étudiés.

Objectif

• Maitriser les phénomènes de propagation transverse dans les milieux continus dans le domaine mécanique et EM et les propriétés électromagnétiques des milieux

• Maitriser les phénomènes oscillants de résonateurs mécaniques ou électriques couplés en oscillations libres et oscillations forcées.

Prérequis

Connaissance des méthodes de calcul et d’algèbre complexe. Connaissance de l’analyse électrique linéaire statique.

Description

Dans cette UE, les étudiants vont apprendre les bases de la théorie des circuit électroniques microondes afin de pouvoir étudier plus aisément les circuits électroniques hautes fréquences.

·       Mise en équation de réseaux électroniques linéaires microondes

·       Considérations Energétiques dans les réseaux électroniques linéaires hautes fréquences

·       Définition des amplitudes complexes, des sources idéales et réelles, des sources commandées, Puissances disponibles – Régimes sinusoïdaux établis

·       Méthodes d’analyse des réseaux électroniques microondes en régime établi : lois de Kirchoff, Théorèmes de Thévenin et Norton, Théorème de superposition, Théorème de réciprocité avec le formalisme des amplitudes complexes.

·       Etude et Propriétés des réseaux microondes résonants. 

·       Méthode Nodale modifiée

·       Fonctions de transfert : applications aux quadripôles

Objectif

Savoir établir les équations des réseaux électroniques linéaires microondes et appliquer des techniques de résolution et d’analyse linéaire en régime sinusoïdal établi. Savoir calculer des puissances des réseaux microondes linéaires. Savoir appliquer les théorèmes de Thévenin, Norton, superposition pour des circuits microondes. Savoir réaliser des adaptations d’impédances à l’aide de composants localisés pour des transfert en puissance optimaux

Bibliographie

Electronique Radiofréquence.Les cours de Supélec, A. Pacaud, 2000, Technosup ellipses

Principles of Microwave Circuits, Carol Gray Montgomery, Robert Henry Dicke, Edward M. Purcell, IET, 1948

Microwave Solid State circuit Design," I. Bahl and P. Bhartia, Wiley  Interscience, 1998.

Microwave Solid-State Circuits and Applications, K. Chang, New York: John Wiley & Sons, 1994

Microwave Circuit Analysis and Amplifier Design, S. Y. Liao, Upper Saddle River, : Prentice Hall, 1987

"Microwave Transistor Amplifiers, Analysis and Design", G. Gonzalez, 2nd edition, Prentice Hall, 1997.

"Microwave Engineering", D. M. Pozar, 2nd edition, Wiley & Sons, 1998

Prérequis

Maitriser les concepts décrivant la propagation des ondes lumineuses planes ou sphériques dans un milieu transparent, homogène et isotrope. 

Description

§  Notion de vibration lumineuse

§  Notions de polarisation : les différents états de polarisation. Polariseurs rectilignes. Lames de phase. Les composants utilisant la notion de polarisation : modulateur d’intensité, isolateur…

§  Le réseau plan de diffraction : interférences à N ondes, application de la dispersion au multiplexage/démultiplexage en longueurs d ‘onde et à l’analyse spectrale.

§  Introduction aux systèmes interférentiels à division d’amplitude, métrologie d’états de surface, de microdéformations…

Objectif

§  Savoir utiliser le formalisme mathématique permettant de décrire la propagation dans un milieu biréfringent et analyser une lumière totalement polarisée  

§  Etre en capacité de quantifier la dispersion d’un rayonnement polychromatique par un réseau de diffraction (traitement du problème par une approche interférométrique) et de concevoir un spectroscope à réseau.

§  Savoir utiliser le formalisme mathématique permettant de  décrire un phénomène d’interférences à deux ou N ondes.

Prérequis

• Bases en électronique analogique : circuits RLC, polarisation de transistors, etc…

• Bases en logique combinatoire et séquentielle

• Utilisation d’un oscilloscope

Description

L’enseignement dans cette UE concerne l’apprentissage des architectures de microcontrôleurs afin de comprendre les bases de la programmation d’un circuit permettant d’interagir avec des périphériques d’entrées/sorties. L’initiation et la mise en œuvre se font autour d’exemples d’applications faisant intervenir les métiers de l’électronique analogique et numérique : applications domotique, commande de moteurs, conversion numérique/ analogique-analogique/numérique, liaisons sans fil, …

Objectif

• Comprendre les principales architectures d’un microcontrôleur de type ATmega ou STM32 et savoir les mettre en œuvre sur des applications simples

• Apprendre à mettre en œuvre la conversion analogique-numérique et numérique-analogique

• Apprendre à mettre en œuvre les principaux bus de communication série

• Comprendre les bases d’un réseau de capteurs sans fil

• Développer sa capacité à mettre en œuvre un besoin applicatif

Prérequis

Connaissance des méthodes de calcul des circuits électrique : lois de Kirchhoff, loi des mailles, théorème de Thévenin et Norton, représentation complexe des grandeurs électriques en régime sinusoïdal.

Description

Cette UE s’intéresse aux composants de base de l’électronique et de leurs comportements à hautes fréquences. Des applications sur des montages  amplificateurs de puissance sont abordées. Cet enseignement permet d’obtenir les bases de l’électronique non linéaire qui est abordée dans la formation de Master M1 iXeo.

·       Transistor bipolaire, polarisation, schéma équivalent

·       Transistor TEC, polarisation, schéma équivalent

·       Comportement hautes fréquences, schéma de Giacoletto

·       Adaptation en puissance des transistors

Montage amplificateurs

Objectif

Savoir étudier un montage électronique à transistor en régime commuté et en régime sinusoïdal. Déterminer les composants d’un circuit électronique pour un fonctionnement dédié. Appréhender les problèmes du fonctionnement des circuits électroniques à hautes fréquences. Développer une méthodologie pour l’étude de dispositifs électroniques simples et connaitre les règles d’association de différents dispositifs.

Prérequis

Maitrise des bases de l’électronique vues en première et deuxième année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou d’une filière équivalente (DUT, classes préparatoires)

Description

Electronique numérique (3h CM / 3h TD /9h TP)

-        Rappel des bases de numérotation, codage, logique combinatoire

-        Principales fonctions de logique séquentielle : bascules, compteurs, mémoires

Electronique Analogique (3h CM / 3h TD /9h TP)

-        Rappel sur les montages de base utilisant des transistors et AOP.

-        Analyse de circuits fondamentaux et techniques de mesures associées (impédances d’entrée/ sortie, Diagramme de Bode, bande passante, …)

Objectif

-        Maitrise des bases de l’électronique numérique en vue de la programmation pour le traitement des données (interprétation de chronogrammes)

-        Mise en œuvre d’une démarche expérimentale :

-        savoir utiliser les appareils et les techniques de mesure usuelles en électronique analogique et électronique numérique

-        réaliser une mesure, identifier les sources d’erreur

-        analyser les résultats des mesures en faisant preuve d’esprit critique.

Prérequis

Bases mathématiques de bac+2 scientifique

Description

Notions de bases et outils nécessaires à la compréhension et à la mise en œuvre de concepts de physique générale (Electrostatique, Equations de Maxwell, Equations de propagation, Ondes planes, ondes sphériques, interférences…)

Objectif

Etre capable d’analyser une problématique, savoir en extraire les éléments dominants et mettre en œuvre une démarche scientifique (calculs et raisonnement).

Faire preuve de rigueur et esprit critique dans la formulation de conclusions scientifiques…

Prérequis

Maîtrise d’outils mathématiques basiques : nombres complexes, dérivation et intégration essentiellement

Description

-      Génération des signaux déterministes

-      Etude temporelle des signaux : convolution

-      Etude fréquentielle des signaux : Série de Fourier, Intégrale de Fourier, propriétés de la Transformation de Fourier

-      Propriétés énergétiques des signaux : énergie finie, puissance moyenne finie, corrélation, DSP, DSE

-      Etude des systèmes linéaires : stabilité, causalité, distorsion, réponse impulsionnelle, réponse en fréquence, filtres idéaux, réels, gabarit de filtre, temps de propagation de groupe, propriétés énergétiques

-      Etude des signaux échantillonnés : échantillonnage idéal, naturel, bloqué, restitution du signal, théorème de Shannon

Objectif

Les objectifs de cette UE sont d’acquérir les notions de base du traitement du signal des signaux analogiques:

-      Modélisation et représentation des signaux dans le domaine temporel et fréquentiel

-      Réalisation d’opérations simples sur les signaux de base

-      Etude des systèmes linéaires

-      Echantillonnage des signaux

-      Notions sur la conversion analogique numérique des signaux

Prérequis

Maîtrise d’outils mathématiques basiques : nombres complexes, dérivation et intégration essentiellement.

Description

-      TP n°1: Analyseur de spectre numérique : Configuration, repliement et fenêtre de correction

-      TP n°2: Analyse spectrale de signaux

-      TP n°3: Applications du traitement du signal : DSE/DSP, autocorrélation

-      TP n°4 : Notions d’échantillonnage

-      TP n°5: Conversion analogique numérique  

-      TP n°6: Modulation

Objectif

Les objectifs de cette UE sont de maîtriser l’utilisation d’un analyseur de spectre numérique, savoir acquérir et exploiter le spectre d’un signal, comprendre les paramètres qui influencent l’analyse spectrale de signaux. Comprendre et réaliser expérimentalement l’échantillonnage de signaux ainsi que leur quantification et codage.

Une partie sera consacrée à la description des signaux modulés passe-bande utilisé actuellement dans les systèmes télécoms. La notion d’enveloppe complexe sera développée permettant ainsi de présenter les modulations en amplitude, phase et fréquence. Ceci sera illustré expérimentalement par le dernier TP qui utilisera les fonctionnalités d’analyse vectorielle de signal de l’instrument utilisé tout au long des 6 TPs.   

Prérequis

Maîtriser les concepts de l’optique ondulatoire étudiés dans l’UE de Photonique 1.Bases de la propagation de la lumière, indice de réfraction, loi de la réfraction.Notion d’électromagnétisme, ondes planes.

Description

§  L’interféromètre de Michelson : application à la métrologie des franges d’égale inclinaison et d’égale épaisseur.

§  Filtrage des fréquences temporelles par l'interféromètre de Fabry-Perot : application à  l’analyse spectrale.

§  Diffraction à l'infini : Du principe de Huygens Fresnel au calcul de figures de diffraction à l'infini. Notion de fréquences spatiales.

§  Propagation de la lumière dans les fibres optiques : Théorie des rayons, principe du guidage de la lumière.

§  Les fibres optiques : fibres optiques multimodes à saut et gradient d’indices, principe, fonctionnement et propriétés, modes de propagation. Fibres optiques monomodes, dispersion chromatique.

§  Bilan de liaison optique : puissances, pertes, linéaires et logarithmiques (dB), transmission de la puissance optique dans une ligne optique complexe.

Objectif

§  Être en capacité de comprendre le principe de fonctionnement d’un dispositif expérimental d’optique ondulatoire et le mettre en œuvre.

§  Savoir analyser et exploiter de façon pertinente les éclairements issus de ces systèmes (interféromètre de Michelson, interféromètre de Fabry-Perot, spectroscope à réseau, banc de mesure de polarisation).

§  Savoir interpréter une figure de diffraction et remonter aux propriétés de l’ouverture diffractante.

§  Comprendre les principes élémentaires d’utilisation des fibres optiques (injection, propagation, pertes, transmission de puissance, bande passante).

Prérequis

Connaissance des vecteurs, des opérateurs vectoriels, dérivées partielles, résolution d’équation différentielles.

Des connaissances en électromagnétisme et des bases sur la théorie des lignes.

Description

L’unité d’enseignement «Propagation des ondes 2» a pour objectif d’apporter aux étudiants les notions de propagation en lignes dites « TEM » et de rayonnement électromagnétique (EM). L’unité d’enseignement aborde 2 thèmes :

La théorie des lignes définissant les équations des télégraphistes est présentée. L’étude des lignes de propagation dites « TEM » à travers un modèle réseau RLCG est menée.

Les équations de propagation d’une onde de tension et de courant le long d’une ligne sont définies à partir du modèle précédent et les propriétés des solutions de ces équations sont analysées.

Cette première partie permet la compréhension des courants, tensions et impédances associés le long d’une ligne de transmission et l’étude de la réflexion à l’extrémité d’une ligne en fonction de charges idéales est conduite.

Les phénomènes de rayonnement en fonction de perturbations désirées (antennes) ou non (Compatibilité Electromagnétique (CEM)) sont introduits.

Les potentiels scalaire et vecteur sont présentés pour l’étude de la génération de champs EM. La notion de rayonnement est largement abordée et le dipôle élémentaire électrique est donné en application. Le guidage des ondes EM est ensuite abordé, s’appuyant sur les lois de continuités des champs EM et des inductions associées. L’étude de la réflexion et de la  réfraction à l’interface de deux milieux et les équations de Fresnel complètent cette partie du cours.

Objectif

Maitriser les phénomènes de propagation dans une ligne de transmission dite « TEM » pour préparer à l’électronique des hyperfréquences

• Maitriser les phénomènes de rayonnement et de guidage  électromagnétiques pour la préparation à l’optique guidée et à l’étude des antennes.

Prérequis

Outils mathématiques : Connaissances des matrices, vecteurs, opérateurs vectoriels communs, dérivées partielles, résolution d’équation différentielles.

Connaissances en physique ; bases de l’électromagnétisme, traitement du signal, filtrage.

Connaissances en informatique : connaissances de base de l’algorithmique, utilisation du système d’exploitation Linux.

Description

Apporter aux étudiants la maîtrise des outils mathématiques, numériques et informatiques nécessaires à la description théorique de la génération et la propagation des signaux. L’unité d’enseignement aborde 3 thèmes :

·       Signaux : Les outils mathématiques de résolution de l’équation de propagation des ondes électromagnétiques sont décrits. L’accent est mis sur les différences et liens entre les solutions mathématiques obtenues et les solutions physiques réellement observées. La prise en compte des conditions aux limites permets de sélectionner les signaux qui sont solutions spécifiques au problème étudié.

·       Analyse numérique – Cours, TD et TP

L’analyse numérique permet d’approximer les problèmes mathématiques définis avec des opérateurs de l’analyse par des problèmes numériques définis par les seuls opérateurs arithmétiques. Une grande partie des techniques qu’utilise le scientifique dans le traitement de ses données théoriques ou issues de la mesure est proposée.  L’accent est mis sur la pertinence des méthodes présentées en fonction des critères telles que les précisions attendues, la rapidité de convergence et de la difficulté d’implémentation.

Les TP réalisés sous environnement Linux et langage C avec des programmes pré-codés permettent la mise en œuvre des méthodes présentées en Cours et TD.

·       Informatique – Cours, TD et TP. Cette partie du cours a pour objectif d’enseigner aux étudiants les bases de la programmation structurée en C : éléments du langage, types structurés, fonctions, pointeurs.

Objectif

• Autonomie dans le traitement mathématique de la propagation des signaux et ondes EM.

• Savoir appliquer les bonnes méthodes de résolution numérique en fonction du type de problème rencontré et des précisions souhaitées.

• Savoir développer des programmes informatiques structurés destinés à répondre à des problèmes de traitement du signal et de la propagation des ondes EM.

Prérequis

Maitrise des bases de l’électronique vues en première et deuxième année de Licence dans les domaines des Sciences de la Matière ou des Sciences pour l’Ingénieur, ou d’une filière équivalente (DUT, classes préparatoires). Pré requis mathématiques : Transformée de Laplace.

Description

Étude des principaux concepts de l’automatique appliquée à l’électronique. Analyse des systèmes asservis continus et linéaires.

·       Étude du comportement des systèmes : Régimes transitoire, harmonique Libre.

·       Principes de la Rétroaction et de son utilité dans le domaine de l’électronique

• Stabilisation des systèmes soumis à des perturbations extérieures
• Stabilité des systèmes bouclés
• Précision & Correction des systèmes bouclés
• Application à l’électronique (amplificateurs, oscillateurs, …)

Objectif

Savoir décomposer un système sous forme de schéma blocs. Connaitre les critères d’analyses de la stabilité des systèmes.  Comprendre l’utilité de l’asservissement pour l’électronique (montages amplificateurs et oscillateur).

Description

TD d’anglais en labo sur des sujets d’actualités de spécialité et de communication internationale.

Langue

Anglais

Objectif

Développer les compétences de compréhension orale et écrite sur des sujets d’actualités, ainsi que les compétences de production écrite (email, lettre de motivation, demande de stage, synthèse de documents, abstract…) et de production orale (prise de parole, dialogue, débat en groupe, présentation d’exposés, messages sur répondeur téléphonique…).

Travail en labo individuel, en paires ou en groupes. Remédiation grammaticale, approfondissement du lexique spécialisé.

Prérequis

·       Résolution d’équation différentielle

·       Théorie des réseaux (loi des mailles et loi des nœuds)

·       Transformées de Laplace et de Fourier

·       Fonctionnement des composants électroniques en commutation (diode, transistor bipolaire et à effet de champ) 

Description

Cette UE permet aux étudiants d’aborder le thème de conversion d’énergie nécessaire pour l’alimentation des systèmes de télécommunications RF et optiques. La première partie présente la transformation de l’énergie AC/DC permettant d’avoir une alimentation continue à partir de l’alimentation alternative du secteur, la seconde partie du cours s’intéresse à la conversion DC/DC (survolteur et dévolteur) et la troisième partie présente la problématique de l’alimentation continue des amplificateurs de puissance micro-ondes.   

Objectif

·       Etude du pont de diode et du redressement double alternance

·       Etude du convertisseur DC/DC « Buck » dévolteur

·       Etude du convertisseur DC/DC « Boost » survolteur

·       Etude de la problématique de l’alimentation continue des amplificateurs micro-ondes