PHY-2100: Physique Environnementale

Informations générales
Matière couverte
Notes de Cours
Exercices et TPs
Matériel supplémentaire distribué en classe

Informations générales

Ce cours est offert aux étudiant(e)s de deuxième année inscrit.e.s au premier cycle en physique (incluant les programmes bidisciplinaires mathématique+physique et physique+informatique), et fait partie du bloc de cours disciplinaires de la quatrième session. Les cours PHY-2215, Physique Thermique et Statistique, et PHY-2441, Optique et Ondes Électromagnétiques, sont pré-requis. Les objectifs de ce cours sont les suivants:

Mobiliser ses connaissances physiques afin de formuler et traiter des questions de nature environnementales
Mobiliser les approches, outils et méthodes de la physique afin d'analyser et modéliser les processus environnementaux
Établir et approfondir des liens entre la physique, les sciences atmosphériques/océaniques, et la biologie/écologie
Développer une approche système aux problèmes physiques de haut niveau de complexité

Professeur:

Paul Charbonneau, Professeur Titulaire, Département de Physique, B-3013, paulchar@astro.umontreal.ca

TP-iste:

Patrick Chevé patrick.cheve@umontreal.ca, B-3445

Horaire des cours, Hiver 2026:

Lundi 8:30-10:20, A-2553 Campus MIL
Jeudi 13:30-14:20, A-2553 Campus MIL
TP: Lundi 10:30-11:20, A-2553 Campus MIL

Heures de bureau:

Mardi, 13:30-15:30, B-3013, Campus MIL [à confirmer]

Manuels de cours:

Des notes de cours en format pdf couvrant toute la matière seront distribuées.

Ouvrages de référence généraux:

Monteith, J.L., et Unsworth, M.H., Principles of Environmental Physics, (4e éd.), Academic Press (2013).
Hartmann, D.L., Global Physical Climatology (2e éd.),
Boeker, E., et van Grondelle, R., Environmental Physics (3e éd.), Wiley (2011).

Évaluation:

Examen partiel, couvrant matière à date, 40% de la note finale;
Projet d'intégration, 20% de la note finale.
Examen final, couvrant toute la matière, 40% de la note finale.

Matière couverte

Introduction: les bases

Qu'est-ce que la physique environnementale ?
Propriétés des solides, liquide et gaz
Approximation par analyse dimensionnelle
Réservoirs, flux, sources et puits
Lois de conservation

L'environnement physique

L'atmosphère
L'hydrosphère
La lithosphère
La biosphère
L'anthroposphère

Processus physiques I. Radiation

Équilibre thermodynamique et corps noir
Le spectre électromagnétique du soleil
L'irradiance solaire
L'insolation
L'absorption
Dispersion
Albedo et réflectivité
Absorption au sol
Interlude: introduction à la spectroscopie moléculaire
Émission par la surface
Bilan radiatif global

Processus physiques II. Matière

La diffusion
Écoulements: transport et mélange
La sédimentation
La percolation

Processus physiques III. Chaleur

Les trois manières de cuire un poulet
Conduction thermique et flux de chaleur
L'équation du transport de la chaleur
Évaporation et cycle global de l'eau
Thermorégulation animale

Activité humaine I. Énergie

L'effet dynamo
Énergie éolienne
Énergie hydroélectrique
Énergie marémotrice
La centrale thermique
Énergie solaire I. Utilisation directe
Énergie solaire II. Panneaux solaires
Énergie renouvelable vs non-renouvelable
Énergie nucléaire
L'éléphant dans la pièce

Activité humaine II. Changements climatiques

Le réchauffement global observé
Variabilité climatique naturelle
Variabilité climatique anthropogénique
Les scénarios du GIEC

Notes de Cours

Notes complètes, format pdf (6 janvier 2026)

Exercices et TPs

Des séries d'exercices sont inclus à la fin de chaque chapitre des notes de cours. Ce ne sont pas des devoirs à remettre, mais ces exercices inspireront (fortement!) les examens intra et final !!

Certains TPs consisteront en résolution de problèmes, en équipe avec appui du TP-iste. Les énoncés seront distribués une semaine avant le TP, pour vous permettre de vous lancer.