Introduction MATLAB - Bases de la programmation scientifique

Objectifs d'apprentissage

• Maîtriser l'interface et les fonctionnalités de base de MATLAB pour une prise en main efficace.
• Comprendre les concepts fondamentaux tels que les variables, les matrices et les opérations de base.
• Apprendre à importer, exporter et manipuler différents types de données dans MATLAB.
• Développer des scripts et des fonctions pour automatiser des tâches et résoudre des problèmes algorithmiques.
• Créer des visualisations graphiques 2D et 3D pour analyser et présenter des données.

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants, ingénieurs, chercheurs ou toute personne souhaitant acquérir des compétences de base en programmation scientifique avec MATLAB. Aucune connaissance préalable de MATLAB n'est requise, mais une familiarité avec les concepts mathématiques de base (algèbre linéaire, calcul) est recommandée. Le cours est particulièrement adapté aux domaines de l'ingénierie, de la physique, des mathématiques appliquées et des sciences des données.

Contenu détaillé du cours

1. Prise en main MATLAB

Cette section introduit l'environnement de développement MATLAB. Vous apprendrez à naviguer dans l'interface, utiliser la fenêtre de commande, créer et gérer des fichiers scripts. Nous couvrirons également les préférences utilisateur et les raccourcis clavier essentiels pour améliorer votre productivité. Des exercices pratiques vous permettront de vous familiariser avec l'exécution de commandes simples et la gestion de l'espace de travail.

2. Notions de base

Découvrez les éléments fondamentaux du langage MATLAB : déclaration de variables, types de données (numériques, caractères, logiques) et opérations de base. Une attention particulière sera portée sur le travail avec des matrices et des tableaux, cœur de MATLAB. Vous apprendrez les opérations matricielles élémentaires, l'indexation et les méthodes de manipulation des tableaux multidimensionnels.

3. Gestion des données

Cette partie traite des techniques d'importation et d'exportation de données depuis/vers différents formats (Excel, CSV, fichiers texte). Vous apprendrez à organiser, filtrer et traiter des ensembles de données complexes. Nous aborderons également les structures de données avancées comme les tables et les cell arrays, particulièrement utiles pour travailler avec des données hétérogènes.

4. Programmer avec MATLAB

Approfondissez vos connaissances avec les structures de contrôle (boucles, conditionnelles) et la création de fonctions personnalisées. Cette section couvre les bonnes pratiques de programmation, le débogage et l'optimisation du code. Des études de cas pratiques vous permettront d'appliquer ces concepts à des problèmes concrets de calcul scientifique et d'analyse numérique.

5. Représentation graphique sous MATLAB

Maîtrisez les outils de visualisation de MATLAB pour créer des graphiques 2D/3D professionnels. Vous apprendrez à personnaliser l'apparence des graphiques (titres, légendes, axes), à superposer plusieurs tracés et à exporter vos visualisations pour des rapports ou publications. Des techniques avancées comme l'animation et la création d'interfaces graphiques simples seront également introduites.

Méthodologie pédagogique

Le cours combine théorie et pratique avec des exposés magistraux, des démonstrations en direct et des exercices guidés. Chaque concept est illustré par des exemples concrets issus de différents domaines scientifiques. Des projets pratiques permettent d'appliquer les connaissances acquises à des problèmes réels, tandis que des quiz réguliers aident à évaluer la compréhension des concepts clés.

Ressources complémentaires

Les participants auront accès à des fichiers d'exercices, des scripts MATLAB exemple et une liste de références bibliographiques pour approfondir les sujets couverts. Une attention particulière sera portée sur les toolboxes les plus utiles (comme Statistics and Machine Learning Toolbox) et leur intégration dans des workflows scientifiques.