Note du 29 juin 2020
Sans connaitre encore le temps que dureront les mesures de distances sociales liées à la pandémie de Covid-19, et quels que soient les changements qui ont dû être opérés dans l’évaluation de la session de juin 2020 par rapport à ce que prévoit la présente fiche descriptive, de nouvelles modalités d’évaluation des unités d’enseignement peuvent encore être adoptées par l’enseignant ; des précisions sur ces modalités ont été -ou seront-communiquées par les enseignant·es aux étudiant·es dans les plus brefs délais.
Sans connaitre encore le temps que dureront les mesures de distances sociales liées à la pandémie de Covid-19, et quels que soient les changements qui ont dû être opérés dans l’évaluation de la session de juin 2020 par rapport à ce que prévoit la présente fiche descriptive, de nouvelles modalités d’évaluation des unités d’enseignement peuvent encore être adoptées par l’enseignant ; des précisions sur ces modalités ont été -ou seront-communiquées par les enseignant·es aux étudiant·es dans les plus brefs délais.
5 crédits
22.5 h + 7.5 h
Q2
Enseignants
Pierrard Viviane;
Langue
d'enseignement
d'enseignement
Anglais
Thèmes abordés
Laphysique des gaz et des plasmas.
Le Soleil etles étoiles.
L'espace interplanétaireet le vent solaire.
La magnétosphère.
Mouvement des particules dans un champ magnétique.
Interactions Soleil-magnétosphère.
L'ionosphère et la plasmasphère.
L'atmosphère neutre.
Les atmosphères planétaires.
Le Soleil etles étoiles.
L'espace interplanétaireet le vent solaire.
La magnétosphère.
Mouvement des particules dans un champ magnétique.
Interactions Soleil-magnétosphère.
L'ionosphère et la plasmasphère.
L'atmosphère neutre.
Les atmosphères planétaires.
Acquis
d'apprentissage
d'apprentissage
A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de : | |
| 1 |
a. Contribution de l'unité d'enseignement aux acquis d'apprentissage du programme (PHYS2M et PHYS2M1) AA1: A1.1, A1.2, A1.5 AA2: A2.3, A2.4, A2.5 b. Acquis d'apprentissage spécifiques à l'unité d'enseignement Au terme de cette unité d'enseignement, l'étudiant.e sera capable de : 1. décrire les plasmas spatiaux et les interactions entre le vent solaire et le champ magnétique planétaire ; 2. connaître les couches atmosphériques et les mécanismes physiques qui s'y appliquent ; 3. utiliser les équations cinétiques et magnétohydrodynamiques de manière adéquate ; 4. évaluer l'ordre de grandeur des variables utilisées dans les plasmas spatiaux ; 5. réaliser un travail personnel sur un thème choisi concernant la physique spatiale ; 6. développer un code informatique simple pour visualiser les résultats du travail ; 7. analyser des données et les résultats de modèles et les commenter ; 8. présenter les résultats oralement et par écrit. |
La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Le Soleil : les étoiles (formation, diagramme de Hertzsprung-Russell, fusion, abondance des éléments) − description du Soleil interne (zone radiative, zone convective) − l’atmosphère solaire (photosphère, chromosphère et couronne) − les taches solaires et le cycle d’activité solaire − les éruptions solaires (CME, flares, protubérances…) − les trous coronaux.
La physique des gaz et des plasmas : définitions et propriétés – théorie cinétique : approche microscopique − fonctions de distributions des vitesses − équations fondamentales : Liouville, Boltzmann, Vlasov, Fokker-Planck – longueur de Debye − théorie hydrodynamique : approche macroscopique – équations fondamentales : continuité, moments, énergie – système de fermeture : approximation d’Euler, Navier-Stokes − liens et différences.
Application aux atmosphères planétaires et stellaires : équilibre hydrostatique – atmosphère neutre – atmosphère ionisée – modèles hydrodynamiques – modèle de Parker du vent solaire – libre parcours moyen – exosphère – vitesse de libération – satellites – flux d’échappement de Jeans – vent solaire – hydrogène et hélium s’échappant de la Terre.
L’espace interplanétaire : découverte du vent solaire – champ magnétique solaire − observations : vent lent et vent rapide – applications des équations fondamentales des plasmas : modèles hydrodynamique et cinétique – l’héliosphère – les comètes.
La magnétosphère : origine du champ géomagnétique – inversion des polarités – dipôle – International Geomagnetic Reference Field – magnétosphères planétaires – description des différentes régions de plasmas – courants – magnétopause – cornets polaires – feuillet de plasma – aurores – ceintures de Van Allen.
Mouvement des particules dans un champ magnétique : décomposition en 3 mouvements superposés – mouvement de giration – oscillation – dérive azimutale – forces de dérive (gravité, forces électrique et magnétique, polarisation) – application aux ceintures de Van Allen et à la plasmasphère.
Interactions Soleil-magnétosphère : les orages magnétiques – les sous-orages – météo spatiale – indices d’activité géomagnétique (Kp, Dst, Ae, PC, ...) – reconnexion.
La physique des gaz et des plasmas : définitions et propriétés – théorie cinétique : approche microscopique − fonctions de distributions des vitesses − équations fondamentales : Liouville, Boltzmann, Vlasov, Fokker-Planck – longueur de Debye − théorie hydrodynamique : approche macroscopique – équations fondamentales : continuité, moments, énergie – système de fermeture : approximation d’Euler, Navier-Stokes − liens et différences.
Application aux atmosphères planétaires et stellaires : équilibre hydrostatique – atmosphère neutre – atmosphère ionisée – modèles hydrodynamiques – modèle de Parker du vent solaire – libre parcours moyen – exosphère – vitesse de libération – satellites – flux d’échappement de Jeans – vent solaire – hydrogène et hélium s’échappant de la Terre.
L’espace interplanétaire : découverte du vent solaire – champ magnétique solaire − observations : vent lent et vent rapide – applications des équations fondamentales des plasmas : modèles hydrodynamique et cinétique – l’héliosphère – les comètes.
La magnétosphère : origine du champ géomagnétique – inversion des polarités – dipôle – International Geomagnetic Reference Field – magnétosphères planétaires – description des différentes régions de plasmas – courants – magnétopause – cornets polaires – feuillet de plasma – aurores – ceintures de Van Allen.
Mouvement des particules dans un champ magnétique : décomposition en 3 mouvements superposés – mouvement de giration – oscillation – dérive azimutale – forces de dérive (gravité, forces électrique et magnétique, polarisation) – application aux ceintures de Van Allen et à la plasmasphère.
Interactions Soleil-magnétosphère : les orages magnétiques – les sous-orages – météo spatiale – indices d’activité géomagnétique (Kp, Dst, Ae, PC, ...) – reconnexion.
Méthodes d'enseignement
Exposés magistraux.
Projet intégrateur.
Travail personnel.
Projet intégrateur.
Travail personnel.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
des acquis des étudiants
Examen écrit sur la matière du cours comptant pour 3/4 des points (15/20), complété par un travail et sa présentation qui comptent pour un quart des points (5/20). Le travail est choisi dans une liste de sujets donnés et donne lieu à un court rapport individuel à remettre au plus tard la veille de la dernière séance (envoyé par e-mail), avec présentation orale individuelle lors des dernières séances du contenu de ce projet.
Si le rapport n'a pas été remis à temps, il peut encore être remis pour la session de septembre et présenté le jour de l'examen.
Si le rapport n'a pas été remis à temps, il peut encore être remis pour la session de septembre et présenté le jour de l'examen.
Ressources
en ligne
en ligne
Powerpoint disponibles sur Moodle
Bibliographie
Pierrard V., 2009, L’environnement spatial de la Terre, Presses Universitaires de Louvain, (ISBN 978-2-87463-195-5), 214 pages. (conseillé)
Support de cours
- Powerpoint des cours
- Livre Pierrard V., 2009, L’environnement spatial de la Terre, Presses Universitaires de Louvain, (ISBN 978-2-87463-195-5), 214 pages.
Faculté ou entité
en charge
en charge
PHYS
