2.12.15 (694)

Cours scientifiques - PHY_4CB01_TA : Physique Moléculaire et Énergétique Microscopique

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 *É**nergie 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

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Programme détaillé

Chaque séance sera constituée d’environ une heure de cours et deux heures de travaux pratiques sur ordinateur (chaque étudiant(e) apport eson propre ordinateur portable, sur le principe **BYOD**). 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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