1ère année

 

Cours de 1er semestre (septembre-janvier)

 

Cours commun

 

Physique Quantique et Statistique (33h, mars-mai, en Français et Anglais)

L’ambition de ce cours est de construire les bases de la physique du 21è siècle telles qu’elles ont été formulées au début du 20è (la relativité mise à part).

 

Cours électifs en physique
 

 

Séquence générale :

 

Physics of Waves  (35h, septembre-octobre, en Anglais)

 

Séquence thématique :

 

OBSERVING THE EARTH FOR OUR ENVIRONNEMENT AND SECURITY (68H, NOVEMBRE-JANVIER, EN ANGLAIS)

 

CS : Modèles physiques pour l’analyse des images radar et optique

L’observation de la Terre à partir de capteurs aéroportés ou spatioportés est un domaine récent, qui connait un très fort développement, notamment car il joue un grand rôle dans les problématiques environnementales et sécuritaires actuelles. Quelle est la vitesse de la fonte des glaces au pôle Nord ? Combien de réfugiés sont accueillis dans des camps ? Quelle est la surface des plantations d’huile de palme ? Pouvons-nous surveiller la montée des océans ?

Plusieurs domaines d’application (enseignements d’intégration) sont ainsi proposés en fin de séquence :

• Biomasse et déforestation : en collaboration avec l’Agence Européenne Spatiale (ESA) vous allez travailler sur des données radar acquises au-dessus de forêts tropicales dans le but d’estimer la biomasse de ces forêts et leur déforestation.
• Reconnaissance automatique des couvertures de sol : en collaboration avec la société EarthCube, nous étudierons comment modéliser cette occupation des sols et son évolution, qui est un prérequis nécessaire pour beaucoup d’analyses d’images satellitaires
• Mouvements du sol, du tremblement de terre à la subsidence :  ces mouvements peuvent être dû à l’activité humaine ou à des phénomènes naturels. Il s’agit pour cet enseignement d’étudier la modélisation et les conséquences de ces mouvements de sols.
• Occupation des sols et surveillance de l’environnement en Open Source : la télédétection est depuis longtemps un outil majeur permettant de cartographier l’occupation des sols dans des contextes. En collaboration avec la société CS-SI, nous verrons comment réaliser cette analyse de l’occupation des sols.

 

Cours de 2e semestre

 

Electifs

 

Physique des Ondes (35h, février-mars, en Français)

Ce cours fournit les éléments de base nécessaires à l’ensemble des disciplines qui utilisent des ondes : sismologie, télécommunication, télédétection (radar, sonar...), techniques d’imagerie, photonique,... en s’appuyant sur les cas de l’électromagnétisme et de l’acoustique.

 

Matériaux (35h, février-mars, en Français)

L’objectif de cet électif est de sensibiliser les élèves aux problématiques matériaux et à leur importance dans la société, l’économie et l’innovation.
 

SÉQUENCE THÉMATIQUE : BLACK SWANS DETECTION IN PARTICLE PHYSICS AND COSMOLOGY (78H, AVRIL-MAI, EN ANGLAIS)

 

CS : Data analysis in Particle and Cosmology

Les recherches en physique des particules et cosmologie observationnelle demandent des efforts humains, scientifiques et technologiques considérables pour détecter des événements rares et/ou de très faible intensité, donc difficiles à détecter que l’on appelle Black Swans.

Ce cours vise à donner une vision synthétique et technique des activités scientifiques dans ces domaines de recherche. Ce cours donnera un aperçu et une compréhension de base des enjeux de l’analyse de données en physique des particules et en cosmologie.

 

En enseignement d’intégration, les élèves pourrons travailler au choix sur :

 

Détection des Black Swans en physique des particules (Higgs)

Par groupe de 25, construire un pipeline d’analyse pour arriver à une preuve du boson de Higgs avec l’apprentissage automatique, en utilisant des données ouvertes de l’expérience ATLAS du CERN. 

 

Détection des Black Swans en cosmologie (Cosmology)

Par groupe de 25, élaborer des contraintes cosmologiques à partir d’un ensemble de données simulées (supernovae de type Ia et fond d’onde cosmique) correspondant à un univers aux paramètres cosmologiques distincts (et inconnus). 

 

SEQUENCE THEMATIQUE : SUIVI EN LIGNE DE BIOPROCEDES (METZ, 78H, AVRIL-MAI, EN FRANÇAIS)

 

CS : Suivi en ligne de bioprocédés

Le suivi en temps réel in situ de différents paramètres permettant de caractériser, optimiser et contrôler les bioprocédés remplace progressivement les méthodes conventionnelles de suivi. Ces techniques non-invasives engendrent la production d’une quantité de données considérable. L’utilisation des techniques mathématiques d’analyse multivariée et de machine learning sont nécessaires et représentent une valeur ajoutée dans l’extraction de l’information utile.

 

Sujets d’application :

• Suivi in-situ de la fermentation alcoolique en bioréacteur
• Les élèves sont initiés aux mesures physiques in-situ innovantes par voie optique effectuées directement sur un bio-réacteur expérimental. Ils sont formés à confronter leurs modèles mathématiques aux observations effectuées sur un bio-reacteur expérimental.