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| SPAT0056-1 | Atmosphères planétaires et exoplanétaires
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| Durée : | 30h Th, 15h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Jean-Claude Gérard, Denis Grodent |
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| Coordinateur(s) : | Denis Grodent |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier |
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Contenus du cours :
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| Un premier cours obligatoire (SPAT0055) reposait sur une étude détaillée de l'atmosphère terrestre. Il a permis d'introduire les différentes notions de la physique atmosphérique. Le cours optionnel « Atmosphères planétaires et exoplanétaires » continue dans cette voie et permet d'étendre le champ d'application de ces lois physiques aux atmosphères des planètes du système solaire et aux exoplanètes. Les différences entre les atmosphères des planètes sont directement liées à la formation de celles-ci et donc à la formation du système solaire. Le cas des exoplanètes permet d'explorer des atmosphères plus exotiques.
I. Introduction - Rappels
- Le nouveau système solaire
- Définitions
- Loi de Titius-Bode
- Les planètes du système solaire
- Orbites et rotations planétaires
- Système de coordonnées
- Configurations planétaires
- Lois de Kepler
- Problème à N corps (N=1,2,3)
- Marées
- Limite de Roche
- N >3 perturbation des orbites et résonance
- Sources d'énergie des planètes
II. Formation et évolution du système solaire
- Historique des théories
- Modèle standard
- Processus évolutifs
- Échappement et érosion
- Impacts
- Processus de surface
III. Les planètes telluriques
- Structure thermique
- Transfert radiatif
- Photochimie des atmosphères de CO2
- Ionosphère des atmosphères de CO2
- Mars, composition, climat, champ magnétique, dynamique
- La Terre : évolution du climat et de la composition chimique
IV. Les planètes géantes
- Structure thermique
- Transfert radiatif
- Photochimie des atmosphères d'hydrogène
- Ionosphère des atmosphères d'hydrogène
- Jupiter et ses satellites, composition, climat, magnétosphère, dynamique
- Saturne et ses satellites, composition, climat, magnétosphère, dynamique
- Uranus et Neptune
V. Planètes extrasolaires
- Détection des exoplanètes et de leur atmosphère
o méthode des vitesses radiales, effet Doppler
o méthode astrométrique
o méthode des micro-lentilles et chronométrage
o méthode des transits
o futurs observatoires
- Caractérisation des atmosphères exoplanétaires |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| L'étudiant devrait être capable d'expliquer comment la formation du système solaire a pu influencer la structure et la composition des différentes planètes. Il devrait pouvoir montrer que les évolutions de ces atmosphères sont différentes et que l'apparition de la vie sur Terre a eu une influence prépondérante sur son atmosphère, telle que nous la connaissons aujourd'hui. L'étude des atmosphères des exoplanètes vient de commencer. L'étudiant se familiarisera avec les méthodes de détection et devrait être capable d'imaginer comment ces cas exotiques permettront de tester les modèles atmosphériques actuels. |
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Il est nécessaire d'avoir suivi le cours SPAT0055 (Atmosphère terrestre) ou SPAT0048 (Physique de l'atmosphère et de l'environnement terrestres). |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Les notes de cours sont les versions PDF des présentations montrées au cours. Ces fichiers PDF sont mis à jour en cours d'année et téléchargeables sur MyULg.
Livres/articles de référence :
« An Introduction to Planetary Atmospheres » A. Sanchez-Lavega, CRC Press, 2011
« Atmosphères planétaires Origine et évolution » Th. Encrenaz, Belin, 2000
« The Exoplanet handbook » M. Perryman, Cambridge, 2011
« Exoplanet Atmospheres » Seager & Deming, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 2010. 48:631-672 |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Un travail personnel (correspondant à 15 h de TP) est présenté par chaque étudiant à la fin de l'année. Il consiste en l'analyse d'un article scientifique directement lié à la matière du cours. Le choix de cet article se fait en accord avec le responsable du cours. La présentation est cotée. Un examen oral traditionnel porte sur la matière vue au cours. |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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Contacts :
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| d.grodent@ulg.ac.be jc.gerard@ulg.ac.be |
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