Molecular Simulation (Simulation Moléculaire)

Informations

Langue d'enseignement : Anglais
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 50 heures et 32 minutes
  • Temps de travail personnel : 101 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
La simulation numérique sur ordinateur est une science à part entière, complémentaire des approches théoriques et expérimentales. En chimie, ces méthodes constituent un outil important pour l'étude à un niveau microscopique de systèmes allant de la molécule isolée aux liquides, solutions, polymères, matériaux, système biologique, etc.

Le but de ce cours est de fournir un aperçu des concepts sous-jacents de cette approche scientifique et de présenter les méthodes, capacités et limites des diverses méthodes de simulation moléculaire.

Ce cours doit permettre à tous les étudiants des cycles supérieurs en chimie de se familiariser avec la simulation moléculaire:

(i) capacité de comprendre les études publiées dans la littérature;

(ii) capacité de discuter avec des spécialistes de ce domaine pour développer des applications à leurs problèmes;

(iii) maîtrise de l’environnement numérique d’une simulation numérique, conduite d’une simulation et analyse des résultats ;

(iv) compréhension des limites des logiciels commerciaux et, si possible, capacité à développer leurs propres outils.

En outre, ce cours doit permettre à tout étudiant chimiste de mieux comprendre les bases microscopiques, par une description atomique des interactions d’un ensemble de particules, des propriétés physiques et chimiques de la matière.

Compétences :
  • Respecter les principes de la propriété intellectuelle.

  • Réaliser des travaux à dominante scientifique, définis par des consignes et sous contrainte de temps : * établir des priorités, * s’organiser individuellement, * gérer son temps et ses priorités, * planifier.
  • Gérer un projet : * structurer un projet en tâches * établir et gérer un planning, * organiser des réunions, * organiser la transmission du savoir, * organiser des travaux de groupe.
  • Maîtriser l'Anglais technique
  • Respecter l'éthique scientifique en toutes circonstances, sur la base des principes déontologiques développés traditionnellement dans le cadre universitaire.

  • Mettre en œuvre une démarche scientifique sur le plan expérimental et de la modélisation: * concevoir et mettre en œuvre un protocole expérimental, * utiliser les appareils et les techniques de mesure les plus courants; * recueillir et exploiter des données, * identifier les sources d'erreur pour calculer l’incertitude sur un résultat expérimental; * élaborer et organiser des interprétations théoriques et/ou modèles * apprécier les limites de validité d'un modèle, * valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux
  • Résoudre par approximations successives un problème complexe : en recherche fondamentale autant qu'appliquée, posséder une démarche scientifique progressive et itérative dans la résolution d'une problématique
  • Concevoir, mettre en œuvre, adapter ou utiliser, des techniques et des méthodologies dans les domaines de la chimie-physique, de la physique du solide, de l’électrochimie, de la chimie analytique et de la modélisation de systèmes chimiques.: o Appliquer les enseignements fondamentaux de la chimie-physique (Thermodynamique, Spectroscopie, Chimie Quantique, Electrochimie, Dynamique et Cinétique chimique) à la compréhension des propriétés de la matière et des ses transformations de l’échelle moléculaire à l’échelle macroscopique. o Connaître les bases fondamentales de fonctionnement et d’utilisation, des moyens d’analyse et de caractérisation physico-chimique de la matière. o Évaluer, interpréter et quantifier les cinétiques d’évolution d’un système physico-chimique. o Savoir utiliser les outils numériques pour modéliser les processus physico-chimiques. o Manipuler les mécanismes fondamentaux à l’échelle microscopique, modéliser les phénomènes macroscopiques, relier un phénomène macroscopique aux processus microscopiques.

Organisation pédagogique

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

Contrôle des connaissances

Session 1:

Examen écrit terminal (3h00) - coef. 0.7

Note contrôle continu / évaluation intermédiaire – coef. 0.3

Session 2:

Examen écrit ou oral (selon l'effectif si examen écrit 1h30) – coef. 0.7

Report de la note de contrôle continu / évaluation intermédiaire – coef. 0.3

Lectures recommandées

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

Responsable de l'unité d'enseignement

Jean-Christophe Soetens

Enseignants

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