Développement #1309

Titre : Analyse d'un schéma numérique aux différences finies pour la résoltuion d'une EDP de type réaction-diffusion

Contenu : Dans ce développement, on s'intéresse à l'équation aux dérivées partielles suivantes, d'inconnue $u \in \mathcal{C}^2(\mathbb{R}^+ \times [-L,L], \mathbb{R})$ :\r\begin{equation}\r \tag{R-D}\r \label{réaction-diffusion}\r \left\{\r \begin{array}{rcll}\r \partial_tu(t,x) & = & \u \partial_{xx}^2u(t,x) + g(u(t,x)) & \forall (t,x) \in \mathbb{R}^{+} \times [-L,L], \\\r \partial_xu(t,-L) & = & 0 & \forall t \in \mathbb{R}^+, \\\r \partial_xu(t,L) & = & 0 & \forall t \in \mathbb{R}^+, \\\r u(0,x) & = & u_0(x) & \forall x \in [-L,L],\r \end{array}\r \right.\r\end{equation}\roù $\u > 0$ est un coefficient de diffusion, $g : \mathbb{R} \longrightarrow \mathbb{R}$ est une fonction de classe $\mathcal{C}^1$ telle que $g(0) = g(1) = 0$, et positive sur $[0,1]$, typiquement la fonciton $g : u \mapsto u(1-u)$ ou $g : u \mapsto u\left(1-u^2\right)$ et où $u_0$ est une condition initiale de classe $\mathcal{C}^2$ sur $[-L,L]$ telle que $u_0'(-L) = u_0'(L) = 0$ (il s'agit de conditions de compatibilité avec les conditions aux bords de Neumann) et $0 \leqslant u_0 \leqslant 1$ (on travaille avec des \"concentrations\" de population). Cette équation modélise le comportement d'une population sur un segment $[-L,L]$. Le but est donc d'analyser un schéma numérique aux différences finies semi-implicite pour la résolution de l'équation \ref{réaction-diffusion}, ce qui peut potentiellement mettre le jury à vos pieds pour les leçons 206 et 218.\r\rDéveloppement à réserver aux aguerris de l'option B !

Créé le : 23/07/2026 12:42

Mis à jour : 23/07/2026 12:42