LICENCE (LMD) - Double licence Physique et Chimie



L1 - Double licence Physique et Chimie

Objectifs et compétences

La première année de la double licence physique et chimie s'appuie sur le portail PCST (Physique-Chimie Sciences de la Terre) et permet ainsi d'acquérir les socles disciplinaires de la licence de physique et de la licence de chimie. Son objectif est de vous apporter une culture scientifique générale et une formation soutenue de base en physique (optique géométrie, mécanique) en chimie (structure électronique des atomes et molécules, équilibres chimiques en solution, chimie organique et inorganique) ainsi que de solides outils mathématiques.
Le premier semestre (30 ECTS) permet une adaptation entre le lycée et l’enseignement universitaire.
Le second semestre (40 ECTS) propose, en plus des Ues du portail PCST, un module transverse d'approches numériques et une  première initiation à la démarche de recherche scientifique.
 Les principales compétences à acquérir sont :
  • Méthodologie et savoirs fondamentaux en Physique et en Chimie
  • Outils mathématiques pour les sciences.
  • Compétences numériques.
  • Bonnes pratiques de laboratoire.
  • Gestion du travail en équipe

Modalités d'inscription

La formation est sélective. L'admission se fait sur dossier: en S1 via la procédure Admission Post-Bac et en S2 par dépôt de dossier auprès des responsables.

Page web de la formation

http://www.u-psud.fr/fr/formations/diplomes/doubles-licences/double-licence-physique-et-chimie.html

Enseignements

ECTScoursTDTP
S1 - semestre 1
Tronc commun S1
Calculus - Math151517h33h
Mécanique 1 - Phys101422h23h0h
Physique expérimentale : Optique - Phys102 36h10h13h
Structure de la matière et des composés organiques - Chim101c518h21h11h
Equilibres chimiques en solution - Chim10729h9h7h
Anglais
Culture numérique et préparation au C2i 129h16h
1 UE à choix de Physique S1
Initiation à l'astrophysique - Phys131 213h12h
Energie et environnement - Phys132 212h13h
Evolution des conceptions de l'univers - Phys137 28h17h
Forces fondamentales de la nature - Phys138213h12h
Nanotechnologies - Phys150 210h10h5h
Acoustique musicale - Phys151 213h12h
1 UE à choix de Chimie S1
Introduction aux matériaux - Chim1912
Matériaux pour l'énergie - Chim195212h12h
Chimie spectaculaire - Chim19722h2h16h
De l'extraction à la synthèse - Chim199224h

S1 - semestre 1

X

Tronc commun S1

X

Calculus - Math151 (5 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 17h ; TD : 33h

Compétences :
Courbes et fonctions d'une variable : tangentes, allure locale d'une courbe.
Surfaces et fonctions de deux variables : dérivées partielles, plan tangent.

Description :
Math151
Graphes des fonctions usuelles (rappels en TD).
Distances, limites, continuité. Signe à la limite.
Dérivée. Dérivées des fonctions composées.
Intégration. Définition par les aires. Primitive. Théorème fondamental de l'analyse. Primitives de quelques fonctions usuelles : polynômes, puissances, exponentielle, cos, sin. Intégration par parties. Sur quelques exemples, reconnaître une dérivée composée et en déduire l'intégrale. Fonction arctan comme primitive.
Equations différentielles. Equations linéaires, équation homogène associée, premier et second ordre. Forme générale des solutions selon les racines de l'équation caractéristique.
Principe de superposition.
Approximation affine, DL(1), tangente. Preuve de la dérivée composée par les DL(1).
Théorème des accroissements finis. Enoncés (graphique et analytique), preuve graphique. Fonctions (dé)croissantes. Théorème des valeurs intermédiaires (pour les fonctions monotones). Tableau de variation.
Courbes paramétrées. Vecteur vitesse. Equation de la tangente en un point non stationnaire. Tableau de variation conjoint.
DL(2). Formule de Taylor. Calculs avec les DL : sommes, produits, inverses, quotients, composées. Application à la résolution de limites indéterminées, d'un signe indéterminé,
position d'un graphe par rapport à la tangente.
Notions sur les fonctions de deux variables. Fonctions polynômiales. Lignes de niveau. Dérivées partielles, gradient. Points critiques.
Distance, limite dans le plan.
Formule de Taylor, approximation affine, DL(1). Applications : les tangentes aux courbes de niveau sont normales au gradient. Lorsque le gradient est non nul alors la fonction est strictement croissante dans la direction du gradient.
 

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Mécanique 1 - Phys101 (4 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 22h ; TD : 23h ; TP : 0h ; Travail perso : 45h

Compétences :

Description :
1. Introduction (Durée : 1 semaine)
La mécanique classique dans les théories physiques. Dimensions, unités. Calcul de variations, incertitudes.
2. Statique d'un système de points matériels (Durée : 1.5 semaines)
Somme des forces nulle et principe action réaction.
Géométrie des vecteurs : composantes, bases, produit scalaire, norme.
3. Cinématique
Vecteurs postion, vitesse et accélération en coposantes acrtésiennes uniquement.
4. Principe fondamental de la dynamique (Durée : 2 semaines)
Enoncé du principe sous sa forme vectoriel la plus générale.
a. Applications aux systèmes 1D : oscillateurs, libre, amortis et/ou forces.
Equations différentielles : Equations différentielles linéaires à coefficients constants homogènes et non-homogènes.
b Systèmes 2D ou 3D uniquement en coordonnées cartésiennes.
5 Energie (Durée : 2 semaines)
a. Travail d'une force sur un chemin rectiligne uniquement, mais avec une force qui peut dépendre de la position. Intégration.
b. Théorème de l'énergie cinétique
c. Forces conservatives, énergie potentielle, conservation de l'énergie mécanique.
6. Oscillations
Libres, amorties et forcées avec résonance.
7 Système à deux corps (Durée : 1 semaine)
En 1D uniquement. Conservation de la quantité de mouvement. Séparation du mouvement du centre
de masse. Energie potentielle d'interaction. Référentiel du centre de masse. Collisions.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. ARNE KELLER - arne.keller@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Physique expérimentale : Optique - Phys102 (3 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 6h ; TD : 10h ; TP : 13h ; Travail perso : 30h

Compétences :

Description :
1. Les bases de l'optique géométrique (1 Cours-TP, 1 TD)
- lois de Snell-Descartes, réflexion totale & fibres optiques, minimum de déviation par un prisme, mirages
- Mesures de l’indice de réfraction de l’Altuglas par 3 méthodes
2. Mesure physique et traitement des incertitudes (1 cours-TD)
- erreurs systématique et aléatoire, incertitudes absolue et relative
- estimation des incertitudes à partir des mesures
- modélisation et détermination de paramètres avec leurs incertitudes
3. Images optiques (1 cours-TP, 1 TD)
- images et stigmatisme, images réelle et virtuelle
- miroirs & dioptres plans et sphériques
- stigmatisme rigoureux et approché - conditions de Gauss
- principe du télescope
- relations de conjugaison des miroirs et des dioptres sphériques
4. Lentilles, oeil (2 cours-TP, 2 TD)
- mesure de distance focales par plusieurs méthodes
- relation de conjugaison des lentilles - conditions de Gauss
- anatomie et fonctionnement de oeil - les corrections de la vision
- lentilles accolées et non accolées - le téléobjectif
5. Spectroscopie et couleurs (1 cours-TP, 1 TD)
- décomposition de la lumière blanche par un prisme - interprétation à partir des lois de Snell-Descartes, arc-en-ciel
- Spectroscopie : analyse qualitative et quantitative de spectres d’émission et d’absorption de raies (prisme, spectrophotomètre)
- Couleurs des objets, synthèses additive et soustractive

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. VINCENT GUILLET - vincent.guillet@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Structure de la matière et des composés organiques - Chim101c (5 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 18h ; TD : 21h ; TP : 11h

Compétences :
- Connaître les constituants de l’atome et sa description planétaire
- Être capable de calculer des énergies de transition (absorption, émission, ionisation)
- Être capable d’écrire la configuration électronique d’un atome
- Être capable d’utiliser le tableau périodique et d’en déduire l’évolution des propriétés des atomes
- Être capable d’écrire une représentation de Lewis d’une molécule et ses formes mésomères
- Savoir donner la géométrie d’une molécule autour d’un atome central en utilisant la théorie VSEPR
- Être capable de déterminer l’existence d’un moment dipolaire dans une molécule
- Être capable d’identifier les acides et bases de Lewis
- Savoir calculer un nombre d’oxydation
- Connaître les différents types de liaisons (intra et intermoléculaires)
- Savoir faire le lien entre certaines propriétés physico-chimiques et la nature des liaisons
- Savoir identifier et nommer les fonctions chimiques simples
- Savoir représenter la structure électronique de ces fonctions chimiques en représentation de Lewis
- Savoir représenter le système orbitalaire des atomes hybridés sp3, sp2 et sp
- Savoir relier la géométrie d’un atome à son état d’hybridation
- Savoir dessiner correctement une molécule organique
- Savoir nommer un composé chimique en nomenclature IUPAC et savoir représenter un composé à partir de son nom IUPAC

Description :
1. Structure électronique des atomes
- Constituants des atomes : historique des découvertes jusqu’à la conception planétaire
- Hydrogénoïdes : Observations (émission, Absorption, Ionisation), Modèle de Bohr (postulats), Quantification de l’énergie

2. Structure électronique des atomes poly-électroniques
- Présentation sommaire des orbitales atomiques
- Configuration électronique : Spin/Pauli, Klechkowsky, Hund
- Introduction de l’effet d’écran : modèle de Slater
- Tableau périodique : analyse approfondie de l’évolution des propriétés (énergie d'ionisation, rayons atomique et ionique, électronégativité)
- Moment dipolaire et ionicité de la liaison
- Discussion des exceptions : stabilité sous-couche demi remplie ou remplie, éléments de transition

3. Structure électronique et géométrie des molécules – Réactivité
- Lewis : paire libre, lacune électronique, liaison dative ou covalente ; Mésomérie
- Méthode VSEPR et représentation de Cram
- Réactivité : acides et bases de Lewis et Bronsted avec les alcools
- Degré d’oxydation dans le modèle ionique

4. Cohésion de la matière
- Présentation des états de la matière (liquide, solide, matière molle)
- Différents type de liaisons : covalente, ionique, métallique et liaisons faibles
- Relation liaison et propriétés physico-chimiques

5. Structure des composés organiques
Dans un premier temps, les fonctions classiques simples que l’on rencontre sur des composés organiques seront revues et/ou introduites ainsi que leur géométrie et leur structure électronique. Puis, dans la continuité de l’UE de structure de la matière et en s’appuyant sur la théorie du lien de valence, la théorie des orbitales atomiques hybrides sera abordée afin de justifier la géométrie tétraédrique du méthane. Cette théorie sera ensuite étendue aux fonctions chimiques précédemment introduites pour représenter au mieux la géométrie de molécules organiques simples. Enfin, dans une seconde partie, les règles de nomenclature IUPAC seront introduites et largement étudiées pour avoir des bases solides sur la dénomination des composés chimiques.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Equilibres chimiques en solution - Chim107 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 9h ; TD : 9h ; TP : 7h

Compétences :
- savoir :
o connaître les définitions de : équilibre, constante de réaction, avancement, acide, base, fort, faible, pKa, solution tampon
o donner l'activité pour tous les types d'espèces chimiques
o identifier une réaction prépondérante à partir des données
o connaître l'intérêt des indicateurs colorés
o tracer un diagramme de prédominance
- savoir-faire :
o calculer un état d'équilibre à partir d'une constante ou inversement
o utiliser un diagramme de prédominance pour identifier les simplifications
o identifier les approximations utiles à la résolution d'un équilibre
o calculer un pH dans des situations simples (une seule réaction prépondérante)
o doser une espèce acide ou basique
o identifier les points importants d'une courbe de dosage
- savoir-être :
o adopter les bons comportements en salle de TP
o adapter les conditions expérimentales au problème posé
o s'adapter aux données d'un problème de pH ou d'équilibre pour le résoudre en utilisant ses connaissances

Description :
Chapitre 1 – Équilibres chimiques
notion d'équilibre, avancement de réaction, constante de réaction, déplacement d'équilibre, notion d'activité
Chapitre 2 – Théorie acide-base selon Bronsted
acide et base, fort, faible, ampholyte, diagramme de prédominance, calcul de pH dans des situations simples, notion de réaction prépondérante, solutions tampons
Chapitre 3 – Dosage des espèces acido-basiques
dosage acide/base et pluriacide/base, fonctionnement et choix des indicateurs colorés, phénomènes qui ont lieu lors d'un dosage

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Anglais

X

Culture numérique et préparation au C2i 1 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 9h ; TD : 16h

Description :
Préparation au C2i (Certification Informatique et Internet) niveau1 en travaillant sur des notions de culture numérique et des outils informatiques utilisables par les étudiants pour leurs études.

Domaine D1 : Travailler dans un environnement numérique évolutif
Compétence D1.1 Organiser un espace de travail complexe
Compétence D1.2 Sécuriser son espace de travail local et distant
Compétence D1.3 Tenir compte des enjeux de l’interopérabilité
Compétence D1.4 Pérenniser ses données

Domaine D2 : Être responsable à l’ère du numérique
Compétence D2.1 Maîtriser son identité numérique privée, institutionnelle et professionnelle
Compétence D2.2 Veiller à la protection de la vie privée et des données à caractère personnel
Compétence D2.3 Être responsable face aux réglementations concernant l'utilisation de ressources numériques
Compétence D2.4 Adopter les règles en vigueur et se conformer au bon usage du numérique

1 UE à choix de Physique S1

X

Initiation à l'astrophysique - Phys131 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 13h ; TD : 12h ; Travail perso : 25h

Compétences :

Quelques grands problèmes de l'astrophysique:

  • les effets de marée
  • la matière sombre dans l'Univers
  • la formation des étoiles
  • l'effet de serre
  • l'expansion de l'Univers

Description :
Objectif :quelques grands problèmes de l'astrophysique
Contenu :

  • les effets de marée
  • la matière sombre dans l'Univers
  • la formation des étoiles
  • l'effet de serre
  • l'expansion de l'Univers

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. JEAN-PIERRE BIBRING - jean-pierre.bibring@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Energie et environnement - Phys132 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 12h ; TD : 13h ; Travail perso : 25h

Compétences :

  • contexte énergétique mondial
  • quantification des besoins
  • sources d'énergie (fossiles, solaire, nucléaire)
  • processus de transformations (machines, capteurs, réacteurs)
  • impacts sur l'environnement

Description :
Objectif :Donner des notions de physique de base aux étudiants pour appréhender les enjeux liés à la production d'énergie et à sa consommation.

Contenu :

  • Différentes sources de production d'énergie utilisées actuellement:les combustibles fossiles, l'énergie nucléaire et les énergies renouvelables
  • Consommation, production, stockage, répercussions sur l'environnement
  • Processus physiques fondamentaux, production d'énergie à l'échelle industrielle,
  • Notions physiques abordées: radioactivité, fission, interaction des rayonnements avec la matière,
  • quelques éléments de thermodynamique et de physique des solides.
  • Méthodes de production d'énergie innovantes (nouveaux réacteurs nucléaires, fusion nucléaire, hydrogène) introduites par des intervenants extérieurs

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. MATTHIEU LEBOIS - matthieu.lebois@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Evolution des conceptions de l'univers - Phys137 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 8h ; TD : 17h ; Travail perso : 25h

Compétences :
Conceptions de l'Univers

  • Eléments de relativité galiléenne et restreinte
  • Rayonnement
  • Systèmes planétaires
  • Cosmologie.

Description :
Objectif :Montrer comment le progrès des connaissances repose à la fois sur les percées technologiques et les avancées de la physique et comment celles-ci ont façonné l'évolution de notre conception de l'Univers. Contribuer à ce que les étudiants s'approprient les nouvelles formes d'enseignement avec les TICE, de manière à développer leur autonomie à partir d'une démarche originale et précise qui est développée selon 5 axes: observer, apprendre, simuler, s'exercer et s'auto-évaluer.
Contenu : Trois étapes qui sont significatives d'une rupture des conceptions de l'Univers seront étudiées:

  • du système géocentrique au système héliocentrique
  • d'un Univers d'étoiles à un Univers de galaxies
  • d'un Univers immuable à un Univers en évolution
Des documents historiques seront utilisés pour chacun de ces cas.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. HERVE DOLE - herve.dole@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Forces fondamentales de la nature - Phys138 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 13h ; TD : 12h ; Travail perso : 25h

Compétences :

  • Evolution de l'univers du Big Bang jusqu'aujourd'hui
  • Eléments de la théorie de la relativité et de la théorie de champs
  • La physique des particules : Electrodynamique, Interaction forte
  • L'interaction faible et le boson de Higgs
  • La recherche de nouvelles particules.

Description :
Objectif : Introduction aux quatres forces fondamentales et constituants élémentaires de la nature : gravitation, électromagnétisme, interactions fortes et faibles, fondaments de la cosmologie et de la physique des particules

Contenu :
Revue des objets et phénomènes physiques du plus grand vers le plus petit: de l'univers aux atomes, noyaux, radioactivité, les particules élémentaires.
Evolution de l'univers du Big Bang à la formation des galaxies.
Eléments de la relativité restreinte et de la relativité générale.
Fondements de la gravité : espaces courbes, le champ gravitationnel, le trou noir.
Eléments de la de théorie des champs : la dualité champ-particules.
Fondements de l'électromagnétisme: les champs électriques et magnétiques, la diffusion
électron-électron en électromagnétisme classique et en électromagnétisme quantique.
La force forte : protons, neutrons, quarks, gluons.
La force faible : neutrinos, bosons intermédiaires, le boson de Higgs.
Les processus de production de nouvelles particules.
Résumé: analogies et différences entre les quatre forces fondamentales.
Les frontières actuelles de nos connaissances des lois fondamentales, les modèles standards
de la cosmologie et de la physique des particules

 

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. ULRICH ELLWANGER - ulrich.ellwanger@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Nanotechnologies - Phys150 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 10h ; TD : 10h ; TP : 5h ; Travail perso : 25h

Compétences :

  • Introduction aux nanosciences :
  • Nouvelle physique mise en jeu,
  • Techniques de nanofabrication,
  • Visualisation et caractérisation de nanoobjets,
  • Applications,
  • Enjeux par rapport à notre société.

Description :
Objectif :Découvrir comment on fabrique et on manipule des objets à l'échelle du nanomètre
Contenu :
Historique de la miniaturisation: de la révolution du transistor à l'électronique moléculaire.
Nanofabrication: voie descendante ou partir d'un matériau pour réduire ensuite ses dimensions, voie ascendante ou partir d'atomes ou de molécules pour construire un objet
Observation et manipulation d'objets nanométriques: microscopies, micromanipulateurs technologies: salle blanche, lithographies (optique, électronique), techniques de dépot et de croissance, nanoimpression, gravures...
Exemples d'applications des nanotechnologies: enregistrement magnétique, mémoires haute densité, laboratoire sur puce

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. NICOLAS VERNIER - nicolas.vernier@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Acoustique musicale - Phys151 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 13h ; TD : 12h

Compétences :

Description :
Objectif :Donner aux étudiants des éléments d'acoustique musicale
Contenu :

  • La caractérisation d'un son: hauteur (frequence), intensité (puissance) timbre (contenu harmonique)
  • La propagation du son: vitesse et atténuation, notion d'impédance acoustique, ondes propagatives et ondes stationnaires
  • Les différentes gammes musicales: rapports des notes entre elles
  • Les différentes classes d'instruments, notion d'émetteur et de résonateur, principe de fonctionnement
  • les grandes figures de l'acoustique et leur contribution: Pythagore, Galilée, Mersenne, Hooke, Lagrange, Chladni, Poisson, Savart, Helmholtz, Rayleigh.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. ALAIN ABERGEL - alain.abergel@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

1 UE à choix de Chimie S1

X

Introduction aux matériaux - Chim191 (2 crédits)

X

Compétences :
Classes de matériaux (polymères, métaux, céramiques). Propriétés physicochimiques
et mécaniques. Choix des matériaux.

Description :
- Contenu des Cours-TD Les différentes classes de matériaux, Les propriétés physiques et chimiques
des matériaux, Les métaux et alliages métalliques, Les polymères, Les céramiques traditionnelles et
techniques, Quelques structures cristallines simples. Calcul de masses volumiques.
- Contenu des TP Propriétés mécaniques : essais de traction sur un polymère et sur un métal ;
microstructures, modifications des propriétés par traitement thermique, documents audiovisuels.
- Contenu des cours-conférences : Polymères, Matériaux pour l'électronique, Matériaux pour l'énergie nucléaire

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Matériaux pour l'énergie - Chim195 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 12h ; TP : 12h

Description :
objectifs :
sensibilisation aux énergies renouvelables, en lien avec les matériaux
Caractérisation de dispositifs de production ou de stockage d’énergie

Pour réduire, à l'horizon 2050, les émissions de gaz à effet de serre liées à l'activité humaine au niveau de ce que la planète paraît
en mesure de recycler naturellement, il sera nécessaire aux pays industrialisés, et en particulier à la France, de réduire leurs
émissions par un facteur 3 à 5 d'ici 2050.
Cela sous-entend notamment de mettre au point et/ou de perfectionner de nouvelles sources d’énergie propres.
Ce module d’enseignement a pour ambition de présenter, sous forme de cours-TD et TP, quelques unes des principales techniques
innovantes, dans le domaine de la production et du stockage de l’énergie électrique : filière hydrogène (par ex. piles à combustible
pour le véhicule électrique), batteries, module solaires, ...
Une large place sera réservée aux manipulations afin d’illustrer ces axes de façon originale et ludique, environ la moitié du
volume horaire de l’UE.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Chimie spectaculaire - Chim197 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 2h ; TD : 2h ; TP : 16h

Description :
Le but de cette option est de (re)découvrir la chimie minérale par des
expériences originales et ludiques. Vous pourrez ainsi constatez, lors d'expériences
de chimie oscillante, que toute réaction chimique n'atteint pas forcément l'équilibre.
Vous procéderez par exemple à une expérience durant laquelle vous arriverez à
faire battre une goutte de mercure, ou bien à faire alterner la couleur d'une solution
entre le rouge et le bleu. Les réactions spectaculaires faisant intervenir flammes et
fumées.
Cette option est largement consacrée aux manipulations, et notamment à
la réalisation d'expériences de chimie originales et surprenantes. Ces expériences
sont également prétexte à voir ou revoir, de façon interactive, des notions
essentielles de chimie minérale et notamment celles concernant l'oxydo-réduction et
la complexation. Pour cela, la première séance est dévolue à des rappels de cours
ainsi qu'à des exercices d'application.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

De l'extraction à la synthèse - Chim199 (2 crédits)

X

Volume Horaire : TP : 24h

Compétences :
Appréhender les techniques expérimentales de base en chimie organique

Description :
contenu : travail expérimental autour de la chimie organique.

objectifs : familiariser l'étudiant aux techniques usuelles de la chimie organique. Faire prendre conscience de la présence permanente des molécules organiques et de leur intérêt dans de nombreux domaines.
Mise en oeuvre des principales techniques expérimentales de chimie organique appliquées à l'extraction et à la synthèse de produits naturels ou synthétiques (comme la caféine, le paracétamol…)

Biographie, lectures recommandées :

S2 - Semestre 2

X

Tronc commun S2

X

Algèbre linéaire (7 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 37h ; TD : 37h

Description :
Compétences : Dans ce module, on apprend les méthodes et les principaux résultats d'algèbre linéaire, en restant le plus concret possible.
Description : Math180
1. Rappels sur les droites du plan R2 et les plans de l'espace R3 : description paramétrique, équation cartésienne.
2. Calculs vectoriels dans Rn (combinaisons linéaires).
3. Axiomes d'espace vectoriel. Quelques exemples d'espaces vectoriels.
4. Notion de sous-espaces vectoriel. Sous-espace vectoriel engendré par une famille de vecteurs. Système d'équations cartésiennes d'un sous-espace vectoriel.
5. Familles libres, liées. Bases. Coordonnées. Base canonique, exemples d'autres bases. Extraction d'une base ?à partir d'une famille généŽratrice. Complétion d'une famille libre en une base.
6. Dimension (Rn, sous-espaces). Droites vectorielles, plans vectoriels.
7. Croissance de la dimension par inclusion de sous-espaces, cas d'égalité. Intersection de sous-espaces vectoriels. Somme (directe ou pas) de deux sous-espaces vectoriels. Formule pour la dimension d'une somme. Sous-espaces vectoriels supplémentaires, critère utilisant la dimension.
Base adaptée à une décomposition en sous-espaces vectoriels supplémentaires. Droites supplémentaires dans le plan, droite et plan supplémentaires dans l'espace.
8. Matrices : somme, produit. Ecriture matricielle des systèmes linéaires. Linéarité de l'application X donne AX. Noyau ; lien entre les solutions de AX = Y et le noyau. Image et rang de A. Théorème du rang.
9. Injectivité, surjectivité, bijectivité de f : X -> AX (interprétation en termes de l'équation AX =Y ). Composées de ces applications. Equivalence entre injectivité et nullité du noyau.
Matrices inversibles. Lorsque A est une matrice carrée : équivalence entre A inversible, f bijective, f injective, f surjective. Matrice de passage, changement de coordonnées. Equation analytique de f dans une base quelconque.
10. Projections, symétries. On montrera notamment que l'équation analytique se simplifie dans une base adaptée. Homothéties et rotations dans R2 ou R3. Similitudes directes planes.

 

Modalités de contrôle :
Modalités de contrôle : Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Mécanique 2 - Phys103a (3 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 15h ; TD : 15h ; Travail perso : 30h

Compétences :

Description :
Où l'on étend les notions de Méca I aux situations à 2 ou 3 dimensions, en traitant de la rotation.
I - CINEMATIQUE
Coordonnées polaires : définition, dérivée des vecteurs unitaires ; position, vitesse, accélération.
Coordonnées sphériques : définition.
Base de Frenet : définition, vitesse, accélération. Mouvement uniforme ou accéléré.
II - DYNAMIQUE
Lois de Newton (rappel)
Application de la relation fondamentale de la dynamique avec les outils précédents. Exemple : pendule simple, en coordonnées polaires.
III - TRAVAIL - ENERGIE
Variation d'une fonction de plusieurs variables, gradient et déplacement élémentaire. Forces conservatives : F = - grad U.
IV - MOMENT CINETIQUE
Outil mathématiques : le produit vectoriel
Moment d'une force, moment cinétique ; théorème du moment cinétique
Applications : loi des leviers, retour du pendule simple
V - FORCES CENTRALES – MOUVEMENTS PLANETAIRES
Conservation du moment cinétique, mouvement plan, vitesse aréolaire
Lois de Kepler et gravitation newtonienne
Potentiel effectif, nature de la trajectoire et signe de l'énergie
VI - CHANGEMENT DE REFERENTIEL
Rappels
Vecteur rotation, dérivée d'un vecteur dans (R) et (R')

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Physique expérimentale : Mécanique - Phys103b (2 crédits)

X

Volume Horaire : TP : 20h

Description :
Cette UE comporte 4 séances de TP de 4 h et une séance d’évaluation de 4 h.
TP 1. Mouvement uniforme et uniformément varié, sur banc à coussin d'air.
TP 2. Collisions 1D, sur banc à coussin d'air: conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie.
TP3. Pendule simple: au-delà de l'approximation des petits angles.
TP4. Référentiel en rotation: mesure de la pseudo-force centrifuge.
TP d'évaluation = 4h

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
M. EVANGELOS PAPALAZAROU - evangelos.papalazarou@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Ondes et particules, de la dichotomie à la dualité - Phys105 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 10h ; TD : 12h ; TP : 3h

Compétences :

Description :
Une introduction à la Physique Quantique au travers des expériences et concepts clés du
début du 20ème siècle ayant donné naissance à cette théorie

Introduction: Quantification et dualité onde-corpuscule
Comment la découverte de la quantification des échanges d’énergie, des états de la matière et des
champs a conduit à la mise en évidence de la dualité onde-corpuscule.

A. Lumière

  • Aspect ondulatoire: théorie de Maxwell, Expériences mettant cet aspect en évidence
  • Quantification: Description des expériences ayant amené cette idée (rayonnement du corps noir, effet photoélectrique)
  • Aspect corpusculaire: notion de photon, mise en évidence: effet Compton fentes d’Young à très faible intensité lumineuse
B. Matière
  • Aspect corpusculaire et mise en évidence (diffusion Rutherford, expérience de Millikan, …)
  • Quantification: spectres d’absorption et d’émission atomiques, instabilité du modèle classique planétaire de l’atome
  • Aspect ondulatoire: Postulat de De Broglie, longueur d’onde associée à toute particule...
II. Fonction d’onde et dynamique quantique
  • Notion de Fonction d'onde
  • Principe d’indétermination de Heisenberg
  • Dynamique quantique, équation de Schrödinger

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Responsable :
Mme. ELENA CASAGRANDE - elena-magdalena.staicu-casagrande@u-psud.fr

Biographie, lectures recommandées :

Chimie Inorganique - Chim103b (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 10h ; TD : 10h ; TP : 4h

Compétences :
Savoir situer les métaux de transition dans le tableau périodique et comprendre la stabilité de certains degrés d'oxydation
savoir identifier les sites de coordination d'un ligand, savoir représenter un complexe
savoir le nommer et déterminer dans un composé l'ion complexe et les contres-ions
savoir représenter les différents isomères
savoir calculer le nombre d'électrons d'un complexe dans les modèles ionique et covalent
Savoir écrire les différents équilibres de complexation d’un complexe
savoir définir et calculer les constantes de formation successives et globales
Avoir une notion des domaines d'application de la chimie inorganique.

Description :
Nature de l'interaction métal-ligand
Le métal de transition dans le tableau périodique: configuration électronique, évolution des potentiels d’ionisation, degrés d'oxydation des divers éléments de transition de la première série
Description des ligands et des sites de coordination (denticité , hapticité..)
Définition d'un complexe, charge du complexe et nomenclature
Géométries (ML6,ML4…) et isoméries des complexes
Dualité chimie de coordination/chimie organométallique
Décompte d'électrons dans les modèles ionique et covalent (degré d’oxydation, nombre total d’électrons)
Equilibres de complexation, notion de constante de formation (successives, globale)
Exemples de domaines d'application de la chimie inorganique

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Isomérie et propriétés Electroniques des Molécules Organiques - Chim104b (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 9h ; TD : 9h ; TP : 7h

Compétences :
- Savoir identifier les relations d’isomérie entre divers composés
- Savoir déterminer la stéréochimie d’un alcène
- Savoir reconnaître un centre stéréogène et déterminer sa configuration absolue
- Savoir représenter une molécule chirale dans les représentations de Cram, Fischer et Newman
- Savoir écrire les formes mésomères d’une molécule
- Savoir déterminer si un composé et aromatique ou non
- Savoir si un composé est un acide ou une base
- Reconnaître la présence d’effets inductifs et/ou mésomères
- Savoir classer des composés organiques selon leur acidité/basicité via les effets électroniques présents sur ceux-ci
- Savoir reconnaître les bandes caractéristiques de certaines fonctions chimiques en IR
- Savoir analyser un spectre RMN 1H (déplacement chimique, multiplicité d’un signal et environnement) et attribuer une structure possible
- Savoir mettre en œuvre un procédé extractif pour séparer et purifier les composants d’un mélange

Description :
Dans la continuité du S1, les principes d’isomérie structurale et conformationnelle seront développés aussi bien sur des molécules linéaires que cycliques. La chiralité et les relations de stéréoisomérie seront abordées et appliquées à des molécules simples avant d’introduire les notions de mésomérie, résonance, conjugaison et aromaticité. Après avoir étudié les conditions nécessaires à l’écriture de formes limites, l’influence des effets mésomères et inductifs sur la stabilité relative et l’acidité ou la basicité de divers composés organiques sera étudiée. Enfin, une dernière partie sera allouée à la reconnaissance des fonctions chimiques par spectroscopie infra-rouge et à la détermination de la structure d’un composé à partir de son spectre RMN 1H. Une séance de TP sera dédiée à la séparation de composés par extraction liquide-liquide en utilisant les connaissances développées en cours.
 

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Equilibres chimiques en solution - Chim107 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 9h ; TD : 9h ; TP : 7h

Compétences :
- savoir :
o connaître les définitions de : équilibre, constante de réaction, avancement, acide, base, fort, faible, pKa, solution tampon
o donner l'activité pour tous les types d'espèces chimiques
o identifier une réaction prépondérante à partir des données
o connaître l'intérêt des indicateurs colorés
o tracer un diagramme de prédominance
- savoir-faire :
o calculer un état d'équilibre à partir d'une constante ou inversement
o utiliser un diagramme de prédominance pour identifier les simplifications
o identifier les approximations utiles à la résolution d'un équilibre
o calculer un pH dans des situations simples (une seule réaction prépondérante)
o doser une espèce acide ou basique
o identifier les points importants d'une courbe de dosage
- savoir-être :
o adopter les bons comportements en salle de TP
o adapter les conditions expérimentales au problème posé
o s'adapter aux données d'un problème de pH ou d'équilibre pour le résoudre en utilisant ses connaissances

Description :
Chapitre 1 – Équilibres chimiques
notion d'équilibre, avancement de réaction, constante de réaction, déplacement d'équilibre, notion d'activité
Chapitre 2 – Théorie acide-base selon Bronsted
acide et base, fort, faible, ampholyte, diagramme de prédominance, calcul de pH dans des situations simples, notion de réaction prépondérante, solutions tampons
Chapitre 3 – Dosage des espèces acido-basiques
dosage acide/base et pluriacide/base, fonctionnement et choix des indicateurs colorés, phénomènes qui ont lieu lors d'un dosage

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Thermodynamique - Chim108 (2 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 12h ; TD : 13h

Compétences :
- Définitions de base
- Equation d'état des gaz parfaits et transformations
- Réactions chimiques et avancement
- Calcul de travaux et de quantités de chaleur
- Calcul d'énergie interne et d'enthalpie
- Calcul de grandeurs énergétiques associées aux réactions chimiques

Description :
Ce module présente le premier principe de la thermodynamique des systèmes à l'équilibre en vue de son application aux réactions chimiques. Plus précisément, il se découpe en trois parties :
- Après un rappel des notions de travail et d'énergie, nous introduirons les notions de système thermodynamique, de température et de chaleur. Nous préciserons également la notion d'état d'équilibre, celle d'équation d'état et nous donnerons un certain nombre de définitions relatives aux réactions chimiques.
- Puis, partant du principe de conservation de l'énergie totale d'un système, nous verrons comment relier l'énergie interne et l'enthalpie d'un système au travail et à la quantité de chaleur échangés avec le milieu extérieur. Par ailleurs, du fait que l'énergie interne et l'enthalpie sont des grandeurs qui ne dépendent pas de l'ordre dans lequel se succèdent les transformations subies par le système, nous montrerons que leurs variations sur un cycle de transformations est nul (principe d'équivalence). Ces aspects seront illustrés sur différents types de transformations ainsi qu'aux changements d'états physiques de corps purs (ex : solide/liquide).
- Enfin, nous aborderons les applications du premier principe de la thermodynamique aux réactions chimiques. Nous définirons la notion de chaleur de réaction puis, à partir du principe d'équivalence, nous verrons comment avoir accès à un certain nombre de grandeurs énergétiques, ainsi qu'à leurs variations en fonction de la température.

Modalités de contrôle :
Contrôles réguliers et épreuve de synthèse.

Biographie, lectures recommandées :

Electrocinétique

X

Approches numériques (5 crédits)

X

Volume Horaire : Cours : 6h ; TD : 21h ; TP : 21h

Compétences :
Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.
 

Description :
Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.
 

Modalités de contrôle :
1ère session : F= 0.6 CC + 0.4 EM
2ème session : F = 0.6 CC (report) + 0.4 EM
CC= Contrôle continu
EE= Examen Ecrit
EM=Examen sur machine

Méthodologie du travail universitaire (2 crédits)

X

Lang - Anglais1 (2 crédits)

X

Volume Horaire : TD : 18h

Description :

ANGLAIS GÉNÉRAL. L'objectif de cette UE est de réviser la grammaire et la phonétique de l'anglais et de travailler les 5 compétences (lire, écrire, écouter, parler et interagir). Après avoir identifié le niveau de langue de l'étudiant suite à un test de placement (1h), l'enseignement s'articulera en deux temps :

- un premier temps d'auto-apprentissage guidé (6h) : on mettra à la disposition de l'étudiant une brochure "boîte à outils" ainsi que des documents en ligne : bases de grammaire - alphabet phonétique - épeler - compter - verbes irréguliers - notions de civilisation contemporaine anglo-américaine.

- puis, un second temps d'enseignement en présentiel (18h) où l'on procédera à l'évaluation de l'autoapprentissage par QCM, on insistera sur la prononciation et on appliquera une approche actionnelle avec une attention toute particulière sur la production orale et écrite. Le travail se fera par groupes de niveau.

PROJET avec tournoi inter-établissement (5 crédits)

X

Description :
  Le projet  est une  initiation et  un entraînement à la démarche de recherche scientifique qui doit   conduire les étudiants à poser des questions avant de tenter d’y répondre et à rechercher des compromis comme le font habituellement les ingénieurs, chercheurs et scientifiques. Ce projet est  conduit en équipe dont le travail collectif est centré sur une véritable démarche scientifique réalisée de façon concrète. Un thème générique sera proposé chaque année: Du discret au continu" en 2018 par exemple. L’analyse du réel de faits, de processus,…, doit permettre de dégager une problématique en relation explicite avec le thème proposé.  La recherche d’explications comprend une investigation mettant en oeuvre des outils et des méthodes auxquels on fait appel généralement dans le travail de recherche scientifique: observation, éventuellement réalisation pratique d’expériences, modélisation, formulation d’hypothèses, simulations, validation ou invalidation de modèle par comparaison au réel, etc.
   Un suivi régulier du travail de l’équipe où la contribution de chacun des membres devra apparaître clairement  sera piloté par le responsable du module. Le rendu final sera un film type « you tube » présenté lors d’un tournoi final regroupant toutes les équipes concernées par ce module.

Modalités de contrôle :
Session 1: EO (Soutenance)
Session 2: EO