Exercice d’entraînement : Etablissement d'une constante du mouvement à l'aide des crochets de Poisson.
Mot(s) clés libre(s) : fonction de Hamilton, crochet de Poisson, constante du mouvement

La découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers conduit les cosmologistes à postuler l'existence d'une énergie noire qui serait la composante dominante du contenu en matière-énergie de l'Univers actuel. Ainsi, 95% de l'Univers seraient constitués de matière noire et d'énergie noire dont les natures nous sont totalement inconnues. Elles présentent pour les physiciens des enjeux passionnants, d'où pourrait voir naître une nouvelle physique fondamentale autour de ces deux composantes. La mission spatiale de l'ESA Euclid a été sélectionnée par l'Agence Spatiale Européenne pour apporter des réponses concernant la vraie nature de l'Univers noir et révéler la physique nouvelle sous-jacente. Au cours de cette conférence, je présenterai les enjeux scientifiques et techniques de cette mission de haute précision particulièrement complexe, et ce qu'elle devrait nous apprendre sur la matière noire, l'énergie noire, l'histoire de l'Univers et son devenir.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, astroparticule, matière noire, observations spatiales, constantes ; cosmologie ; astrophysique ; Dirac ; modèles ; Univers, sciences de l'univers, énergie sombre, sciences de l'ingénieur

L'idée que les mathématiques sont le langage naturel de la physique est devenue banale et semble claire. Elle peut toutefois s'interpréter d'au moins deux façons, qui ne sont pas du tout équivalentes des points de vue épistémologique et philosophique : - soit ce langage est pensé comme étant celui de la nature même, ce qui implique que celui qui étudie la nature devra l'assimiler pour la comprendre ; - soit, à l'inverse, ce langage est pensé comme étant le langage de l'homme, et c'est donc nécessairement dans ce langage-là que devront être traduits les faits de la nature pour nous devenir compréhensibles. Les progrès récents de la physique aident-ils à départager ces deux approches ?
Mot(s) clés libre(s) : histoire des mathématiques, constantes ; cosmologie ; astrophysique ; Dirac ; modèles ; Univers

Cfacile est un support interactif de cours pour l'apprentissage des concepts de base de l’algorithmique et de la programmation en C, à destination des débutants. Il comporte quatre parties : une base théorique structurée sous la forme de 9 chapitres de cours, un ensemble d'exercices interactifs, deux jeux éducatifs interactifs et des simulations pédagogiques. Les chapitres abordent les bases de la programmation en C : introduction au langage C, algorithmes et langages, structure d'un programme, premiers pas en C, les boucles, les tableaux ainsi que les chaînes de caractères et les pointeurs, les fonctions, les structures et les bases de l'allocation dynamique. Les exercices interactifs et simulations sont intégrés au cours concerné tout en étant accessibles indépendamment. L'étudiant a la possibilité de revenir sur les points de son parcours à l'issue des tests de connaissances. Les simulations pédagogiques assurent une compréhension à base d?exemples sur les tests (if, switch), les conversions explicite et implicite, les structures itératives (for, do, while), les fonctions, les tableaux (à une et deux dimensions), les chaînes de caractère et les structures. Elles assurent une meilleure compréhension de nouvelles notions ou concepts. Les jeux permettent de tester de façon ludique les connaissances acquises. Nous mettons à la disposition de l'apprenant un ensemble de liens utiles vers d'autres ressources afin de lui permettre d'approfondir ses connaissances.
Mot(s) clés libre(s) : langage C, algorithmique, programmation, norme ANSI, code source, compilation, identificateur, instruction, type de donnée, constante, variable, structure, déclaration, fonction, fonction sizeof, opérateur, instruction break, conversion, instruction switch, boucle, chaine de caractère, tableau, allocation dynamique, fonction malloc, fonction free, itération

"La théorie quantique, centrale à notre compréhension de la nature, introduit en physique microscopique les notions essentielles de superpositions d'états et d'intrication quantique, qui nous apparaissent comme "" étranges "" et contre-intuitives. Les interférences quantiques et la non-localité - conséquences directes du principe de superposition et de l'intrication - ne sont en effet pas observables sur les objets macroscopiques de notre expérience quotidienne. Le couplage inévitable de ces objets avec leur environnement détruit très vite les relations de phase entre les états quantiques. C'est le phénomène de la décohérence qui explique pourquoi autour de nous l'étrangeté quantique est généralement voilée. Pendant longtemps, superpositions, intrication et décohérence sont restés des concepts analysés à l'aide d'" expériences de pensée " virtuelles, dont celle du chat de Schrödinger à la fois mort et vivant est la plus connue. À la fin du XXe siècle, les progrès de la technologie ont rendu réalisables des versions de laboratoire simples de ces expériences. On peut maintenant piéger et manipuler des atomes et des photons un par un et construire des systèmes de particules suspendus entre deux états quantiques distincts qui apparaissent ainsi comme des modèles réduits de chats de Schrödinger. Au delà de la curiosité scientifique et du défi que constitue l'observation de l'étrangeté quantique pour ainsi dire in vivo, ces expériences éclairent la frontière entre les mondes classique et quantique et ouvrent des perspectives fascinantes d'applications. "
Mot(s) clés libre(s) : constante de Planck, décohérence, dualité onde-particule, infiniment petit, interférence quantique, intrication, non-localité, physique quantique, quantification, Schrödinger, superposition d'états

BRAISE est centré sur la résolution de problèmes : il propose un choix raisonné d’exercices. Tout le contenu d’un cours sur le sujet est présent, mais il est réorganisé en lien étroit avec les exercices pour permettre une meilleure maîtrise des connaissances. Chaque exercice est en effet au cœur d’un environnement de travail comportant des éléments de cours, des méthodes et techniques utilisables, des indications, des éléments de solution, des idées à retenir …Le classement des exercices par thème et selon leur difficulté permet de choisir un guide de travail adapté à chaque formation. Les thèmes abordés dans le chapitre équations différentielles sont: Étude qualitative d’équations différentielles, Équations différentielles linéaires d’ordre 1, Équations différentielles linéaires d’ordre 2, Équations fonctionnelles, Systèmes différentiels linéaires.
Mot(s) clés libre(s) : équations différentielles linéaires, théorème de Cauchy-Lipschitz, méthode de variation des constantes, recollement de solutions, systèmes différentiels

Ce cours est composé de 2 parties : potentiel chimique d'un constituant d'un mélange, évolution des réactions chimiques.
Mot(s) clés libre(s) : affinité chimique, constante d'équilibre, enthalpie, entropie, loi de Hess, loi de Kirchhoff, relation de Gibbs-Helmholtz, loi de Van't Hoff, loi de Le Chatelier

En étudiant "comment fonctionnent les choses" au niveau microscopique on découvre combien elles sont simples, combien la gigantesque variété de tout ce qui existe est gouvernée par des lois qui sont aussi simples, peu nombreuses et "unifiées". L'univers dans sa jeunesse etait une "soupe" de particules, de plus en plus énergétiques ou "chaudes" à mesure qu'on avance vers le passe'. C'est ainsi que les expériences "de haute énergie" dans les accélérateurs de particules nous permettent, entre autre, de mieux comprendre l'univers quand il etait beaucoup plus jeune. La compréhension du micro et de macrocosme sont aussi une science unique ou, de façon surprenante, l'objet le moins bien compris est le vide, qui semble ne pas l'être du tout.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, collision d'atomes, constante cosmologique, cosmologie, infiniment grand, infiniment petit, particule élémentaire, physique des hautes énergies, physique des particules, univers

Les sursauts gamma sont des phénomènes brefs mais très énergétiques observés dans le ciel avec une fréquence de l'ordre de un par jour, dans le domaine spectral des rayons gamma. Ils occupent une place importante dans le domaine de l'astrophysique des hautes énergies depuis que l'on sait qu'ils se produisent à des distances cosmologiques, ce qui en fait les explosions les plus énergétiques de l'Univers. On les associe à la naissance d'un trou noir suite à l'effondrement d'une étoile très massive ou la fusion de deux étoiles à neutrons. Un tel événement est suivi d'une éjection de matière à des vitesses proches de la lumière, qui conduit au phénomène très brillant observé. Les sursauts gamma sont donc des explosions d'étoiles observables jusqu'aux confins de l'Univers. Dans cette conférence, je raconterai l'histoire de la découverte des sursauts gamma et j'expliquerai comment leur distance phénoménale a pu être mesurée. Je décrirai ensuite la compréhension actuelle que nous avons de ces phénomènes, dans lesquels interviennent des conditions physiques particulièrement extrêmes, impossibles à reproduire au laboratoire. J'illustrerai aussi les liens des sursauts gamma avec d'autres champs de l'astrophysique (physique stellaire et cosmologie en particulier), avec les efforts instrumentaux actuels pour rechercher des « nouveaux messagers » (ondes gravitationnelles et neutrinos de haute énergie), et avec la physique fondamentale (utilisation des sursauts gamma comme tests de nouvelle physique).
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, rayon gamma, cosmologie, trou noir, relativité générale ; gravitation ; pulsars ; VIRGO ; LIGO ; étoiles à neutrons ; trous noirs ;, constantes ; cosmologie ; astrophysique ; Dirac ; modèles ; Univers

L'eau est un liquide dont les propriétés sont tout à fait surprenantes, à la fois comme liquide pur et comme solvant. C'est un liquide très cohésif : ses températures de cristallisation et d'ébullition sont très élevées pour un liquide qui n'est ni ionique, ni métallique, et dont la masse molaire est faible. Cette cohésion est assurée par les liaisons hydrogène entre molécules d'eau ; l'eau fait ainsi partie d'un petit groupe de liquides qu'on appelle liquides associés. Cependant, parmi ces liquides, la cohésion de l'eau est remarquable, et elle se traduit par une chaleur spécifique énorme. Cette résistance aux variations de température a des conséquences climatiques importantes, puisque la capacité calorifique des océans leur fait jouer le rôle de régulateurs thermiques du climat. L'eau est aussi un liquide très cohésif d'un point de vue diélectrique : sa constante diélectrique est bien plus élevée que celle qu'on attendrait sur la base de la valeur du moment dipolaire de la molécule isolée. C'est aussi, dans les conditions usuelles de température et de pression, un liquide peu dense : les atomes y occupent moins de la moitié du volume total ; une grande partie du volume de l'eau liquide est donc formée de cavités. Le volume occupé par ces cavités varie de manière tout à fait anormale à basse température. D'abord, l'eau se dilate quand on la refroidit en dessous d'une température appelée température du maximum de densité. Ensuite, l'eau se dilate encore de 9 % en cristallisant, contrairement à la plupart des liquides, qui se contractent d'environ 10 % en cristallisant. Cette augmentation de volume, qui fait flotter la glace sur l'eau, a des conséquences environnementales considérables : si la glace était plus dense que l'eau liquide, toute la glace formée dans les régions arctiques coulerait au fond des océans au lieu de former une banquise qui les isole thermiquement des températures extérieures, et la production de glace continuerait jusqu'à congélation complète de ces océans Pour presque tous les liquides, l'application d'une pression réduit la fluidité et favorise le solide par rapport au liquide. Au contraire, pour l'eau à basse température, l'application d'une pression accroît la fluidité et favorise le liquide par rapport à la glace. Cet effet anormal de la pression permet à l'eau de rester fluide lorqu'elle est confinée dans des pores ou des films nanométriques, contrairement aux autres liquides qui se solidifient sous l'effet des pressions de confinement. Cette persistance de l'état fluide est capitale pour le fonctionnement des cellules biologiques : en effet, de nombreux processus requièrent le déplacement de couches d'hydratation avant le contact entre macromolécules, ou avant le passage d'un ligand vers son récepteur. De même le passage des ions à travers les canaux qui traversent les membranes des cellules n'est possible que grâce à l'état fluide de l'eau confinée dans ces canaux. Les théories anciennes attribuaient toutes ces anomalies au fait que les molécules d'eau sont liées par des liaisons H. En ce sens, l'eau devrait avoir des propriétés « en ligne » avec celles d'autres liquides associés (éthanol, glycols, amides). Pour les propriétés de cohésion, c'est une bonne hypothèse de départ – bien que les propriétés de l'eau (densité d'énergie cohésive, constante diélectrique) soient supérieures à celles des liquides comparables. Pour les autres propriétés, cette hypothèse n'est pas suffisante : les autres liquides associés ne partagent pas les propriétés volumiques anormales de l'eau, ni son polymorphisme, ni son comportement comme solvant. Certains liquides ont un comportement qui ressemble à celui de l'eau pour une de ses propriétés : par exemple, on connaît quelques liquides qui se dilatent à basse température, ou en cristallisant. Nous découvrirons peut-être un jour que chacune des propriétés anormales de l'eau existe aussi dans un autre liquide. Cependant il est remarquable qu'un seul liquide rassemble autant d'anomalies. Il y a donc un besoin d'explication, auquel ne répondent pas les théories développées pour les liquides simples.
Mot(s) clés libre(s) : cohésion, constante diélectrique, dissolution, eau, écoulement, fluidité, liaison hydrogène, permittivité, physique des liquides, solvant