2021-2022 / PHYS0209-3

Méthodes numériques de la physique

Durée

25h Th, 35h Pr

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences physiques6 crédits 

Enseignant

Thierry Bastin

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

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

Le cours théorique est subdivisé en 6 chapitres couvrant chacun un thème particulier : Chap. 0: La représentation des nombres entiers et réels en machine Chap. I : L'intégration numérique (méthodes des trapèzes, de Simpson et de Monte-Carlo) Chap. II : Racines, minima et maxima d'une fonction Chap. III : Les systèmes linéaires (algorithmes de Gauss-Jordan et de Crout - décomposition LU) Chap. IV : Les courbes splines Chap. V : La résolution des équations différentielles d'ordre quelconque (méthodes d'Euler, de Runge-Kutta d'ordre 2 et de Runge-Kutta d'ordre 4) Chap. VI : Les équations aux valeurs propres (transformations de Jacobi et de Givens) Chap. VII : Les polynômes orthogonaux

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

- Apprendre à utiliser l'outil informatique pour résoudre divers problèmes mathématiques rencontrés couramment en physique
- Exposer les techniques algorithmiques utilisées dans ce but
- Formaliser ces algorithmes en langage C++
- Apprendre l'utilisation de Mathematica®

Savoirs et compétences prérequis

Aucun

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les cours sont dispensés de façon ex cathedra. L'essentiel du contenu du cours est présenté par video data, complété par l'usage du tableau pour toutes les démonstrations techniques. Le cours est complété par 12 séances de travaux pratiques où les algorithmes vus aux cours théoriques sont implémentés sur ordinateur. Une double salle équipée de 40 ordinateurs est prévue à cet effet. L'assistance aux TPs est OBLIGATOIRE et conditionne l'accès à l'examen.

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

Le cours théorique et les TPs sont dispensés au premier quadrimestre. Les TPs se donnent à la salle informatique au 4ème étage du bât. de Physique (B5).

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

La copie de tous les transparents est disponible en ligne. Des notes en ligne sont également disponibles pour l'exposé du langage C/C++, du programme Mathematica® et du compilateur utilisé aux séances de travaux pratiques. Ces notes sont également complétées de toute une série de petits programmes illustratifs des notions de base du langage C/C++.

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes )

Evaluation continue


Explications complémentaires:

L'évaluation est pondérée comme suit:
- 55 % pour l'examen écrit (partie théorique du cours)
- 35 % pour l'examen pratique (un programme à réaliser)
- 10 % pour la cote de TPs
pour autant qu'une note supérieure ou égale à 8 soit obtenue dans chacune des 2 premières parties, à défaut de quoi la note inférieure de ces 2 parties fait office de note finale.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Thierry Bastin
Département de Physique
I.P.N.A.S., Bât. B15, Sart Tilman
 
Tél: 04/366.36.93
GSM: 0473/250.783
e-mail: T.Bastin@uliege.be