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Mineure Sciences de la terre

Résumé

Ce n’est pas pour rien que la planète Terre est appelée planète bleue : 71% de la surface terrestre est recouverte par des océans, qui interagissent avec l’atmosphère, les glaces et les systèmes hydrologiques pour former un système couplé, le système climatique. Dans cette mineure, la dynamique des océans, la dynamique de l’atmosphère sont étudiées pour évaluer leurs interactions et la dynamique du climat. Le système climatique passé est étudié pour appréhender l’évolution du système climatique actuel mais aussi futur.

Cette mineure permet donc de donner une spécialisation sur les mouvements d’eau (liquide et gazeuse) de notre planète aux étudiants de la licence Sciences de la Terre. Nous proposons aussi une ouverture à ces sciences très pluridisciplinaires que sont l’océanographie et la climatologie pour toute personne intéressée par l’évolution climatique de notre planète.

Les enseignements sont basés sur des connaissances en mathématiques, physique et chimie de niveau terminale S. Les enseignements sont assurés par CM, TD et TP. Le contrôle des connaissances est assuré entièrement par du contrôle continu.

Descriptif des cours

Semestre 2

Ecoulement des fluides terrestres (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Mémoriser les équations de Newton associées aux équations de conservation de la masse, du mouvement et de l’énergie,
    -  Utiliser les processus d’adimensionnalisation,
    -  Relier les nombres de Froude, d’Ekman et de Reynolds avec les grandeurs physiques associées (notion de turbulence),
    -  Déterminer la viscosité relative des différents milieux terrestres,
    -  Définir l’équilibre hydrostatique,
    -  Analyser les équations de Navier-Stokes et déterminer leurs simplifications possibles,
    -  Déterminer le suivi eulérien et lagrangien des particules.

  • 33h (12h cours magistraux - 18h travaux dirigés - 3h travail en accompagnement)
  • 3 crédits ECTS

Météorologie dynamique (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Rappeler les conditions de formation de l’atmosphère et sa composition,
    -  Montrer les simplifications de l’équation de Navier-Stokes qui s’applique à la météorologie pour les échelles de temps synoptiques,
    -  Appliquer les principes de la thermodynamique aux échanges d’énergie et de matière entre la Terre solide, l’hydrosphère et l’atmosphère,
    -  Définir le vent en temps qu’équilibre de température et de pression,
    -  Décrire les différents types de perturbations atmosphériques et leurs caractéristiques principales,
    -  Examiner des cartes météorologiques et mener une prévision,
    -  Diviser la circulation zonale moyenne en termes de cellules de Hadley, Ferrel, polaires,
    -  Diviser la circulation méridienne moyenne en termes de cellules de Walker.

  • 24h (12h cours magistraux - 3h travaux dirigés - 9h travail en accompagnement)
  • 3 crédits ECTS

Semestre 3

Physique de l'océan (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Définir les propriétés physico-chimiques du milieu marin,
    -  Placer sur la carte des océans mondiaux les différents courants marins (Gulf Stream, Kuroshio, etc.),
    -  Déterminer l’influence de la rotation de la Terre sur la circulation océanique,
    -  Etablir l’impact du vent sur la circulation océanique (spirale d’Ekman),
    -  Expliquer l’approximation géostrophique,
    -  Connaître le fonctionnement d’un système océanique (étude de cas : l’Atlantique Nord),
    -  Appliquer ces notions à la circulation océanique en zone équatoriale et polaire,
    -  Lire et représenter des données océaniques, calculer des statistiques sur ces données et les interpréter,
    -  Visualiser et représenter les mesures de l’altimétrie spatiale,
    -  Analyser les mesures de l’altimétrie spatiale.

  • 52h 30min (19h 30min cours magistraux - 9h travaux dirigés - 9h travaux pratiques - 15h travail en accompagnement)
  • 6 crédits ECTS

Semestre 4

Dynamique des systèmes climatiques (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Pratiquer et appliquer les lois de conservation,
    -  Comparer les principales interactions du système Terre-océan-atmosphère,
    -  Interpréter l’oscillation australe,
    -  Lire et représenter des données climatiques,
    -  Réaliser un calcul simple à partir des données climatiques,
    -  Calculer de statistiques simples sur des données climatiques.

  • 54h (18h cours magistraux - 6h travaux dirigés - 18h travaux pratiques - 12h travail en accompagnement)
  • 6 crédits ECTS

Semestre 5

Environnements sédimentaires cotiers (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Décrire et comprendre la déformation des vagues à la côte et les transports sédimentaires induits par les vagues,
    -  Décrire et reconnaître les environnements sédimentaires côtiers dominés par les vagues,
    -  Décrire et comprendre les cycles tidaux, la distorsion tidale et les transports sédimentaires induits par les courants de marée,
    -  Décrire et reconnaître les environnements sédimentaires côtiers dominés par la marée,
    -  Décrire et reconnaître les environnements sédimentaires côtiers mixtes,
    -  Comprendre et analyser les principes de bases de morphodynamique,
    -  Mémoriser et calculer les paramètres granulométriques des sédiments.

  • 24h (12h cours magistraux - 3h travaux dirigés - 6h travaux pratiques - 3h travail en accompagnement)
  • 3 crédits ECTS

Dynamique hydrosédimentaire (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Déterminer les forçages hydrodynamiques,
    -  Etablir l’influence des forçages hydrodynamiques sur le transfert des particules fines,
    -  Expliquer les processus de comportement d’une particule de sédiment fin dans la colonne eau/sédiment et plus particulièrement à l’interface des deux milieux,
    -  Appliquer à la dynamique sédimentaire dans les estuaires,
    -  Lire, calculer des statistiques et représenter des données sédimentaires en milieu littoral.

  • 33h (15h cours magistraux - 6h travaux dirigés - 12h travail en accompagnement)
  • 3 crédits ECTS

Semestre 6

Climats et paléoclimats (Obligatoire)

  • Objectifs d'apprentissage

    -  Identifier les processus géologiques et biologiques agissant sur le CO2 atmosphérique,
    -  Construire un cycle élémentaire et un cycle isotopique du carbone,
    -  Expliquer l’action des processus géologiques sur le climat à différentes échelles de temps,
    -  Calculer des paléotempératures à partir de la composition isotopique de l’oxygène de la glace et des sédiments,
    -  Interpréter les variations de la composition isotopique de l’oxygène et du carbone d’une série temporelle,
    -  Expliquer les composantes du système climatique et leurs échelles de temps caractéristiques,
    -  Formuler et appliquer les principes de bilan radiatif et des lois des corps noirs,
    -  Décrire les mouvements astronomiques de la Terre et analyser la théorie de Milankovitch,
    -  Reconnaître les isotopes pertinents et les relier aux variables essentielles du climat (température, niveau marin),
    -  Analyser les observations isotopiques et leur adéquation à la théorie de Milankovitch,
    -  Examiner le changement climatique contemporain et aborder les principes des modèles climatiques,
    -  Acquérir des connaissances via les ressources en ligne de type MOOC (FUN, Coursera),
    -  Collecter des données et résumer les débats sur le climat (littérature spécialisée) ; les contraster,
    -  Produire une synthèse et communiquer des résultats d’analyse bibliographique sur le sujet (structurer, comparer, résumer).

  • 54h (27h cours magistraux - 15h travaux dirigés - 12h travail en accompagnement)
  • 6 crédits ECTS


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