https://sites.google.com/site/markcasida/home/l3-physique-chimie-analyse-numerique

Dernière mise à jour : 4 décembre 2010

L3 Physique Chimie : Analyse Numérique

Dans ce module, nous allons apprendre à programmer en Python, mais ce n'est pas le but du cours. Le vrai but du cours est une ouverture vers l'analyse numérique -- c'est-à-dire, des techniques de mathématiques appliquées aux problèmes de mathématiques, chimie et de physique.

Et puis vous, vous allez comprendre cette bande dessinée:

(pris de la site http://www.wire-heads.com/)

TABLE MATIÌERE

1. Règlement d'Examen
2. Enseignant
3. Lieux d'Instruction
4. TP et Notes de CM
5. Penser Python
6. Emploi de temps
7. Projets
8. Anciens Examens
9. Évaluations d'Enseignement
10. Lien utiles
11. Quelques liens Youtube
12. Notes en bas de la page

RÈGLEMENT D'EXAMEN

Justement il n'y aura pas d'examen. Il y aura 4 leçons faites en binôme avec des comptes rendus (chaque TD vaut 10 points). Puis il y reste deux séances pour faire des projets de programmation individuels qui sera rendu en forme des rapports écrits mais rendu par courriel en format de fichier PDF. Chaque rapport vaudra 40 points. Il faudra mon approbation pour le sujet du projet de programmation avant de les commencer (donc avant la 5ème séance). Je me garde le droit de mettre certains rapports exemplaire en ligne sur la page web du cours.

ENSEIGNANT

Le cours magistral (CM) et les TP seront enseignés par moi,

LIEUX D'INSTRUCTION

Le cours commence avec 3 à 4 heures de CM qui ont lieu dans la salle 216 bâtiment C de physique. Le cours s'enchaîne avec 6 TP de 4 heures chaqu'un qui auront lieu dans la salle informatique (Salle 104) du bâtiment Chimie Enseignement. Vous allez vous servir des PC avec Windows comme système d'exploitation et vous allez avoir besoin de votre login et mot de passe Agalan pour vous brancher.

TP ET NOTES DE CM

• PDF

Le didacticiel du cours homologique du M1 Physique Chimie est aussi très util.

PENSER PYTHON

Il s'agit d'un livre merveillieux par Allen Downey et le seul que je connais qui explique vraiment comment apprendre un language informatique et construire des programmes afin de minimiser les bogues et finalement comment deboguer. Le hic est que c'est écrit en anglais mais nous travaillons sur une traduction dans la langue de Molière (enfin d'un Molière devenu moderne et informaticien).

• PDF

EMPLOI DE TEMPS

PROJETS

Les projets de programmation sont nouveaux en 2008-2009. Je vous demande de me donner au courant de, ou avant, la semaine 41, le titre d'un projet de programmation satisfaisante les deux critères:

1. Il s'agit d'une modélisation d'un problème de physique et/ou de chimie.
2. Les calculs sont trop difficiles à faire à la main (exigeant par exemple une approache itérative).

Biensûr qu'il faut faire la programmation en Python et de m'envoyer un rapport en format PDF. Mais c'est à vous de choisir le projet! Néanmoins voici quelques suggéstions d'où vous pouvez trouver des idées:

• un problème nontrivial inspiré d'un de vous cours
• un problème associé avec un stage eventuel
• un problème tiré de la litérature

Exemples:

• Simulation de la cinétique d'une réaction d'un enzyme avec le modèle de Michaelis-Menton et sans les suppositions du même modèle.
• Étant donné une spectre d'absorption dans la visible, calculer le couleur appercu selon la méthode de
  • M.E. Beck, Int. J. Quant. Chem. 101, 683 (2005). "Estimation of Physiologically Perceived Color from TDDFT-Derived Excitation Spectra"
• Programme générale pour trouver la solution de l'équation de Schrödinger pour une particule dans une dimension.
• Simulation d'une expérience électrochimique.
• Programme pour faire des transformes rapides de Fourier (Fast Fourier Transforms)

En notant les rapports je chercherai à la fois ce que vous avez appris en cours et votre sens de créativité. Il est à souligner que le but n'est pas juste de voir si vous pouvez programmer (vous aller tous réussir cette étape!) mais aussi d'approndre un peu sur un problème ou sur une méthodologie physicochimique. J'afficherai quelques uns des "meilleurs" sur cette page web.

Le rapport du projet individuel resemblera un peu aux comptes rendus que vous avez déjà fait sauf que

1. Il faudra
   1. m'expliquer en plus de détail la théorie derrière ce que vous avez fait
   2. me raconter en plus de détail ce que vous avez accompli
2. il faudra m'envoyer par courriel à Mark.Casida@UJF-Grenoble.FR
   1. le rapport en PDF
   2. votre code en fichier attaché (pour me permettre à le tester)

Date limite pour rendre les rapports de projet:

vendredi le 19 novembre 2010 pour le groupe A

mercredi le 1 décembre 2010 pour le groupe B

Il faut considérerces dates limites comme absolues ! (Je pars à l'étranger assez tôt en décembre et je dois rendre les notes avant de partir.)

PROJETS 2010-2011

Groupe B Date limite absolue pour rendre le rapport du projet : mercredi le 1 décembre 2010

Groupe A Date limite absolue pour rendre le rapport du projet : vendredi le 19 novembre 2010

PROJETS 2009-2010

....

PROJETS 2008-2009

Il s'agit de la première année des projets (au lieu d'un examen). J'étais en général content avec le résultat de cette "première expérience", sauf que j'étais assez déçu par la manque de citations aux sources (même quand je savais que le projet était basé sur un article ou sur un projet trouvé dans un livre de bibliothèque!) Il faudra donc que j'enlève des points l'année prochaine si les étudiants ne citent pas de reférences. Il est assez difficile de choisir des bons rapports comme exemples d'inclure ici:

• Laurie DEUTSCH a fait une "Étude d'une Cinétique d'une Réction du Deuxième Ordre". Elle expliquait: "Lors de la réalisation pratique de ce TP, l'exploitation des résultats a été très longue, près de deux heures; c'est pourquoi j'ai voulu créer un programme informatique pour faciliter cette exploitation". Le niveau de Python enseigné en cours suffisait pour réaliser ce projet.
  • rapport
  • programme
• Martin FAURE a fait un programme pour étudier la "Résistance Mécanique des Matériaux". Le niveau de Python enseigné en cours suffisait pour réaliser ce projet.
  • rapport
  • programme
• Les deux projets suivants exigaient des étudiants un apprentissage additionnel de Python. Le résultat est assez convivial:
  • Gabrielle CATTI a fait un programme qui joue à Nim (Fort Bayard).
    • rapport
    • programme
  • Michael DEBARNARDI a fait une leçon de géométrie interactive pour enfants.
    • rapport
    • programme

ANCIENS EXAMENS

Après 2007-2008, les examens sont replacés par des projets.

• 2007-2008
  • PDF sans solutions
  • PDF avec solutions

ÉVALUATION D'ENSEIGNEMENT

Les résultats d'évaluations de mon enseignement sont importantes pour l'amélioration de ce cours. Je les rends publique ainsi que les changements effectués dans le cours pour montrer qu'au moins j'essaie à améliorer le cours. Au même temps, je vous prie de comprendre que mon charge d'enseignement ne me permet pas toujours le temps de faire tous que je voudrais.

• 2007-2008. Je craignais que les comptes rendus étaient trop lourds à rediger, mais je vois que ce ne semblent pas être le cas et que les comptes rendus sont même appréciés. Je pense donc les garder (même s'ils sont longs à corriger). Par contre les énoncés des TP 4 et 5 peuvent être plus claires. Aussi il y a sûrement de la place pour améliorer l'introduction au Python au commencement du cours.
• 2008-2009. L'examen a été replaçé par un projet. Au lieu de faire le cours magistral au debut sur le tableau j'ai pu le faire avec mon portable en projection pour montrer en "live" comment ça marche. Le cours peut être plus ordonné et je crois que je dois ajouter une section sur les différents types de listes. Il est claire que les énoncés des TP 4 et 5 doivent être récrits (ce qui n'est pas encore fait).
• 2009-2010. L'évaluation était fait en ligne dans le cadre de l'évaluation de la formation. Seulement 7 étudiants ont répondus. Ces étudiants semblaient globalement satisfaits avec l'UE et avec sa pédagogie, mais on remarique une certaine manque de compréhension en ce qui concèrne l'utilité de l'UE pour la formation.
  • 2010-2011. Cette année j'ai reconstruit la site web du cours ici sur google. Aussi j'ai amélioré un peu les TP 1 à 4 en corrigeant quelques fautes, en clarifiant certains points de confusion et en ajoutant des annexes pour mieux expliquer des méthodes. Malheuresement ces améliorations étaient trop tard pour les étudiants de cette année.

LIEN UTILES

• Le langage python
• Librairie scientifique pour Python
• Affichage graphique avec Python
• Installeur "complet" (python + librairies scientifiques) recommandé pour les utilisateurs de windows (ca. 120 Mo)

QUELQUES LIENS YOUTUBE

• Free Software Song : chanson de Richard Stallman
• Coder Girl : chanson rap en éloge des filles qui aiment programmer
• I am a computer programmer : chanson en éloge des programmeurs
• How to deal with a computer programmer : comment atirer l'attention d'un programmeur

NOTES EN BAS DE LA PAGE

• Définition du mot "itération" selon Le Petit Robert: "2. MATH. Méthode de résolution d'une équation par approximations successives (=> récurrence)"