Programme et Emploi du temps

 
Enseignements
Les semestres 1, 2 et 3 sont découpés en modules de 3 ou 6 ECTS. Les semestres 2 et 4 proposent respectivement des stages de 3 et 6 mois en immersion dans un laboratoire.
Cliquez sur les intitulés des cours pour connaître le nombre de crédits attribués à chaque module et le détail des enseignements.


Semestre 1

Méthodes mathématiques et numériques

Crédits : 6 ECTS

  • Analyse complexe
  • Processus stochastiques, équations de Langevin et de Fokker Planck
  • Méthodes de Monte-Carlo
  • Dynamique moléculaire
  • Introduction au calcul parallèle (MPI, Open MP, Cuda)

Intervenants  
Physique quantique avancée

Crédits : 6 ECTS

  • Connaissance de bases (Osc. harmonique, opérateur densité, meth. approx, opérateur symétrie,...)
  • Atome hydrogène (Struct. fine, hyper fine et Zeeman)
  • Diffusion par un potentiel
  • Particules identiques
  • Seconde quantification (base de Fock, opérateur de champ, quantification du champ,...)

Intervenants
Physique statistique

Crédits : 6 ECTS

  • Entropie statistique et distribution de Boltzmann
  • Ensemble canonique et grand-canonique
  • Statistiques quantiques
  • Introduction aux phénomènes critiques

Intervenants
Systèmes dynamiques

Crédits : 6 ECTS

  • Modélisation en Physique
  • Analyse de stabilité linéaire
  • Notions de dynamique qualitative (portrait de phase, section de Poincaré, metastabilité, excitabilité)
  • Bifurcations et formes normales
  • Systèmes étendus dans l'espace, solitons
  • Exemples d'instabilités (mécanique des fluides, lasers)
  • Mécanique Lagrangienne et Hamiltonienne
  • Transition vers le chaos

Intervenants
Communication scientifique

Crédits : 3 ECTS

  • Présentation d'articles scientifiques
  • Communication orale
  • Cohésion de groupe

Intervenants
Techniques de laboratoire

Crédits : 3 ECTS

  • Apprentissage de techniques
  • Découverte du métier d'ingénieur
  • Immersion au coeur des laboratoires

Intervenants


Semestre 2

Hydrodynamique physique

Crédits : 6 ECTS

  • Cinématique des fluides
  • Dynamique des fluides visqueux
  • Equations de bilan
  • Ecoulements potentiels
  • Vorticité
  • Ecoulements à petit nombre de Reynolds
  • Couches limites laminaires
  • Instabilités hydrodynamiques

Intervenants
Physique statistique hors équilibre

Crédits : 3 ECTS

  • Origine de l'irréversibilité
  • Théorie macroscopique du transport
  • Théorie microscopique du transport

Intervenants
Optique non linéaire

Crédits : 3 ECTS

  • Phénomènes de diffusion : Brillouin, Raman
  • Phénomènes paramétriques : effets du second ordre et troisième ordre
  • Applications : miroir à conjugaison de phase, solitons optiques, OPO, ...

Intervenants
Physique des lasers

Crédits : 3 ECTS

  • Faisceaux gaussiens
  • Calcul de stabilité de cavité
  • Amplificateurs et sources lasers

Intervenants
Atelier de physique contemporaine

Crédits : 3 ECTS

  • Année 2024-2025 :
  • Séminaires au cours du semestre
Lien vers les ateliers des années précédentes
Projet en laboratoire

Crédits : 3 ECTS

  • Package : Cours + TD + Expérience
  • Expérimental, numérique ou théorique
  • Articles scientifiques
  • Durée : étalé sur le semestre
Stage en laboratoire de 3 mois

Crédits : 9ECTS


Semestre 3

Physique de la matière condensée

Crédits : 6 ECTS

  • Structure cristalline
  • Théorie des bandes
  • Propriétés des semi-conducteurs
  • Interaction lumière-matière
  • Etats topologiques de la matière

Intervenants
Biophysique

Crédits : 3 ECTS

  • Notions de biologie cellulaire et moléculaire
  • Fluorescence : théorie, techniques, applications
  • Biomécanique : techniques de mesure de force, moteurs moléculaires, physique des plantes

Intervenants
Capillarité et mouillage

Crédits : 3 ECTS

  • Tension de surface 
  • Interfaces fluides, loi de Laplace et lois de Plateau : films, gouttes, jets, émulsions, mousses
  • Angles de contact statique et dynamique
  • Texturation de surface
  • Microfluidique

Intervenants
Ondes et instabilités hydrodynamiques

Crédits : 3 ECTS

  • Méthode multi-échelle, formalisme d'enveloppe
  • Equation de Landau
  • Problème hydrodynamique des vagues
  • Soliton et équation de KDV (Korteweg-de Vries), équation de Schödinger non-linéaire

Intervenants
Photonique

Crédits : 3 ECTS

  • Optique guidée (rappels)
  • Circuits optiques, puces, réseaux
  • Fibres optiques spéciales
  • Matériaux pour l'optique

Intervenants
Fluides quantiques

Crédits : 3 ECTS

  • Principe de symétrisation, statistique de Fermi-Dirac et de Bose-Einstein
  • Hydrodynamique superfluide (modèle à deux fluides, critère de Landau)
  • Supraconductivité
  • Exemples de fluides quantiques : gaz quantiques, liquides de Fermi, liquides de Luttinger, fluides de lumière, effet Hall quantique
  • Quelques expériences avec des fluides quantiques (vapeurs atomiques, etc.)

Intervenants
Ondes en milieux complexes

Crédits : 3 ECTS

  • Approche semi-classique
  • Théorie des matrices aléatoires
  • Diffusion
  • Superposition aléatoire d'ondes planes, systèmes ouverts

Intervenants
Modules optionnels : choix 1

Information quantique

Crédits : 3 ECTS

  • Introduction à l'information quantique : superposition cohérente, intrication, théorème de non clonage
  • Communication quantique (protocoles, preuves de sécurité, réalisations expérimentales)
  • Calcul / simulation quantique
  • Métrologie quantique

Intervenants

Information quantique

Crédits : 3 ECTS

  • Optique statistique
  • Degré de cohérence
  • Quantification du champ électromagnétique
  • États cohérents et états comprimés de la lumière
  • Optique quantique multimode

Intervenants
Modules optionnels : choix 2

Turbulence

Crédits : 3 ECTS

  • La turbulence et les équations de Navier-Stokes et Euler
  • Modèles aléatoires de turbulence
  • Turbulence de paroi

Intervenants

Microfluidique, fluides complexes et matière active

Crédits : 3 ECTS

  • Microfluidique
  • Ecoulement bi-phasique et transfert de masse et de chaleur
  • Rhéologie des fluides complexes
  • Nage et matière active

Intervenants


Semestre 4

Communication scientifique

Crédits : 3 ECTS

  • Rédaction d'articles
  • Présentation orale
  • Cohésion de groupe
Stage en laboratoire de 6 mois

Crédits : 27 ECTS

Emploi du temps

Emploi du temps du Master 1

Emploi du temps du Master 2

Ateliers de physique contemporaine

Atelier de physique contemporaine 2026 : Transitions de phase et phénomènes critiques. 

Bertrand DELAMOTTE (LPTMC, Paris) : Transitions de phase, invariance et lois d'échelle, groupe de renormalisation: une introduction.
Sergey SKIPETROV (LPMMC, Grenoble) : Transition de localisation d'Anderson : une transition de phase qui n'en est pas une.
Léonie CANET (LPMMC, Grenoble) : Phénomènes critiques hors de l’équilibre.
Ludovic BERTHIER (GULLIVER, Paris) : Exemples de transitions de phase dans les systèmes désordonnés.
Dominique MOUHANNA (LPTMC, Paris) : Physique statistique des membranes.
Thierry GIAMARCHI (DQMP, Genève): Transitions de phase et basse dimensionalité.
David CLÉMENT (LCF-IOGS, Saclay): Transition de phase et statistique universelle du paramètre d'ordre observées avec des atomes froids.
Raphaël VOITURIEZ (LJP, Paris) : Transitions de phase dans les systèmes actifs et vivants.
Jean-Noël FUCHS (LPTMC, Paris) : Transitions de phases topologiques dans le graphène.

Atelier de physique contemporaine 2025 : Qu’est-ce que le machine learning apporte à la physique ? Et vice-versa ? 

Florent KRZAKALA (EPFL, Lausanne) : Comment fonctionne l’intelligence artificielle ? (conférence grand-public, 16/07/2024, IES Cargèse).
Rémi MONASSON (LPENS, Paris) : Apprentissage non supervisé, de la PCA aux machines de Boltzmann.
Freddy BOUCHET (LMD, Paris) : ML & science de l’environnement (titre provisoire).
Médéric ARGENTINA (INPHYNI, Nice) : Recherche de nage ondulatoire optimisée par approches IA.
Marco SAITTA (IMPMC, Paris) : Machine learning in computational materials science.
Simona COCCO (LPENS, Paris) : Data driven modeling and generation of proteins and RNAs.
Sylvain GIGAN (LKB, Paris) : La lumière pour calculer: la photonique au secours de l’intelligence artificielle.
Michel CAMPILLO (ISTerre, Grenoble) : Des signaux sismiques à la dynamique de la Terre avec des techniques d'IA .
Christina AGAPOPOULOU (IJCLab, Orsay) : L’intelligence artificielle à la recherche des particules.

Atelier de physique contemporaine 2024 : Le temps : concept, mesure, manipulation.

Eric PICHOLLE (INPHYNI, Nice) : Temps et récits, du Timée au Boulet de Langevin.
Christian BRACCO (SYRTE, Paris) : Le temps de la relativité restreinte.
Valerio SCARANI (NUS, Singapour) : Irreversibility & Reverse processes.
Laure SAINT-RAYMOND (IHES, Bures-sur-Yvette) : À propos de l’irréversibilité dans les modèles de physique statistique.
Noël DIMARCQ (ARTEMIS, Nice) : Interférométrie atomique et mesures extrêmes.
Patrick PETER (IAP, Paris) : D’où vient le temps en gravitation quantique ? 
Mathias FINK (Inst. Langevin, Paris) : Ondes et Renversement du temps.
Christian MINIATURA (INPHYNI, Nice) : La symétrie par renversement du temps en physique - Concepts.

Atelier de physique contemporaine 2023 : La matière active. 

Philippe PEYLA (LIPhy Grenoble) : Hydrodynamique des suspensions – quand les particules deviennent vivantes !
Anke LINDNER (PMMH, Paris) : Pourquoi les bactéries nagent à contre-courant ?
Alexandre NICOLAS (ILM, Lyon) : Phénomènes collectifs dans les foules de piétons.
Salima RAFAÏ  (LIPhy Grenoble) : Du plancton comme modèle de particule active ?
Cécile COTTIN-BIZONNE (ILM, Lyon) : A journey in the dynamics of active particles: Janus Colloids and Marangoni surfers.
Hamid KELLAY  (LOMA, Bordeaux) : Vers des robots flexibles.
Denis BARTOLO (ENS Lyon) : Flocking matter.