REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE€¦ · 6. Notions Élémentaires sur la Théorie Quantique de la diffusion par un potentiel Mode d’évaluation : (type d’évaluation

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR

ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

OFFRE DE FORMATION L.M.D.

LICENCE ACADEMIQUE

RAYONNEMENT

II – Fiche d’organisation semestrielle des enseignements de la spécialité (S5 et S6)

Semestre 5 :

Unité d’Enseignement VHS V.H hebdomadaire

Coeff Crédits Mode d'évaluation

14-16 sem C TD TP Autres Continu Examen UE fondamentales 225h

UEF1 (O/P) 10 20 Mécanique Quantique II 67h30 03h00 01h30 00h00 3 6 33% 67% Physique statistique 45h00 01h30 01h30 00h00 2 4 33% 67% UEF2 (O/P) Physique Nucléaire 67h30 03h00 01h30 00h00 3 6 33% 67% Physique Atomique et Moléculaire 45h00 01h30 01h30 00h00 2 4 33% 67%

UE méthodologie (**) 67h30 UEM1 (O/P) 3 4 Tp Physique Atomique (a) 22h30 00h00 00h00 01h30 1 2 50% 50% TP Physique Nucléaire (b) 22h30 00h00 00h00 01h30 1 2 50% 50% UEM2 (O/P) Physique Numérique et Analyse des données (c) 45h00 01h30 00h00 01h30 2 4 50% 50%

Environnement et Radioactivité (d) 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100% UEM3 (O/P) Logiciels Informatique (e) 45h00 01h30 00h00 01h30 2 4 50% 50% Radioprotection (f) 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100% UE découverte 22h30 UED1 (O/P) (01 matière au choix) 1 2 Relativité Restreinte

22h30 01h30 00h00 00h00

1

2

100% Sources de Rayonnement 100% Energie renouvelables 100% Nanotechnologie 100% Procédés Didactiques 100%

UE transversales 22h30 UET1(O/P) 1 2 Anglais Scientifique 1 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100%

Total Semestre 5 337h30 15 30 (**) Choisir (a+b+d(ou f)) ou choisir c(ou e)+(a ou b ou d(ou f))

Semestre 6 :

Unité d’Enseignement VHS V.H hebdomadaire

Coeff Crédits Mode d'évaluation

14-16 sem C TD TP Autres Continu Examen UE fondamentales 225h

UEF1 (O/P) 10 20 Interaction Rayonnement Matière 67h30 03h00 1h30 00h00 3 6 33% 67% Physique du solide 45h00 01h30 1h30 00h00 2 4 33% 67% UEF2 (O/P) Instrumentation 45h00 01h30 1h30 00h00 2 4 33% 67% Spectroscopie 67h30 03h00 1h30 00h00 3 6 33% 67% Détection de rayonnements 67h30 03h00 1h30 00h00 3 6 33% 67% UE méthodologie (Choisir une matière de chaque UEM) 67h30

UEM1 (O/P) 3 6 TP Physique du Solide 22h30 00h00 00h00 01h30 1 2 50% 50% Radioprotection 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 50% 50% UEM2 (O/P) Optoélectronique 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 50% 50% TP Instrumentation et Détecteurs 22h30 00h00 00h00 01h30 1 2 50% 50% UEM3(O/P) TP Rayonnement 22h30 00h00 00h00 01h30 1 2 50% 50% Effets Biologique des Radiations 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 50% 50%

UE découverte 22h30 UED1(O/P)( Une matière au choix) 1 2 Contrôle Non Destructif 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100% Dosimétrie et Physique Médicale 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100% UED2(O/P) Plasma 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100% Nouveau Matériaux et Applications 22h30 01h30 00h00 00h00 1 2 100%

UE transversales 22h30 UET1(O/P) 1 2 Ethique et Déontologie Universitaire 22h30 01h30 00h00 00h00 1 1 100%

Total Semestre 6 337h30 15 30 Remarque 1: Choisir dans UEF2 2 matières sur 3. Remarque 2 : Une liberté est laissé aux établissements d’intervertir les matières « Interaction Rayonnement Matière » (UEF1 S6) et « Mécanique quantique II » (UEF1 S5) ainsi que les unités méthodologiques UEM1(S5) et UEM3 (S6).

Récapitulatif global de la formation : (indiquer le VH global séparé en cours, TD,TP… pour les 06 semestres d’enseignement, pour les différents types d’UE)

UE VH

UEF UEM UED UET Total

Cours 12

TD 6

TP

Travail personnel

Autre (préciser)

Total

Crédits 180

% en crédits pour chaque UE

III - Programme détaillé par matière des semestres S5 et S6 (1 fiche détaillée par matière)

(tous les champs sont à renseigner obligatoirement)

Semestre : S5

Unité d’enseignement : UEF1(O/P)

Matière : Mécanique Quantique II

Crédits :

Coefficient :

Objectifs de l’enseignement (Décrire ce que l’étudiant est censé avoir acquis comme compétences après le succès à cette matière – maximum 3 lignes). Connaissances préalables recommandées (descriptif succinct des connaissances requises pour pouvoir suivre cet enseignement – Maximum 2 lignes). Contenu de la matière :

Mécanique Quantique II 1. Rappels

Puits et barrières Oscillateur harmonique à une dimension

2. Les moments cinétiques Théorie générale Moments cinétiques orbitaux, harmoniques sphériques Moment cinétique de spin ½ Composition de moments cinétiques. Coefficients de Clebsh-Gordon

3. Le potentiel central Etats liés. Atome d'hydrogène Etats de diffusion

4. Méthodes d'approximations Perturbations stationnaires: cas non-dégénéré Perturbations stationnaires: cas dégénéré Méthodes d'approximation pour les problèmes dépendant du temps et applications

5. Systèmes de particules identiques 6. Notions Élémentaires sur la Théorie Quantique de la diffusion par un potentiel Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5 Unité d’enseignement : UEF1(O/P)

Matière : Physique statistique

Crédits :

Coefficient :


Physique statistique 1. Eléments de base

- Introduction aux méthodes statistiques : marche au hasard, moyennes et déviations standards - Particules discernables et indiscernables, systèmes à N particules, microétats, macroétats - Microétats classiques, espace des phases - Postulat de base - Hypothèse ergodique

2. Théorie des ensembles de Gibbs - Introduction - Ensemble microcanonique : définition, entropie, applications (gaz parfait classique, système à deux niveaux, températures négatives…) - Ensemble canonique : définition, fonction de partition, grandeurs moyennes, déviation standard, applications (oscillateur harmonique, solide, gaz parfait classique, gaz en rotation, effet de la pesanteur pour le gaz classique, paramagnétisme…..) - Ensemble grand canonique : définition, grande fonction de partition, distribution de Maxwell – Boltzmann, distribution de Fermi-Dirac, distribution de Bose- Einstein….

3. Théorie cinétique des gaz Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5


Matière : Physique Atomique et Moléculaire

Crédits :

Coefficient :


Physique Atomique et Moléculaire 1- Atomistique : historique, grandeurs fondamentales

- L'atome - Le photon - Spectre d’émission et d’absorption des atomes

2. Théorie de Bohr de l’atome - Observations expérimentales et description empirique - Théorie de Bohr - Insuffisances de la théorie de Bohr

3. Les moments atomiques - Le moment angulaire de l’atome - Le moment de spin - Le moment cinétique total de l’électron - Le moment magnétique dipolaire orbital de l'électron - Le moment magnétique de spin - Le moment magnétique total de l'électron

4. Théorie quantique de l’atome - Description des différents états dans un champ de forces central - Structure fine - Règles de sélection pour l'émission et l'absorption de lumière - Intensité des raies spectrales

5. Niveaux énergétiques des métaux alcalins - Modèle de l'électron de valence - Série spectrales des métaux alcalins - Doublets des métaux alcalins

6. Atome à plusieurs électrons

- Les systèmes à particules identiques, Principe de Pauli ou principe d'exclusion - Atome à plusieurs électrons - Approximation du champ central - Classification périodique des éléments

7. Action d’un champ magnétique - Effet Zeeman normal - Effet Zeeman anormal - Effet Paschen-Back - Triplet de Lorentz - Polarisation - La résonance magnétique - Précession de Larmor

8. Action d’un champ électrique - Effet Stark - Effet Stark dans l'atome d'hydrogène

9. Magnétisme de la matière - Paramagnétisme - Diamagnétisme

10. Molécule diatomique - Terme électronique d’une molécule diatomique - Interaction de termes électronique - Termes atomiques et moléculaire - Valence - Structures oscillatoire et rotationnelle

Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5


Matière : Physique Nucléaire

Crédits :

Coefficient :


Physique Nucléaire 1. Introduction

- Historique - But de la Physique Nucléaire - Nomenclature des noyaux - Constituants du noyau

2. Propriété du noyau - Le rayon du noyau - La masse du noyau

Masse atomique Système d'unités de masse atomique Masse nucléaire Excès de masse Tables des masses atomiques Détermination des masses atomiques

- Les moments nucléaires Moment angulaire nucléaire Moment magnétique dipolaire nucléaire Le moment magnétique de spin Moment magnétique dipolaire total d’un nucléon Moment magnétique dipolaire total du noyau

- Moment quadripolaire

Moment quadripolaire électrique Moments multipolaires classiques pour des charges ponctuelles Moment quadripolaire électrique des noyaux sphérique Moment quadripolaire électrique des noyaux sphérique Autres moments électriques multipolaires

- Parité et statistique Parité Statistique des particules nucléaires

- Energie de liaison du noyau Energie de liaison Energie de séparation d'un nucléon et énergie de paire

- Stabilité nucléaire Ligne de stabilité des noyaux Règles de Stabilité Les nuclides naturels

- Les forces nucléaires Les forces ou interactions fondamentales Propriétés des forces nucléaires Théorie de Yukawa de l’interaction nucléaire

3. Notions de section efficaces - Concepts ondulatoire de la section efficace - Concept corpusculaire de la section efficace - Notion d’angle solide - Sections efficaces différentielle et totale - Section efficace partielle - Dimension des sections efficaces

4. Les modèles nucléaires - Le modèle de la goutte liquide

Formule semi-empirique de masse ou formule de Bethe - von Weizsäcker Règles de Stabilité

- Le modèle en couches Le modèle en couches atomique Le modèle en couches nucléaire Nombres magiques : Couplage spin-orbite Prédiction des moments angulaires des états fondamentaux des noyaux

5. Les réactions nucléaires - Grandeurs physiques conservées dans les réactions nucléaires - Système du laboratoire et système du centre de masse - Le bilan Q de la réaction nucléaire - Les réactions exoénergétiques - Les réactions endoénergétiques - Mécanisme de formation d'un noyau composé - Le modèle optique

6. Rradioactivité 7. Fission et fusion Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5 Unité d’enseignement : UEM1(O/P)

Matière : Tp Physique Atomique

Crédits :

Coefficient :


TP Physique Atomiques 1. Effet Zeeman 2. Frank et Hertz 3. Emission X 4. Spectre de RX 5. Absorption X 6. Diffraction X 7. diffraction de Bragg. 8. Spectrophotométrie d’absorption UV-visible Loi de Beer Lambert 9. Emission Laser 10. Corrélation entre la puissance et la polarisation d’un laser He-Ne. 11. Résonance de spin électronique. 12. Le rayonnement thermique, loi du corps noir.


Semestre : S5

Unité d’enseignement : UEM1(O/P)

Matière : TP Physique Nucléaire

Crédits :

Coefficient :


TP : Physique Nucléaire 1. Structure fine alpha 2. Diffusion de Rutherford 3. Absorption des rayonnements gamma 4. Demi-vie des isotopes de l’argent 5. Equilibre radioactif 6. Spectroscopie gamma 7. Spectroscopie alpha 8. Spectroscopie béta 9. Sections efficaces 10. Effet Compton 11. Analyse d’un spectre Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5


Matière : Physique Numérique et Analyse des données

Crédits :

Coefficient :


Physique Numérique et Analyse des données 1. Fonctions de la physique mathématique

- Les fonctions eulériennes bêta et gamma Propriétés

Formule de Stirling Formule de duplication Formule des compléments Dérivée logarithmique de la fonction gamma. Fonction gamma incomplète.

- Les fonctions de Bessel Résolution de l’équation différentielle de Bessel Les fonctions de Bessel de première espèce Les fonctions de Neumann, de Hankel de première et deuxième espèce. Relations de récurrence Forme intégrale Les fonctions de Bessel d’indice entier, demi entier Les fonctions de Bessel modifiées. Développement en série des fonctions de Bessel Application des fonctions de Bessel.

- Fonction erreur et intégrales de Fresnel Définition Représentation intégrale Développement en série Développement asymptotique

- Exponentielle intégrale, sinus intégral, cosinus intégral Définition Représentation intégrale Développement en série Développement asymptotique

- Les polynômes orthogonaux Propriétés générales Formules de récurrence Identité de Christoffel Darboux Zéros des polynômes orthogonaux Fonction génératrice Les polynômes de Legendre, de Laguerre, d’Hermite, de Tchebychev

Définitions Orthogonalité Relations de récurrence Développement d’une fonction en série des polynômes orthogonaux

- Les fonctions hypergéométriques Résolution des équations de type hypergéométrique et hypergéométrique dégénérée Représentation intégrale Relations de récurrence Représentation de quelques fonctions spéciales à l’aide des fonctions hypergéométriques.

2. Analyse numérique - Résolution de l’équation F(x) = 0

Méthodes des approximations successives-Méthode de Newton Méthodes de bipartition Résolution des équations polynomiales : Schéma de Horner, Méthodes de Graphe, Bernoulli.

- Résolution des systèmes d’équations binaires Méthode des approximations successives Méthode de Newton-Raphson.

- Calcul Numérique des valeurs et vecteurs propres Calcul des valeurs propres à partir du polynôme caractéristique (Méthode de Le verrier, méthode de Krylov). Réduction à des matrices particulières : Jacobi, Danilevski LancZos.

- Interpolation Méthode de Lagrange Méthode d’interpolation de Newton Erreur d’interpolation. Les fonctions splines cubiques.

- Approximation de fonction Méthode d’approximation et moyenne quadratique. Systèmes orthogonaux ou pseudo-Orthogonaux. Approximation par des polynômes orthogonaux (Legendre, Laguerre, Hermite, Tchebychev). Approximation trigonométrique.

- Intégration numérique Méthode d’intégration de Newton-cotes Méthode de Gansc Méthode de Tchebychev Méthode d’Euler.

- Dérivation numérique

- Equations différentielles à conditions initiales. Problème de Cauchy Méthode à un pas Méthode de Runge- Kutta

- Equations Différentielles avec conditions aux limites - Equations aux dérivées partielles

Définitions et classification des E.D.P binaires du 2 eme ordre. Méthodes des différences finies.

- Optimisation 3. Programmation, logiciels et librairies

- Programmation : fortran77, C++, Python, … - Graphisme : Origin, Coreldraw… - Tableur : Excel, … - Présentation : Powerpoint, Photoshop, … - Logiciels d’applications : MATLAB, …. - Compilations de données, DATA, Librairies

4. Simulation - Nombres aléatoires.

- Moyens de simulation physique. - Simulation (méthode de Monté Carlo) et modélisation - Simulation des phénomènes de transports

Equations de poisson Equations de diffusion

- Diffusion classique par un champ central. - Mouvement d’un pendule amorti. - Etats liés dans un puits de potentiel à une dimension.


Semestre : S5


Matière : Environnement et Radioactivité

Crédits :

Coefficient :


Environnement et radioactivité

1. La Radioactivité Activité radioactive, loi de la décroissance radioactive, vie moyenne La Radioactivité naturelle

Les familles Radioactives, chaine de décroissance Applications de la radioactivité naturelle

La Radioactivité artificielle Application de la radioactivité artificielle

Les déchets radioactifs 2. Effets (impacts) du rayonnement sur l’environnement - Détermination et évaluation des risques causés par le rejet de la radioactivité sur l’environnement (santé, biologique, …) - Méthodes de détection et d’analyse de la radioactivité de l’environnement (Sols, sous-sol, eau, air, produits industriels) - Méthodes de détection et de mesure du Radon 3. Risques et traitement

- Accidents radioactifs - Déchets radioactifs - Décontamination et traitement des déchets

4. Surveillance de la radioactivité dans l’environnement Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5 Unité d’enseignement : UED1(O/P))

Matière : Relativité Restreinte

Crédits :

Coefficient :


Relativité restreinte 1. Historique

- Rôles de l’éther : milieu de propagation des ondes E.M et repère absolu. - Expériences de Michelson & Morley.

2. Cinématique relativiste - Postulats. - Transformation de Lorentz : Contraction des longueurs, dilatation du temps. - Transformation des vitesses. Application : Aberration de la lumière. - Univers de Minkowski. - Cône de lumière. - Quadrivecteurs. - Temps propre. - Applications : Effet Doppler relativiste.

3. Dynamique relativiste - Rappels : dynamique newtonienne. - Impulsion et Energie : Quadrivecteur Impulsion-Energie. - Equations de la dynamique relativiste. - Application au photon. Equivalence masse-énergie. - Interactions entre particules. Effet Compton. Effet Cerenkov.

4. Electromagnétisme - Rappel des lois de l’électromagnétisme. - Invariance des lois de l’électromagnétisme : - Relation entre les quadrivecteurs potentiel et courant. - Le tenseur champ électromagnétique.

5. Particule chargée dans un champ électrique et un champ magnétique uniformes et statiques. 6. Collisions relativistes 7. Introduction à la relativité Générale

- Qu’est ce que la relativité Générale ? Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S5

Unité d’enseignement : UED1(O/P)

Matière : Sources de Rayonnement

Crédits :

Coefficient :


SOURCES DE RAYONNEMENT 1. Unités et définitions

- Activité d’une source radioactive - Activité spécifique d’une source radioactive - Energie

2. Sources d’électrons rapides - Décroissance béta - Conversion interne - Electrons Auger - Accélérateurs d'électrons

3. Sources de particules lourdes chargées - Décroissance Alpha - Fission Spontanée - Accélérateurs - rayons cosmiques

4. Sources de radiations électromagnétiques - Rayons Gamma provenant de la Décroissance Béta - Radiation d'annihilation - Rayons Gamma provenant des réactions nucléaires - Bremsstrahlung

Synchrotron d'électrons Synchrotron de radiation

- Rayons X caractéristiques Excitation par décroissance radioactive Excitation par une radiation externe

- Rayons cosmiques

5. Sources de neutrons - Fission spontanée - Sources Radioisotopiques (, n) - Sources photoneutron - Réactions à partir d'accélérateurs de particules chargées - Réacteurs nucléaires - Rayons cosmiques

6. Applications -Tomographie X - Gammagraphie - Imagerie RMN - Traceurs radioactifs - Traitement des tumeurs - Stérilisation - Contrôle non destructif - Activation neutronique - Analyse par faisceaux (PIXE, RBS et RN)

Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. A primer in applied radiation physics. F.A.Smith; world scientific publishing 2000. 2. Radiation physics for medical physicist (2nd edition,2010), Ervin B. Podgorsak. Springer 3. Introduction to Radiological physics and radiation dosimetry. Frank Herbert Attix. Wiley- VCH; 2004

Semestre : S5


Matière : Energie renouvelables

Crédits :

Coefficient :


Energies renouvelables 1. Origine des énergies : LE SOLEIL 2. Energie et vie 3. L’énergie humaine et animale 6. L’énergie Fossile 7. L’énergie Hydraulique 8. L’énergie solaire 9. L’énergie éolienne 10. Les bioénergies 11. L’énergie nucléaire 12. Les autres sources de l’énergie 13. L’énergie Electrique 14. Stockage de l’Energie 15. Productions et consommations mondiales d’énergies, réserves et prévisions 16. Les sources d’énergie en Algérie


Semestre : S5


Matière : Nanotechnologie

Crédits :

Coefficient :


Nanotechnologie 1. Physique des nanosciences 2. Les nano composés de carbone

- Fullerènes et nanotubes 3. Les nano matériaux 4. La nano Ingénierie

- Les nano constructions 5. Applications

- Médicales - Energétique - Electronique

6. Les Risques Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : 6


Matière : Interaction Rayonnement Matière

Crédits :

Coefficient :


Interaction Rayonnement Matière 1. Classification des différents types de rayonnement - Rayonnement ionisant - Rayonnement non ionisant 2. Interaction des particules lourdes chargées

- Nature de l'interaction Interaction coulombienne avec le champ nucléaire externe (bremsstrahlung)

Interactions nucléaires par les particules chargées lourdes - Pouvoir d'arrêt - Caractéristiques de la perte d'énergie

Courbe de Bragg Straggling en énergie

- Parcours (Rang) d'une particule Définition du parcours (Rang-CSDA et Rang-projected) Straggling en parcours Temps d'arrêt

- Perte d'énergie dans des absorbants épais - Lois de conversion - Comportement des produits de fission

3. Interaction des électrons rapides - Perte d'énergie spécifique

Perte d'énergie par collision Perte d'énergie par radiation Perte d'énergie totale Perte d'énergie par radiation Cerenkov

Courbes de parcours et de transmission des électrons Absorption des électrons mono énergétiques Absorption des particules Béta Backscattering

Interactions des positrons 4. Interaction des rayons gamma

- Mécanisme d'interaction Absorptions photoélectrique Diffusion Compton Production de paires Diffusion cohérente (Rayleigh) Interactions photo nucléaires

- Atténuation de rayons Gamma Coefficients d'atténuation Epaisseur massique de l'absorbant Accroissement (Buildup)

4. Interaction des neutrons - Propriétés générales - Interactions des neutrons lents - Interactions des neutrons rapides - Sections efficaces des neutrons

Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. Introduction to Radiological physics and radiation dosimetry. Frank Herbert Attix. Wiley- VCH; 2004. 2. Radiation physics for medical physicist (2nd edition,2010), Ervin B. Podgorsak. Springer 3. Interaction of radiation with matter; H.Nikjoo, S.Uehara and D.Emfietzoglou. Taylor and Francis group,2013.

Semestre : 6


Matière : Physique du solide

Crédits :

Coefficient :


Physique du solide 1. Notion fondamentale de cristallographie et liaison cristalline

- Structure Cristalline: motif et réseau, maille, réseau cristallin, plans réticulaires et indices de Miller, symétrie cristalline. - Diffraction cristalline : réflexion des RX (loi de Bragg), diffraction par un réseau cristallin, Réseaux de BRAVAIS, réseau réciproque, facteur de structure, méthodes expérimentales. - Liaison cristalline : définition (cohésion du cristal), cristaux de gaz neutres, cristaux ioniques, cristaux covalents, cristaux métalliques. - Divers types de liaison dans les cristaux

2. Propriétés mécaniques-élasticité - Définition - tenseur de déformation - tenseur de contraintes - loi de Hooke - corps isotrope - corps cristallin - ondes élastiques

3. Vibrations et propriété thermiques des atomes du réseau - Vibrations du réseau cristallin

chaine unidimensionnelle d’atomes identiques chaine unidimensionnelle d’atomes différents réseau tridimensionnelle modes de vibration phonons.

- Propriétés thermiques du solide théorie classique modèle d’Einstein modèle de Debye conductivité thermique.

4. Propriétés électriques - Electrons libres

Modèle de Drude Modèle de Fermi-Dirac et densité électrique Modèle de gaz d’électrons libres à 3D, Cv Modèle d’un gaz d’électrons, Conductivité électrique (loi d’Ohm) et temps de relaxation des électrons Diffusion des élections et résistivité des métaux Mouvement dans un champ magnétique, Effet Hall.

- Modèle des électrons presque libres - théorie des bandes - fonction de Bloch - masse effective. - Conductivité due aux électrons d’une bande pleine, isolants et métaux - Conductivité d’un semi – conducteur

Notion de trou Conduction des électrons et des trous conductivité intrinsèque conductivité extrinsèque. Effet Hall dans un semi – conducteur

- Applications Emission électronique Phénomènes électriques intervenant au contact entre métaux Différence de potentiel de contact Thermoélectricité : effet Seebeck Effet Peltier Emission thermoélectronique et photo-électronique

Photoconductivité. 5. Les diélectriques

- Champs électriques, - Polarisation électronique, ionique et d’orientation sous champ électrique constant - Mécanisme de la polarisation, - Ferroélectricité, théorie dipolaire - Piezoélectricité, - Antiferroélectricité. - Constante diélectrique complexe et pertes diélectriques - Indice de réfraction et séparation des polarisations ionique et électronique

6. Propriétés magnétiques - Rappel sur les moments magnétiques - Diamagnétisme : théorie classique - Paramagnétisme de L’angevin - Ferromagnétisme (champ moléculaire) - Antiferromagnétisme - Ferrimagnétisme - Résonance magnétique

7 – Propriétés optiques - Spectre d’absorption de la lumière - Absorption de la lumière par les porteurs de charges libres - Résonance du cyclotron - Réflexivité - Absorption interbandes de la lumière - Excitons - Photoconductivité Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : 6


Matière : Instrumentation

Crédits :

Coefficient :


Instrumentation 1. Propriétés générales des détecteurs de radiations

- Modèle simplifié d’un détecteur - Fonctionnement en mode courant et en mode pulse

Cas où RC est petit ( tc) Cas où RC est grand ( tc)

- Spectres des hauteurs de pulses - Courbes de comptage et plateaux - Résolution en énergie - Efficacité de détection - Temps mort

Modèles pour comportement du temps mort Méthodes de mesure du temps mort

2. Les détecteurs de rayonnements -Détecteurs à gaz

Chambre d’ionisation Compteur proportionnel Compteur G. M

- Détecteurs à scintillation Les scintillateurs Les Photomultiplicateurs

- Détecteurs solides Détecteurs Si pour particules chargées Détecteur Ge pour rayonnement gamma Détecteur Si pour rayonnement X et gamma

- Détecteur des neutrons Détecteur des neutrons lents Détecteurs des neutrons rapides

- Analyseurs électrostatiques et magnétiques

3. Acquisition des données - Alimentation et polarisation des détecteurs - Générateur d’impulsions - Mise en forme des impulsions - Scalers, Timers and Counters - Débitmètre analogique - Impulsions linéaires et impulsions logiques - Electroniques associées à la mesure de l’énergie

Les préamplificateurs pour détecteurs nucléaires Amplificateurs linéaires d’impulsions Discriminateur différentiel Discriminateur intégrateur Amplificateur à seuil Amplificateur somme et différence Porte linéaire

- Electronique associée aux mesures de temps Méthodes de mesure de temps Méthodes de coïncidence Amplificateur d’impulsions rapides CFT (Constant Fraction Timing) TAC (Time to Amplitude Converter)

- Les analyseurs Analyseurs à un seul canal (SCA)

Analyseurs multicanaux (MCA) Traitement des données Enregistrement des spectres - Enregistrement de données brutes 4. Autres instruments et installations - Les calorimètres

- Les collisionneurs de particules - Les sondes spatiales

- Les détecteurs des particules élémentaires - Les accélérateurs des particules - Les réacteurs nucléaires Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. Radiation detection and measurements; Glenn F.Knoll. Wiley,fourth edition.2010 2. Physics in nuclear medecine; Simon R. Cherry, James A. Sorenson and Michael E. Phelps. Elsevier. Fourth edition 2012. 3. Measurement and detection of radiation; Nicholas Tsoulfanadis and Sheldon Landsberger. Francis and Taylor CRC press, third edition.2011

Semestre : 6


Matière : Spectroscopie

Crédits :

Coefficient :


Spectroscopie

1. Absorption et émission de radiation par les atomes et les noyaux - Niveaux d’énergie discrets dans un atome et un noyau - Spectres de raies

- Emission spontanée - Emission induite - Spectre de rayonnement électromagnétique Spectre Infrarouge

Spectre Raman Spectre électronique d’absorption Ultra-violet

Spectre de particules lourdes chargées Spectre de neutrons 2. Ellipsométrie optique

- Principes Polarisation de la lumière. - Appareillage.

- Application à l’étude des couches minces spectroscopie (UPS) 3. Spectrométrie de masse

- principe - Caractéristiques d’un spectromètre (optique, pouvoir de résolution) - Application : analyse de masse, séparation isotopique, SIMS

- La méthode des doublets en spectrométrie de masse

4. Spectroscopie des rayons X - Rappels sur la production et la détection des RX - Applications : Radiographie, fluorescence X, cristallographie, XPS (ESCA) 5. Spectroscopie à électrons - Microsonde à électrons - Diffraction électronique 6. Spectroscopie nucléaire

- Spectroscopie gamma avec détecteur à scintillation - Spectroscopie gamma avec détecteur à semi conducteur - Spectroscopie alpha avec détecteur à barrière de surface - Spectroscopie temps, méthode de coïncidences

7. Techniques spectroscopiques - Interprétation des spectres de raies

8. Intérêt de la spectroscopie - Analyse qualitative et quantitative

- Durée de vie d'un état excité Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S6


Matière : TP Physique du Solide

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TP Physique du Solide

1. Cristallographie. 2. Elasticité d'un solide isotrope: Pendule de torsion. 3. Effet Hall 4. Emission thermoélectronique. 5. Conduction électrique dans un semi-conducteur et caractéristique courant-tension d'une photopile solaire. Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S6


Matière : TP Instrumentation et Détecteurs

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TP Instrumentation et Détecteurs 1. Polarisation des détecteurs

- Barrière de surface - Si (LI), GE(LI), Si et Ge Hyperpur - Scintillateurs et photomultiplicateurs - Détecteurs à neutrons - Analyseurs électrostatiques et magnétiques

2. Caractéristiques générales des détecteurs - Détecteurs et ionisation - Résolutions en temps, - Temps mort - Bruit de fond

3. Traitement du signal - Signal impulsion et mise en forme - Coïncidences - Stockage et modules électroniques

4. Acquisition d’un spectre 5. Acquisition multi paramètres : Energie E, Perte d’énergie E, Temps de vol (TOF), …

- Méthodes d’identification des particules chargées 6. Exemple de système de détection dans les grands centres de recherche 7. Statistique de comptage 8. Eléments de technique du vide

- Les différents types de pompes à vide - Les différents types de jauges à vide


Semestre : S6


Matière : Optoélectronique

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Optoélectronique 1. Introduction à l'optoélectronique 2. Composants optoélectroniques 3. Applications Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S6


Matière : Radioprotection

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RADIOPROTECTION 1. Les normes internationales de consensus et de rayonnement sécurité

- Législation Algérienne en matière de Radioprotection - Grandeurs et unités utilisées en radioprotection

2. Grandeurs physiques - Caractéristiques des Radiations Ionisantes.

Quantités intégrales Quantités globales en un point Quantités différentielles en direction

- La distribution spatiale et énergétique, la radiance différentielle en énergie 3. Les grandeurs dosimétriques, notion de dose

- Energie délivrée - Dose transférée : le Kerma - Exposition aux rayons gamma, ou dose d’exposition - Dose absorbée - L’Equivalent de dose

Le Facteur de qualité L’Equivalent de dose

Unité de l’équivalent de dose Le débit de l’équivalent de dose

- La dose équivalente Le facteur de pondération radiologique WR La dose équivalente Le débit de dose équivalente

- Dose efficace, Dose effective, Equivalent de dose efficace Le facteur de pondération tissulaire WT Dose efficace ou Dose effective ou Equivalent de dose efficace

- Dose équivalente engagée - Dose effective engagée ou dose efficace engagée

Dose efficace engagée par unité d'incorporation Limite annuelle d'incorporation (LAI) Limite dérivée de concentration d'un radionucléide dans l'air (LDCA)

- Concept de dose collective La dose équivalente collective. La dose efficace collective La dose efficace collective engagée

4. Les grandeurs opérationnelles - L'équivalent de dose ambiant H*(d)

L'équivalent de dose directionnel H’(d, ) L'équivalent de dose individuel en profondeur Hp(d) L'équivalent de dose individuel en surface Hs(d)

- La dose absorbée D(0.07) - Grandeurs opérationnelles et limites annuelles de dose

5. Protection contre les radiations - Exposition externe

Principes de protection Réduction du temps d’exposition Variation du débit de dose avec la distance Protection par des écrans

- Exposition interne Causes de l'exposition interne

Contamination du milieu de travail Risque d'exposition externe

Transfert dans l'organisme Inhalation Ingestion Passage à travers la peau

Répartition dans l'organisme Devenir du radioélément Equivalent de dose engagé

- Protection contre l'exposition interne Protection collective Protection individuelle

- Les bonnes pratiques de laboratoire 6. Les dosimètres - Les films - TLD - OSL (Al2O3 :C) - Quartz 7. Calcul de la dose absorbée - Dose,

- Dose moyenne et dose en profondeur 8. Calculs généraux de blindage 9. Responsabilités pour la mise en œuvre des normes de sécurité de base 10. Sécurité dans la conception des sources et des équipements rayonnement 11. Sécurité des tests d'acceptation, la mise en service et l'exploitation 12. Sécurité dans la conception des sources et des équipements rayonnement 13. Sécurité des tests d'acceptation, la mise en service et l'exploitation 14. Sécurité de la source 15. Sécurité de la source

16. L'exposition professionnelle 17. L'exposition médicale 19. exposition du public 20. Plans d'exposition et d'urgence potentiels Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. Radiation oncology physics: A handbook for teachers and students; Ervin B. Podgorsak. IAEA. Vienna 2005. 2. Radiation Protection: A guide for scientists, regulators, and physicians; Jacob Shapiro. Fourth edition, Harvard university press. 2002 3. Physics for radiation protection: A handbook. James E. Martin. Wiley-VCH. Second edition.2011

Semestre : S6

Unité d’enseignement : UEM3(O/P))

Matière : TP Rayonnement

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TP Rayonnement

1. Rappels interaction rayonnement-matière 2. Procédés d’irradiation - Technologie de l’irradiation 3. Analyse des spectres

- Calibration en énergie d’une chaîne de mesure - Détermination des caractéristiques d’un détecteur à Scintillation (Efficacité, résolution…..) - Détermination des caractéristiques d’un détecteur germanium (Efficacité, résolution……) - Détermination des caractéristiques d’un compteur GM - Méthodes de mesures du temps mort - Méthode des coïncidences

4. Acquisition multi paramètres : Energie E, Perte d’énergie E, Temps de vol (TOF), … - Méthode d’identification des particules chargées

5. Exemple de système de détection dans les grands centres de recherche 6. Statistique de comptage

- Détecteur G.M. - Détecteur Na(I)


Semestre : S6


Matière : Effets Biologique des Radiations

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Effets Biologiques des Radiations

1. L’Equivalent de dose - Le Facteur de qualité - L’Equivalent de dose - Unité de l’équivalent de dose - Le débit de l’équivalent de dose

2. La dose équivalente - Le facteur de pondération radiologique WR - La dose équivalente - Le débit de dose équivalente

3. Dose efficace, Dose effective, Equivalent de dose efficace - Le facteur de pondération tissulaire WT - Dose efficace ou Dose effective ou Equivalent de dose efficace - Dose équivalente engagée - Dose effective engagée ou dose efficace engagée - Dose efficace engagée par unité d'incorporation - Limite annuelle d'incorporation (LAI) - Limite dérivée de concentration d'un radionucléide dans l'air (LDCA) - Concept de dose collective - Dose équivalente collective. - La dose efficace collective - La dose efficace collective engagée

4. Les grandeurs opérationnelles - L'équivalent de dose ambiant H*(d)

L'équivalent de dose directionnel H’(d, ) L'équivalent de dose individuel en profondeur Hp(d) L'équivalent de dose individuel en surface Hs(d)

- La dose absorbée D(0.07) - Grandeurs opérationnelles et limites annuelles de dose

5. Classification des radiations en radiobiologie 6. Cycle cellulaire et mort cellulaire 7. Irradiation des cellules 8. Types des dommages des radiations 9. Courbe de survie cellulaire 10. Courbes de réponses des doses 11. Mesure des dommages des radiations dans les tissus 12. Cellule normales et cellules tumorales: rapport thérapeutiques 13. Effet d'oxygène 14. Effet biologique relatif-RBE 15. Taux de dose et fractionnement 16. Radio-protecteurs et sensibilisateurs Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. Radiobiologiy for the radiologist; Eric J. Hall and Amato J. Giaccia. Seventh edition, wolters Kluwer health edition.2012 2. Radiation oncology physics: A handbook for teachers and students; Ervin B. Podgorsak. IAEA. Vienna 2005. 3. Handbook of radiotherapy physics (theory and practice). Philip Mayles, Alan Nahum and Jean-Claude Rosenwald. Taylor and Francis group,2007.

Semestre : S6


Matière : Contrôle Non Destructif

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1. La Tomographie - Tomographie X

- Gammagraphie - Tomographie neutron

2. La microanalyse - Activation neutronique - Activation par faisceaux de particules chargées (PIXE, RBS, …) - Activation par faisceaux de rayonnement électromagnétique


Semestre : S6


Matière : Dosimétrie et Physique Médicale

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Dosimétrie et Physique Médicale 1. Dosimétrie - Les dosimètres 2. Notions sur la matière vivante 3. Interaction rayonnement matière – vivante 4. Nature stochastique de l'énergie déposée 5. Définitions des quantités dosimétriques - Dose absorbée - Kerma - Fluence - Fluence énergétique - Fluence planaire 6. Relations entre fluence et les quantités dosimétriques des photons - Relation entre fluence et Kerma - Relation entre fluence et dose absorbée 7. Equilibre des particules chargées 8. Relations entre fluence et dose pour les électrons - Stopping power and Cema - Equilibre des rayons-Delta

9. Théorie des cavités - Théorie des cavités pour les détecteurs à photons - Théorie des cavités de Bragg-Gray - Théorie de Spencer-Attix - Théorème de Fano 10- Notion sur la médecine nucléaire 11. Radiothérapie

- Les sources de Cobalt - Accélérateurs linéaires d’électrons - Accélérateurs de particules (pions, protons, …) - Imagerie médicale (scanner, IRM,….) - Les radio-traceurs

12. Autres aspects: géologie, criminologie, métrologie 13. Amélioration des espèces végétales et animales sous irradiation Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : 1. Handbook of radiotherapy physics (theory and practice). Philip Mayles, Alan Nahum and Jean-Claude Rosenwald. Taylor and Francis group,2007. 2. Radiation oncology physics: A handbook for teachers and students; Ervin B. Podgorsak. IAEA. Vienna 2005. 3. A primer in applied radiation physics. F.A. Smith; world scientific publishing 2000.

Semestre : S6


Matière : Plasma

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Plasma 1. Le milieu plasma

- Définition et nature - Grandeurs caractéristiques - Oscillations des plasmas

2. Mouvement individuel d’une particule chargée dans des champs électrique et magnétique. - Comportement collectif dans les plasmas

3. Introduction à la théorie cinétique. 4. Equations de transport 5. Décharges électriques dans les gaz

- Rigidité diélectrique des gaz Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

Semestre : S6


Matière : Nouveau Matériaux et Applications

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Nouveau Matériaux et Applications 1. Nouveaux Semi Conducteurs 2. Nouveaux Caloporteurs 3. Les nouveaux Scintillateurs 4. Les nouveaux Supraconducteurs 5. Les nanomatériaux 5. Applications - Energie - Détection Mode d’évaluation : (type d’évaluation et pondération) Références bibliographiques (Livres et polycopiés, sites internet, etc) : Citer au moins 3 à 4 références classiques et importantes.

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE€¦ · 6. Notions Élémentaires sur la Théorie Quantique de la diffusion par un potentiel Mode d’évaluation : (type d’évaluation