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Période 4a - PHE
Période 4a - PHE

Période 4a - PHE (6)

Viernes 28 de Octubre de 2016 14:34

Active Matter

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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)

 

Jueves 22 de Octubre de 2015 09:55

Advanced mechanics

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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

 

Lunes 13 de Agosto de 2012 14:54

Relaciones de fluctuación: teoría y experiencias

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Relations de fluctuation : théorie et expériences

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

4

Volume Horaire :

21h Cours

Responsable :

Sergio Ciliberto

CNRS & École Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique

Intervenants :

Sergio Ciliberto
Krzysztof Gawedzki

Objectif

Le but du cours est de familiariser les auditeurs avec les développements récents de la physique hors d'équilibre des systèmes mésoscopiques centrés autour des relations de fluctuation. Ces relations généralisent loin de l'équilibre les lois classiques de la physique statistiques des processus irréversibles. Nous allons discuter aussi bien leurs aspects théoriques que leur vérification expérimentale.

Plan du cours

1. Rappel des notions de la mécanique statistique d'équilibre - liens avec la réponse linéaire
- états de Gibbs
- Théorème de Fluctuation-Dissipation, relations de Kramers-Kronig
- applications à la calibration de micro-systèmes (oscillateur harmonique, circuit électronique, pièges optiques, microscope à force atomique)

2. Modélisation de la dynamique hors d'équilibre
- systèmes déterministes : forces conservatives et non conservatives, systèmes thermostatés
- systèmes aléatoires : processus de Markov, dynamique de Langevin
- Thermodynamique stochastique

3. Relations de Fluctuation transitoires
- renversement temporaire
- égalités de Jarzynski et relations de Crooks
- lien avec la 2ème loi de la thermodynamique
- relations de Evans-Searles et de Hatano-Sasa
- application à l'oscillateur harmonique, mesure sur molécule unique et piège optique hors d'équilibre

4. Relations de Fluctuations stationnaires
- états stationnaires hors d'équilibres (NESS)
- grandes déviations
- Théorème de Gallavotti-Cohen
- relations stationnaires pour la dynamique de Langevin
- exemples d'applications expérimentales dans des systèmes linéaires et non linéaires
- utilisation des relations de fluctuation pour mesurer la puissance d'un moteur moléculaire

5. La réponse linéaire hors d'équilibre - théorie et expérience
- généralisations autour des NESS
- le cas de la dynamique de relaxation

Pré-requis

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

Modalité de l'examen

Oral

Lunes 28 de Marzo de 2011 15:28

Astrofísica estelar avanzada

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Astrophysique stellaire approfondie

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

4

Volume Horaire :

21h Cours

Responsable :

Gilles Chabrier

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

Intervenants :

Gilles Chabrier

Objectif

Ce cours présente les bases mathématiques et physiques permettant d'aborder la compréhension générale de la structure et de l'évolution stellaire, du processus de formation aux stades ultimes de l'évolution. Nous nous attacherons dans ce cours a mettre en exergue les éléments de physique caractéristiques des objets et processus astrophysiques abordes. Pour chaque chapitre, une attention particulière sera apportée pour faire le lien avec les problèmes de recherche actuels en astrophysique.

Plan du cours

1. Hydrodynamique et formation stellaire
Équations hydrodynamiques et magnétohydrodynamiques. Instabilité de Jeans. Effondrement gravitationnel et fragmentation. Sphere de Bonnor-Ebert. Effets de la rotation et du champ magnétique.

2. Fondements de la physique stellaire
Temps caractéristiques. Équilibre hydrostatique, modèles simplifiés. Physique statistique et équations d'état. Transport d'énergie, convection, conduction, radiation. Fusion nucléaire et réactions nucléaires.

3. Principales phases de l'évolution stellaire
Phase proto-stellaire; évolution de Hayashi. Phase séquence principale. Phase post séquence principale (géantes rouges). Les naines brunes.

4. Les naines blanches
Équation d'état de la matière dégénérée. Masse limite de Chandrasekhar. Refroidissement des naines blanches. Cosmochronologie.

5. Les étoiles à neutrons
Neutronisation de la matière. Masse limite des étoiles a neutrons. Pulsars Hadronisation et étoiles "étranges" de quarks.

6. Les supernovae
Supernovae type I. Systèmes binaires compacts. Limite de Roche, transfert de masse.
Supernovae type II, temps caractéristique, énergétique, courbe de lumière.

Modalité de l'examen

Écrit

Lunes 28 de Marzo de 2011 15:13

Reofísica

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Rhéophysique

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

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