Département de Chimie Domaine Sciences Technologie Santé LICENCE MENTION CHIMIE ______________________________________________________________________________________ La licence s’organise en 6 semestres sur 3 années. Elle se construit par un choix progressif d’Unités d’Enseignement au sein de la chimie, de la physique ou de la biologie. L’étudiant peut ainsi en fin de 3 ème année valider l’un des trois parcours : Licence STS mention Chimie parcours Chimie Licence STS mention Chimie parcours Physique-Chimie Licence STS mention Chimie parcours Biologie-Chimie En choisissant de développer les doubles compétences Biologie-Chimie ou Physique-Chimie, l’étudiant pourra valider la licence Sciences Technologie Santé mention Chimie, parcours Biologie-Chimie ou parcours Physique-Chimie seulement s’il justifie à chaque semestre de 10 ECTS d’Unités d’Enseignement fondamentales dans chacune des disciplines de la double compétence. ______________________________________________________________________________________ Responsabilités Responsables de la licence de Chimie : Solen JOSSE – Jean-Noël CHOTARD 1ère année : Solen JOSSE, 03 22 82 88 12, [email protected] Vincent SEZNEC, 03 22 82 78 14, [email protected] 2ème année : Véronique BONNET, 03 22 82 79 39, [email protected] Franck DOLHEM, 03 22 82 79 39, [email protected] 3ème année : Parcours Chimie : Loïc DUPONT, 03 22 82 75 85, [email protected] Parcours Biologie-Chimie : Loïc DUPONT, 03 22 82 75 85, [email protected] Isabelle GOSSELIN, 03 22 82 74 73, [email protected] Parcours Physique-Chimie : Anne WADOUACHI, 03 22 82 75 63, [email protected] Département de Chimie, Bat. des Poulies, tel. 03 22 82 75 68 Responsable : Denis POSTEL 1 Année 1 Semestre 1 Tronc commun Anglais C2I Méthodologie du travail universitaire (MTU) Expression orale et écrite Outils mathématiques UE d’Ouverture : 1 UE fondamentale (hors mention) à choisir parmi Circuits électriques* Physique Physiques du mouvement Biologie de la cellule** Biologie Organisation du monde du vivant Mathématiques Structures fondamentales Outils pour le calcul Informatique Introduction à l'informatique Système d’exploitation 1 UE Fondamentales Chimie générale La Réaction Chimique et Son Contrôle UE optionnelle : 1 UE à choisir parmi Chimie Techniques de Laboratoire et Erreurs en chimie analytique Organisation du monde du vivant** Biologie Climatologie Organisation de l’être humain et son anatomie Physiques du mouvement* Physique Electricité industrielle Informatique Internet et programmation Semestre 2 Tronc commun Anglais UE libre S2 Projet Professionnel Encadré Probabilités et Statistiques UE Fondamentales Equilibres chimiques en solutions aqueuses Analyses qualitative et quantitative Outils physiques S2 UE d’Ouverture : 1 UE fondamentale (hors mention) à choisir parmi Introduction à la thermodynamique* Physique Optique géométrique+ Analyse réelle appliquée Biochimie** Biologie Génétique Mathématiques Analyse réelle appliquée Analyse réelle fondamentale Algèbre linéaire 1 Informatique Initiation aux bases de données Algorithmique et programmation Architecture des ordinateurs-représentation de l’information UE optionnelle : 1 UE à choisir parmi Chimie Biologie Physique Informatique Mathématiques Chimie des éléments 1 Génétique** Organisation de la Terre Physiologie de la reproduction Zoologie Analyse réelle appliquée* Du noyau atomique aux galaxies Logique Combinatoire et séquentielle Courbes paramétrées et géométrie *à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la physique et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Physique-Chimie en L3 +remplace « Outils physiques S2 » pour les étudiants désirant évoluer à l’interface de la physique et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Physique-Chimie en L3 **à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la biologie et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Biologie-Chimie en L3 2 Année 2 Semestre 3 Tronc commun Anglais Chimie inorganique 1: Cristallochimie Propriétés et réactivités des dérivés organiques 1 Liaisons chimiques et Réactivité UE d’Ouverture : 1 UE fondamentale (hors mention) à choisir parmi Chimie Mise en œuvre raisonnée des équilibres chimiques° Techniques d’analyses 1°,** Traitements numériques appliqués à l’analyse chimique° Outils S3 (Maths – Physique) °,** Physique Mécanique en référentiel galiléen* Electrostatique / Magnétostatique* Outils Mathématiques* Biologie Nutrition Végétal** Macromolécules biologiques** UE optionnelle : 1UE à choisir parmi Chimie Chimie et Physico-chimie de l'eau Acides aminés et Protéines Histoire des idées scientifiques Renforcement°° « Equilibres chimiques » Renforcement°° « Techniques d’analyses (IR-MS) » Semestre 4 Tronc commun Anglais UE libres Chimie inorganique 2 : diagrammes de phases et d’Ellingham Propriétés et réactivités des dérivés organiques 2 UE d’Ouverture : UE optionnelle : 1UE à choisir parmi 1 UE fondamentale (hors mention) à choisir parmi Chimie Chimie Chimie des éléments 2° Techniques d’analyses des solides° Chimie et environnement Traitements des données chimiques et Arômes et additifs alimentaires biologiques à l’aide d’un tableur°,** Chimie industrielle Outils S4 (Maths- Physiques)° Physique Mécanique du solide et des fluides* Electromagnétisme* Outils Mathématiques* Biologie Fonctionnement de la cellule eucaryote** Expérimentation en biochimie** °à choisir par les étudiants désirant renforcer le domaine de la chimie, pour valider une licence STS mention Chimie, parcours Chimie *à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la physique et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Physique-Chimie en L3 **à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la biologie et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Biologie-Chimie en L3 °°proposé aux étudiants désirant évoluer à l’interface de la physique et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Physique-Chimie en L3 3 Année 3 Semestre 5 Tronc commun Anglais Sensibilisation au monde professionnel Etude des classes de réaction en synthèse organique 1 UE fondamentales par parcours UE optionnelle : 1 à 3 UE à choisir parmi Parcours Chimie Atomistique et approche moléculaire Communications écrite et orale en sciences Les sucres et les lipides Techniques d’analyses 2 Matériaux : transformation des ressources Thermodynamique chimique et cinétique inorganiques et utilisations Chimie des solutions en solvants aqueux Named reactions Parcours Physique Renforcement techniques d’analyse (1)* Mécanique analytique Renforcement Physique-Chimie expérimentales (1)* Renforcement Mathématiques (1)* Physique quantique Enzymologie** Thermodynamique chimique et cinétique Parcours Biologie Biochimie métabolique Biologie moléculaire Techniques d’analyses 2 Communications écrite et orale en sciences Semestre 6 Tronc commun Anglais UE libres Etude des classes de réaction en synthèse organique 2 UE fondamentales par parcours UE optionnelle : 2 à 3UE à choisir parmi parcours Chimie Atelier technologique Symétrie moléculaire Chimie du solide Structure et propriétés des complexes d'éléments de transition parcours Physique Mécanique des milieux continus Thermodynamique : applications Physique subatomique Structure et propriétés des complexes d'éléments de transition parcours Biologie Introduction à la bio-informatique et à l’analyse des génomes Immunologie Intégration du métabolisme humain Méthodes électrochimiques d'analyse Atelier technologique Chimie des hétérocycles Stockage de l'hydrogène Stage Renforcement Techniques d’analyse (2)* Renforcement Physique-Chimie expérimentales (2)* Renforcement Mathématiques (2)* *à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la physique et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Physique-Chimie en L3 **à choisir par les étudiants désirant évoluer à l’interface de la biologie et de la chimie, pour valider une licence STS mention chimie, parcours Biologie-Chimie en L3 4 Semestre 1 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) TD (h) TP (h) ECTS Anglais S1 Obligatoire 20 0 20 0 2 C2I Obligatoire 30 14 16 0 3 Obligatoire 20 Référentiel publié au BO, ou voir http://c2i.education.fr/ Méthodologie du travail Universitaire 20 2 Cette UE a pour but d'introduire les étudiants aux méthodes de travail et au monde universitaires scientifiques. Les principaux objectifs sont les suivants : o découvrir le monde universitaire et savoir s'y orienter ; o s'initier aux méthodes scientifiques et développer la rigueur des raisonnements et de la déduction ; o apprendre à faire des recherches documentaires dans les bibliothèques ou sur le web ; o savoir analyser des documents écrits (articles, pages web, etc.) ; o savoir faire la synthèse des informations recueillies sous formes écrite et orale ; o apprendre à travailler en groupe, à s'organiser et à gérer son temps de façon autonome. Expression Ecrite et Orale Obligatoire 24 24 3 Compétences: compréhension orale : - comprendre les idées générales d’un discours/un exposé/une conférence sur un sujet familier - être capable de suivre une intervention d’une certaine longueur et une argumentation complexe d’un sujet familier expression orale : - être capable de parler en continu en développant une argumentation - développer une présentation soulignant des points importants et des détails pertinents - faire un exposé sur un sujet préparé à l’avance Utilisation pratique des compétences théoriques : - s’entraîner à la production orale régulièrement - utiliser la plate-forme d’autoformation guidée - oser prendre la parole régulièrement en public. Compétences transversales : - prendre des notes - structurer un discours oral - écouter et être attentif aux autres - parler en public Outils mathématiques Obligatoire 40 18 22 0 4 Fonctions usuelles (logarithme, exponentielles, fonctions puissances, fonctions trigonométriques). Limites et comportement asymptotique, croissances comparées. Suites numériques (monotonie, arithmétique, géométrique, somme des premiers termes) Continuité, dérivabilité d’une fonction numérique. Tangente, convexité, inflexion. Calcul pratique des dérivées partielles (deux ou trois variables, pas de continuité des fonctions de plusieurs variables), utilisation pour les extrema de fonctions de deux variables. Compléments sur les calculs de primitives et leur application au calcul d’intégrales : Intégration par partie, changement de variables, fractions rationnelles (cas simples). Equations différentielles linéaires du premier ordre, méthode de la variation de la constante, équations différentielles linéaires du second ordre à coefficients constants. Image d’un intervalle [a,b] par une fonction continue réelle (admis). Egalité et inégalité des accroissements finis (pourra être admis). 5 Chimie Générale Obligatoire 40 20 20 0 4 14 18 8 4 Les constituants élémentaires de l'atome. théorie atomique Lien entre la connaissance de l'atome et les propriétés périodiques des éléments Structure électronique des molécules : modèles simples de la liaison chimique Edifice carboné et groupements fonctionnels Approche tridimensionnelle de la molécule carbonée Stéréoisomérie. Les effets électroniques dans les molécules organiques La La Réaction chimique et son contrôle Obligatoire 40 La modélisation d’une réaction par son diagramme d’énergie : complémentarité entre cinétique et thermodynamique Corps purs, simples, composés, mélanges, systèmes ouvert/isolé/fermé. Le premier principe : énergie, travail, chaleur, température, état initial, état final, enthalpie, énergie interne, fonctions/variables/équations d’état, différentielle totale exacte, cycles, lois de Hess et de Kirchoff. Les second/troisième principes : entropie, énergie libre, réaction totale, réaction équilibrée. Constante d’équilibre et déplacement d’équilibre, principe de Le Chatelier, Lois de Van’t- Hoff et de Gibbs-Helmholtz. Lois fondamentales de la Cinétique : Vitesse/Constante/Ordre de réaction, Energie d’activation - Approximation d'Arrhénius Méthodes de détermination des paramètres cinétiques (ordres 0 et 1) : linéarisation, vitesse initiale, Ostwald ... Notions de catalyse et cinétique enzymatique Biologie de la cellule Ouverture / Optionnelle 40 18 8 14 4 0 15 4 1°) Constituants cellulaires, structures et fonctions Membranes, organites, cytosquelette ; La cellule animale ; La cellule végétale 2°) Organisation du noyau Enveloppe nucléaire, nucléosquelette ; Matériel génétique, de la chromatine au chromosome 3°) Expression du matériel génétique Transcription ; Traduction 4°) Cycle cellulaire Réplication ; Mitose ; Méïose Organisation du monde du vivant Optionnelle 40 25 1°) Notion de cellule (procaryote et eucaryote) 2°) Origine et notion du vivant Acides nucléiques et acides aminés, endosymbiogenèse, classification du monde animal et végétal, distinction des cinq règnes 3°) Passage de l’unicellulaire au pluricellulaire 4°) Cycle de vie Croissance et développement, formation du tissu à l’organe 5°) Notions d’espèce, de population et de peuplement chaîne trophique biotique et abiotique, habitats et milieux (extrêmes anaérobie…) Circuits électriques Ouverture / Optionnelle 40 14 14 12 4 Circuits en régime continu (lois de Kirchhoff, dipôles passifs, dipôles actifs, théorème de Millman, théorème de Thévenin et Norton, théorème de superposition) Régimes transitoires : étude des circuits RC, RL et RLC Courants alternatifs : propriétés des réseaux en régime sinusoïdal, étude du courant dans un circuit RLC, impédances complexes Physique du mouvement Optionnelle 40 14 14 12 4 Cinématique du point : éléments de calcul vectoriel ; position, vitesse, accélération. trajectoire ; systèmes de coordonnées. Les différents types de mouvement : translation, rotation, composition de mouvements ; Principes Fondamentaux : équilibre et mouvement. 6 Techniques de laboratoire et Erreurs en chimie analytique Optionnelle 40 12 4 24 4 Techniques de laboratoire (C: 2H, TP : 16h) : Mise en place d'une synthèse (stœchiométrie, prélèvement des réactifs) Etudes des différents principes utilisés dans le déroulement d'une synthèse- Efficacité d'une réaction. Erreurs en chimie analytique (C:10h, TD : 4h, TP 8h) : notion d'échantillonnage, notions de mesures, classe de matériels, calculs d'incertitude à partir d'une mesure unique, erreurs à partir d'un échantillon de mesures - Application à l'analyse gravimétrique Outils pour le calcul Optionnelle 40 18 22 0 4 • Nombres complexes : Corps des nombres complexes. Représentations d’un nombre complexe : conjugué, module, argument. Exponentielle complexe. Forme d’Euler, de Moivre. Racines n-ièmes d’un nombre complexe. Applications à la trigonométrie. • Systèmes d’équations linéaires, méthode du pivot de Gauss, rang. on traitera divers exemples d'application aux sciences (électricité, biologie,…) • Calcul matriciel (somme produit, transposée, Inverse), rang. Exemples d’utilisation issus de la géométrie : Equations de droite ou de plan, intersection; transformations géométriques, changement de repère, cas orthonormé), exemple des coordonnées polaires, cylindriques, sphériques. • Notions élémentaires sur le déterminant d’une matrice (certains résultats clefs pourront être admis), interprétation géométrique. Produit mixe et produit vectoriel dans R3. Ces éléments d’algèbre linéaires pourront aussi être illustrés par des questions de géométrie différentielle (dans laquelle certaines formules pourront être admises, afin de se limiter à un aspect assez pratique): repère de Frénet, coordonnées cylindriques, sphériques. Introduction à l'informatique Optionnelle 40 10 22 8 4 Algorithmique : notion de problème (données, résultats) et d'algorithmes pour le résoudre, programmes, sousprogrammes (paramètres), instructions, instructions conditionnelles, instructions répétitives (boucle avec ou sans compteur), indentation, variables, types (entier, réel, chaîne, booléen), expressions, affectations, éléments de logique, structure de données (tableau à une dimension), étude d’un tri (tri par sélection). - En TPs, Machines et logiciels : connaissances d'utilisation de la machine (architecture, unité centrale, unité de commande, ALU, périphériques, écran, clavier, souris, disque dur...), connaissances de bases d'un système de fichiers (répertoires ou dossiers, fichiers, création, déplacement, copier-coller...) manipulations de bases de logiciels (éditeur ou traitement de texte, navigateur Internet...) - En TPs, Programmation en langage JAVA (compilation, exécution, débogage) Bibliographie : Anne Tasso, Le livre de Java premier langage (Pour les vrais débutants en programmation) Eyrolles, 2000. Système d’exploitation 1 Optionnelle 40 16 0 24 Enregistrements, types énumérés - Etude des tableaux o Algorithmes de recherche o Tri : rappel sélection, insertion, bulle o Tableaux multidimensionnels o Tableaux associatifs - Passage de paramètres (référence, valeur) - Récursivité - Notions de complexité (espace, temps) - Fichiers, gestion des erreurs Bibliographie : Anne Tasso, Le livre de Java premier langage (Pour les vrais débutants en programmation), Eyrolles, 2000. T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, Introduction à l'algorithmique, Dunod. 7 4 Climatologie Optionnelle 40 20 10 10 4 1°) Le contrôle astronomique du climat Zonations climatiques et répartition saisonnière 2°) Le bilan de l’énergie Bilan radiatif, effet de serre 3°) Les enveloppes fluides de la Terre L’atmosphère et l’océan: Caractéristiques physico-chimique, organisation et dynamique, couplage océan-atmosphère. Cycle externe de l’eau, Cycles du carbone, interaction biosphère enveloppes fluides. Risques climatiques. 4°) Paléoclimatologie Organisation de l'être humain et son anatomie Optionnelle 40 20 20 0 4 28 0 4 I. Définition générale de l’anatomie et de la physiologie 1 Anatomie 1.1 définition 1.2 Anatomie macroscopique, microscopique et du développement (embryologie et vieillissement) 1. Physiologie 2.1 Définition 2.2 Exemples de la physiologie de quelques organes 2.3 Relation entre la structure et la fonction 2.4 Niveaux d’organisation structurale (au niveau chimique, cellules tissus, organes et appareil) II. Introduction à l’Anatomie 1. Organes de la cavité thoraciques 2. Organes de la cavité abdominale 3. Organisation du Système nerveux central et périphérique 4. Position anatomique et orientation 5. Régions 6. Plans et coupes 7. Cavités et membranes III. Les besoins vitaux Nutriments, L’eau, L’oxygène, etc… IV. Mécanismes généraux de régulation Mécanismes de rétro-inhibition (donner un ex) Notion de récepteurs membranaires Mécanisme de rétro-activation (donner un ex) Déséquilibre des mécanismes de régulation V. Croissance cellulaire Cycle cellulaire, mort cellulaire, Différenciation Dérégulation de l’homéostasie tissulaire : notion de tumeurs Internet et programmation Optionnelle Généralités sur Internet : o interconnexion de réseaux, TCP/IP, adresse IP, o nom de domaines, protocole, URL, le W3C (ping), o moteurs de recherche, référencement de site - Communication client/serveur, les protocoles HTTP et HTTPS, - Le HTML : o les tags, l'interprétation par les navigateurs (écriture de page), o les éditeurs, validateurs de HTML, XHTML, - Le CSS : style et feuille de style (écrire du CSS dans des pages HTML). Bibliographie: W3C, www.laltruiste.com 8 40 12 Electricité industrielle Optionnelle Généralités Description et schématisation des éléments (sources, récepteurs, …) Mesure de tension, courant, puissance en continu, en alternatif Les réseaux triphasés Présentation de la machine à courant continu 9 40 14 14 12 4 Semestre 2 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) TD (h) Anglais S2 Obligatoire 20 0 20 0 2 Projet Professionnel Encadré Obligatoire 20 6 14 0 2 12 18 0 3 TP (h) ECTS Préparation d’un mémoire et présentation orale sur le projet professionnel de l’étudiant Probabilités et statistiques Obligatoire 30 - Vocabulaire de la statistique. Statistique descriptive à une et deux variables : représentations graphiques, paramètre de position et de dispersion. Droite de régression des moindres carrés. - Introduction au calcul des probabilités. Probabilité conditionnelle. Indépendance. - Notions de variables aléatoires réelles discrètes et à densité. Moments. Lois usuelles (dont Binomiale, Poisson, Normale). Approximation de la Binomiale par la Normale, théorème central-limite. UE libre Obligatoire 3 Les équilibres chimiques en solution aqueuse Obligatoire 40 16 14 10 4 La solution aqueuse : une introduction. Les équilibres acido-basiques, de précipitation, d'oxydo-réduction. Applications aux solutions tampons, indicateurs colorés, séparation sélective, piles électrochimiques, courbes de titrage. Analyse qualitative et quantitative Obligatoire 40 14 10 16 4 - Notions d'analyse qualitative et quantitative Identification des constituants d'un échantillon (quelques exemples de recherche d'ions, caractérisation de groupements fonctionnels). Mise en place d'une analyse quantitative, erreurs associées aux résultats - Titrages volumétriques (étalonnage par pesée directe - titrages direct, indirect, en retour - détermination du point de fin de titrage) - Spectroscopie UV - Vis : application aux dosages d'une molécule organique et d'un complexe - Extraction liquide- liquide, distillation - Détermination d'une formule brute et d'une masse molaire - Indice de réfraction et pouvoir rotatoire (détermination de la composition d'un mélange). Outils physiques S2 Obligatoire 40 16 15 9 4 Circuits en régime continu (lois de Kirchhoff, dipôles passifs, montage diviseur de tension, montage diviseur de courant, théorème de Thévenin, théorème de superposition) Propagation de la lumière dans un milieu matériel (Indice de réfraction d'un milieu, principe de Fermat, lois de SnellDescartes, applications : fibres optiques, mirages) Systèmes centrés (définitions et fondements de l'optique géométrique, les lentilles minces, associations de plusieurs éléments) L'œil et le microscope (description et fonctionnement : qualité, puissance et grossissement d'un système optique) Biochimie Optionnelle 40 20 16 4 1°) Les glucides : Structure et propriétés des oses, des principaux diholosides et des polyosides. 2°) Les lipides : Structure et propriétés des principaux acides gras, des acylglycérols, des phospholipides et présentation des stérols et stéroïdes. 3°) Les acides aminés, peptides et protéines : Structure et propriétés des acides aminés, des peptides. Les protéines : structures primaires, éléments de structure tridimensionnelle. 4°) Les acides nucléiques : Structure des nucléosides, nucléotides, ADN et ARN. TP : Caractérisation de différentes huiles alimentaires 10 4 Génétique Optionnelle 40 20 20 0 4 1- Méiose et brassage génétique. 2- Génétique Mendélienne. 3- Interactions de gènes. 4- Liaison au sexe et létalité. 5- Cartographie génétique fondamentale. 6- Génétique des bactéries et bactériophages. 7- Définition génétique du gène. 8- Expression des gènes: découverte du code génétique et cadre de lecture. 9- Mutations. 10- Contrôle de l’expression des gènes: les opérons. Travaux dirigés (10x2h): Dix séances de TD de génétique centrées sur la résolution d’exercices de génétiques sur les différents thèmes abordés en cours avec une attention plus particulière sur la génétique Mendélienne et la cartographie. Optique géométrique Optionnelle 40 15 16 9 4 Fondements de l’optique géométrique. Principe de Fermat. Etablissement de l’équation iconale. Notion de chemin optique. Principe de retour inverse. Formation des images en optique géométrique. Définition des systèmes optiques. Images et objets, espaces images et objets, réalité, virtualité Stigmatisme rigoureux et approché, surfaces stigmatiques. Conservation spatiale du stigmatisme. Approximation de Gauss Dioptres et miroirs étudiés à partir du dioptre sphérique. Prismes. Propriétés générales des systèmes centrés dans l’approximation de Gauss. Systèmes dioptriques à foyers. Systèmes dioptriques afocaux. Association de systèmes centrés. Association de systèmes dioptriques. Systèmes catadioptriques à foyers et afocaux. Lentilles épaisses. Lentilles minces. Optique géométrique hors approximation de Gauss. Aberrations géométriques. Introduction à la thermodynamique Optionnelle 40 17 17 6 4 0 4 Notion de thermométrie et de calorimétrie. Propriétés thermoélastiques des gaz réels. Notion de gaz parfait. Premier principe : fondement et applications. Deuxième principe : notion d’entropie. Application du deuxième principe aux machines thermiques. Introduction à la thermodynamique des corps purs. Analyse réelle appliquée Optionnelle 40 18 22 • Relations de comparaison, Formule de Taylor. Développements limités. • Intégrales généralisées : définition, cas positif, absolue convergence, usage des relations de comparaisons. • Séries numériques : Convergence. Cas positif. Critère de Cauchy, de d’Alembert. Semi et Absolue convergence. • Séries alternées et règle d’Abel. Théorèmes de comparaisons. Relations avec l’intégrale. Analyse réelle fondamentale Optionnelle 40 18 22 0 4 Nombres réels: Partie entière, densité des rationnels et irrationnels. Caractérisation des limites de suites ou de fonction. Suites réelles et complexes. Bornes supérieure et inférieure, limites supérieure et inférieure. Critère de Cauchy, théorème de Bolzano-Weierstrass. Fonctions numériques sur IR : Continuité. Limite d’une fonction en un point. Valeurs intermédiaires, image d’un intervalle, continuité uniforme. Dérivabilité, égalité et inégalité des accroissements finis, cas des foncions à valeurs complexes. Intégrale définie (fonctions continues par morceaux), convergence des sommes de Riemann, théorème fondamental de l’Analyse. On pourra traiter l'intégrale de Riemann ou celle des fonctions réglées. On prouvera qu'une fonction continue sur [a,b] y est limite uniforme de fonctions en escaliers. 11 Algèbre linéaire 1 Optionnelle 40 18 22 0 4 Espaces vectoriels sur K (R ou C, principalement R) : Sous-espace, espace engendré par une partie, somme d’espaces vectoriels, somme directe, sous-espace supplémentaire. Exemples usuels, Rn, espace vectoriel M_{n,p} (K)des matrices à n lignes et p colonnes. Dépendance et indépendance linéaire. Dimension. Base (en dimension finie). • Familles génératrices, espace vectoriel de dimension finie. • Familles libres, base d’un espace vectoriel de dimension finie (existence, caractérisation, propriétés). Matrice d’un vecteur ou d’un système de vecteur, relativement à une base. Changement de bases. Matrice de passage. • Dimension d’un sous-espace vectoriel. • Théorème de la base incomplète (existence de supplémentaires). Dimension d’une somme directe. Dim E = dim Imf + dim Ker f. Isomorphisme entre Im f et tout supplémentaire de Ker f. Rang d’une famille de vecteurs. Rang d’une application linéaire. Applications linéaires : images, noyau, espace vectoriel L(E,F), K-algèbre L(E), groupe linéaire GL(E), forme linéaire, espace dual E*. • Matrice d’une application linéaire relativement à des bases données. Isomorphismes entre L(E,F) et M_{n,p} (K). Matrice d’un endomorphisme exemple des projections, des rotations, des symétries. Matrice d’une composée. Changement de bases. • Rang d’une matrice ou d’un système d’équations linéaires, utilisation de la méthode du Pivot de Gauss. Matrices équivalentes. Matrices semblables. Utilisation du déterminant. Algoritmique et Programmation Optionnelle 40 12 18 10 4 16 4 Enregistrements, types énumérés - Etude des tableaux o Algorithmes de recherche o Tri : rappel sélection, insertion, bulle o Tableaux multidimensionnels o Tableaux associatifs - Passage de paramètres (référence, valeur) - Récursivité - Notions de complexité (espace, temps) - Fichiers, gestion des erreurs Bibliographie : Anne Tasso, Le livre de Java premier langage (Pour les vrais débutants en programmation), Eyrolles, 2000. T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, Introduction à l'algorithmique, Dunod. UEinfo2.7 : Initiation aux bases de données Optionnelle 40 Introduction aux Systèmes d'Information - Présentation de la démarche de conception d'un SI au travers de la méthode MERISE - Introduction et utilisation d'un Système de Gestion de Bases de Données - Etude détaillée du modèle Entité/Association (E/A) et du modèle relationnel - Les règles de transformation du modèle E/A vers le modèle relationnel - Introduction au langage SQL Bibliographie : G. Gardarin, Bases de données : objet et relationnel, Eyrolles 1999. J. Ullman, Principles of database systems, Computer Science Press, 1982. N. Boudjlida, Bases de données et systèmes d'informations. Le modèle relationnel : langages, systèmes et méthodes, Dunod, 1999. 12 16 18 UEinfo2.6 : Architecture des Ordinateurs / Représentation de l'Information Optionnelle 40 16 24 0 4 Architecture de l’ordinateur - Algèbre de Boole, loi de Morgan, théorème de Shannon - Les portes logiques (NOT, AND, OR, XOR, NOR, NAND) - Les circuits intégrés (du transistor à la porte NOR...) - Quelques circuits de bases : circuits combinatoires (décodeurs, multiplexeur, additionneur,...) ; circuits séquentiels (bascules, registres, compteur,...). - Architecture de Van Neumann - Exemple d'architecture d'un microprocesseur - Exemple d'architecture d'une machine Représentation de l’information - Rappel de Numération o les différentes bases utilisées en Informatique o algorithmes de conversion - Représentation d'informations o les chiffres, caractères (code DCB, ISO6, EBCDIC, ASCII, UNICODE) o les entiers, entiers signés o les fractionnaires en virgule fixe (signé ou non) o les fractionnaires en virgule flottante - Opérations sur les nombres (entiers et réels) o rappel des algorithmes opératoires o identification de la véracité des résultats Bibliographie : A. Tanenbaum, Architecture de l'ordinateur, InterEditions. P. Zanella, Y. Ligier, Architecture et technologie des ordinateurs, Dunod. Logique Optionnelle 40 14 22 4 4 12 4 0- introduction : la notion de logique, bref historique, liens avec les programmes et l'informatique 1- logique propositionnelle 1.1- syntaxe, variables propositionnelles, connecteurs 1.2- théorie des modèles en logique propositionnelle : interprétation, validité, consistance, conséquence 1.3- théorie de la preuve en logique propositionnelle : système de preuve et déduction 1.4- complétude et décidabilité de la logique propositionnelle 2- logique des prédicats 2.1- syntaxe, prédicats, quantificateurs 2.2- théorie des modèles en logique des prédicats 2.3- théorie de la preuve en logique des prédicats 2.4- complétude et semi-décidabilité de la logique des prédicats 2.5- formes normales, formes clausales, résolution Chimie des éléments 1 Optionnelle 40 16 12 I - Rappels sur la Classification Périodique des éléments : structure électronique, blocs, familles d’éléments … et donc les Propriétés qui en découlent (électronégativité, propriétés redox, type de liaisons, degrés d’oxydation … et réactivité) II - Grandes familles d’éléments, leurs composés et leur utilisation Pour chaque famille d’éléments, seront abordés les aspects suivants: Propriétés atomiques et isotopes - Abondance, origine et états naturels - Propriétés Physico-Chimiques - Composés - Préparation - Usages. Tout au long de cet enseignement, seront largement mises à profit certaines spécificités de ces éléments afin d'alimenter une démarche constructive d'utilisation et d'illustration des connaissances acquises : - Gaz rares : techniques de séparation, structure des composés oxygénés et fluorés, clathrates, diagrammes de phases de l’hélium, - Hydrogène : Ortho/Para et applications spatiales, familles d’hydrures (covalent, ionique, métallique) et stockage de l’hydrogène, séparation isotopique et eau lourde Halogènes et Alcalins : réactivités comparées (vis à vis de l’eau, de l’hydrogène, de l’oxygène, de l’azote, de l’ammoniac …), production électrolyse, échelle redox), - Les technologies liées à l'éclairage utilisant tous ces éléments (sodium, halogènes, gaz inertes) 13 Organisation de la Terre Optionnelle 40 10 0 30 4 1°) La structure de la Terre Enveloppes, principales, principales classifications des roches, cycle des roches, échelle des temps géologiques 2°) La Terre et la vie Histoire de la vie, crises biologiques, évolution des espèces, relations de la Terre et de ses enveloppes avec la biosphère. Physiologie de la reproduction Optionnelle 40 20 14 6 4 40 25 0 15 4 1°) Gamétogénèse 2°) Ovogénèse 3°) Fécondation et implantation 4°) Implication des axes gonadotrope et Hypothalamo-hypophysaire 5°) Notions de clonage et de cellules souches 6°) Notion de fécondation in vitro Zoologie Optionnelle 1°) Origine des espèces (espèce= unité de base de l’évolution, mécanismes d’isolement reproduction, biogéographie de la spéciation) 2°) Vue d’ensemble de la diversité animale (A l’origine des animaux, la classification traditionnelle et les principales ramifications du règne animal, les grandes transitions clés dans l’évolution du plan d’organisation des animaux) 3°) Systématique et classification des animaux (historique, systématique et phylogénèse, données moléculaires et révolution de la taxonomie) 4°) Cycles de développement et reproduction chez les animaux (le cycle diplobiontique des animaux, reproduction sexuée et asexuée, reproduction et évolution) Du noyau atomique aux galaxies Optionnelle 45 20 25 0 4 Le noyau atomique et ses transformations : carte des noyaux stables et instables, énergie de liaison. Lois de conservations. Aspect temporel de l’émission radioactive (instabilité, demi-vie). Désintégrations radioactives. Fission de noyaux lourds. Fusion de noyaux légers. Grandeurs caractéristiques utilisées en radioprotection et origine des irradiations. Méthodes et notions fondamentales de l'observation astronomique, classification et évolution des étoiles, chimie et physique de l'espace interstellaire, structure et dynamique des galaxies, l'exobiologie, principes de la cosmologie Courbes paramétrées et géométrie Optionnelle 40 18 22 0 4 On précisera au fur et à mesure des besoins quelques points de géométrie affine euclidienne, concernant la détermination des droites, des plans, le produit scalaire, et le produit vectoriel. - Définition d'une courbe paramétrée du plan et de l'espace. Distinction entre la courbe et son image, le mouvement et la trajectoire (ex: trajectoire d'un point sur la chenille d'un char). Utilisation des fonctions complexes de la variable réelle pour l’étude des courbes planes. - Notion de point régulier, tangente, normale (dans le plan) ou plan normal (dans l'espace). Allure locale autour d'un point bi régulier dans le plan. Notion de plan osculateur en un point bi régulier de l'espace, allure locale autour d'un point tri régulier de l'espace. - Allure locale autour d'un point non bi régulier du plan: point d'inflexion, rebroussement de première ou seconde espèce. - Branches infinies: asymptotes, position par rapport à l'asymptote, branches paraboliques, directions asymptotiques. - Propriétés métriques des courbes: longueur, abscisse curviligne, repère de Frénet, courbure, cercle osculateur, notions de développée et de développantes, exemples. - Courbes paramétrées en polaires, cylindriques, sphériques: modifications des notions précédentes. BIBLIOGRAPHIE : - J. Dixmier, Cours de Mathématiques du 1er cycle, 2ème année, Gauthier- Villars. - J. Lelong-Ferrand & J. M. Arnaudiès, Cours de Mathématiques, tome 3, Géométrie et cinématique, Dunod Université. 14 Logique Combinatoire et séquentielle Optionnelle 40 15 15 12 4 LOGIQUE COMBINATOIRE Algèbre binaire, opérateurs de base, propriétés. Ecriture et simplification des fonctions logiques. Groupe et opérateur complets, formes canoniques, théorèmes d’expansion de Shannon. Composants combinatoires Formalisme graphique, Logique négative/positive. Portes intégrées, Multiplexeurs, Demultiplexeurs. Codeurs, Décodeurs, Transcodeurs Comparateurs, ALU. Mémoire, Composants programmables (principes). Introduction à la logique séquentielle - Systèmes asynchrones, synchrones, synchronisés - Méthode d’analyse et de synthèse - Problème des courses critiques et aléas - Méthodes industrielles • Les mémoires, les bascules - Brique de base stable, Caractérisation des fonctions mémoires - RS, RST (Clear/Preset), D latch - RS M/S, DataLockOut, DT-ME, D edge, T, JK - Tables de transitions • Composants séquentiels (registres, compteurs, ...) - Compteurs asynchrones, diviseurs de fréquence - Compteurs synchrones modulo 2n et modulo N - Compteurs en anneau et Johnson - Méthode de Marcus - Mise en cascade de compteurs - Registres à décalage 15 Semestre 3 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) Anglais S3 Obligatoire 20 0 20 0 2 Propriétés et réactivités des dérivés organiques (1) Obligatoire 40 18 18 4 4 20 12 8 4 TD (h) TP (h) ECTS * Les alcanes, les alcènes, les alcynes, les halogénures et les composés aromatiques : - Origines et nomenclature - Propriétés physiques - Réactivités - Synthèses * Notions générales de la réaction en chimie organique : - Acides Bases - Nucléophiles - Electrophiles Chimie inorganique 1 : Cristallochimie Obligatoire 40 Relations entre structures cristallines et propriétés physicochimiques : 1) L’état solide cristallisé : les différents types de cristaux. 2) Notions succinctes de cristallographie : Nœud et réseau cristallins, maille, systèmes cristallins, réseaux de BRAVAIS - Notion de symétrie et de groupe d’espace, tables internationales de cristallographie, 3) Les cristaux métalliques : - Les métaux purs (description des hex. ABA et ABCA, cfc, cc, autres) - Les « alliages » (solutions solides par substitution et par insertion) 4) Les cristaux ioniques : - Description de quelques structures types : NaCl, CsCl, ZnS, CaF2, spinelle, pérovskite, - Energie de liaison « théorique » dans ces cristaux (formule de Born Landé) - Cycle de BORN – HABER : élaboration et utilisations 5) Exemples (et description) de cristaux covalents et de cristaux moléculaires et propriétés physicochimiques. Liaisons chimiques et Réactivité Obligatoire 20 12 8 0 2 Optionnelle 60 22 22 16 5 - Atomistique et orbitale moléculaire : approfondissement. - Relation entre énergie de liaison chimique et réactivité. Techniques d'analyses 1 Spectroscopie IR (C 4h, TD 6h, TP 4h) : phénomène physique et identification des groupes fonctionnels Spectrométrie de masse (C 6h, TD 2h) : principes de base, appareillages et analyse de spectres Chromatographie (C 12h, TD 14h, TP 12h) : Principes, CCM, HPLC, CPG, exclusion stérique, échangeuse d'ions, chromatographie d'affinité, électrophorèse Mise en œuvre raisonnée des équilibres chimiques Optionnelle 40 15 10 15 4 Utilisation des concepts de thermochimie (équilibres chimiques) - Etudes des interactions entre 2 types d'équilibres chimiques : représentation sous forme de diagrammes à 2 variables (diagrammes de solubilité, de Pourbaix, Ellingham) Utilisations et applications (conditions de précipitation, hydrométallurgie) – Quelques équilibres organiques Une série de 4 ou 5 TP sera proposée. L'effort sera mis sur la mise en place d'expériences illustrant les informations déduites de diagramme (exemple: expériences autour de la stabilité du fer en milieu humide) 16 Traitement numérique appliqué à l'analyse chimique Optionnelle 20 12 0 8 2 Optionnelle 50 25 25 0 4 Méthodes numériques appliquées à : - La pHmétrie, la solubilité, complexes, - La thermochimie, l'entropie, l'enthalpie - Les spectrométries Outils S3 : Mathématiques - Physiques Outils mathématiques S3 (CM : 10h, TD : 10h) Nombres complexes, Calcul vectoriel: algèbre vectorielle (addition, règles de calcul vectoriel, projection) Produits scalaires, vectoriels, lixtes. Coordonnées cylindriques et sphériques. Opérateurs vectoriels: gradient, divergence (en coordonnées cartésiennes) Matrices, Notions d'intégrales multiples (doubles et triples) at applications (calculs de surfaces et de volumes) Outils physiques S3 : Introduction à la notion de champ en Physique (CM : 15h, TD : 15h) : 1. Electrostatique : loi de Coulomb, champ électrostatique, théorème de Gauss, potentiel électrostatique, densité de charge électrique, effet de pointe 2. Magnétostatique : Force de Lorentz, notion d’induction magnétique, champ d’induction magnétique créé par un courant électrique. 3. Phénomène d’induction Nutrition végétale Optionnelle 50 24 10 16 5 Sont décrites plus en détails la nutrition carbonée (Photosynthèse) et minérale de la plante (avec, en particulier la réduction des nitrates). La respiration des végétaux et le rôle et le cheminement de l'eau dans la plante sont également décrits. Macromolécules biologiques Optionnelle 50 22 20 8 5 1°) Les oligosaccharides et polysaccharides des différentes origines : Structure, fonction et intérêt. Les techniques de séparation, d’analyse et de caractérisation. 2°) Les lipides, structure, fonction et intérêt : Les principes de l’auto-assemblage membranaire et présentation des différents modèles membranaires. 3°) Les protéines, structure, fonction et intérêt. Structure tertiaire et quaternaire. Prédiction de structure. Reconnaissance moléculaire. Introduction à l’ingénierie des protéines et à leur purification. 4°) Introduction à l’enzymologie. TP1 et 2 : Extraction, purification et caractérisation du lysozyme de blanc d’œuf Mécanique en référentiel Galiléen Optionnelle 50 22 22 6 5 Optionnelle 50 22 22 6 5 • Composition de mouvements • Dynamique du point matériel • Lois de conservation • Systèmes à deux corps • Chocs et diffusion Electrostatique- Magnétostatique • Électrostatique : loi de Coulomb, théorème de Gauss, potentiel scalaire. dipôle électrique, théorème de Coulomb, notion de capacité, énergie potentielle électrostatique, travail des forces électrostatiques. • Électrocinétique : densité de courant, intensité. Loi d’Ohm. • Magnétostatique : force de Lorentz, relations de Biot-Savart, conservation du flux, théorème d'Ampère. Force de Laplace. • Induction magnétique : loi de Faraday, loi de Lenz, auto-induction, induction mutuelle, moteur 17 Mathématiques Optionnelle 50 25 25 0 5 • Formes n-linéaires alternées – Notion de déterminant. • Calcul différentiel (différentielle d'une fonction de Rn dans Rp, formes différentielles, produit extérieur de formes différentielles.) • Analyse vectorielle : gradient, divergence, rotationnel, laplacien scalaire, laplacien vectoriel en coordonnées cartésiennes, cylindriques, sphériques et dans un système de coordonnées généralisées. • Calcul d'intégrale simple, d'intervalle curviligne, d'intégrale double, d'intégrale de surface, d'intégrale triple, d'intégrale de volume • Formule d'Ostrogradski. formule de Stokes-Ampère. formule de Green-Riemann et généralisation Chimie et physicochimie de l'eau Optionnelle 20 9 5 6 2 Introduction : l’eau en quelques chiffres, répartition, réservoirs, renouvellement, cycle de l’eau Structure de la molécule d’eau : rappels d’atomistique et classification périodique, géométrie de la molécule, moment dipolaire, liaison hydrogène Isotopes de l’eau : abondances, eau lourde, paléoclimatologie, séparation isotopique Changements d’état et diagrammes d’équilibre : structure de la glace, point triple, point critique, variance, geysers, surfusion, expérience de Tyndall, variations de masse volumique, cryoscopie, ébullioscopie, Lois de Raoult, lyophilisation Propriétés thermodynamiques et applications : chaleurs spécifiques, chaleurs latentes, points de fusion-ébullition, conduction thermique L’eau solvant : polarité, constante diélectrique, miscibilité, pouvoir dissociant, paire d’ion, notion d’activité, tensio-actifs, membranes biologiques, Loi de henry, dissolution des gaz, pluies acides Stabilité de la molécule d’eau : électrolyse, autoprotolyse, pyrolyse, photosynthèse L’eau et l’Energie : hydroélectricité, géothermie, marées, stockage de la chaleur, fusion thermonucléaire, pile à combustibles Propriétés dynamiques : tension de surface, capillarité, viscosité, pression osmotique, plasmolyse, hémolyse, dialyse, osmose inverse et dessalement de l’eau de mer Acides aminés et protéïnes Optionnelle 20 8 8 4 2 Optionnelle 20 14 6 0 2 Acides aminés. Peptides. Protéines. Description. Structure. Propriétés. Synthèse de peptides. Acides nucléiques : Description. Structure. Propriétés Histoire des idées scientifiques La chimie de l'homme préhistorique sans le feu et avec le feu. La chimie vue par les philosophes grecs. L'alchimie : ses théories et croyances. La chimie pneumatique (les débuts d'une chimie plus rigoureuse). La théorie du phlogistique puis enfin Lavoisier et la théorie de l'oxydation. Les débuts de l'électrochimie (XIX ème siècle). Renforcement « Techniques d'Analyses : IR – MS » Optionnelle 22 10 8 4 3 15 3 Spectroscopie IR (C 4h, TD 6h, TP 4h) : phénomène physique et identification des groupes fonctionnels ; Spectrométrie de masse (C 6h, TD 2h) : principes de base, appareillages et analyse de spectres ; Renforcement « Equilibres chimiques » Optionnelle 40 15 10 Etudes des interactions entre deux phénomènes en appliquant les concepts thermodynamiques caractérisant les équilibres chimiques 18 Semestre 4 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) Anglais S4 Obligatoire 20 0 UE libre Obligatoire Propriétés et réactivités des dérivés organiques (2) Obligatoire TD (h) TP (h) ECTS 20 0 2 3 50 22 20 8 5 Les organométalliques, les alcools, les amines, les dérivés carbonylés, les acides carboxyliques et leurs dérivés : - Origines et nomenclature - Propriétés physiques - Réactivités - Synthèses Chimie inorganique 2: Diagrammes de phase et d'Ellingham Obligatoire 50 24 18 8 5 16 16 4 Diagrammes de phases appliqués à la synthèse : réactions solide/gaz, solide/liquide : · Qu’est-ce qu’un solide, un liquide, un gaz ? · Rappels sur les grandes fonctions énergétiques de la thermodynamique : - Enthalpie, Entropie, Enthalpie libre. · Energies associées aux changements d’état d’un corps pur. · Principe de l’établissement d’un diagramme de phases et méthodes expérimentales associées. · Les diagrammes unaires et binaires. · Utilisation raisonnée des diagrammes de phase en synthèse inorganique : - Purification, Trempe, Cristallisation, … · Diagramme d'Ellingham Techniques d'analyses des solides Optionnelle 50 18 Production des Rayons X et interaction rayonnement-matière (CM : 6h, TD : 8h, TP : 8h ) Diffraction des rayons X : loi de Bragg,diagrammes de diffraction de poudres, applications Analyses thermiques gravimétrique (ATG), différentielle (ATD) et enthalpique différentielle (AED) (CM : 6h, TD : 4h, TP :4h ) Spectroscopie Infra-Rouge ) (CM : 6h, TD : 4h, TP :4h ): Modèle de l'oscillateur harmonique - spectre de rotation-vibration en phase gazeuse - Identification des modes de vibration et de la nature du groupe vibrant - Instrumentation (spectromètre à type dispersif et à transformée de Fourier - notion de franges d'interférences et enregistrement de la transmission d'un film) Analyse qualitative et quantitative Chimie des éléments (2) : Optionnelle 40 18 10 12 4 L'AZOTE: Le cycle de l'azote, l'élément azote, le diazote, les nitrures, l'ammoniac, les azotures, l'hydrazine, l'hydroxylamine, les oxydes d'azote et l'acide nitrique. LE CARBONE: Variétés allotropiques, nanotubes, fullerènes, fibres, les oxydes CO et CO2 LE SILICIUM: Préparation du silicium, les différents types de silicates, le quartz LE PHOSPHORE : Phosphore abiotique (apatites) et biotique (acides nucleiques), phosphures métalliques, hydrures et oxydes de phosphore, les oxoacides (acide ortho-phosphorique). Traitement de données Chimiques et Biologiques à l'aide d'un tableur Optionnelle Méthodes numériques appliquées à : - La pHmétrie, la solubilité, complexes, - La thermochimie, l'entropie, l'enthalpie - Les spectrométries 19 30 12 0 18 2 Outils S4 : Mathématiques - Physique Optionnelle 30 15 15 0 3 Outils mathématiques S4 : CM 6h - TD 6h Série de Fourier Transformée de Fourier Développement limité Outils Physiques S4 : CM 9h - TD 9h 1. Ondes mécaniques : ondes transversales (ondes de déformation le long d’une corde vibrante), ondes longitudinales (ondes de déformation élastiques le long d’un ressort et ondes acoustiques) 2. Ondes électromagnétiques : vecteur d’onde, expression du champ électromagnétique, états de polarisation de l’onde électromagnétique, flux d’énergie électromagnétique 3. Phénomènes de réflexion et transmission des ondes à l’interface entre deux milieux. Fonctionnement de la cellule eucaryote Optionnelle 50 24 14 12 5 12 14 24 5 25 25 0 5 Membrane plasmique : composition, spécialisations et rôles dans les échanges avec le milieu extérieur 2) Dynamique du système endomembranaire (RE-Golgi-Lysosome) - compartimentation cellulaire et membranes qui définissent et caractérisent les compartiments. - séquences signal et mécanismes d’adressage - trafic des molécules et intégration dans le métabolisme cellulaire 3) Mitochondries et péroxysomes : organisation, fonctionnement, biogenèse et rôles 4) Relations des cellules avec leur environnement: - matrice extracellulaire, jonctions intercellulaires, communication cellulaire - rôle dans le contrôle de la régulation du cycle cellulaire et apoptose 5) Spécificités des cellules végétales : - plastes, vacuole, paroi et plasmodesmes - adressage des protéines vers les chloroplastes Expérimentation en biochimie Optionnelle 50 Les techniques et les méthodes utilisées au cours des TP seront présentées en cours/TD : 1) Consigne de sécurité au laboratoire. 2) Comparaison de différentes méthodes de dosages des protéines. 3) Dosage et séparation des sucres. 4) Identification et quantification d’acides gras dans des huiles alimentaires par CPG. 5) Identification et quantification par HPLC d’ingrédients dans des sodas. TP 1 : Comparaison de différentes méthodes de dosage des protéines. TP 2 : Dosage et séparation des sucres. TP 3 : Séparation d’acides gras par CPG. TP 4 : Utilisation de l’HPLC pour la séparation de molécules biologiques. TP 5 et 6 : Mise au point et application d’un protocole pour la séparation de protéines. Mécanique du solide et des fluides Optionnelle 50 1ère partie : Cinématique dans un référentiel non galiléen Dynamique dans un référentiel non galiléen Eléments cinétiques des systèmes (moment d’inertie) Théorèmes généraux de la dynamique du solide, frottement (loi de Coulomb) 2ème partie : Fluides : descriptions eulérienne, lagrangienne ; vitesse dans un fluide. • Statique des fluides : pression dans un fluide au repos ; loi d'Archimède. • Dynamique des fluides. Fluides parfaits : écoulements permanents, incompressibles ; théorèmes de Bernoulli Electromagnétisme Optionnelle 50 22 22 • Induction magnétique : loi de Faraday, loi de Lenz, auto-induction, induction mutuelle, moteur • Électromagnétisme : Relations de Maxwell et ondes électromagnétiques dans le vide. • Éléments d'électromagnétisme dans la matière : Polarisation, Champ dépolarisant, induction électrique. Aimantation et champ magnétique. 20 6 5 Outils Mathématiques Optionnelle 50 25 25 0 5 20 9 5 6 2 Suites et séries • Suites et séries numériques. • Suites et séries de fonctions. • Séries entières. critères de convergence. rayon de convergence. • Séries de Fourier Algèbre linéaire • Calcul matriciel • Matrice d'un endomorphisme • Diagonalisation. trigonalisation. Jordanisation d'une matrice • Calcul des puissances de matrices. des exponentielles de matrices • Application aux systèmes différentiels linéaires Chimie et environnement Optionnelle Chimie de l'hydrosphère: l'eau dans l'écosphère, les pollutions des eaux, critères de potabilité Les cycles bio géochimiques: cycles du carbone, phosphore et azote, impacts des activités humaines. Chimie de l'atmosphère: structure de l'atmosphère, action des UV, les principaux polluants de l'atmosphère: oxydes d'azote, ozone, dérivés soufrés, CFC, dioxyde d'azote...Les effets de la pollution atmosphérique. Arômes et additif alimentaires Optionnelle 20 12 4 4 2 Présentation de la problématique générale des additifs alimentaires, Législation, Consommation d'additifs, Description de différentes catégories (colorants, édulcorants, arômes) Chimie industrielle Optionnelle 20 11 9 0 • Introduction à la Chimie Industrielle (chimie lourde, chimie fine, parachimie) • Synthèse du dichlore et de l’hydroxyde de sodium par électrolyse • Production et utilisation des acides les plus importants : acide sulfurique, acide nitrique et acide orthophosphorique. • Pétrochimie (production du pétrole et raffinage), carbochimie • Les grands polymères industriels 21 2 Semestre 5 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) TD (h) Anglais S5 Obligatoire 20 0 20 0 2 Sensibilisation au monde professionnel Obligatoire 30 15 15 0 2 TP (h) ECTS Salariés/fonctionnaires/activités libérales : délimitations des champs respectifs et enjeux L’importance des règles juridiques : fonction du droit du travail. La veille juridique : trouver et sélectionner l’information. Les acteurs du monde du travail (représentants du personnel, inspection du travail, juridictions, ANPE, travail temporaire) Les normes. Les droits et devoirs du salarié. Les pouvoirs de l’employeur. Les différents types de contrat de travail. Les règles juridiques spécifiques aux entretiens. La non discrimination et la Halde. Période d’essai. CDD. La modification de la relation de travail. Les modes de rupture du contrat de travail. Etude des classes de réaction en synthèse organique (1) Obligatoire 50 20 18 12 5 * Eléments de stéréoisomérie (C, N, S, P…) - Rappels et définitions * Mécanismes réactionnels et effets électroniques * La Substitution nucléophile et les différents facteurs réactionnels (intermédiaires, nucléofuge, nucléophile, solvant, dureté et mollesse des atomes, mécanismes intra- et intermoléculaires...) * La réaction d'élimination (les différents mécanismes ; notion de mécanisme frontière, contrôle et orientation des réactions d'éliminations...) Thermodynamique chimique et cinétique Optionnelle 50 18 20 12 5 Fonctions d'état Potentiel chimique - application aux réactions chimiques - étude des corps purs - les solutions liquides diluées: propriétés colligatives, lois de Henry et de Raoult, diagrammes binaires isobares et isothermes cinétique: rappel définitions, cinétique formelle et détermination des ordres globales (n>1) et partiels, étude de mécanismes réactionnels, catalyses homogène et hétérogène. Techniques d'analyses 2 Optionnelle 50 22 22 6 5 1 –RMN (C:12h, TD:12h, TP:3h) : Le phénomène de Résonance Magnétique (RMN) - Le déplacement chimique (13C et 1H)- La constante de couplage scalaire et structures chimiques - Corrélation entre structure chimique, déplacement chimique et couplage scalaire (Généralités, Effet du courant de cycle, Autres effets, Tables generales et exemples)- Introduction à la RMN 2D (COSY, Corrélation carbone-proton, Dept): principes et exemples de lectures. Introduction au suivi isotopique dans les voies métaboliques : calcul d'enrichissement 2 - Le dichroïsme circulaire (DC) (C:2h, TD;2h) : il permettra de déterminer des structures secondaires chez les protéines et les acides nucléiques. 3 – Absorption atomique et fluorescence X (C8h ; TD:8h ; TP:4h) : Principes de base de l'absorption atomique (AA) et de l'émission de flamme - Instrumentation (sources à spectres de raies - atomiseur de flamme - dispositif) - processus d'atomisation dans la flamme - interférences spectrales et chimiques - Influence de la température de flamme - application à l'analyse qualitative et quantitative Fluorescence X (FX): phénomènes et principes de base - les différents modes d'excitation des éléments - modes de détection - densimétrie X - détermination des éléments présents dans une matrice. Chimie des solutions en solvant aqueux Optionnelle 50 18 16 16 Principes mis en œuvre en chimie des solutions, Propriétés physico-chimiques du solvant eau, La chimie acido-basique, Effets de complexation en chimie des solutions aqueuses, Mise en œuvre des équilibres en solution pour la dissolution ou la précipitation sélective, Oxydations et réductions chimiques : intérêt des réactions auxiliaires 22 5 Communications écrite et orale en Sciences Optionnelle 20 10 10 0 2 Apprendre à faire une recherche sur un sujet scientifique, à faire un rapport scientifique ainsi qu’une présentation orale. Des ateliers sont organisés sur des thèmes variés tels que comprendre et construire une argumentation, lire de manière critique et se faire une opinion judicieuse sur un article. Apprendre à faire une recherche d'annonce correspondant au profil scientifique des étudiants. Préparer son CV et sa lettre de motivation ainsi qu'un court entretien. Métabolisme Optionnelle 50 24 22 4 5 1°) Notions de base en thermodynamique, sens des réactions. 2°) Métabolisme des sucres : glycolyse, voie des pentoses-phosphates, voie d'Entner-Doudouroff, néoglucogénèse. 3°) Devenir du pyruvate : fermentations, cycle de Krebs, réactions anaplérotiques, cycle du glyoxylate. 4°) Bioénergétique : chaîne respiratoire, photosynthèse. 5°) Métabolisme des lipides : voies de synthèse, voies de dégradation. 6°) Rôle régulateur des enzymes. 7°) Cycle de l'urée. 8°) Assimilation de l'azote inorganique. 9°) Biosynthèse des acides aminés. TP : L'alcool déshydrogénase, enzyme de la fermentation éthanolique Biologie moléculaire Optionnelle 50 24 14 12 5 50 20 18 12 4 1°) La trancription chez les bactéries et les eucaryotes 2°) La maturation des ARNm et leur traduction 3°) Diversité et origine de l'ARN. 4°) La réplication et la réparation de l'ADN. 5°) Les génomes et leur évolution. 6°) Les techniques du génie génétique et de l'analyse des acides nucléiques. Enzymologie Optionnelle Le principe de la reconnaissance moléculaire entre enzyme et substrat sera abordé. Les enzymes allostériques seront introduites pour aller vers le métabolisme et appréhender la nécessité de sa régulation. Trois séances de TP sont consacrées à la cinétique enzymatique. 1°) Etude des cinétiques enzymatiques pour l’étude des mécanismes réactionnels 2°) Reconnaissance moléculaire entre enzyme et substrat 3°) Enzymes allostériques 4°) Applications industrielles (immobilisation des enzymes, bioréacteurs enzymatiques et molécules d’intérêt) TP1 : Caractérisation des paramètres cinétiques d'une enzyme. TP2 : Mécanismes réactionnels. TP3 : Simulation numérique des cinétiques. Mécanique analytique Optionnelle 50 22 22 6 5 Problèmes variationnels classiques. Stabilité des systèmes et applications dans la robotique. Equation de Euler-Lagrange et formalisme de Hamilton. Principe de moindre action. Application des méthodes de Hamilton et de Lagrange dans l'électrodynamique, la théorie de la relativité, la théorie de l'élasticité. Formulation de la mécanique quantique. Optique ondulatoire Optionnelle 50 5 Onde scalaire sphérique. Amplitude et intensité. Interférences de deux ondes sphériques cohérentes. Interfranges. Source non ponctuelle éclairant deux trous ponctuels (incohérence due à l’élargissement de la source), Source non monochromatique (incohérence temporelle) . Critère de visibilité des franges. Figures d’interférences produites par des lames minces, anneaux de Newton, interféromètre de Michelson Diffraction de Fraunhoffer, réseaux, spectrographe Retour sur la notion d’onde sphérique en partant des équations de Maxwell, propriétés spécifiques de l’onde électromagnétique : vectorielle et transversale, polarisation Holographie Notions sommaires sur l’émission stimulée, laser TP : Anneaux de newton, miroirs de Fresnel ; Interféromètre de Michelson ; Polarisation I et II 23 Renforcement 1 : Techniques d'analyse Optionnelle 20 10 8 2 2 Le phénomène de Résonance Magnétique- Le déplacement chimique (13C et 1H)- La constante de couplage scalaire et structures chimiques - Corrélation entre structure chimique, déplacement chimique et couplage scalaire (Généralités, Effet du courant de cycle, Autres effets, Tables générales et exemples)- Introduction à la RMN 2D (COSY, Corrélation carboneproton, Dept): principes et exemples de lectures. Renforcement 1 : Chimie et Physique expérimentales Optionnelle 30 0 0 30 2 En relation avec le programme théorique de la Licence Physique - Chimie : Réactions oxydo-basiques, oxydoréduction, complexation et précipitation, réactions illustrant les propriétés des principaux groupes fonctionnels en organique. Renforcement 1: Mathématiques Optionnelle 30 15 15 0 2 Suites numériques: convergence, suites extraites, suites récurrentes, approximation d'un réel par une suite. Fonction d'une variable réelle: limites, continuité, dérivabilité. Théorèmes de Rolle et des accroissements finis. Etude locale (Développements limités) Nombres complexes: aspects algébriques (équation du second degré...) et géométriques Sucres et Lipides Optionnelle 20 10 6 4 2 Optionnelle 20 14 6 0 2 Présentation des glucides et des lipides. Leurs rôles respectifs dans le monde vivant. Notions de réactivité des glucides La caractérisation des lipides Les grandes réactions en synthèse organique (Named reactions) Oxydation (Baeyer-Villiger, Dess-Martin periodinane, Jones, Oppenauer, Swern…) Réduction (Birch, Clemmensen, Meerwein-Ponndorf-Verley, Wolff Kishner…) Formation de la liaison C-C (Friedel Crafts, Grignard, Horner-Wadsworth-Emmons, Michaël, Mitsunobu, Reformatsky, Reimer-Tiemann, Wittig, Wurtz…) Réarrangements (Beckmann, Claisen, Cope/oxy-Cope, Favorskii, Ferrier, Pinacolique…) Matériaux : transformation et utilisation des ressources inorganiques Optionnelle 20 14 6 0 2 Les ressources minérales. Les matériaux de construction a) liants tels que chaux, ciments et plâtres b) autres tels que verres et céramiques. Les matériaux métalliques (construction ou autres utilisations) : classement, corrosion, propriétés mécaniques. Les nouveaux matériaux, les composites, la notion d'énergie grise. Atomistiques et approches moléculaires Optionnelle 20 15 5 0 Atomistique: modèle de levis, théorie de la liaison de valence, hybridation, théorie des orbitales moléculaires. 24 2 Semestre 6 Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) Anglais S6 Obligatoire 20 0 UE libre Obligatoire Etude des classes de réaction en synthèse organique (2) Obligatoire TD (h) TP (h) 20 ECTS 0 2 3 50 20 18 12 5 * La substitution électrophile aromatique (complexes et ; contrôle thermodynamique et cinétique ; composés excédentaires et déficitaires ; réactions particulières) * La substitution nucléophile aromatique (mécanisme addition-élimination ; mécanisme élimination-addition) * Addition sur la double liaison C=C et aspects de stéréochimie (additions sur les alcènes, alcynes ; Diels-Alder ; Michael ...) * Addition sur la double liaison C=X (O, N, S..) et aspects de stéréochimie (addition de nucléophiles carbonés ; réduction ; oxydation ; annélation de Robinson...) Chimie des solides Optionnelle 30 14 12 4 3 I- classification générale des solides II- solides ioniques : liaison ionique - énergie réticulaire - propriétés générales - défauts ponctuels dans les composés stoechiométriques et non stoechiométriques - dopage, propriétés de conduction ionique et association de défauts matériaux pour piles à combustible et batteries lithium ion ; conduction électronique des oxydes non stoechiométriques; notions de synthèse et de frittage III-solides covalents et métalliques : énergie de cohésion - théorie des bandes (occupation des orbitales atomiques, bande de valence, bande de conduction, niveau de Fermi) - propriétés électriques - distinction isolant/métal/semi-conducteur dopage des semi-conducteurs IV- Magnétisme : matériaux ferromagnétiques, ferrimagnétiques, antiferromagnétiques, paramagnétiques, diamagnétiques, susceptibilité magnétique, loi de Curie et Curie-Weiss – superéchange Symétrie moléculaire Optionnelle 20 12 8 0 2 Symétrie moléculaire Eléments, opérations, ordre, groupe de symétrie ; table de commutation ; tableau des caractères ; représentations irréductibles et réductibles. Applications aux liaisons chimiques (diagramme des orbitales moléculaires), à la théorie du champ de ligand (orbitales et termes spectraux dans un champ de symétrie octaédrique, tétraédrique, carré). Structure et propriétés des complexes d'éléments transition Optionnelle 50 22 16 12 5 Théorie de la liaison de valence de Pauling, Théorie du Champ Cristallin, Théorie des Orbitales Moléculaires, Diagrammes énergétiques en symétrie Oh,Td, D4H, D3, C4V,C3V, C2V . Propriétés Optiques et Magnétiques des Complexes. Application à la Spectroscopie UV- visible. Diagrammes de Tanabe-Sugano. Méthodes électrochimiques d'analyse Optionnelle 50 18 16 16 5 Notion de transport en solution aqueuse et application de la conductimétrie Production d'une réaction électrochimique et notions de cinétique Caractérisation des réactions électrochimiques par voltampérométrie en régime stationnaire Modifications des voltampérogrammes par formation ou dissociation de combinaisons chimiques : application aux réactions de titrage Méthodes électrométriques de détection du point équivalent : la potentiométrie et l'ampérométrie 25 Atelier technologique Optionnelle 30 0 10 20 3 L'étudiant, sous la supervision d'un encadrant, devra faire une étude bibliographique afin de rattacher le sujet à une problématique liée soit à la biologie, la chimie ou la physique et de déterminer quelle serait l’expérience la plus représentative du sujet. Une fois l’expérience sélectionnée, l’étudiant établira la liste des matériels et le protocole expérimental nécessaires à la bonne réalisation de la manipulation avant d'en réaliser le montage et de mener a bien l'expérience. Introduction à la bio-informatique et l’analyse des génomes Optionnelle 24 10 6 8 3 50 24 4 22 5 20 10 10 0 2 6 5 1°) Introduction à la bioinformatique 2°) Les bases de données en biologie moléculaire Bibliographie, taxonomie, gènes, protéines, motifs 3°) Programmes d’analyse et d’alignement de séquences Séquençage des génomes, assemblage, matrices utilisées, BLAST, Clustal 4°) Les méthodes d’analyse du transcriptome PCR, cDNA-AFLP, SAGE , microarray Immunologie Optionnelle Les premières lignes de défenses (barrières tissulaires cellulaires et humorales) La réaction inflammatoire immédiate et retardée L’activation des cellules et l’induction d’une réponse spécifique La réponse humorale (anticorps) Régulation de la réponse immunitaire, immunotolérance et mémoire immunitaire Immunité des Invertébrés et Evolution de l’immunité Les outils immunologiques et leur utilisation Intégration du métabolisme humain Optionnelle 1°) Notions de régulation métabolique 2°) Métabolisme musculaire, cycle des Cori 3°) Rôle du foie dans le métabolisme énergétique 4°) Régulation du métabolisme des glucides et des lipides: interaction métabolique et hormonale; diabète 5°) Contribution du métabolisme des acides aminés au métabolisme énergétique 6°) Métabolisme spécifique de différentes cellules neuronales 7°) Exemples de pathologies métaboliques et de leurs répercussions Mécanique des milieux continus Optionnelle 50 22 22 • Mécanique des solides : tenseurs de déformation et contrainte ; Elasticité ; incompressibilité ; isotropie et anisotropie ; Lois de comportement ; Loi de Hooke ; grande déformation, plasticité, rupture. • Mécanique des fluides réels : notion de viscosité ; écoulements laminaires, turbulents, nombre de Reynolds, vorticité Thermodynamique : applications Optionnelle 25 9,5 9,5 6 3 • Éléments de théorie cinétique et phénomènes irréversibles : section efficace, temps de vol, libre parcours moyen ; température, pression ; exemples de lois physiques irréversibles ; approximation du libre parcours moyen, conductibilité thermique, coefficient de diffusion. • Thermodynamique chimique : travail maximum à température et volume fixés ; travail maximum à température et pression fixées ; transitions de phase d'une substance pure ; transitions de phase d'un mélange ; solutions diluées ; équilibre chimique. Physique subatomique Optionnelle 25 12,5 12,5 0 2 Considérations générales. Dimensions nucléaires. Constituants du noyau – Interaction forte. Défaut de masse et énergie de liaison. Rudiments de relativité restreinte. Modèle de la goutte liquide. Formule de Bethe-Von Weiszacker. Energie de séparation d’un nucléon. (In-) Stabilité nucléaire et transformations radioactives. Réactions nucléaires. Méthodes d’études du noyau atomique. Introduction aux modèles nucléaires. Spectres d’excitations (individuelles et collectives) du noyau. Diffusion de particules. Spectroscopies nucléaires. Applications 26 Renforcement 2: Techniques d'analyses Optionnelle 30 12 10 8 3 Notion de transport en solution aqueuse et application de la conductimétrie, Production d'une réaction électrochimique et notions de cinétique, Caractérisation des réactions électrochimiques par voltampérométrie en régime stationnaire. Mutualisé avec Méthode Electrochimiques d'analyses (S6). Renforcement 2 : Chimie et Physique expérimentales (2) Optionnelle 30 0 0 30 2 En relation avec le programme théorique de la Licence Physique Chimie : Réactions oxydo-basiques, oxydoréduction, complexation et précipitation, réactions illustrant les propriétés des principaux groupes fonctionnels en organique. Renforcement 2 : Mathématiques (2) Optionnelle 30 15 15 0 2 Intégrale définie: propriétés et calculs (intégration par parties, changements de variable classiques) Equations différentielles linéaires du premier ordre ou s'y ramenant. Problèmes de recollement. Exemples d'équations différentielles linéaires du second ordre. Notions sur les séries numériques: convergence, critères usuels pour les séries à termes positifs, séries alternées. Barycentre. Transformations du plan et de l'espace. Stage Optionnelle 2 Stage d’ouverture en milieu socioprofessionnel donnant lieu à convention et rédaction d’un rapport. L'étudiant doit trouver un stage. Le stage doit être validé par l'équipe enseignante. Le stage peut être effectué pendant les vacances scolaires, pensant l'année en dehors des horaires d'enseignement. Chimie des hétérocycles Optionnelle 20 8 8 4 2 Optionnelle 20 15 5 0 2 Nomenclature, Principaux hétérocycles existant à l’état Naturel, Présentation des hétérocycles aromatiques, Synthèse d’hétérocycles aromatiques, Fonctionnalisation des hétérocycles aromatiques, Stockage de l'hydrogène dans les hydrures métalliques Classification des intermétalliques. Description d'un système Métal-Hydrogène, Hydrures binaires, pseudo binaires et ternaires.Applications: Stockage de l'hydrogène, Batteries Ni-me-H. et Mirroirs commutables. 27 UE Libres proposées par le département de chimie Intitulé Statut dans la mention Volume horaire (h) CM (h) TD (h) TP (h) ECT S Hygiène et sécurité au Laboratoire Optionnelle 30 28 0 2 3 1°) Chimie : Connaissance, prévention, protection, stockage des produits chimiques. Réactions dangereuses, risques d'incendie/explosion. 2°) Physique : Risques électriques, électromagnétiques et nucléaires : définitions générales, effets sur la santé et préventions. 3°) Biologie : Connaissance et manipulation de produits d'origine humaine, animale et microbienne. Gestion des déchets biologiques. TP : visite de laboratoires de recherche et de locaux de stockage des produits. La Couleur des Corps Optionnelle 20 10 4 6 3 I- La couleur : Rayonnement électromagnétique, interaction rayonnement-matière, modèle quantique de l'atome couleur des diverses lumières. II- Origine de la couleur des corps : Théorie du champs cristallin, défauts, transfert de charge, théorie des bandes... III- Applications: Reproduction des couleurs : peintures, teintures, photographie, télévision…Méthodes modernes de reproduction des couleurs : capteurs, lasers, … 28