Option Physique et applications

L'Option de 3^e année Physique et Applications est destinée aux élèves ingénieurs de l'École Centrale Paris et du groupe des Écoles Centrales (Lille, Lyon, Marseille et Nantes), aux étudiants désirant suivre une spécialité de Master ou un Mastère Spécialisé en Génie des Procédés et Matériaux (branche Physique et Applications).

Elle offre une formation de haut niveau scientifique et technique, au croisement des sciences fondamentales et des applications de haute technologie. L'option s'articule autour de plusieurs domaines clés, en particulier : Nanosciences et Nanotechnologies, Matière et Matériaux, Biophysique, Matière et Énergie.

Objectifs

La formation s'appuie naturellement sur le corps des enseignants-chercheurs de l'École Centrale Paris et de ses laboratoires CNRS, mais aussi sur les partenaires industriels de l'option, ainsi que sur l'intervention de personnalités extérieures du monde académique ou de l'entreprise.

La formation s'effectue au travers de deux parcours possibles :

• Le parcours « Physique pour l'innovation technologique » forme des ingénieurs capables d'appliquer de solides connaissances et compétences scientifiques au monde de l'entreprise, dans des secteurs innovants comme la micro- et nanoélectronique, les biotechnologies, l'imagerie médicale, le spatial, les technologies de l'information, la production et le stockage de l'énergie, etc.
• Le parcours « Physique pour l'innovation scientifique » permet de suivre en parallèle une spécialité de Master.

Pédagogie

Le cursus contient des activités communes et des activités à la carte :

• Un "kit de survie" en physique générale ;
• Des activités spécifiques à chaque parcours (enjeux industriels/recherche) ;
• Des majeures basées sur un bouquet de cours électifs ;
• Une pratique des techniques expérimentales et numériques adaptées à chaque parcours ;
• Un projet personnalisé en laboratoire ou en entreprise ;
• Des activités de terrain (visites d'entreprises, activité de laboratoire) ;
• Des séminaires d'ouverture.

Programme

Le kit de survie en Physique

Suivi par tous les élèves en début d'année, il forme un socle de physique générale indispensable à tout ingénieur physicien.
Il permet ensuite de suivre les deux parcours à travers la majeure choisie et ouvre vers les techniques expérimentales et les applications.

Les majeures et les cours électifs

Les majeures sont constituées à la carte au choix de l'élève, et donnent une coloration particulière à sa formation. Elles sont constituées d'un bouquet de cours électifs. Ceux-ci sont des cours en petits groupes donnés par des enseignants de l'École ou des intervenants extérieurs. Une offre large (4 à 5 cours à choisir parmi une quinzaine) permet d'approfondir certains domaines, du plus fondamental au plus appliqué, en composant un parcours réellement personnalisé.

L'apprentissage des méthodes d'instrumentation et de simulation numérique

Il se fait à travers des activités de laboratoire de recherche ou de R&D, sous forme d'atelier expérimental et de mini-projet mettant en œuvre des techniques récentes sous la responsabilité d'un enseignant-chercheur ou d'un intervenant extérieur expert du domaine. L'accent est mis sur la pratique en situation réelle. Concernant la simulation numérique, l'atelier de modélisation permet de traiter des cas concrets en physique. De plus, une salle informatique est à la disposition des élèves de l'option dans le centre de recherche.

Le projet

Il se déroule d'octobre à mars, à raison d'une journée par semaine, seul ou en binôme. Les sujets sont proposés par des partenaires industriels, par des enseignants-chercheurs ou par les élèves eux-mêmes. Ils peuvent être à caractère expérimental (dans les laboratoires de l'École), ou basés sur des outils de modélisation ou de conception. Les projets sont l'objet d'un encadrement personnalisé, avec un suivi assuré par un enseignant-chercheur de l'École.
Le projet est évalué par la rédaction d'un rapport et une soutenance orale, en présence de tous les élèves de l'option.

Les activités de terrain et d'ouverture

• Des activités spécifiques tournées vers l'industrie : études de cas en R&D, analyse de données, enjeux de la métrologie
• Des visites de sites industriels et des rencontres avec des acteurs des entreprises partenaires de l'option.
• Une visite d'un site académique (extérieur à Centrale Paris).
• Des séminaires, donnés par des personnalités extérieures.

Cours

kit de survie en physique

• Milieux denses
• Physique statistique et transports
• Interaction matière - rayonnements
• L'atelier de modélisation

Exemples de majeures (bouquets d'électifs à la carte)

• ASTROPHYSIQUE
  • Physique extraterrestre
  • Physique de la rentrée atmosphérique
  • Particules
  • Milieux hors équilibre
• MATÉRIAUX AVANCÉS
  • Composants pour la micro et nanoélectronique
  • Matériaux pour l'énergie
  • Ferroélectricité
  • Magnétisme et supraconductivité
• BIOPHYSIQUE
  • Introduction aux méthodes d'analyse pour la biologie
  • Nanoparticules en biologie
  • Matière molle
  • Optique statistique, milieux complexes et imagerie
• THÉORIE DE LA MATIÈRE CONDENSÉE
  • Magnétisme et supraconductivité
  • Méthodes avancées (DFT)
  • Ordre, désordre et symétrie
  • Physico-Chimie Quantique
• CAPTEURS DU FUTUR
  • Nanosciences et nanotechnologies
  • Composants de la micro et nanoélectronique
  • Optoélectronique
  • Introduction aux méthodes d'analyse pour la biologie
• OPTIQUE, ATOMES, MOLÉCULES
  • Physico-Chimie Quantique
  • Optique Statistique, Milieux Complexes et Imagerie
  • Optoélectronique
• PHYSIQUE MACROSCOPIQUE
  • Matière molle
  • Dynamique des fluides, turbulences, chaos, instabilités