La physique contemporaine ignorée par les programmes

Dossier : Les prépasMagazine N°703 Mars 2015
Par Pierre LÉNA

La rel­a­tiv­ité, la physique quan­tique, la mécanique sta­tis­tique n’ont encore qu’une place bien mod­este, lim­itée par les capac­ités de for­mal­i­sa­tion d’étudiants qui ne maîtrisent pas les équa­tions aux dérivées par­tielles ou la trans­for­ma­tion de Fourier.

REPÈRES

En 2013 et 2014, les programmes des classes préparatoires scientifiques ont été modifiés. L’exercice fut sans doute difficile, puisque placé entre trois contraintes. Les nouveaux programmes de lycée réduisent la place des mathématiques – géométrie, analyse – et ont une approche plus qualitative de la physique.
La demande moyenne de nos écoles d’ingénieurs se préoccupe peu de physique moderne.
Enfin, les étudiants de prépas, même sélectionnés, sont de niveaux très variables.

Une physique fortement mathématisée

Cela reflète une cer­taine tra­di­tion française d’excellence dans l’enseignement d’une physique forte­ment math­é­ma­tisée, au détri­ment par­fois de la cul­ture d’un sens physique éclairé par l’expérience et l’intuition. La rel­a­tiv­ité restreinte, comme cas lim­ite, est à peine con­sid­érée, la rel­a­tiv­ité générale ignorée.

“ La relativité restreinte est à peine considérée, la relativité générale est ignorée ”

La physique quan­tique est mieux traitée, en par­ti­c­uli­er en sec­onde année PC, qui com­pare les traite­ments clas­siques et quan­tiques ; optique et laser y trou­vent naturelle­ment leur place.

Enfin, le développe­ment des prob­a­bil­ités en ter­mi­nale per­met de don­ner quelques éclairages micro­scopiques à la ther­mo­dy­namique classique.

Acquérir le goût de l’expérimentation

Serge Haroche, prix Nobel de physique 2012,
un jon­gleur de photons.
© ÉCOLE POLYTECHNIQUE — JÉRÉMY BARANDE

L’évolution de ces pro­grammes, sur un demi-siè­cle, est qua­si inex­is­tante, même si l’on saisit la logique et la cohérence qui en sous-ten­dent la construction.

L’interrogation qui demeure à leur lec­ture con­cerne l’enthousiasme, au-delà de la réus­site au con­cours, que peu­vent apporter les étu­di­ants à ce qui leur est offert, et le goût de l’expérimentation qu’ils en acquer­ront. La physique d’aujourd’hui et de demain ne sera ren­con­trée, dans le meilleur des cas, qu’en licence 3, ou encore – il faut s’en réjouir – lors du choix des travaux d’initiative per­son­nelle encadrés (TIPE).

Plus que jamais, la capac­ité du pro­fesseur sera déter­mi­nante pour sol­liciter la curiosité de ses étu­di­ants, pour faire le lien entre les notions du pro­gramme et la physique con­tem­po­raine, pour ouvrir à la créa­tiv­ité et l’esprit de recherche qu’illustrent les travaux de nos physi­ciens, lau­réats ou non du prix Nobel, et la mul­ti­tude d’applications engen­drées dans l’industrie.

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