Serge Haroche, prix Nobel de physique 2012

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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