v2.5.0 (3618)

Cours scientifiques - CB201 : Physique Moléculaire et Énergétique Microscopique

Domaine > Génie industriel, Energie.

Descriptif

L'objectif principal de ce cours est d'apporter des outils de Simulation Numérique permettant d’illustrer des concepts clés d’échanges énergétiques aux niveaux micro- et macroscopique. Seront notamment précisées les notions importantes d'Énergie Libre et d’Entropie à l'échelle moléculaire. Celles-ci jouent un rôle central dans les enjeux énergétiques actuels.

Ce cours permettra d'établir un pont, par le biais de TP sur ordinateur,  entre les enseignements fondamentaux de Physique Quantique et Statistique de première année (PA101, PA102) et ceux faisant appel à la Thermodynamique Avancée dans d’autres cours de la mineure Énergie Durable (CB202, CB203).

Les TP seront étayés par des cours théoriques présentant les bases de la Physique Moléculaire. Des exemples de nouvelles technologies telles que la captation du CO2, les nouveaux matériaux photovoltaïques et de stockage de l'hydrogène seront également abordés.

Objectifs pédagogiques

  • Être capable de simuler des processus énergétiques à l'échelle moléculaire et d’en déduire les conséquences au niveau macroscopique.
  • Comprendre les concepts d’Entropie, d'Énergie libre et de faisabilité des transformations sur la base de la physique moléculaire.
  • Acquérir une culture de la Physique Moléculaire permettant d'interagir dans sa vie professionnelle avec des partenaires experts de cette discipline.

21 heures en présentiel (7 blocs ou créneaux)
réparties en:
  • Travaux dirigés en salle info : 12
  • Cours magistral : 6

effectifs minimal / maximal:

10/30

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

domaines Saclay

Mention Energie, Mention Génie des Procédés et BioProcédés.

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

PA101, PA102, notions de programmation et de calcul numérique (MO102)

Règle d'exclusion : UE MS201

 

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

Chaque séance sera constituée d’environ une heure de cours et deux heures de travaux pratiques sur ordinateur. Le programme des séances sera le suivant :

  1. Objectifs du cours ; Introduction à l'énergie libre et l’entropie moléculaires ; Pertinence pour les enjeux énergétiques actuels
  2. Modélisation d’un thermostat moléculaire. Simulation du mouvement brownien et dynamique de Langevin pour un modèle-jouet
  3. Simulation de l'énergie libre et de l’entropie pour un modèle-jouet 
  4. Potentiel moléculaire et dynamique moléculaire
  5. Simulation d'énergie libre moléculaire I
  6. Simulation d'énergie libre moléculaire II
  7. Examen sur ordinateur

Mots clés

Physique Moleculaire, Dynamique Moleculaire, Energie libre, Entropie

Méthodes pédagogiques

Les séances s'articuleront entre apports théoriques et mise en pratique sur ordinateur. Les TP mêleront implémentations d'algorithmes de calculs, simulations et traçages des grandeurs importantes.
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