@Saroupille : parfait ! C'est vrai que ce site semble commencer à prendre une orientation vers un peu plus de cours théoriques, donc des bases de théorie des ensembles, ça pourra toujours servir.
@mathedit : bonne remarque pour le début, il est vrai que l'alphabet $F_2$ est assez évident pour moi mais c'est pas forcément l'exemple le plus adapté pour un débutant. Le lemme de pompage (je le connaissais pas sous ce nom, pour moi c'est le lemme de l'étoile) est au programme, j'aimerais l'aborder dans la troisième partie de manière simple et imagée, c'est mon gros défi pour ce cours. Pour ce qui est des grammaires et automates à piles, c'est hors sujet ; d'une part parce que je ne maîtrise pas assez la question, d'autre part parce qu'à mon sens ça rentre plus dans le cadre d'un cours plus complet sur les bases de la compilation. Cependant, à un moment ou à un autre (plutôt dans la dernière partie) je ferai bien voir qu'on ne peut pas tout décrire avec les expressions rationnelles…
En fait je voulais faire une troisième partie qui aborde la conversion d'une expression rationnelle en automate fini et inversement, et présente du coup le théorème de Kleene. L'explication du lemme de l'étoile permettrait de montrer ensuite que certains langages ne sont pas reconnaissables / rationnels, et je proposerais en conclusion des pistes vers la suite (notamment un très bon tuto que j'ai découvert sur progdupeu.pl à ce sujet).
Edit : bêta mise à jour, la première partie est à peu près finie (hors coquilles).