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Année académique 2014-2015
30/05/2017
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Dernière modification : le 17/03/2015 par TERWAGNE, Denis

Langue/Language


Interfaces et structures molles
PHYS - F517

I. Informations générales
Intitulé de l'unité d'enseignement * Interfaces et structures molles
Langue d'enseignement * Enseigné en français
Discipline * Physique
Titulaire(s) * [y inclus le coordonnateur] Denis TERWAGNE (coordonnateur)
II. Place de l'enseignement
Unité(s) d'enseignement co-requise(s) *
Unité(s) d'enseignement pré-requise(s) *
Connaissances et compétences pré-requises *
Programme(s) d'études comprenant l'unité d'enseignement - PHYS4A - Master en sciences physiques, à finalité approfondie - 1e année (5 crédits, optionnel)
- PHYS4D - Master en sciences physiques, à finalité didactique - 1e année (5 crédits, optionnel)
- PHYS5D - Master en sciences physiques, à finalité didactique - 2e année (5 crédits, obligatoire)
III. Objectifs et méthodologies
Contribution de l'unité d'enseignement au profil d'enseignement *
Objectifs de l'unité d'enseignement (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques) *

Introduction à la physique des interfaces et des structures molles, plus particulièrement l'étude de systèmes statiques et dynamiques dominés par la tension de surface.

Contenu de l'unité d'enseignement *

Pourquoi une goutte de pluie s’étale-t-elle sur un pare-brise alors qu’elle reste sphérique sur une feuille de lotus ? Comment certains insectes marchent-ils sur l'eau ? Qu’est-ce que le principe de sphérification utilisé par les grands chefs cuisiniers pour donner une nouvelle saveur aux aliments ?  Comment la capillarité permet-elle l’avancée des applications d'auto-assemblages et de texturation de surface  ?

Pour répondre à ces questions, nous commencerons par introduire et étudier des objets élémentaires de la matière molle tels que les gouttes, les bulles, les films de savons, les mousses ou encore les tiges et les feuilles flexibles. Ces objets de la vie de tous les jours présentent des comportements étonnants, parfois complexes et pas toujours bien compris. La tension de surface, souvent dominante dans ces situations, est à la source de ces effets intéressants appelés effets capillaires. Dans ce cours, nous aborderons l’étude de ces objets par des méthodes physiques simples tels que l’analyse dimensionnelle plutôt que par une dérivation mathématique formelle. Cette approche originale basée sur l’expérience est particulièrement bien adaptée à l’étude de ces objets. Nous découvrirons, par exemple, des phénomènes tels que le mouillage, la pression de Laplace, l'effet Marangoni, l'élasto-capillarité et l'auto-propulsion. Au terme de ce module, nous comprendrons comment une approche faite d’arguments physiques simples permet d'expliquer des phénomènes complexes et pluridisciplinaires ayant des applications autant dans le monde industriel que naturel.

Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages *

24h Théorie – La partie théorique de ce cours sera illustrée par de nombreux exemples et applications.

24h Mise en pratique (Laboratoires/exercices) – Les acquis théoriques et les outils de travail enseignés dans la partie théorique seront mis en pratique par les étudiants lors de la réalisation d’un mini projet de recherche expérimental. Au départ d'un article scientifique d'actualité, ils imagineront une expérience qu'ils mettront ensuite en œuvre au sein du laboratoire. Ce mini-projet se clôturera par une présentation orale ou un rapport écrit.

Support(s) de cours indispensable(s) *
Autres supports de cours
Références, bibliographie et lectures recommandées *

P.-G. de Gennes, F. Brochard-Wyart and D. Quéré, Gouttes, bulles, perles et ondes (Belin, Paris, 2002).

M. Sanjoy. Street-Fighting Mathematics: The Art of Educated Guessing and Opportunistic Problem Solving. (MIT Press, Cambridge, 2010).

IV. Evaluation
Méthode(s) d'évaluation *

Présentation orale (partie théorie) 50% de la cote + présentation d'un poster (laboratoire) 50% de la cote

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles) *
Langue d'évaluation *
V. Organisation pratique
Institution organisatrice * ULB
Faculté gestionnaire * Sciences
Quadrimestre * Deuxième quadrimestre (NRE : 36257)
Horaire * Deuxième quadrimestre
Volume horaire
VI. Coordination pédagogique
Contact *
Lieu d’enseignement *
VII. Autres informations relatives à l’unité d’enseignement
Remarques

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