2023-2024 / ASTR0204-2

Astrophysique et géophysique

Durée

30h Th, 30h Pr

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences physiques5 crédits 
 Master en sciences mathématiques, à finalité8 crédits 

Enseignant

Marc-Antoine Dupret, Valérie Van Grootel

Coordinateur(s)

Marc-Antoine Dupret

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

Astrophysique : Après une introduction brossant un panorama général de l'univers des plus petites aux plus grandes échelles, un 1er chapitre aborde le rôle fondamental joué par la gravitation en astrophysique, en particulier pour les déterminations de masses. Le 2ème chapitre présente brièvement les méthodes de détermination des distances en astrophysique. Le 3ème gros chapitre présente en détail la mine d'information fournie par le rayonnement électromagnétique pour comprendre l'univers. Les principales techniques d'observation y sont également  présentée: lumière aux différentes longueurs d'onde, télescopes terrestres et spatiaux, actuels et futurs, ...  Enfin, les techniques de détection des exoplanètes y sont présentées. Le 4ème gros chapitre présente les 2 principales briques de l'univers, à savoir les étoiles et le milieu interstellaire. Les principaux processus physiques entrant dans la description des étoiles et leur évolution sont présentés en profondeur. Les caractéristiques du milieu interstellaire et le cycle de la matière sont également présentés. Dans le 5ème chapitre, notre galaxie est présentée, ainsi que le problème de la matière sombre. Dans le 6ème chapitre, l'étude de l'univers extra-galactique est présentée en accordant une attention particulière à l'expansion de l'Univers.

Géophysique : Dans le 7ème chapitre, la structure interne de la Terre et les moyens de sonder celle-ci par l'analyse des ondes sismiques sont présentés. La structure interne des autres planètes est également discutée. Dans le 8ème et dernier gros chapitre, les propriétés physiques des différentes couches de l'atmosphère terrestre sont discutées et on établit son bilan énergétique. La problématique on ne peut plus actuelle de l'effet de serre et du réchauffement climatique qu'il induit sont présentés en détail ainsi que, plus brièvement, les paléoclimats et les problématiques de l'ozone stratosphérique et troposphérique.

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

L'objectif du cours  est de plonger les étudiants dans la physique des différentes composantes fondamentales de notre univers: terre, planètes, étoiles, milieu interestellaire, matière sombre, galaxie(s), univers à grande échelle. Il s'agit surtout de leur montrer comment cette connaissance en perpétuelle évolution, comment des mesures précises des grandeurs physiques au sein de ces composantes peuvent être acquises par la méthodologie scientifique. Une attention particulière est donnée à la compréhension des processus physiques fondamentaux sous-jacents et, par là, aux liens avec l'ensemble de la formation en physique des étudiants. Si les objets étudiés sont, pour la plupart, très éloignés de nous. Les processus physiques analysés offrent aussi un regard pointu sur des phénomènes au coeur des préoccupations actuelles tels que le réchauffement climatique.

Savoirs et compétences prérequis

Des connaissances de base en physique, thermodynamique et mécanique sont indispensables. Le cours fait appel à des notions élémentaires de mathématique, notamment de trigonométrie plane.

Les cours suivants constituent des co-requis:

- Physique moderne, L. Dreesen (bac2 physique)
- Thermodynamique, N. Vandewalle (bac2 physique)

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Au cours du semestre, les étudiants effectuent un travail par groupe sur un sujet choisi librement dans une liste proposée balayant les principaux domaines de recherche de l'ULiège en astrophysique et géophysique. Ce travail est supervisé par un expert sur le sujet. Des séances d'exercices de révision sont organisées en fin de semetre en préparation de l'examen.

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

Le cours se donne au premier semestre (5h/semaine) en présentiel.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les présentations powerpoints, les podcasts et autres matériels sont disponibles au lien suivant:

https://dox.uliege.be/index.php/s/4X8eaXZroaGtoGx

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ET évaluation orale

Travail à rendre - rapport


Explications complémentaires:

Un examen oral (théorie) + écrit
(exercices) est organisé pendant la session de janvier. Si l'examen peut se faire en présentiel, aucune adaptation des modalités n'est nécessaire au regard de la crise COVID. Un travail effectué durant le 1er quadri entre dans l'évaluation. S'il ne peut être effectué dans de bonnes conditions à cause de la crise COVID, il n'entrera pas dans l'évaluation.

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Contacts

Marc-Antoine Dupret
email: MA.Dupret@uliege.be
adresse: Institut d'Astrophysique et Géophysique, bât. B5c, +1
Tél: 04 366 97 32

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Notes en ligne

Astronomie
Chapitre I Astronomie Format powerpoint

Astronomie
Chapitre I Astronomie Format pdf

Astronomie : Exercices
Exercices corrigés d'astronomie

Etoiles
Chapitre IV Structure et évolution des étoiles, format ppt

Etoiles
Chapitre IV Structure et évolution des étoiles, format pdf

Examen
Modalités de l'examen

Galaxie
Chapitre 5, Notre Galaxie, format pdf

Galaxie
Chapitre V Notre Galaxie, format ppt

Géophysique Externe
Chapitre VIII, Géophysique Externe

Géophysique interne, 1
Chapitre VII, Géophysique Interne, part. 1

Géophysique Interne, 2
Chapitre VII, Géophysique Interne, part. 2

Le problème à 2 corps
Compléments sur le problème à 2 corps

Les distances
Chapitre II La mesure des distances, format powerpoint

Les distances
Chapitre II La mesure des distances, format pdf

Lumière
Chapitre III La lumière en astrophysique, format pdf

Lumière
Chapitre III La lumière en astrophysique, format ppt

Notes
Notes complètes et présentations powerpoint

Univers
Chapitre VI, Notre Univers, format pdf

Univers
Chapitre VI, Notre Univers, format ppt