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En quoi les données de masse façonnent-elles les décisions marketing ?
Comment ces données sont-elles collectées et exploitées ?
Quels en sont les enjeux ?

Objectifs et positionnement du cours

Le volume de données sans précédent (« Big data ») dont les entreprises disposent aujourd’hui pour baser leurs décisions remodèle complètement l’approche marketing. Les données de masse représentent pour les entreprises une opportunité de repenser leur approche du marché, leur proposition de valeur pour le client, leur communication, en vue d’une expérience client toujours améliorée. Les données possédées permettent même de dépasser et anticiper les attentes des clients.

Les entreprises ont plus que jamais besoin de dirigeants familiers de ces nouvelles logiques, et dotés de connaissances fines sur ce nouvel écosystème pour leur permettre de prendre les décisions optimales. L’analyse et l’exploitation des données clients dépassent la seule direction marketing et concernent, du point de vue stratégique et opérationnel, l'ensemble des services de l'entreprise.

Ce cours propose un cheminement pédagogique à la croisée de la stratégie d’entreprise, du marketing et de la technologie, dans l’optique d’atteindre une meilleure approche de ces questions. Il accueillera des « grands témoins », ingénieurs de l’Ecole Polytechnique, qui ont fait le choix des métiers du Data Marketing et viendront partager leur expertise, leur parcours et leur vision avec le groupe.

Les séances finales seront consacrées à la participation à un data challenge grandeur nature, sur la base de données d’entreprises réelles anonymisées, en équipe avec des étudiants du Master PIC de l’Ecole et des étudiants de l’Université Panthéon-Assas, spécialisés en Droit & Communication. (Ce challenge a remporté le prix de l’innovation pédagogique en sciences de gestion en 2020).

Final sessions will be dedicated to the participation in a full-scale data challenge, based on anonymised data from real companies, in groups with students of the PIC Master's programme at the Ecole and students of the Université Panthéon-Assas, specialized in Law & Communication. (This challenge won the pedagogical innovation in management science award in 2020)

Le cours PHY 204 propose une exploration approfondie de l'électrodynamique classique, une branche fondamentale de la physique qui sous-tend de nombreuses avancées technologiques. En s'appuyant sur les connaissances acquises en PHY 104, ce cours vise à :
• Maîtriser les équations de Maxwell : Les étudiants étudieront les équations de Maxwell sous leurs formes intégrales et locales, en approfondissant leur compréhension des phénomènes électriques et magnétiques dans divers milieux.
• Explorer les applications concrètes : Le cours abordera des applications variées telles que la propagation des ondes électromagnétiques, l'optique et le rayonnement.
• Développer des compétences en simulation numérique : À travers un projet, les étudiants mettront en pratique leurs connaissances en simulant des phénomènes électromagnétiques réels.

Le cours débutera par un rappel des concepts d'électrostatique et de magnétostatique avant de plonger dans l'étude des phénomènes dynamiques. Les étudiants acquerront ainsi une solide base théorique en électromagnétisme et seront en mesure d'appréhender les principes fondamentaux qui régissent notre monde technologique.

Physique des systèmes vivants : réseaux, traitement de l'information, comportement

L'interface entre la physique et la biologie est en pleine expansion, grâce aux progrès des méthodes de mesure (liées aux nanotechnologies, à la microfluidique, aux manipulations de molécules uniques, aux méthodes d'imagerie optique, au séquençage massif, ...). Ces progrès permettent à la fois d'améliorer notre compréhension fondamentale des processus vivants, et de rendre possibles de nouvelles applications biomédicales ou en bio-ingénierie.

L'objectif du cours sera double :

- introduire des concepts et des méthodes quantitatives, empruntés à la physique statistique, à la théorie de l'information et à l'apprentissage automatique pour analyser, modéliser et étudier les systèmes biologiques, en mettant l'accent sur les effets collectifs soutenant les fonctions et les calculs biologiques ;

- appliquer ces méthodes à des systèmes réels issus de tous les domaines de la biologie, en particulier les neurosciences, l'immunologie, la génomique, la biologie moléculaire, la biologie évolutive, etc. En pratique, les étudiants recevront des données de mesures expérimentales et les traiteront, en écrivant des codes Python, et discuteront les résultats obtenus. L'accent sera mis sur la mise en place des méthodes et sur les concepts, et non sur la programmation en elle-même.

Niveau requis : PHY433 - Physique statistique - Aucun prérequis en biologie n'est nécessaire.

Langue du cours : Anglais

PHY569B – Plasmas astrophysiques et missions spatiales

Le système solaire constitue un laboratoire idéal pour étudier des processus de physique fondamentale (ex. la turbulence, la reconnexion magnétique, et les chocs), qui sous-tendent des problématiques majeures en physique spatiale, tels que le chauffage la couronne et vent solaires, l'accélération des particules et les émissions radio dans les magnétosphères planétaires (ex. aurores). La raison principale est la disponibilité de données in situ complètes mesurées par diverses missions spatiales qui explorent ces milieux astrophysiques depuis environ un demi-siècle. C’est le cas de l'exploration du vent solaire par Voyager depuis les années 1970 jusqu'aux missions plus récentes, NASA/Parker Solar Probe (lancée en 2018) et l'ESA/Solar Orbiter (lancée en 2020) ; l'exploration de la magnétopshère terrestre par les missions multi-satellites telles que l'ESA / Cluster (2000) et la NASA / MMS (2015) ; l'exploration planétaire: Jupiter par NASA/Galileo, Juno (2016) et ‘‘bientôt’’ ESA/JUICE (qui sera lancée en 2022, pour une insertion en orbite en 2030), Saturne par NASA-ESA/Cassini (1997-2017), Mercure par NASA/Messenger (2011) et ESA-JAXA/BepiColombo (lancée en 2018, insertion en orbite fin 2025). Les progrès réalisés dans le système solaire nous permettent de mieux appréhender des problématiques similaires rencontrées dans d’autres milieux astrophysiques plus lointains, peu ou pas accessibles aux mesures directes. C’est le cas de la formation d'étoiles dans le milieu interstellaire (ISM), l'accélération des rayons cosmiques et la génération de champs magnétiques dans les galaxies et les galaxies inter-amas (ICG), le transport du moment angulaire et l'accrétion de matière autour d'objets compacts (ex. les trous noirs).

Dans ce cours, nous présenterons d'abord quelques grandes questions ouvertes en plasmas astrophysiques et expliquerons comment elles peuvent être abordées en utilisant le système solaire comme laboratoire pour tester les théories existantes. Dans la deuxième partie, nous rappellerons quelques équations de base de la physique des plasmas (descriptions cinétiques et fluides, ex. MHD et ses extensions à petites échelles, la MHD-Hall), avant d’étudier en détail quelques processus universels tels que la turbulence plasma et la reconnexion magnétique. Nous exposerons les théories sous-jacentes de ces processus et expliquerons comment ils peuvent aider à résoudre quelques unes des questions abordées dans la partie introductive du cours, en mettant l’accent sur comment tester les prédictions théoriques directement dans les observations in-situ fournies par les missions spatiales.

Dans la deuxième partie du cours nous décrirons les principaux instruments in-situ embarqués à bords de missions spatiales (ex., magnétomètres, sondes de Langmuir, spectromètres à plasma - électrons et ions). Nous expliquerons leur principe de fonctionnement, les contraintes et limitations inhérentes à l'exploration spatiale (coût, masse, puissance, télémétrie). Nous présenterons également certaines méthodes et techniques de traitement du signal utilisées pour analyser les données des missions spatiales (mono ou multi-satellites). Dans la dernière partie, nous présenterons les grandes tendances actuelles de l'exploration spatiale dédiée à la physique des plasmas (aussi bien dans le vent solaire que dans les magnétosphères planétaires). Nous présenterons les nouvelles questions scientifiques qui ont émergé à la lumière des progrès récents réalisés grâce aux missions en cours d’exploitation, et discuterons des nouveaux concepts de missions spatiales en cours de préparation et les nouveaux défis techniques qu’elles posent.

Langue du cours : Anglais

Responsables :

Mathieu De Naurois (mathieu.de-naurois@polytechnique.edu, Ecole polytechnique, Tél. 01 69 33 55 97)
Christoph Kopper (christoph.kopper@polytechnique.edu, École polytechnique, Tél. 01 69 33 42 61)
Cédric Lorcé (cedric.lorce@polytechnique.edu, École polytechnique, Tél. 01 69 33 42 14)
Stéphane Munier (stephane.munier@polytechnique.edu, Ecole polytechnique, Tél. 01 69 33 42 85)
Pascal Paganini (pascal.paganini@polytechnique.edu, Ecole polytechnique, Tél. 01 69 33 55 62)

Le but de ce stage de recherche, effectué à temps complet, est de mettre les élèves en contact avec la recherche fondamentale telle qu'elle se pratique dans les laboratoires de physique théorique ou de physique des particules expérimentale. Le stage s'adresse évidemment aux élèves motivés pour ce type de recherche, mais aussi à ceux qui, ayant décidé de faire tout autre chose, désirent connaître durant 4-5 mois ce qu'est la recherche fondamentale. Il leur permettra de découvrir en quoi consiste le travail du chercheur dans ces disciplines. Selon l'orientation de la thématique du stage, théorique ou expérimentale, il est nécessaire d'avoir suivi certains des enseignements suivants : PHY430, PHY431, PHY433, PHY551, PHY553, PHY554, PHY561, PHY566, PHY568, MAT/PHY575, PHY584.

LES SUJETS D'ÉTUDES

Les sujets de stage proposés se classent en trois catégories :

1/ Théorie des champs, physique statistique et physique mathématique (contact Christoph Kopper, Stéphane Munier)

En Physique, le très grand nombre de degrés de liberté à l'échelle microscopique donne lieu, aux échelles méso- ou macroscopique, à des phénomènes quantiques ou statistiques variés qu'il s'agit de comprendre. Des progrès spectaculaires sont accomplis grâce à l'utilisation des concepts de théorie des champs et de probabilités en mécanique quantique ou statistique, et certains sujets de l'option s'y rattachent. D'autres illustrent l'application des concepts de la théorie des champs et de la physique statistique à des domaines a priori extérieurs à celle-ci, par exemple les systèmes dits complexes. Enfin, les thèmes inspirés par la biologie fournissent des sujets très intéressants pour la physique statistique.

2/ Physique théorique des particules et de la gravitation  (contact Christoph Kopper, Cédric Lorcé, Stéphane Munier)

Il s’agit de connaître la structure et les interactions des particules fondamentales. Une percée spectaculaire a été accomplie lorsque l’on a découvert que toutes les interactions connues (fortes, électromagnétiques, faibles et gravitationnelles) peuvent être décrites avec un même langage, celui des « théories de jauge ». Ce résultat a été brillamment confirmé par l’expérience, jusqu'à la découverte du bosons de Higgs en 2012 dont il s'agit maintenant d'étudier plus précisément les propriétés. Les sujets de recherche dans le domaine sont d'une part l'étude des prédictions précises du modèle standard dans ses différents domaines, et d'autre part ses possibles extensions sous forme d'une éventuelle extension supersymétrique entre bosons et fermions etc. L'analyse des interactions fortes requiert souvent des méthodes autres que perturbatives lesquelles s'appliquent au secteur électrofaible du modèle standard. Les problèmes posés par la construction d’une théorie quantique de la gravitation ont conduit aux théories des cordes et autres objets étendus. Des problèmes provenant de la cosmologie liés par exemple à la matière et à l'énergie sombre trouvent leur reflet dans de nombreux (projets d') expériences cherchant à les mettre en évidence.

3/ Physique expérimentale des particules (contact Mathieu De Naurois, Pascal Paganini)

De quoi est faite la matière noire dans l'univers ? Quelles sont les masses des énigmatiques neutrinos? Quelle est l'origine des masses si différentes des particules élémentaires ? Est-ce qu’il existe une seule particule de Higgs ? Voici quatre, parmi les plus brûlantes, des nombreuses questions que se posent les physiciens des particules, théoriciens comme expérimentateurs, aujourd'hui. L'information expérimentale, qu'elle passe par la découverte de nouveaux phénomènes ou par des mesures de précision, est indispensable pour inspirer et tester la théorie. De grands programmes expérimentaux sont en cours de conception, de réalisation ou d'exploitation, par des collaborations internationales. Tous utilisent des techniques de pointe dans divers domaines, électronique rapide, informatique en temps réel, traitement des données, lasers de puissance ou physique délicate des détecteurs de particules. Un élève motivé par les grandes questions de physique aura l'opportunité de se confronter à l'expérimentation. Il sera généralement encadré au sein d’une équipe qui lui confiera le dépouillement guidé de données issues d’expériences ou grandes simulations. Parmi les stages proposés, certains concerneront des questions d'une grande actualité : oscillations de neutrinos, recherches sur le boson de Higgs au LHC, symétries fondamentales, astrophysique des particules. D'autres stages pourront porter sur les développements des détecteurs ou l'étude des techniques d'accélération du futur.

DÉROULEMENT DU STAGE DE RECHERCHE

Les élèves sont encouragés à se regrouper en binômes pour effectuer ces stages, de manière à pouvoir tirer le meilleur profit aussi d'échanges entre eux.

Les sujets de stage peuvent, dans les meilleurs cas, aboutir à un travail de recherche original et à une publication, ils nécessitent de toute manière une initiation préliminaire durant un temps plus ou moins long selon les sujets.

Cette acquisition de compléments à l'enseignement de l'École se fera durant le stage, mais pourra aussi selon les besoins être guidée par les responsables du stage de recherche.

Les stages auront lieu dans les laboratoires de la région parisienne, de province ou à l'étranger. Certains stages expérimentaux comportant des prises de données permettent des séjours auprès des grands accélérateurs (CERN, Japon),  d'autres pourront être effectués dans des laboratoires universitaires étrangers : Allemagne, Belgique, Canada, Etats-Unis, Royaume-Uni (langue de travail: anglais).

Les responsables et enseignants sont à votre disposition pour vous donner toutes précisions sur chacun des sujets proposés (style de travail, proportion entre initiation et recherche originale, etc...) et les infléchir éventuellement selon vos goûts. Ils sont également prêts à étudier la possibilité d'organiser des stages sur d'autres sujets que des élèves particulièrement motivés souhaiteraient étudier, ou des stages expérimentaux en particulier au CERN (pratique de l'anglais nécessaire).

Compte tenu du temps de maturation nécessaire pour "entrer" dans les sujets de stages proposés, il est impératif de choisir votre sujet et d'en discuter avec votre futur directeur de stage et avec le responsable d'option, suffisamment à l'avance.

A titre indicatif, voici quelques sujets de stages proposés au cours des années précédentes :

- Théorie de la renormalisation
- Théorie de la gravitation
- Théorie des cordes
- Supersymétrie
- Matrices aléatoires
- Physique statistique hors d'équilibre
- Equations quantiques stochastiques
- Micro-manipulation de molécule d'ADN
- Capture d'un trou noir par une étoile à neutrons
- Neutrinos cosmiques
- Matière sombre
- Désintégration des mésons et physique au-delà du modèle standard
- Le boson de Higgs
- Désintégration du boson de Higgs en deux leptons tau
- Observation d'un phénomène quantique sur 300 km : l'oscillation des neutrinos au Japon
- Photons cosmiques de très haute énergie et violation de l'invariance de Lorentz
- Test en faisceau au CERN de calorimètres super-granulaires pour un futur collisionneur linéaire e+e-
- Développer aujourd'hui les accélérateurs de particules de demain : accélération laser-plasma
- Sursauts gamma et chocs cosmiques
- Développement d'un polarimètre cosmique
- Détection de matière noire dans de l'argon liquide
- Gravité à petites échelles

Langue du cours : Français

RESEARCH INTERNSHIP PROGRESS

Students are encouraged to form duos to do their internship, in order to benefit from exchanges between them.

Subjects of study can lead to an original research work and publication, they require a preliminary introduction during a more or less time depending on the subject.

This acquisition of complementary skills to the Ecole's teaching will take place during the internship, but can also be guided by internship supervisors as needed.

Internships will take place in laboraties in the Paris region, province or abroad. Some of experimental internships include data allowing collection in major accelerators (CERN, Japan), other in foreign academic laboratories: Belgium, Canada, Germany, United Kingdom, United States (work language: English).

Supervisors and professors are at your disposal to give you precisions on each subject proposed () and eventually them to your liking. they are also willing to look into the possibility of organizing internships on other subjects that motivated students may wish to study, or experimental internships at the CERN (require English practice).

According to the time necessary to in subject of internship offered, it is mandatory to choose your subject and discuss it well in advance with your future internship director and option supervisor.

For your information, here are some subjects proposed in the early years:

• Renormalization theory
• Gravitation theory
• String theory
• Supersymmetry
• Random matrices
• Statistic physics balance
• Stochastic quantum equations
• Micromanipulation of DNA molecule
• Black hole capture by a neutron star
• Cosmic neutrinos
• Dark matter
• Meson desintegration and physics beyond the standard model
• Higgs boson
• Desintegration of the Higgs boson in two tau leptons
• Observation of a quantum phenomenon for 300km: neutrinos oscillation in Japan
• Cosmic photons of extremely high energy and Lorentz violation
• Beam test at the CERN of highly granular for a futur e+e- linear collider
• Developing today the tomorrow's particle accelerators: laser-plasma acceleration
• Gamma-ray burst and cosmic collisions
• Comsic collision development
• Detection of black matter in liquid argon
• Small-scale gravity

Course language: French