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Travail d'Initiative Personnelle Encadré

• TIPE Mode d'emploi
• Contacts
• Sujets TIPE 1997-1998
• Sujets TIPE 1998-1999
• FAQ sur le thème B des TIPE 2001-2002

TIPE MODE D'EMPLOI

Vous êtes en classe préparatoire et le thème de votre TIPE vous a amené à consulter notre site. Pour mener à bien votre travail, il vous faut :

• trouver un sujet, ou affiner votre sujet : voir liste (non exhaustive) des sujets traités depuis 3 ans.



• chercher de la bibliographie sans vous déplacer : vous pouvez consulter en ligne les catalogues de la plupart des bibliothèques universitaires et faire une recherche par mot clé. En ce qui concerne la bibliothèque de l'Observatoire, il faut établir vos mots clé en anglais de préférence, le fonds étant à 90 % en langue anglaise.
  Voir aussi la bibliographie "TIPE" sur ce site.



• utiliser, depuis votre CDI de lycée ou votre bibliothèque universitaire ou municipale, le service de prêt interbibliothèques qui vous permettra d'obtenir des photocopies et d'emprunter des livres pour une durée de 15 jours à un mois, auprès des différentes bibliothèques universitaires et spécialisées.



• si vous désirez compléter votre information, venir à la bibliothèque de l'Observatoire, soit sur le site de Meudon, soit sur le site de Paris.
  Consultation sur place, photocopies. Service de prêt interbibliothèques accessible depuis votre lycée. Dossiers spéciaux TIPE, établis soit par des chercheurs, soit par la bibliothèque, consultables sur place.
  
  
• en dernier recours, lorsque vous aurez  déjà établi votre bibliographie et noté vos questions, vous pourrez rencontrer un chercheur, dont la spécialité correspond à votre sujet, et qui vous sera indiqué par la bibliothèque de l'Observatoire.

CONTACTS

À la Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

Meudon : Mme Pernette Thikian, tél 01 45 07 79 65 (ou 34)
Paris : Mme Annie Accary, tél 01 40 51 21 92

Pour venir · la Biblioth¿que, prendre rendez-vous :

Mél : La.Bibliotheque@obspm.fr
Web : http://www.bibli.obspm.fr

SUJETS TIPE 1997-1998 "Les mesures"

• Spectre du soleil et distance terre-soleil
• Détermination de la constante de Hubble
• Méthode de mesure des distances entre la terre et la lune
• Application de l'effet Doppler-Fizeau à la mesure de la vitesse des corps stellaires par spectrométrie (OHP. Elodie.)
• Utilisation de l'effet Doppler en astronomie : spectrographes
• Mesure de température des étoiles
• Mesure de la température effective du soleil (loi de Stéfan)
• Spectre continu et spectre d'un corps noir. Répartition de l'énergie en fonction de la longueur d'onde
• La mesure (époques de Tycho Brahé, Kepler, Galilée)
• Distance terre-lune, terre-soleil, rayon terrestre
• Mesure des distances entre les planètes
• Les étoiles doubles : photométrie, mesure de magnitude des étoiles
• Thermocouples dans les ballons sondes en astronomie (mesure de température)
• Horloge atomique
• Variations de la rotation de la terre

SUJETS TIPE 1998-1999 "Terre et espace"

• Les taches solaires
• Prévision des orages solaires. Héliosismologie
• Magnétosphère des différentes planètes du système solaire
• Soleil et tokamak. Réactions thermonucléaires au centre du soleil
• Le magnétisme de la couronne. Effet Zeeman, Zeeman effect
• Relations terre-soleil. Durée de vie des satellites. Les contraintes
• Le vent solaire. Satellite Wind. Soho
• Les éruptions solaires. Détection des éruptions solaires à différentes longueurs d'ondes (mesures au sol, en optique et en radio et par satellites)
• Prévoir les éclipses
• Les météorites
• Les comètes. Observation, radioastronomie
• Comète de Hale-Bopp
• Atmosphères de Mars et de Vénus
• Les Anneaux de Saturne
• La découverte de Neptune
• Collision Jupiter/Shoemaker-Lévy
• Les satellites de Jupiter
• Io
• Les Planètes géantes
• Trajectoire de la sonde Cassini-Huygens
• Sondes spatiales. Gravity assist
• Rentrée des satellites dans l'atmosphère
• Le nuage zodiacal. Zodiacal cloud
• Le VLT : miroirs déformables (point de vue industriel)
• Le VLT : interférométrie
• Aspects technologiques et scientifiques des télescopes
• Nouveaux systèmes solaires.

FAQ sur le thème Théories, modèles, procédés et technologies relatifs au noyau atomique des TIPE 2001-2002

Est-ce que l'astronomie offre des exemples de phénomènes nucléaires ?

Effectivement de nombreux phénomènes nucléaires ont lieu dans l'univers. Citons quelques exemples :

• Le Big Bang qui a produit des protons et neutrons dans une proportion (équilibre) telle que les éléments résultants sont : pour 76% en masse del'hydrogène, et 24 % de He (plus des traces de lithium).
  
  
• Les rayons cosmiques, qui sont des particules (essentiellement des protons et particules alpha) accélérées par des champs éléctromagnétiques, et cassent des noyaux (spallation) ou fusionnent partiellement avec d'autres noyaux (exemple formation de traces de lithium).
  
  
• la fusion thermonucléaire dans les étoiles.
  Le centre des étoiles dont la masse totale dépasse 0.07 masse solaire, est suffisamment chaud pour démarrer la réaction de destruction du lithium par fusion avec les protons. Ensuite la contraction élève la température centrale, et la réaction proton+proton démarre (faible barrière coulombienne) : c'est la réaction principale du Soleil.
  Le modèle solaire (et ses réactions) vient d'être confirmé en Juillet 2001 par l'observation des neutrinos solaires (experience SNO à Sudbury,Canada).Ensuite, d'autres réactions démarrent si la masse stellaire est suffisante : voir "évolution stellaire".
  
  
• la fusion explosive
  Les réactions de fusion s'arrêtent au fer (au-delà elles sont endothermiques), l'étoile s'effondre, rebondit et l'onde de choc produit des fusions explosives (voir supernovae de type II)
  
  
• Etoiles de faible masse :
  Elles sont incapables d'allumer des transmutations autres que celles concernant les éléments légers. Une fois le combustible épuisé elles se contractent, l'équilibre est assuré par la pression de dégénerescence des électrons, elles se refroidissent (naines blanches). Si elles viennent à accrèter de la masse (par exemple d'un compagnon dans un système binaire) et qu'elles dépassent la limite de Chandrasekhar, elles s'effondrent en provoquant une nucléosynthèse explosive éjectant des masses d'éléments synthétisés. Voir supernovae de type Ia
  
  
• Formation des éléments lourds :
  Les synthèses explosives produisent un puissant flux de neutrons qui transforme le fer (par capture de neutrons) en éléments lourds y compris les transuraniques. Voir processus 's', et 'r'.
  
  
• Identification de noyaux
  Dans des conditions extrêmes, des noyaux émettent des rayonnements X et gamma, observables par satellite. Les fréquences bien particulières, correspondant à des niveaux identifiés, permettent d'identifier les éléments émetteurs, et les conditions physiques de leur voisinage. L'identification de certains isotopes-clés est souvent la signature d'une étape décisive d'un processus nucléaire. Voir le programme du satellite INTEGRAL.
  
  
• Datation
  La datation des roches Terrestres, des météorites, d'une étoile vieille est faite en évaluant l'amplitude de la désintégration d'éléments radioactifs (la radioactivité est une propriété physique caractéristique de certains noyaux instables).
  
  
• et il y en a bien d'autres. On peut dire que l'Univers est une machine nucléaire, essentiellement une machine à transmuter. Et à part l'énergie des marées, toutes l'énergie disponible sur Terre est d'origine nucléaire.
  

Où trouver de la documentation ?

Voyez sur la page bibliographie du serveur de l'Observatoire le paragraphe "Nucléosynthèse" et complétez :
-par la partie nucléaire du paragraphe physique solaire
-par la partie nucléaire du paragraphe physique stellaire, évolution stellaire, vie et mort des étoiles
-par les livres de Reeves : Poussières d'étoiles, Dernières nouvelles du Cosmos.
-par le programme du satellite INTEGRAL et quelques extraits de l'école de printemps sur le site : http://isdcul3.unige.ch/Conf/observing/

Une introduction aux réactions stellaires ?

Voyez la page de cours sur les étoiles de ce serveur de l'Observatoire de Paris.

Comment sont déterminés les taux de réactions stellaires ?

Les taux de réactions sont déterminés par des calculs (mécanique quantique, la même que celle appliquée aux atomes en spectroscopie, mais appliquée ici à la structure des noyaux) aidés d'extrapolations expérimentales. On trouve ces taux de réaction dans des bases telles que NACRE.

Comment sont-ils vérifiés en astronomie ?

On vérifie par spectroscopie sur les étoiles la validité de ces calcul de nucléosynthèse stellaire. On observe que dans notre Galaxie les étoiles forment d'abord des éléments légers (carbone oxygène) puis des métaux conformément aux calculs. Ces réactions de fusion sont exothermiques. À la fin de leur
vie, les étoiles massives explosent (supernovae) et l'énergie de l'explosion transmute le fer en éléments lours par forte irradiation de neutrons (il y a capture de neutrons par les noyaux), cette transmutation est endothermique. On observe l'arrivée de ces éléments lourds dans les phases stellaires tardives.
Remarquons qu'on peut, en sens inverse, dans
des centrales nucléaires, récupérer l'énergie des supernovae en transmutant l'uranium ou le thorium en métaux plus légers, ce qui fournit une énergie presque inépuisable qui ne contribue que très faiblement (de manière indirecte) à l'effet de serre.
Voyez aussi :
http://mezzo.polycnrs-gre.fr/phys_subatomique.html
et le Soleil et son évolution sur le serveur de l'Observatoire.

En anglais :
Voyez http://oak.cats.ohiou.edu/~piccard/radnotes/stellar.html
http://alpc.bologna.enea.it/mengoni/Home/Pages/Talks/Padova1999/
http://teacher.nsrl.rochester.edu/Research/PHOBOS/Presentations/GeneralTalks/APSNYSS102000/sld007.htm

Références des livres d'Hubert Reeves :

ISBN :2-02-022407-0 Auteur : Reeves, Hubert Titre :Poussières d'étoiles Mention responsabilite :Hubert Reeves Mention edition :Nouvelle édition Lieu publication : [Paris] Editeur commercial : Seuil Date edition : c1994

ISBN :2-02-036495-6 Auteur : Reeves, Hubert 1932- Titre :Dernières nouvelles du cosmos : Reste titre :vers la première seconde Mention responsabilite :Hubert Reeves Lieu publication : Paris Editeur commercial : Seuil Date edition : 1994 Nbre pages : 238