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CHIM-F460

Modélisation et analyse des systèmes stochastiques complexes

année académique
2024-2025

Titulaire(s) du cours

Yannick DE DECKER (Coordonnateur)

Crédits ECTS

5

Langue(s) d'enseignement

français

Contenu du cours

Partie A : Introduction aux systèmes chimiques complexes

I. Qu'est-ce que la complexité ?
II. Le point de vue déterministe
III. L'approche probabiliste

Partie B : Modélisation

IV. Processus stochastiques et équation maîtresse
V. Emergence des lois macroscopiques
VI. Complexité, entropie et information

Partie C : Analyses et prédictions

VII. Comment dialoguer avec un système complexe ?
VIII. Techniques classiques d'analyse de données
IX. L'apprentissage automatique ("machine learning")

Objectifs (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques)

Ce cours a pour objectif de proposer une introduction à l'approche stochastique des systèmes chimiques complexes.

Cette approche permet d'inclure l'effet des fluctuations microscopiques dans la cinétique et la thermodynamique des systèmes réactifs. Nous verrons comment elle permet de mieux comprendre l'origine microscopique des lois cinétiques macroscopiques et de phénomènes d'auto-organisation (oscillations chimiques, etc.). Nous discuterons aussi de l'interprétation que cette théorie permet de donner à l'apparition de certaines propriétés émergentes (flèche du temps, stockage et transmission d'information, etc.). Finalement, nous découvrirons ensemble différents outils d'analyse et de modélisation basés sur les données (reconstruction d'espaces des phases, techniques d'auto-régression, machine learning, ...).  

Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages

Le cours théorique sera agrémenté de séances durant lesquelles l'étudiant pourra apprendre les bases des techniques de simulation et d'analyse stochastiques (algorithme de Gillespie, simulation de l'équation de Langevin chimique, réseaux de neurones)

Références, bibliographie et lectures recommandées

Dynamique Chimique, G. Nicolis, Dunod

Stochastic Methods, C. Gardiner, Springer Series in Synergetics

Stochastic Processes in Physics and Chemistry, N. G. Van Kampen, North-Holland, Elsevier

Support(s) de cours

  • Université virtuelle

Autres renseignements

Contacts

Yannick.De.Decker@ulb.be

02 650 57 84

Campus

Plaine

Evaluation

Méthode(s) d'évaluation

  • Examen oral
  • Autre

Examen oral

Autre

L'évaluation consiste en un examen oral de 40-45 minutes.

Langue(s) d'évaluation

  • français
  • anglais

Programmes