Durée
20h Th, 10h Pr
Nombre de crédits
| Master en sciences spatiales, à finalité | 3 crédits |
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au deuxième quadrimestre
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Le Soleil constitue à lui seul un domaine important de l'astrophysique car c'est la seule étoile observable en détail et aussi parce que le Soleil exerce une influence permanente sur l'environnement spatial à travers tout le système solaire et en particulier sur la Terre.
Le cours commence par une présentation de la structure du Soleil et en particulier de son atmosphère. Les différentes couches de cette atmosphère sont passées en revue, de la photosphère à la couronne et à l'héliosphère, en mettant l'accent sur les différences de propriétés physiques du plasma et des champs magnétiques qui les constituent et des différences de transfert radiatif, de source et de dissipation d'énergie et de morphologie qui en découlent.
Nous abordons ensuite l'activité solaire en introduisant les propriétés et les mécanismes physiques des éruptions solaires et des éjections de masse coronales, les deux principaux phénomènes éruptifs du Soleil. Ces phénomènes sont suivis depuis les processus déclencheurs (reconnexion magnétique) jusqu'à la propagation de leurs émissions dans le milieu interplanétaire (rayonnement, particules).
Nous considérons aussi la modulation à long terme de cette activité par le cycle de 11 ans, y compris les concepts récents résultant de la modélisation de la dynamo solaire.
Enfin, vu les multiples impacts de l'activité solaire sur l'environnement terrestre et sur les activités humaines, la dernière partie du cours synthétise l'input solaire au niveau de la Terre (spectre de radiation, vent solaire) et s'achève sur la météorologie spatiale, c'est-à-dire les perturbations finales produites par l'activité solaire sur les technologies (télécommunications, systèmes spatiaux, réseaux électriques), ainsi que les couplages à long terme (forçage climatique).
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Le cours constitue une introduction à la physique solaire. Par une approche principalement phénoménologique, il familiarise l'étudiant aux divers phénomènes d'activité du Soleil et aux relations Soleil-Terre. A l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de lire et comprendre des articles scientifiques sur le sujet et de comprendre l'origine des phénomènes solaires entrant en jeu dans d'autres domaines. Les notions développées dans ce cours sont d'ailleurs complémentaires à diverses orientations du Master: astrophysique stellaire, magnétosphères et atmosphères planétaires, technologies spatiales.
Savoirs et compétences prérequis
Connaissances fondamentales en mathématiques, physique, mécanique classique et de préférence, notions de spectroscopie et transfert radiatif. Ce cours n'a pas de co-requis.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Le cours théorique se donne normalement en 7 séances de 3 heures. Il est basé sur des présentations Powerpoint, abondamment illustrées (approche principalement phénoménologique) par des graphiques, images et films animés.
En dehors du cours théorique proprement dit, l'étudiant est appelé à préparer un travail personnel sur un sujet de son choix et sous la guidance du professeur (synthèse ou approfondissement basé sur le cours, ou mise en lien avec un domaine de recherche extérieur au cours, avec recherche bibliographique). Ce travail prend la forme d'un rapport personnel et d'une présentation orale de 10 minutes lors de l'examen.
Selon le nombre d'étudiants participants, une visite peut être aussi organisée à l'Observatoire Royal de Belgique pour visiter le SIDC (Solar Influences Data analysis Center) et la station solaire d'Uccle.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)
7 cours d'environ trois heures, durant le deuxième semestre.
Si le nombre d'étudiants est suffisant (plus de deux), les cours sont donnés sur le campus à Liège. Sinon, il est demandé que l'étudiant se déplace à l'Observatoire Royal de Belgique à Bruxelles.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
Les projections Powerpoint servant de support au cours sont mises à disposition des étudiants. Elles sont suffisamment complètes pour servir de notes de cours (figures, formules mathématiques). Les étudiants peuvent trouver ces fichiers sur le site FTP:
ftp://ftp-as.oma.be/dist/astro/Clette.F/CoursMasterULiege
Modalités d'évaluation et critères
L'examen oral se déroule en deux parties: pour deux tiers (~20 min), des questions sur la matière du cours pour évaluer l'acquisition des notions clés et la compréhension de la matière, et pour un tiers (~10min), un résumé oral du travail personnel accompagné de questions du professeur basées sur le rapport écrit remis avant l'examen.
Les réponses et le travail personnel doivent illustrer la bonne maîtrise des notions de physique solaire abordées et une bonne capacité de synthèse des connaissances dans le domaine traité.
La note finale se répartit à raison de 50% pour le travail personnel et sa présentation et 50% pour la connaissance du cours.
Stage(s)
Visite optionnelle, selon la disponibilité des étudiants, d'une demi-journée à l'Observatoire Royal de Belgique, situé à Bruxelles, pour visiter le SIDC (Solar Influences Data analysis Center) et la station solaire d'Uccle.
Remarques organisationnelles
Le cours est normalement donné seulement un an sur deux (2016-2017, 2018-2019).
Si un horaire particulier est souhaité, les étudiants inscrits sont invités à se concerter et à prendre personellement contact avec le professeur le plus tôt possible en début d'année académique, étant donné que le professeur doit se déplacer depuis Bruxelles spécialement pour donner le cours.
Un sujet est choisi pour le travail personnel au mois d'avril sous la guidance du professeur. Le rapport doit être remis au minimum une semaine avant l'examen, qui se tient typiquement dans le courant du mois de juin.
Contacts
Frédéric Clette
Physique Solaire
Observatoire Royal de Belgique
3, avenue Circulaire
1180 Bruxelles
E-mail: frederic.clette@oma.be
Tél: 02/373.02.33
Fax: 02/374.98.22