L'étude du système climatique de la Terre est une science très interdisciplinaire incluant l'étude de l'atmosphère, de l'océan, des continents (sol, végétation, couverture neigeuse, glaces terrestres) qui interagissent à travers des processus physiques, chimiques et biologiques. L'objectif de ce cours est d'introduire les concepts de base nécessaires à la compréhension du climat et de ses variations en mettant l'accent sur le rôle de l'atmosphère, de l'océan, de la cryosphère, du cycle du carbone et de leurs interactions.

Les cours magistraux introduiront les grands équilibres globaux, et mettront en lumière les résultats principaux du GIEC. Un projet documentaire et numérique permettra aux élèves d’approfondir un point particulier du changement climatique, et de se confronter à l’analyse de données climatiques.

L'acoustique, ou science des sons, est un domaine multi-disciplinaire à l’interface entre mécanique, science de la vie et de la terre, science des matériaux, traitement du signal et sciences cognitives. Les secteurs d'applications de ce domaine sont nombreux, notamment dans les transports (terrestre, aérien et maritime),  l'environnement (impact du bruit sur les hommes, sur la faune marine), le bâtiment, ou l’imagerie (en géosciences et en biologie).

L'objectif principal de ce cours d’introduction à l’acoustique est de fournir les éléments théoriques et pratiques nécessaires au calcul de champs acoustiques dans les milieux fluides et au traitement des signaux acoustiques. Partant de la propagation en espace libre, on aboutit progressivement à la description des phénomènes  acoustiques dans les cavités et les lieux clos, en passant par les guides d'ondes. Les bases de l’acquisition et du traitement de signaux acoustiques sont également abordées dans ce cours, en particulier lors de séances pratiques en salle informatique. Enfin, une introduction à la perception des sons par l’oreille humaine est présentée.

Tout au long du cours, les notions sont illustrées par des exemples sonores, et des illustrations sont empruntées aux différents domaines de l'acoustique : bruit des transports terrestres et aériens, acoustique sous-marine, bruit industriel, caractérisation de matériaux acoustiques, acoustique musicale, acoustique des salles. Les étudiants sont invités à lire des articles scientifiques relatifs à ces différents domaines, et sont évalués sur l’analyse d’un article scientifique.

L'aéroacoustique s'intéresse au bruit émis par les écoulements turbulents comme un jet issu d'un réacteur d'avion, et plus généralement au rayonnement sonore produit en présence d'un écoulement et de parois fixes ou mobiles, comme le sifflement d’une cavité ou le bruit d’un train d'atterrissage. Le cours est organisé autour de deux thèmes : la propagation sonore en milieu inhomogène et les sources de bruit. Le premier est consacré à la propagation en écoulement (acoustique sous-marine, propagation atmosphérique, imagerie sonore) et à l'approximation géométrique avec le tracé de rayons. Le second thème se focalise sur la génération du bruit d'origine aérodynamique, en donnant quelques ordres de grandeurs, et en présentant quelques mécanismes physiques emblématiques. Le cours s’appuiera sur des applications variées dans les domaines de l'aéronautique et du spatial, des transports terrestres, de l’énergie, ainsi que de la propagation sous-marine et atmosphérique.

Le cours est consacré à une présentation du problème de la transition vers la turbulence et à ses prolongements intéressant les sciences de l'ingénieur. Quelques mécanismes classiques d'instabilité à l'origine de cette transition sont analysés en détails. La genèse des structures dissipatives est discutée sur l'exemple, conceptuellement simple, de la convection naturelle. La stabilité des écoulements hydrodynamiques, importante pour les applications, est ensuite passée en revue.
L'étude des aspects non-linéaires est rationalisée par une approche de portée très générale en termes de systèmes dynamiques. Celle-ci permet aussi d'illustrer différents scénarios de transition vers la turbulence dans le cadre de la théorie du chaos déterministe dont les éléments essentiels sont introduits.
Au delà du cadre strict de l'hydrodynamique dans lequel il est situé, il vise à transmettre un état d'esprit face aux nombreuses situations où les non-linéarités apparaissent responsables d'une phénoménologie "complexe".