UE Physique 1 GEN - 4PUGPHY1

Objectif(s)

• Outils Mathématiques (20h)
  Pour un ingénieur ou un chercheur, les mathématiques sont une boite à outils indispensable à la résolution de problèmes concrets. Ce cours a pour objectif de présenter aux étudiants de GEN2A les outils avancés suivants : (i) les bases orthonormées de fonctions. Ces bases font appel à des fonctions spéciales usuelles en physique ; (ii) les fonctions de Green, qui offrent un moyen puissant pour résoudre les EDP avec conditions aux limites. Ces fonctions utilisent les bases orthonormées présentées en (i).
  Le cours nécessite de bonnes bases en mathématiques : utilisation routinière du calcul différentiel et intégral, analyse complexe et vectorielle, séries entières, etc. Chaque étape du cours est illustrée par une application à un problème physique concret.

• Rayonnement Thermique (12h)
  Ce cours introduit les notions fondamentales du transfert de chaleur par rayonnement thermique. Les thèmes suivants sont abordés : concepts de base et grandeurs associées au transfert radiatif, principes régissant les échanges de rayonnement entre surfaces, et brève introduction aux méthodes de résolution du transport radiatif. Le cours est dispensé en français.

• Physique nucléaire 1 (12h)
  Ce cours-TD donne les bases de physique nucléaire, pré-requis d'autres enseignements de la filière (IRM, détection, physique nucléaire 2ème année...) : relativité restreinte, notions de base du noyau, bilan en énergie de réactions, modèle de la goutte liquide

Contenu(s)

Outils Mathématiques (12h CM - 8h TD dédoublés)
Rayonnement thermique (6h CM - 6h TD dédoublés)
Physique nucléaire 1 (8h CM - 4h TD)

• Outils Mathématiques (12h CM - 8h TD)
  1. Les bases orthonormées de fonctions
     Leur intérêt en physique, les fonctions propres et valeurs propres du laplacien sur : (i) le cube ; (ii) le cylindre : fonctions de Bessel, série de Fourier-Bessel ; (iii) la sphère : polynômes de Legendre, série de Fourier-Legendre, harmoniques sphériques. Exemples d’application des BON de fonctions.
  2. Les fonctions de Green
     Résolution d’EDP avec conditions aux limites, représentation spectrale des fonctions de Green, cas particulier de l’opérateur laplacien, exemples d’application.

• Rayonnement Thermique (6h CM - 6h TD dédoublés)
  Chapitre 1 – Transfert radiatif : processus et propriétés
  Concepts fondamentaux : intensité spectrale, puissance émissive, puissance d’irradiation et radiosité. Rayonnement du corps noir, loi de Planck et loi de Stefan-Boltzmann. Absorption, réflexion et transmission de surface. Milieux opaques vs transparents. Loi de Kirchhoff. Surface grise.

Chapitre 2 – Échange de rayonnement entre surfaces
Facteur de forme (ou facteur de vue). Relations sur les facteurs de forme. Propriétés des facteurs de vue. Échange de rayonnement entre corps noirs. Échange de rayonnement entre surfaces diffuses, grises et opaques dans une enceinte à N surfaces.

Chapitre 3 – Méthodes de résolution du transport radiatif
Transfert dans des milieux participatifs. Milieux absorbants, émissifs et non diffusants. Milieux absorbants, émissifs et diffusants. Équation du transfert radiatif. Résolution de l’équation du transfert. Modèle à deux flux.

• Physique nucléaire 1 (8h CM - 4h TD)
  La physique nucléaire s'intéresse à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d'objets (que l'on appelle éléments...) des phénomènes physiques faisant intervenir le noyau atomique. Cette physique, aussi appelée physique subatomique, est au coeur du processus de fission et de la physique des particules.
  1/ Relativité restreinte, Particules et forces
  2/ Propriétés générales du noyau
  3/ Modèle macroscopique du noyau : la goutte liquide

• Outils Mathématiques
  Bases en mathématiques 1A

• Rayonnement Thermique
  • Notions fondamentales sur le transfert thermique : conduction et convection
  • Algèbre linéaire
  • Analyse vectorielle
  • Calcul avancé, y compris : théorèmes de Gauss et de Stokes, équations aux dérivées partielles (EDP), intégration et dérivation multivariables, variables complexes.

• Physique nucléaire 1
  Notions de base de physique quantique et atomique