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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 20 avril 2022· 976 candidats

Modélisation X-ENS PSI 2022 — système cardio-vasculaire

Sujet Modélisation X-ENS PSI 2022 sur le système cardio-vasculaire (jumeau numérique du cœur). Quatre parties : modélisation numérique, myocarde (Maxwell-Hill), circulation sanguine, système nerveux autonome. Moyenne 9,5/20 sur 976 candidats. Top pièges et analyse Hadamard.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2022 :

PhysiqueMathsPhysiqueS2I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.50/20

Top 25%

11.5

Présents

976

Top piège du sujet : Erreurs de calcul sur volume d'un cylindre (Q15-Q18)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.50

Médiane

9.0

Écart-type

3.26

Q1 (25%)

7.0

Q3 (75%)

11.5

Candidats présents

976

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Épreuve de modélisation 5h sur l'étude du système cardio-vasculaire. 4 parties indépendantes : Partie 1 modélisation numérique du coeur (jumeau numérique). Partie 2 modélisation du myocarde (sarcomère, modèle Maxwell-Hill, géométrie cardiaque). Partie 3 circulation sanguine (modèle électrique équivalent, résistance hydraulique, élasticité). Partie 4 système nerveux autonome (régulation pression sanguine, voies vagale et sympathique). 976 candidats.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie 1 — Modélisation numérique du coeur(Q1-Q3)Abordable

    Enjeux, jumeau numérique. Plages de fréquences et pulsations du coeur humain. Q1 réussie dans l'ensemble.

  2. Partie IIPartie 2 — Myocarde (sarcomère, Maxwell-Hill)(Q4-Q19)Difficile

    Modèle microscopique sarcomères, modèle macroscopique muscle, modèle Maxwell-Hill. Q15-Q19 trop d'erreurs sur volume cylindre, confusion épaisseur/rayon.

  3. Partie IIIPartie 3 — Circulation sanguine(Q20-Q39)Difficile

    Schéma équivalent, résistance hydraulique, élasticité, effets inertiels. Q26-Q28 illustrations conduite séparée en deux uniquement.

  4. Partie IVPartie 4 — Système nerveux autonome(Q40-Q57)Très difficile

    Modèle en boucle semi-ouverte. Routines Python pour évolution temporelle des voies vagale et sympathique. Q49 oubli de toutes les résistances du circuit.

Analyse globale du jury

« L'épreuve a porté cette année sur l'étude du système cardio-vasculaire. Le sujet comportait quatre parties indépendantes, couvrant des thématiques très variées et proposant la modélisation d'éléments clefs dans la régulation et le contrôle du coeur et du système nerveux autonome. 976 candidats. Moyenne 9,5/20 pour un écart type de 3,26. »

Top pièges sanctionnés

  • Erreurs de calcul sur volume d'un cylindre (Q15-Q18)-2 pts

    « Les questions 15, 16, 17 et 18 portaient sur le modèle volumique du coeur. Il existe encore beaucoup trop d'erreurs de calcul sur le volume d'un cylindre. Les candidats n'ont pas tendance à simplifier les expressions. »

  • Confusion épaisseur/rayon sur déformation cardiaque-2 pts

    « Le jury a remarqué trop de confusions entre l'épaisseur et le rayon pour déterminer la déformation du volume cardiaque. »

  • Conduites séparées en deux uniquement (Q26-Q28)-2 pts

    « Les questions 26, 27 et 28 ont été bien moins réussies avec, par exemple, certaines illustrations représentant une conduite se séparant en deux uniquement. Le jury a regretté que les candidats n'aient pas adapté leurs connaissances à l'étude de cas présentée. »

  • Toutes les résistances du circuit oubliées (Q49)-1 pts

    « Beaucoup de candidats ont oublié de prendre en compte toutes les résistances du circuit. »

Chapitres clés à maîtriser

Mécanique des fluides : résistance hydraulique, écoulement vaisseaux
Mécanique des solides : modèle Maxwell-Hill, déformation
Électrocinétique : schémas équivalents, régime variable
Asservissement, boucles fermées et semi-ouvertes
Programmation Python : évolution temporelle discrète

Source : Rapport du jury X-ENS · Physique PSI, session 2022 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2022

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