Home / Master 2 / M2 - Physics, Concepts and Applications / Courses / To Ex M2 P / Période 4a - PHE
Période 4a - PHE
Période 4a - PHE

Période 4a - PHE (6)

Friday, 28 October 2016 14:34

Active Matter

Written by Administrator

Active Matter

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Denis Bartolo

 

Intervenants :

 

Denis Bartolo

 

Objectif

Active matter encompasses a broad range of systems ranging from animal groups to shaken grains, to motile colloids to cell tissues and bacteria suspensions. We will introduce some generic concepts and tools borrowed from soft condensed matter and statistical physics to account for the large-scale properties of these systems driven out of thermal equilibrium at the level of the elementary units.

 

The course will both cover well established results and on going developments in the field. The outline will be adjusted accordingly.

 

 

Plan du cours

1-Self propelled bodies and persistent random walkers: statistics of active-particle trajectories.

2-Interacting active particles: active forces, torques and fields.

3-Continuum description of active matter: conserved and broken symmetry fields.

4-A selection of more advanced topics will be discussed during the last three/four lectures such as Kinetic theories of active matter, Fluctuation and instabilities of broken-symmetry phases (active nematics and flocks), Motility Induced Phase Separation & active-matter thermodynamics, Active stresses, Active tesselations, 1D systems & traffic models,…)

 

Langue d'enseignement

 

English or French  (upon request)

 

Thursday, 22 October 2015 09:55

Advanced mechanics

Written by Administrator

Elasticité non-linéaire des structures  élancées

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Arezki Boudaoud

Mokhtar Adda-Bedia

CNRS, Université Paris 6 and École Polytechnique

Intervenants :

 

Arezki Boudaoud

 

Mokhtar Adda-Bedia

Objectives 


Pattern formation and energy focussing can be easily experienced when crumpling a sheet of paper or when tearing it. Indeed, nonlinear behaviours arise out of geometry, even when the material is described with a linearly elastic constitutive law. The main objective of this course is to demonstrate how geometrical constraints yield ordered and disordered patterns in elastic media under mechanical loading. The course will cover a whole spectrum from theoretical descriptions and approaches to applications such as micro-fabrication, biological growth, foldable structures, fragmentation, geophysical patterns, earthquakes, or contact between solids.

 


Outline

 

I.- Introduction to elasticity of continuous media

II.- Thin elastic plates

II.1.- Introduction: differential geometry of a surface, equations

II.2.- Buckling: roll-like patterns, growth-induced patterns

II.3.- Singularities: focussing of energy around points (developable cones) and lines (stretching ridges)

II.4.- Patterns from singularities and foldable structures

III.- Fracture and related problems

III.1.- Introduction to brittle fracture mechanics

III.2.- Quasi-static crack propagation: instabilities and crack-induced patterns

III.3.- Fast fracture: dynamics, instabilities, and fractography

III.4.- Friction: from fracture to earthquakes

III.5.- Adhesion and contact mechanics

 

Prerequisite

Undergraduate course on continuum mechanics and elastic media

Exam

Presentation of a research article

 

Nonlinear dynamics and statistical theories for geophysical flows

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Antoine Venaille

Université Claude Bernard Lyon 1, Institut Lumière Matière

Intervenants :

Antoine Venaille

Plan du cours

 

1) Large scale flow patterns in forced-dissipative rotating fluids (Kelvin circulation theorem, role of symmetries and boundaries)

2) Rossby waves and baroclinic instability (linear dynamics and stability analysis)

3) Conservation laws and self-organization in 2D turbulence (statistical mechanics and turbulence)

4) Topological protection of equatorial waves (Consequences of breaking time reversal symmetry)

5) The thermal structure of planetary flows (radiative equilibrium, convection)

6) Predictability (dynamical system approach)

 

 

Modalité de l'examen

 

Large deviation theory and its main applications in
physics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Freddy Bouchet

CNRS & École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique

Intervenants :

Freddy Bouchet

Objectif

 

Large deviation theory describes rare fluctuations beyond the central limit theorem. For twenty years, this theory progressively became the main language of contemporary statistical mechanics. Its theoretical framework also became one of the basic tools of theoretical and mathematical physics besides statistical physics, with applications in field theory, condensed matter, fluid mechanics, turbulence, and also in a number of other domains of physics, theoretical chemistry or theoretical biology.

The aim of these lectures will be to give an elementary introduction to large deviation theory, aimed at studying its main physical application, at a level appropriate for graduating physicists. We will systematically motivate each chapter by relevant physical phenomena and concepts, before tintroducing the relevant formalism and theoretical tools. The main aim will be to make the students ready for original applications of their own, in physics or related sciences. The required level in theoretical physics will be a rather elementary graduate one. We will for instance deal with the following applications:

 

Plan du cours

1. The relation between large deviation theory and thermodynamical potentials
 
2. Computation of free energy and entropy functions for some basic problems in statistical physics

 

 

3. The relation between large deviation theory and thermodynamical potentials


4. Computation of free energy and entropy functions for some basic problems in statistical physics


5. Gallavoti, Cohen and Evans fluctuation theorems, Crooks and Jarzynski inequality and fluctuation theorem, some of the major developments of statistical mechanics basis during the last two decades


6. The relation between kinetic theory, large deviation theory, and the irreversibility paradox


7. The use of large deviation theory for dynamical system theory (finite time Lyapunov exponents)

 

8. Large deviation theory and disordered systems


9. propagation, transport) and turbulence (self-organization, turbulent transport)


10. The study of multistability phenomena in a multitude of physical applications (magnetic systems, physical chemistry, polymers, turbulence, and so on)


11. Application of large deviation theory for a model of Jupiter's Great Red Spot, and several applications to climate dynamics.)


 

Pré-requis

Physique statistique L3. Suggéré : Physique statistique des processus irréversibles M2

Modalité de l'examen

 

Monday, 28 March 2011 15:28

Stellar astrophysics

Written by Administrator

Stellar astrophysics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

4

Volume Horaire :

21h Cours

Responsable :

Christophe Winisdoerffer

École Normale Supérieure de Lyon, Centre de Recherche en Astrophysique de Lyon

Intervenants :

Christophe Winisdoerffer

Language of instruction

The course will be taught in french, but questions in english are welcomed.

Objectif

L'objectif de ce cours est de présenter differens aspects de la physique du milieu interstellaire et des chocs. Parallèlement à la discussion heuristique des processus physiques mis en jeu seront presentées les équations fondamentales correspondantes. Les questions d'actualité seront presentées, ainsi que les approches adoptées pour essayer d'y répondre.

Plan du cours

1. Strucure du milieu interstellaire et formation stellaire
Instabilité thermique : critère de Field
Instabilité gravitationnelle : approches de Jeans, du Viriel, de Lane-Emden
Effet du champ magnétique : MHD idéale et non-idéale
Formation stellaire : coeurs de Larson

2. Chocs
Introduction générale : caractéristiques et invariants de Riemann
Physique des chocs collisionnels : chocs adiabatiques, radiatifs, MHD
Astrophysique numérique : problème de Riemann et invariants généralisés
Applications astrophysiques: supernovae, restes de supernovae, sphère de Strömgren

Pré-requis

Il est fortement conseillé d'avoir suivi le cours d'astrophysique de M1.

Modalité de l'examen

Écrit

Monday, 28 March 2011 15:13

Rheophysics

Written by Administrator

Rheophysics

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S3b

Crédits ECTS :

6

Volume Horaire :

24h Cours
10h TD

Responsable :

Patrick Oswald

CNRS & École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique

Intervenants :

Patrick Oswald
Catherine Barentin

Language of instruction

The course will be given in french only.

Objectif

Pourquoi faut-il battre le fer tant qu’il est chaud ? Quels sont les secrets d’un bon alliage métallique ou d’une bonne peinture ? Pourquoi le caoutchouc est-il si élastique ? Pourquoi une boule de cette pâte à modeler nommé « silly putty » rebondit-elle quand elle tombe sur le sol alors qu’elle s’étale doucement lorsque qu’on la laisse au repos. Comment fonctionne l’écran à cristal liquide avec lequel vous êtes en train de lire ce résumé sur votre ordinateur ?
Autant de questions auxquelles le cours de Rhéophysique va tenter de répondre en s’appuyant sur la mécanique des milieux continus à l’échelle macroscopique, sur la physique statistique et la physique des défauts à l’échelle microscopique. L’accent sera mis sur l’extrême dispersion des échelles de temps et d’espace qui caractérisent les matériaux en général. On étudiera plus particulièrement la plasticité des solides en lien étroit avec la physique des dislocations ainsi que la rhéologie de fluides complexes comme les fluides à seuil (gels), les fluides viscoélastiques (polymères) ou les cristaux liquides.

Plan du cours

I- Généralités sur les matériaux et leur comportement rhéologique
1. Classification des matériaux
2. Solide hookéen et fluide newtonien
3. Solide plastique et fluide non newtonien
4. Fuide visqueux thixotrope et à seuil
5. Fuide viscoélastique
Modèle de Maxwell (TD)
6. Cristaux liquides

II- Mesures Rhéologiques
1. Différents modes (écoulement et oscillant)
2. Différentes géométries
3. Applications aux fluides complexes
4. Difficultés expérimentales : glissement aux parois

III- Fluides à seuil : expériences et applications
1. Ecoulement de Poiseuille : Limite de la Loi d’Herschel-Bulckley
2. Ascension capillaire : statique et dynamique (TD)
3. Impact de fluides à seuil : modèle visco-élasto-plastique

IV- Elasticité et fracture des solides
1. Tenseurs des contraintes et des déformations, loi de Hooke
2. Théorèmes du travail et de réciprocité
3. Cercles de Mohr et critère de Tresca
4. Mesure de la scission critique
5. Scission critique théorique
6. Rupture fragile : critère de Griffith

V- Plasticité des solides
1. Défauts ponctuels
2. Dislocations, parois et réseau de Frank
3. Piégeage des dislocations et limite d’élasticité
4. Dynamique des dislocations
Masse et fréquences de vibration d’une dislocation (TD)
5. Relation d’Orowan et modèles de plasticité
6. Plasticité dans les gels

VI- Dynamique des polymères
1. Introduction à la physique des polymères
2. Solutions diluées
Dynamique de Rouse et de Zimm (TD)
3. Solutions semi-diluées
4. Fondu de polymères : modèle de reptation
5. Elasticité caoutchoutique (TD)

VII- Rhéologie des cristaux liquides nématiques (en fonction du temps restant)
1. Elasticité de couples, énergie de Frank
2. Viscosité rotationnelle, origine du scintillement
3. Viscosités anisotropes sous cisaillement, contraintes normales et contraintes transverses

Pré-requis

Physique statistique L3, Mécanique des milieux continus M1

Modalité de l'examen

Écrit