Astrochemistry

Durée

30h Th, 10h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Michaël De Becker

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

De nombreux progrès ont permis ces dernières années d'éclaircir notre vision de la chimie du milieu interstellaire et circumstellaire. A ce jour, le nombre de molécules différentes fermement identifiées dans le milieu interstellaire dépasse 200, et ce grâce au développement de nouveaux moyens d'observation. Des progrès significatifs sont attendus dans ce domaine dans les années à venir, notamment grâce à de grands projets d'observatoires tels qu'ALMA. Les processus responsables de la formation de ces espèces chimiques, et de leur filiation éventuelle, font l'objet de nombreuses études.
Ce cours vise à donner un aperçu de ces études, et des notions de physico-chimie sous-jacentes nécessaires à leur compréhension. Des notions générales de chimie, y compris des éléments de chimie organique, y sont exposés dans un contexte astrophysique, en insistant sur l'impact de l'environnement astrophysique sur les processus responsables de la formation et/ou de la destruction de ces molécules. L'influence de facteurs essentiels à l'astrochimie tels que les rayons cosmiques et le rayonnement est particulièrement commentée. La question des molécules plus complexes et de molécules prébiotiques éventuelles y est abordée. Les principales méthodes d'identification spectroscopique des molécules dans différents domaines spectraux seront également brièvement passées en revue.
L'évolution d'environnements astrophysiques est également discutée, avec emphase sur l'effet de cette évolution sur les populations moléculaires. En particulier, l'évolution d'un nuage moléculaire jusqu'à l'apparition d'un système planétaire est discutée, et les conditions prébiotiques de la Terre sont commentées.
Tout au long du cours, le contexte astrophysique sera systématiquement mis en évidence. En dépit du fait que l'astrochimie traite principalement de processus physico-chimiques, les fondations astrophysiques de ce cours constituent une composante prépondérante.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Dans un premier temps, ce cours vise à apporter aux étudiants une vision générale et introductive des processus et phénomènes situés à l'interface entre l'astrophysique et la chimie. Cet objectif concerne principalement la connaissance de ces processus et leur compréhension sur des bases physiques adequates.
Un autre objectif important est d'inculquer les notions nécessaires pour que la littérature spécialisée dans le domaine de l'astrochimie soit accessible aux étudiants. Cette introduction est dès lors sensée procurer aux étudiants l'autonomie nécessaire pour approfondir ultérieurement leurs connaissances dans ce domaine, que ce soit à des fins de recherche ou de culture personnelle. Cet objectif concerne l'application de connaissances et la comprhénsion de concepts, ainsi qu'une part de synthèse et d'analyse d'information.
Enfin, l'objectif le plus ambitieux et d'amener les étudiants à être capables d'intégrer plusieurs concepts issus de disciplines scientifiques a priori distinctes. Ce cours constitue par consequent une introduction aux approches pluridisciplinaires, d'importance croissante en sciences modernes. Cet objectif pousse davantage le développement de compétences de plus haut niveau telles que la capacité de synthèse pluridisciplinaire. De telles compétences sont d'une importance prépondérante pour aborder des questions scientifiques ambitieuses telles que l'étude de l'évolution des conditions prébiotiques et l'étude de l'origine de la vie dans l'Univers.

Savoirs et compétences prérequis

Pas de prérequis particulier.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

La partie théorique est organisée en séances de cours illustrées par des notes de cours détaillées, et par des présentations visuelles commentées par le titulaire du cours.
La partie pratique du cours consiste en des exercices, individuels ou en groupe, réalisés en présence du titulaire du cours. Ces exercices requièrent une participation active des étudiants, et sont en partie basés sur des articles scientifiques directement liés au thème du cours. Ce dernier point est en relation directe avec un des objectifs principaux du cours.
Un questionnaire à choix multiples d'auto-évaluation est aussi organisé en début et fin de cours, dans une optique d'auto-évaluation (questionnaire IN/OUT).
Des modules d'apprentissage et des tests relatifs au contenu du cours sont aussi mis à disposition des étudiants sur la plateforme e-Campus.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Le cours est organisé en séances théoriques (30 heures au total), complétées par quelques séances d'exercices (10 heures) illustrant certains aspects du contenu du cours.
Le cours ont complété par des modules pédagogiques et des tests accessibles via la plateforme e-Campus. L'exploration de ces compléments est recommandée.
La présence des étudiants est requise tant pour les séances théoriques que pratiques.

Adaptations organisationnelles liées au contexte sanitaire

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Des notes de cours rédigées en anglais reprenant le contenu principal du cours sont fournies aux étudiants via la plateforme e-Campus. Ces notes de cours renvoient à une bibliographie détaillée et adaptée aux objectifs du cours.

Modalités d'évaluation et critères

Vous trouverez ci-dessous les modalités d'évaluation envisagées pour les examens en présentiel et à distance ainsi que celle souhaitée en cas de session hybride. En fonction de l'évolution sanitaire, la modalité choisie vous sera communiquée au plus tard un mois avant le début de la session d'examen.

Code orange:
 
Un examen oral est organisé en fin d'année. La première partie de cet examen est basée sur un article choisi par les étudiants, et la seconde partie concerne plus spécifiquement la matière vue lors des séances théoriques.
Les modalités d'examen sont clarifiées tant dans l'espace e-Campus du cours que durant les cours.
 
 
Code rouge:
 
Pour la première partie (A), les étudiants enverront à l'enseignant un rapport écrit sur l'article scientifique sélectionné. Pour la seconde partie (B), les étudiants recevront deux questions ouvertes à l'avance, et il leur sera demandé de préparer une réponse écrite à une des questions (les étudiants choisissent) à transmettre par e-mail à l'enseignant.
La date limite d'envoi des documents (parties A et B) sera précisée par l'enseignant.
Une brève discussion orale par Lifesize sera ensuite organisée entre l'enseignant et chaque étudiant individuellement. Cette discussion aura un poids important dans l'évaluation.
Il n'est pas nécessaire que tous les étudiants présentent la partie orale le même jour.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

L'essentiel du cours consiste en un exposé théorique de divers aspects de l'astrochimie, agrémenté de nombreux exemples trouvés dans la littérature spécialisée. Les applications pratiques sont présentées progressivement après le développement des connaissances requises dans la partie théorique.
Les séances sont organisées selon l'horaire mis à disposition des étudiants, avec d'éventuels aménagements mineurs adaptés aux disponibilités des étudiants.

Contacts

Michaël De Becker
Tél: 04/3669717
E-mail: Michael.DeBecker@uliege.be
Bureau: Institut d'Astrophysique et Géophysique, Bât. B5c, 1er étage, bureau 1/8