Projet expérimental et numérique — démarche scientifique et programmation Python

Les notions à connaître

Démarche scientifique

Méthode rigoureuse et itérative : observation $\to$ question $\to$ hypothèse $\to$ expé$rience/mod$èle $\to$ résultats $\to$ analyse $\to$ conclusion. Les résultats doivent être reproductibles.

Variable (Python)

Un nom qui stocke une valeur. Ex : t = 3.5 (float), nom = 'Terre' (str), n = 42 (int), L = [1, 2, 3] (list), ok = True (bool).

Bibliothèque (library)

Ensemble de fonctions prêtes à l'emploi. matplotlib.pyplot (graphiques), numpy (calculs, tableaux), pandas (données tabulaires), random (aléatoire).

Boucle for

Structure de répétition. for i in range(n) exécute le bloc n fois (i va de 0 à n-1). for element in liste parcourt chaque élément de la liste.

Modélisation

Représentation simplifiée d'un phénomène réel à l'aide d'équations ou de simulations numériques. Un modèle a des hypothèses et des limites de validité.

Fonction (Python)

Bloc de code réutilisable : def $ma_f$onction(param 1, param 2): ... return résultat. Permet de structurer le code et d'éviter les répétitions.

Condition if / else

Structure conditionnelle : if condition: ... elif autr$e_c$ondition: ... else: ... Exécute un bloc selon que la condition est True ou False.

Incertitude de mesure

Intervalle dans lequel la vraie valeur a de grandes chances de se trouver. Se note $x \pm \Delta x$. L'écart relatif compare mesure et théorie.

Les erreurs à éviter en ens. scientifique

• ✗ Oublier les deux-points (:) à la fin d'une ligne for ou if.

  ✓ Syntaxe obligatoire : for i in range(10): puis indentation du bloc. Idem pour if, else, elif, while, def.

• ✗ Confondre = (affectation) et == (test d'égalité).

  ✓ x = 5 stocke la valeur. x == 5 teste si x vaut 5 (renvoie True ou False). Dans un if, c'est toujours ==.

• ✗ Ne pas importer les bibliothèques avant de les utiliser.

  ✓ Toujours mettre import matplotlib.pyplot as plt et import numpy as np en tête de script, AVANT tout appel.

• ✗ Oublier l'indentation dans un bloc for ou if.

  ✓ En Python, l'indentation (4 espaces) est la syntaxe qui définit les blocs. Sans indentation, le code n'est pas dans le bloc.

• ✗ Confondre range(5) et range(1, 6).

  ✓ range$(5) \to$ [0, 1, 2, 3, 4]. range$(1, 6) \to$ [1, 2, 3, 4, 5]. range(n) commence toujours à 0.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Quelle est la première étape d'une démarche scientifique ?
2. Un algorithme est :
3. En Python, quelle instruction permet de répéter un bloc de code un nombre défini de fois ?
4. Une mesure expérimentale est dite « reproductible » si :
5. L'incertitude de mesure traduit :