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Pour bien préparer sa rentrée en physique-chimie

La meilleure chose à faire est de se reposer. L’année va être très longue et très fatigante, voire stressante. Il faut donc arriver aussi dispos que possible, et surtout ne pas commencer à se stresser pendant le mois d’août en relisant tous ses cours depuis la 6è.

Pré-requis mathématiques.

En physique et en chimie, comme dans les autres matières, le cours repartira quasiment de zéro. Evidemment, il y a des choses que vous connaissez déjà, mais elles seront reprises, rapidement mais à fond. Les seuls pré-requis vraiment indispensables sont les techniques de calcul. Pour être à l’aise en physique, il faut être capable de faire des calculs simples sans se tromper :
– savoir la trigonométrie : ne pas confondre sinus et cosinus, connaitre les valeurs remarquables de ces fonctions ;
– savoir manipuler les fractions : division de fraction, réduction au même dénominateur ;
– savoir manipuler les logarithmes népériens et les exponentielles : ln(ab) = ln a + ln b, exp(a+b) = (exp a) (exp b) ;
– ne pas confondre logarithme népérien et logarithme décimal (utilisé en chimie) ni leurs fonctions réciproques (exponentielle et puissance de 10) ;
– savoir faire la dérivée de fonctions usuelles sans se tromper ;
– savoir intégrer les fonctions usuelles sans se tromper ;
– savoir résoudre une équation différentielle du premier ordre à coefficients constants : f ‘+af =b, avec détermination de la constante d’intégration.
Pour ce qui concerne la chimie, sachez comment écrire un tableau d’avancement.

Matériel indispensable.

Il faudra très rapidement après la rentrée disposer d’une calculatrice permettant de faire tous les calculs usuels. En outre, il faudra apprendre à faire une régression linéaire avec sa calculatrice. La régression linéaire est un programme qui est implanté dans toutes les calculatrices, et qui permet de déterminer la meilleure droite qui passe par un ensemble de points. Chaque calculatrice ayant son propre mode opératoire pour réaliser cette opération, vous devez potasser le manuel de votre calculatrice. Je dispose du mode opératoire pour une TI89 titanium et pour une TI82 stats, aimablement rédigés par vos prédécesseurs.

Plus prosaïquement, vous devez disposer d’une blouse en coton pour les TP de chimie. Je présume que cette blouse vous servira aussi pour la biologie.

Livres et manuels.

Aucun manuel de physique-chimie n’est nécessaire pour le cours. Vous aurez à votre disposition (c’est-à-dire téléchargeable) le cours complet de physique-chimie, ainsi que des feuilles d’exercices intégralement corrigés. Si déjà vous assimilez tout ce contenu, ce sera très bien. Il est donc inutile de vous précipiter pour acheter des manuels à destination des BCPST.

La seule chose vraiment indispensable est d’avoir acheté et lu les oeuvres qui sont au programme de lettre. La liste est ici.

Programme du début de l’année.

Sauf modifications de ma part, l’année commencera par :
– les réactions acido-basiques et la stéréochimie pour ce qui est de la chimie,
– le début de la thermodynamique afin de préparer le voyage en Auvergne pour ce qui est de la physique.
Dans les deux cas, il s’agit de parties peu calculatoires.

Je vous souhaite à toutes et tous d’excellentes vacances.

Survol de l’astéroïde Lutetia

La sonde européenne Rosetta a effectué samedi le survol d’un astéroïde du nom de Lutetia.

Un blog consacré à cette sonde est disponible sur le site de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Il y a des photos de la rencontre. Comme toujours, avec ce fond tout noir, on dirait des photos extraites d’un mauvais film de science fiction. Sur le site, on trouvera un film qui est surement passionnant (je n’ai pas réussi à le télécharger, on espère que les communications avec les sondes spatiales sont plus au point). Il y a d’autres images sur le site du CNES, avec un petit film de l’approche (que je n’ai pas non plus réussi à télécharger jusqu’au bout).

On attend avec impatience la prochaine rencontre de Rosetta en mai 2014. Si j’ai bien compris, elle approchera d’une comète et larguera un module chargé de s’y poser.

L’extraction du charbon par décapitation de montagnes

C’est ce que j’ai trouvé de mieux pour traduire : Mountaintop Removal Mining. C’est simple, il s’agit de couper le sommet d’une montagne pour extraire le charbon qui s’y trouve. Ca se passe dans les Appalaches, chaine de montagnes de l’est des Etats-Unis, plus précisément en Virginie Occidentale et dans le Kentucky.

Les avantages de la méthode sont évidents : au lieu d’opérer dans de sombres et dangereuses galeries, les mineurs extraient le charbon dans une mine à ciel ouvert.
Les inconvénients sont tout aussi évidents : après, la montagne n’existe plus, ni la forêt, ni l’écosystème correspondant. Comme l’explique un scientifique, en plus de laisser un paysage hideux, et malgré les programmes de reforestation, aucun retour à l’état antérieur n’est possible. En outre, la méthode répand à la surface et en particulier dans les eaux de surface, des éléments lourds qui étaient auparavant piégés dans les roches. Des poissons mutants sont de plus en plus fréquents dans les eaux de la région, et les habitants craignent pour leur santé.

Pour l’instant, le score du match est clairement en faveur des compagnies minières. Etant donné la conjoncture économique et les besoins énergétiques des Américains, cela n’est pas près de changer.

Tout l’affaire est présentée dans un petit film d’une vingtaine de minutes réalisé par Yale Environnement 360, le portail de la Yale School of Forestry and Environmental Studies. Afin de joindre l’utile à l’informatif, c’est évidemment en Anglais. Disons plutôt en Américain. Et même carrément en Américain. Y en a même qui ont de ces accents …

Pour les germanistes, car personne n’est parfait (une bise à celle qui me donne la référence exacte de cette citation), voici un bref résumé disponible sur le site du Monde.fr (grâce auquel j’ai découvert Yale e360).

Remerciements divers

Je souhaite remercier d’une part les quelques courageux et courageuses qui sont venus ce matin accueillir les petits nouveaux. C’était très sympathique.

D’une façon plus générale, un grand merci pour cette année. Elle fut pour moi tout à fait excellente à tous points de vue. Merci aussi pour le film et le petit joujou qui fait : « tilt ! ».

Je vous souhaite à toutes et à tous d’excellentes vacances, sans trop penser à la rentrée (un peu quand même), et une bonne continuation scolaire et personnelle.

J’en profite pour signaler que j’ai découvert une page facebouque qui me concerne (suite à la dénonciation d’une ancienne élève qui se plaignait de ne pas pouvoir devenir mon amie). J’espère que vous n’allez pas tout arrêter sous prétexte que vous me quittez.

Tiens tiens, le « climategate » n’était donc que du flan

Cela dit, on s’en doutait quand même fortement.

Petit rappel pour ceux qui ont oublié : des sceptiques du réchauffement climatique (d’ailleurs toujours inconnus à ce jour) ont piraté quelques milliers de courriels de chercheurs britanniques et ont clamé haut et fort, à partir de quelques extraits bien choisis, que les courbes de températures utilisées dans les rapports du GIEC sont truquées. Trois commissions d’enquête ont conclu à l’inanité de ces accusations.

En outre, un organisme néerlandais indépendant a passé au crible le dernier rapport du GIEC, celui dans lequel figurait une coquille sur la fonte des glaces de l’Himalaya (le « Himalayagate » à moins que ce ne soit le « glaciergate », j’ai oublié) et sur la proportion des Pays-Bas situés sous le niveau de la mer. Le rapport de cet organisme est formel : le rapport du GIEC n’est pas attaquable sur le fond.

Source : cet article du Monde.

C’est clair et net.

Du côté des climato-sceptiques, c’est vraiment le pipeau-gate.

Le roman du mois de juillet

Le roman du mois de juillet est la récompense suprême de l’année, un incontournable, un chef-d’oeuvre. Enfin un roman d’aventures, avec des gentils et des méchants, des rebondissements, du suspense, des batailles épiques, du courage, de l’amour. Le héros a un nom tout bête, il s’appelle Noisette. Au début, c’est un individu lambda, juste un peu plus curieux qu’un autre. Mais quand son frère a l’intuition qu’un malheur va survenir, il part avec quelques comparses dans une périlleuse exploration. Les embûches se multiplient sur sa route : fleuve en crue, ennemis de la même race commandés par l’infâme général Stakis, ennemis d’autres races qui ne demandent qu’à manger Noisette et ses amis, ennemis bipèdes amateurs de civet.

Vous l’aurez deviné, Noisette est un lapin. Et ses aventures en sont d’autant plus palpitantes : Les Garennes de Watership Down, de Richard Adams, édité en Français chez Flammarion. On peut déplorer que la couverture de la nouvelle édition soit aussi hideuse ; la précédente était d’une bien plus élégante sobriété, avec une reproduction de la magnifique aquarelle d’Albrecht Dürer datée de 1502 et visible à l’Albertina (à Vienne en Autriche). Soit dit en passant, des naturalistes comme vous ne peuvent pas rester insensible à l’oeuvre exceptionnelle de Dürer (c’est en base de l’article qu’il faut aller regarder).

Vous pourrez lire avec profit ce chef d’oeuvre en version originale (en Anglais rassurez-vous, pas en langue lapine) : Watership Down, édité chez Paperback. Dépêchez-vous, il n’en reste que 48 exemplaires disponibles sous deux jours chez Amazon pour la modique somme de $10,88 au lieu de $16.

Le livre de chevet des vrais lapinophiles. A avoir lu absolument.

L’essai du mois de juillet

L’essai du mois de juillet est une réponse à une question qui m’a été posée par quelqu’un lors d’une colle récente : « Mais … c’est vrai que Stéphanie, elle est jésuite ? », un peu comme si on demandait : « c’est vrai que Stéphanie a le béri-béri ? » ou « c’est vrai que Stéphanie vient de Pluton ? »

Rappel des faits : il m’est arrivé de traiter l’une ou l’autre d’entre vous de jésuite, et, il faut bien le reconnaitre, ladite Stéphanie n’y a pas coupé. Traiter quelqu’un de jésuite est une façon de dire qu’il coupe les cheveux en 4 ou se pose des questions qui compliquent la vie. Il n’y avait là rien de honteux ni de critique.

Comme il semble que le qualificatif de jésuite soit assez mystérieux pour certain-e-s, je vous propose une saine lecture : Jésuites, de Jean Lacouture, paru aux éditions du Seuil en deux tomes : Les conquérants et Les revenants. L’histoire des Jésuites, ou plus exactement de la Compagnie de Jésus, a quelque chose de fascinant. C’est au départ un ordre religieux banal, fondé en pleine contre-réforme, et qui se met au service direct du pape « pour la plus grande gloire de Dieu » (devise de l’ordre). Les Jésuites s’avèreront cependant d’une activité tout à fait hors du commun. C’est eux qui introduisirent le Christianisme au Japon (Saint François Xavier), qui convertirent presque la Chine au catholicisme n’eut été la rigidité du pape (c’est l’oeuvre du père Mattéo Ricci), qui créèrent nombre de missions en Amérique du Sud, etc. Fondateurs de nombreuses écoles en Europe, de nombreux Jésuites furent également de réels scientifiques, astronome en particulier, mais aussi plus près de nous paléontologues (Teilhard de Chardin).

Les Jésuites ont ceci de fascinant que, du moins dans les deux premiers siècles de leur existence, ils se sont arrogé une étonnante liberté de pensée, se sont pleinement engagés dans la politique (le père Coton auprès de Henri IV par exemple), et n’ont pas hésité à défendre des idées assez novatrices (les Indiens sont des Hommes). Ils ont cependant insensiblement glissé vers un conformisme rigide qui les a fait haïr de beaucoup (Voltaire ne s’est pas privé de les moquer).

Une agréable et instructive lecture pour bien comprendre les remarques de son ex-professeur de physique.

Minéral exceptionnel

Un échantillon minéralogique très rare (en fait deux minéraux peu rares mais dont l’association est très rare) et d’une exceptionnelle qualité, est actuellement exposé dans la grande galerie du Museum National d’Histoire Naturelle, dans le 5è arrondissement de Paris. Il est également visible sur la galerie virtuelle de minéralogie ici.

Ce minéral est le premier à bénéficier du statut de bien d’intérêt patrimonial majeur, ce qui interdit sa sortie du territoire. Son prix (250 000 euros quand même) a été déboursé par la fondation Total, qui est le mécène attitré de la galerie de minéralogie du MNHN. Pour une fois qu’on peut ne pas dire du mal des pétroliers, on en profite !

Corrigé du devoir en temps limité n°9

La moyenne du devoir, physique et chimie confondues, est de 9,1/20. 14 copies ont plus de la moyenne et 5 copies ont entre 9 et 10.

L’exercice 1 n’était pas difficile, mais il nécessitait de la méthode. La maitrise des angles n’est pas complète, avec des confusions entre sinus et cosinus, ainsi que des problèmes de projection. L’intégration de la vitesse pour obtenir la position n’est pas parfaitement maitrisée. Enfin, la trigonométrie doit être mise à contribution : sin(pi/2-x)=cos(x) ou sin(a-b)=sin(a)cos(b)-sin(b)cos(a). Peu de bon résultats sur l’ensemble des copies.
Cet exercice était inspiré d’une planche d’oral, et était donc faisable en environ 15 minutes…

L’exercice 2 a montré quelques lacunes dans les expressions de la vitesse et de l’accélération en coordonnées polaires. Cependant une majorité d’entre vous les connait. On peut s’étonner que certains ne sachent pas ce qu’est l’allongement d’un ressort (L = x L0 au lieu de L=x+L0).
Concernant l’application du principe fondamental de la dynamique, il suffisait d’être rigoureux. C’était plus simple en projetant sur les 3 axes. Beaucoup ont oublié la réaction de la tige (sur l’axe z, on obtenait alors g=0 ce qui fait quand même un peu désordre), et tous ceux qui y ont pensé ont prétendu qu’elle était uniquement suivant la verticale, ce qui est faux. La réaction est normale à ur, elle a donc a priori une composante suivant utheta et une composante suivant uz (dont aucune ne s’avère nulle).
Personne ne demandait de résoudre l’équation différentielle, et je me demande bien pourquoi certains s’y sont risqué !

Deux points plus délicats.
1) Certains ont invoqué la force centrifuge. Celle-ci n’est pas une vraie force, et apparait lorqu’il y a un phénomène de rotation étudié dans une base fixe. Dans une base mobile, le phénomène de rotation est pris en compte dans la formule de l’accélération, et il n’y a pas de force centrifuge à considérer (la force centrifuge est en fait le terme mLomega^2 dans la composante de l’accélération selon ur).
2) La condition d’équilibre n’est pas somme des forces égale à 0 ici, car le mobile n’est jamais au repos (puisque la tige tourne à vitesse constante). On parlait d’équilibre dans la base locale, c’est-à-dire qu’on voulait que OM soit constant dans la base locale, autrement dit que l’allongement x soit constant. Il suffisait alors de prendre d2x/dt2=0 dans l’équation différentielle.

Concernant la chimie organique, c’est la Bérézina. L’aldolisation n’est pas connue, et je ne parle pas de la crotonisation. J’ai appris avec stupéfaction que passer d’un alcool à une cétone se fait par une réaction acido-basique (il suffit de mettre HO- ou même H-). N’importe quoi.

Sortie botanique du mardi 29 juin

La sortie botanique du mardi 29 juin est organisée par l’éminent professeur A. (applaudissements), que nous remercions ici pour sa disponibilité (applaudissements).

Le rendez-vous est fixé à 9 h 30 à la gare RER de Saint-Rémy-les-Chevreuses à l’extrémité sud de la ligne B.
Il y a une esplanade devant la gare où on peut attendre au soleil. Pour les explorateurs, il y a une boulangerie pas loin mais bien cachée, qui fait du très bon pain.

Pour celles ou ceux qui n’ont jamais pris le RER, ou ceux et celles qui ont un problème d’orientation, je précise ou rappelle certaines choses.

1) Il faut un billet spécial pour prendre le RER à l’extérieur de Paris. Saint-Rémy-les-Chevreuses se trouve en zone tarifaire 5. Il est donc indispensable d’acheter un billet (de préférence à l’avance, par exemple la veille) de Paris à Saint-Rémy. On peut même directement en acheter 2, comme ça on ne sera pas 30 à faire la queue devant l’unique guichet de Saint-Rémy le soir à 17 h…
Votre billet doit être précieusement conservé car il vous est indispensable pour pouvoir sortir du RER à l’arrivée.

2) Le RER, c’est comme le métro, il y en a dans les deux sens. Veillez donc à choisir le bon quai, à savoir celui correspondant à « Robinson – Saint-Rémy-les-Chevreuses », et non pas à « Mitry-Clayes – Aéroport-Charles-de-Gaulle » (sauf pour aller herboriser à l’étranger, mais sans nous). Attention, les RER roulent à gauche, comme les trains et contrairement aux métros.

3) Tous les RER ne vont pas au même endroit. Il y en a qui ne vont pas jusqu’au terminus, et d’ailleurs il y a 2 terminus différents sur la ligne B vers le sud. Vous devez prendre un RER dont le nom commence par la lettre P. Il y a des écrans (grosses télés) qui indiquent les noms des trains et leur destination, ainsi que des panneaux avec toutes les gares, celles désservies étant signalées par une petite lumière.
Si vous partez de Saint-Michel, les trains adéquats sont les suivants :
– train nommé PQUR partant à 8:01 et arrivant à 8:45
– train nommé PLAN partant à 8:13 et arrivant à 9:03
– train nommé PLAN partant à 8: 28 et arrivant à 9:13
– train nommé PLAN partant à 8:43 et arrivant à 9:28
– train nommé PLAN partant à 8:58 et arrivant en retard
– tramway nommé DESIR et arrivant chez Marlon Brando.

4) Je vous invite à y aller de préférence en groupe, et d’avoir les numéros de téléphone les uns des autres, de sorte que nous puissions être informés en cas de retard ou autre.

La fin de la promenade (pour moi) et du travail (pour vous) est prévue entre 16 et 17 h, en fonction d’impondérables (nombre de plantes rencontrées, retard éventuel au départ, météo, etc). Le trajet prend 45 minutes, prévoyez donc un retour pour 17 h 30 ou 17 h 45 au centre de Paris.

D’un point de vue purement pratique, quelques conseils.
– Chaussures fermées et tenant au pied, pas de sandales ni de tongs. Sans que ce soit un trek, on va pas mal marcher et pas seulement sur des chemins.
– Pantalons conseillés sauf pour les hippopotames qui ne craignent pas les ronces et les orties. Pas de robes affriolantes (je n’ai rien contre les robes affriolantes, mais là, ce n’est pas indiqué).
– Chapeau et crême solaire OU K-way et chaussettes de rechange. Regardez la météo la veille.
– Prévoir de l’eau en quantité suffisante.
– Prévoir un pique-nique. Ca serait encore mieux (nettement plus sympa) si vous organisiez un pique nique commun plutôt que chacun apporte sa gamelle. Prévenez-nous de vos intentions, qu’on sache à l’avance si on peut se contenter de jouer les pique-assiettes ou s’il faut qu’on se fasse nos sandwiches.
– Prévoir des en-cas pour la récré de 10h et pour le goûter.
– Ne pas oublier un bloc-note et un crayon, ainsi que le fascicule de botanique qui vous sera distribué préalablement.

Je crois que j’ai tout dit. L’honorable professeur A. est invité à rajouter ce qui manque en commentaires.