Instrumentation et méthodes numériques en physique

Informations

Langue d'enseignement : Français
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 52 heures
  • Temps de travail personnel : 120 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
Connaitre les éléments principaux de l'instrumentation associée à la recherche en astrophysique, en physique nucléaire et en physique des plasmas : la chaîne d’acquisition, les classes de détecteurs, l'amplification et la numérisation des signaux. Maîtriser la réponse impulsionnelle et la fonction de transfert.

Maîtriser les méthodes numériques principales associées à la recherche en astrophysique, en physique nucléaire et en physique des plasmas : la précision numérique, la complexité algorithmique, les notions de calcul parallèle et la hiérarchie des descriptions et des simulations. Savoir résoudre numériquement les systèmes linéaires, les équations différentielles et les problèmes inverses en maitrisant les méthodes d'intégration et de diagonalisation et les méthodes de résolution des équations aux dérivées partielles. Savoir utiliser la transformation de Fourier discrète, l'optimisation et les méthodes de Monte Carlo.

Compétences :
  • S’adapter à des idées et des problématiques nouvelles de recherche et développement.[

  • Utiliser des logiciels pour acquérir, traiter, produire et diffuser de l'information dans le respect de la légalité et des règles de sécurité informatique
  • Identifier des ressources documentaires en relation avec un sujet ; évaluer leur pertinence, leur public destinataire et leur fiabilité
  • Tenir un raisonnement ; développer une argumentation ; exercer son esprit critique
  • Maîtriser la recherche d'informations et être capable d'abstraction pour la réalisation d'une étude ou d'un projet
  • Maîtriser l'anglais et le français scientifique à l'oral et à l'écrit
  • Analyser et synthétiser des données en vue de leur exploitation

  • Mobiliser les concepts mathématiques, informatiques, de la physique et de la chimie pour gérer et résoudre des problématiques à fort niveau d’abstraction
  • Identifier et mener en autonomie les différentes étapes d’une démarche expérimentale
  • Relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques sous-jacents
  • Modéliser et Simuler des phénomènes physiques
  • Mettre en œuvre d’une démarche expérimentale, collecter et analyser des données, élaborer un modèle d’interprétation de systèmes complexes
  • Utiliser les appareils et les techniques de mesure en laboratoire dans le domaine de la spécialisation
  • Proposer une expérience pour mettre à l'épreuve une théorie
  • Utiliser les appareils et les techniques de mesure en laboratoire les plus courants dans les différents domaines de la physique

  • Construire et rédiger un raisonnement mathématique rigoureux
  • Appliquer une démarche statistique ou probabiliste au traitement des données expérimentale
  • Analyser et exploiter de grandes quantités de données
  • Programmer un algorithme complexe et l'exécuter sur ordinateur ; utiliser plusieurs logiciels de calcul formel
  • Programmer des outils de simulation numérique spécifiques
  • Traiter des données numériques
  • Présenter des données numériques en utilisant les outils graphiques professionnels
  • Gérer un système d'exploitation et plus généralement connaître le fonctionnement des ordinateurs pour une utilisation en Sciences Physiques

Organisation pédagogique

le mode de fonctionnement de l'UE est présenté au début des enseignements

Contrôle des connaissances

Présentations orales des projets (méthodes numériques) : coef 0.5

Examen final écrit (instrumentation; durée 3h): coef 0.5

Pas de session 2

Lectures recommandées

l'ensemble des références bibliographiques est communiqué au début des enseignements

Responsable de l'unité d'enseignement

Emmanuel D'Humieres

Enseignants

la composition de l'ensemble de l'équipe pédagogique est communiquée au début des enseignements