Électricité et magnétisme
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Après avoir pendant 20 ans participé à divers titres à l'enseignement de la physique, je souhaite faire profiter de l'expérience acquise tous ceux, étudiants, enseignants, chercheurs ou simples curieux, qui y trouveront un intérêt.

Mon but est de présenter l'électricité et le magnétisme d'une façon qui soit, par rapport aux présentations traditionnelles,

• plus proche des applications pratiques ;
• plus facilement généralisable pour ceux qui éprouvent le besoin d'aller plus loin ;
• plus facile à mémoriser.

Pour cela, la recette est simple : il faut privilégier les lois physiques qui sont utilisables dans de nombreuses circonstances et facilement généralisables, par exemple en mettant l'accent sur les lois de Gauss et d'Ampère plutôt que sur celles de Coulomb ou de Biot-Savart. Il faut aussi privilégier les notations et les formulations qui nécessitent le moins de présupposés. Le prix à payer est un décalage par rapport aux textes habituellement proposés aux étudiants.

Il est piquant de constater que, alors que Maxwell a révolutionné la physique au 19^ème siècle et que l'on célèbre le centenaire des premières découvertes d'Einstein, la plupart des enseignants font grand cas des découvertes de ces deux hommes, mais rejettent de leur enseignement le mode de raisonnement qui les a guidé.

Ce site était au départ une copie du site développé à l'occasion du cours FSAC1430 (dont je suis l'un des quatre cotitulaires) destiné à la deuxième année (sur 5) des études d'ingénieur civil. Il s'en éloigne(ra) progressivement par ajout d'outils didactiques plus anciens et par une restructuration qui ira dans la voie annoncée ci-dessus mais n'engage plus que moi-même.

Bien à vous

E. Matagne

1. Contenu

2. Informations générales

3. Thème

Un thème, qui peut varier d'une année à l'autre, est proposé aux étudiants afin de leur permettre de consolider leurs compétences en les appliquant à la solution de problèmes concrets. En voici deux exemples.

• Étude d'une ligne électrique souterraine reliant un parc d'éoliennes au réseau HT
• Étude d'une ligne électrique aérienne reliant un parc d'éoliennes au réseau HT

4. Méthodes pédagogiques

Les étudiants est invités à acquérir les compétences prévues chaque semaine. Ils peuvent pour cela trouver de l'aide sur ce site. La rédaction de documents de synthèse individuels est encouragée.

Les compétences sont alors vérifiées et consolidées en effectuant des travaux pratiques (APE, APP et APL, définis ci-dessous). Pour cela, le travail en groupe est souhaitable, car il est important de pouvoir confronter différentes approches face à une compétence mal assimilée, un exercice, un problème ou une procédure expérimentale, et cela même (et surtout) si l'on est persuadé d'avoir trouvé la meilleure possible.

Une sélection d'exercices (APE, apprentissage par exercice) est proposée, en une seule page pour faciliter son impression.
L'étudiant est invité à chercher par lui-même une solution avant de confronter sa solution à celle d'autres étudiants ou regarder l'exemple de solution fourni sur ce site. Si la solution trouvée par un étudiant SEMBLE FAUSSE, il est TRES IMPORTANT qu'il puisse comprendre POURQUOI afin de ne pas reproduire par la suite les mêmes erreurs de raisonnement. La discussion en groupe est importante de ce point de vue. Si cela ne suffit pas, on contactera le responsable de ce site. Si un étudiant n'est pas parvenu à résoudre seul un exercice, il est invité à analyser l'origine de ses difficultés et à y remédier. Il pourra ensuite vérifier qu'il a surmonté ces difficultés en résolvant des exercices analogues choisis parmi les nombreux exercices résolus de ce site.

En outre, des problèmes plus conséquent sont proposés (APP, apprentissage par problème). Ces problèmes sont ciblés autour du thème de l'année.
L'étudiant rédigera un rapport d'APP intermédiaire chaque fois qu'une partie du cours (électrostatique, conduction, magnétostatique, induction) aura été assimilée. Il le fera en tenant compte des Directives pour la rédaction des rapports d’APP en physique et de la Grille d'évaluation.

Des séances de laboratoire (APL, apprentissage par laboratoire) sont également décrites sur ce site. Il est important que les étudiants puissent appliquer les compétences acquises à des dispositifs réels. Ils doivent apprendre à suivre une procédure expérimentale décrite dans une notice, mais surtout apprendre à concevoir eux-même une procédure et apprendre à VOIR même les phénomènes qui ne correspondent pas à l'idée que l'on s'en était faite sur base d'un modèle théorique.

5. Références bibliographiques

· University Physics - 10^th Ed. , Young and Freedman, Addison Wesley ;
· Syllabus du cours de Physique FSA1402, R. Prieels et A. Guissard ;
· Les transparents utilisés lors des cours de restructuration (cours FSAC1430) :

6. Appendices
Alphabet grec.
Constantes physiques.
Unités non SI.

7. Liens

cours FSAC1430.

e-Print archive (Cornell University Library) ou son miroir : La production scientifique des physiciens au jour le jour.