Programme PIV

Programme parcours PIV

Les parcours du Master Physique Fondamentale et Application est organisé en quatre semestres qui constituent chacun une spécialisation progressive. Chaque semestre comporte 30 ECTS et doit être validé indépendamment (il n’y a pas de compensation inter semestrielle). Pour valider chaque année il faut donc valider séparément les 2 semestres et pour obtenir le diplôme il faut valider les 2 années.

Les sciences du vivant connaissent aujourd’hui une révolution. Les grandes méthodes des sciences physiques et mathématiques sont maintenant au cœur des approches modernes d’investigation des systèmes biologiques, de l’échelle des molécules à celle des tissus ou des organes. Le master Physique et ingénierie du vivant constitue une formation originale à l’interface de la physique et de la biologie permettant à de jeunes physiciens de poursuivre une carrière dans ce domaine en plein essor.

La formation vise des débouchés dans la recherche fondamentale, les biotechnologies, l’industrie du diagnostic. Elle s’effectue en partenariat avec de très nombreux laboratoires, aussi bien industriels qu’académiques

  • Formation ouverte aux bacs +3 : Physique, Chimie-Physique

Semestre 1

  • Atomes, Molécules et Rayonnement (5 ECTS)

Responsable : Mauro ANTEZZA

Ce cours démarre par la description quantique des atomes et des molécules. Il continue par la description du magnétisme et de son lien étroit avec le moment cinétique. Il aborde ensuite les techniques de perturbation et l’interaction spin orbite. Dans une deuxième partie, ce cours traite de l’interaction rayonnement matière et des processus élémentaires d’interaction : émission spontanée, stimulée et absorption. Le problème du corps noir est abordée, de même que le modèle d’Einstein. Le cours termine sur les largeurs de raies, l’amplification optique et la physique du Laser.

Ce cours concerne les fondement de la physique moderne. Il fournit l’enseignement nécessaire à la compréhension des spectroscopies et des dispositifs optiques modernes. A ce titre il est obligatoire aux parcours à vocation recherche mais également aux parcours Pro et pluridisciplinaires.

  • Modélisation et Simulation en Physique (5 ECTS)

Responsable : David CASSAGNE

  • Introduction à l’étude des problèmes de physique sur ordinateur
    • Systèmes d’exploitation, langages, bibliothèques scientifiques.
    • Erreurs et approximations numériques.
    • Traitement des données expérimentales, techniques de visualisation.
  • Méthodes générales de résolution
  • Intégration numérique, équations différentielles,transformation de Fourier, nombres aléatoires, applications Monte Carlo, algèbre linéaire, notions d’optimisation.
  • Applications aux problèmes de physique
    • Introduction au calcul scientifique haute performance Parallélisation, Programmation orientée objet
  • Physique de la Matière Condensée 1 – Propriétés Structurales :  (5 ECTS)

Responsable : Jean-Roch HUNTZINGER

  • Structure cristalline, diffraction de Bragg, facteur de structure, extension aux systèmes désordonnés.
  • Dynamique vibrationnelle, phonons, de la chaîne linéaire au cristal 3D, courbes de dispersion, extension aux systèmes désordonnés.
  • Densité d’états vibrationnels, Chaleur spécifique, Conductivité thermique, « différences verre-cristal »
  • Physique Expérimentale (5 ECTS)

Responsable : Matthieu GEORGE

Ce module a pour but de permettre aux étudiants de confronter la réalité expérimentale à leurs connaissances théoriques. Le panel des expériences proposées couvre les domaines de la physique enseignée dans les parcours de Physique. L’étudiant doit choisir parmi ses différentes expériences celles qui lui semblent le plus proche de ses centres d’intérêts. Un effort important est fait pour intégrer les nouvelles technologies d’acquisition des données et l’utilisation des outils informatiques afin de comparer expérience et théorie. Une attention particulière est aussi portée sur la rédaction des résultats et leurs présentations sous forme de communication orale. Le travail s’organise en séance de huit heures pour laquelle un thème est choisi par les étudiants. Pour chacun des thèmes ils choisissent parmi plusieurs expériences possibles. Ils rédigent un compte rendu sur le travail réalisé. De plus, au cours du semestre ils doivent présenter oralement les résultats obtenus au cours de l’une des séances de manipulations. A l’issue du semestre, l’étudiant choisit une thématique, qu’il développe sous forme d’un rapport final et qu’il soutient oralement.

  • Surfaces, interfaces colloïdes (5 ECTS)

Responsable : Gladys MASSIERA

  • Zoologie des forces d’interactions : Covalente, Répulsives de cœur dur ; Coulombiennes : ion/ion, ion dipôle fixe, ion/dipôle mobile ; dipôle/dipôle
  • La liaison hydrogène
  • Interactions covalentes et ioniques dans les verres
  • Interactions de van der Waals entre colloïdes
  • Interactions hydrophiles et hydrophobes
  • Interactions stériques.
  • Introduction aux systèmes biologiques pour les physiciens (2,5 ECTS)

Responsable : Luca CIANDRINI

Le but de cette UE est de fournir aux étudiants de physique les connaissances des bases en biologie nécessaire à la compréhension de problématiques interdisciplinaire sur des systèmes biologiques et qui seront développées dans d’autres UE du Master. Plan du cours : L’anatomie de la cellule, la structure et synthèse des protéines, les mécanismes de transcription et traduction, un mot sur la motilité cellulaire, puis une très courte introduction à la biologie du développement et à l’embryologie.

  • Anglais 1 (2,5 ECTS)

Responsable : Sonia GOUIRAND

Semestre 2

  • Physique Statistique (5 ECTS)

Responsable : Walter KOB

Ensemble grand-canonique. Statistiques quantiques. Fluides quantiques : condensation Bose-Einstein, rayonnement thermique, théorie de Sommerfeld. Transition de phases : paramètre d’ordre, ordre de la transition, théorie de champ moyen. Percolation. Croissance de surfaces.

  • Microscopies et spectroscopies pour la Biologie (5 ECTS)

Responsable : Andrea PARMEGGIANI

  • Capteurs et Traitement d’Image (5 ECTS)

Responsable : Olivier STRAUSS

L’objectif de ce module (CM,TP) est de permettre aux étudiants d’acquérir les connaissances de bases nécessaires dans la plupart des disciplines associées aux sciences pour l’ingénieur concernant l’image et son utilisation.

  • Formation et codage des images (images niveaux de gris, images couleurs, images mécaniques et thermiques, images acoustiques, images radiologiques)
  • Bases du traitement des images (histogrammes, binarisation, morphologie, convolution-déconvolution, réduction du bruit, filtrage, interpolation, dérivation, statistiques, analyse de Fourrier, transformation géométriques, correction des déformations optiques, …)
  • Bases de l’analyse d’images (segmentation, extraction de contours, paramétrisation, corrélation, interprétation,…)
  • Projet tuteuré PIV (5 ECTS)

Responsable : Gladys MASSIERA

 

  • Stage M1 PIV (10 ECTS)

Responsable : Andrea PARMEGGIANI

Stage de 7 semaines en laboratoire ayant pour but la mise en contact avec les métiers de la recherche. Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger.

Semestre 3

  • Modélisation physique du vivant (5 ECTS)

Responsable : Andrea PARMEGGIANI

  • Microscopies avancées (5 ECTS)

Responsables : Stefano TRAPANI

  • Micro-fluidique et micro-rhéologie (2.5 ECTS)
Responsable : Gladys MASSIERA
 Principes et techniques de micro-rhéologie. Instabilités hydrodynamiques. Hydrodynamique dans les microcanaux : écoulement de Poiseuille et écoulement bouchon. -Microfluidique : micro-fabrication, exemples, et applications.
  • Physique de la Matière Molle : Polymères (2.5 ECTS)

Responsable : Christian LIGOURE

Polymères : Modèle de la chaîne idéale et chaîne réelle, Elasticité entropique, Solutions semi-diluées : longueur de corrélation, pression osmotique, lois d’échelles. Réseaux et gels polymériques, thermodynamique des mélanges : spinodale, binodale, dynamique des polymères, élasticité de l’ADN, brosses de polymères.

  • Biochimie structurale (2.5 ECTS)

Responsable : Rachel CERDAN

  • Biologie Synthetique et Biomimetisme (2.5 ECTS)

Responsable : Radulescu

  • Biophysique Moléculaire (5 ECTS)

Responsable : Andrea PARMEGGIANI

Cette UE se concentre sur les interactions des complexes et machines biomoléculaires. La thermodynamique, la mécanique et la dynamique des ces complexes sont analysées, avec un approfondissement des approches utilisées pour observer et quantifier ces interactions. La finalité de ces interactions biomoléculaires dans le contexte et le comportement de la cellule vivante est traitée. Notamment en abordant le cas des moteurs moléculaires et de la génération de forces.

  • Anglais 2 (2,5 ECTS)

Responsable : Sonia Gouirand

  • Connaissance de l’entreprise (2,5 ECTS)

Responsable : Thierry BRETAGNON

Semestre 4

  • Stage M2 PIV (30 ECTS)

Responsable : Andrea PARMEGGIANI

Stage de 4 mois en laboratoire ayant pour but l’immersion dans le monde de la recherche et la préparation à la thèse. Ce stage peut être effectué dans un laboratoire de recherche en France ou à l’étranger.

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