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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 19 avril 2023

Modélisation X-ENS PSI 2023 — éco-bâtiment (M=9.5)

Sujet Modélisation X-ENS PSI 2023 — modélisation d'un éco-bâtiment en 4 parties : extraction de données, contrôle thermique, énergie solaire (panneaux PV, MPPT), commande prédictive avec Machine Learning. Moyenne 9,5/20. Top pièges et analyse Hadamard.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2023 :

PhysiqueInfoMathsPhysique
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.50/20

Top 25%

12.0

Présents

Top piège du sujet : Domaines d'utilisation des théorèmes d'automatique non connus

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.50

Médiane

9.5

Écart-type

3.50

Q1 (25%)

7.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

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 la modélisation d'un éco-bâtiment. 50 questions sur 27 pages, 4 parties indépendantes. Partie 1 : extraction d'informations d'une base de données pour optimisation de gestion d'énergie. Partie 2 : modélisation et contrôle thermique d'un bâtiment. Partie 3 : récupération et mise en forme de l'énergie solaire (panneaux photovoltaïques, MPPT). Partie 4 : commande prédictive thermique + méthode Machine Learning.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie 1 — Extraction de données (météo, mesures)(Q1-Q10)Abordable

    Étude et extraction d'informations d'une base de données pour optimisation de gestion d'énergie. Préambule à la suite du sujet.

  2. Partie IIPartie 2 — Modélisation et contrôle thermique du bâtiment(Q11-Q25)Niveau attendu

    Modèle thermique, contrôle de la température. Maîtrise des outils thermiques de PSI.

  3. Partie IIIPartie 3 — Énergie solaire (panneaux PV, MPPT)(Q26-Q40)Difficile

    Récupération et mise en forme de l'énergie solaire. Lois de l'électrocinétique. Convertisseurs DC/DC, MPPT (Maximum Power Point Tracking).

  4. Partie IVPartie 4 — Commande prédictive + Machine Learning(Q41-Q50)Très difficile

    Dimensionnement d'une méthode de commande haut niveau. Méthode issue du Machine Learning. Conditions d'utilisation des théorèmes d'automatique souvent ignorées.

Analyse globale du jury

« Le sujet s'appuyait sur des connaissances et des compétences de disciplines complémentaires comme l'informatique, les mathématiques, les sciences de l'ingénieur et les sciences physiques. La moyenne générale de l'épreuve est de 9,5/20 avec un écart type de 3,5. Le jury tient à féliciter les candidats qui depuis plusieurs années prennent en compte la qualité de rédaction et la mise en valeur des résultats. »

Top pièges sanctionnés

  • Domaines d'utilisation des théorèmes d'automatique non connus-2 pts

    « Cela a été notamment le cas pour les questions d'automatique où peu de candidats connaissent les domaines d'application de l'automatique. De plus, l'utilisation des termes propres à l'automatique est confuse, notamment, sur les entrées, les perturbations, les pôles, les constantes de temps, etc. »

  • Manque de recul sur applications numériques (vitesses > c, énergies > solaire)-2 pts

    « Depuis plusieurs années, nous remarquons un manque de recul quant aux applications numériques. Des candidats ne sont pas choqués par des vitesses plus grandes que la vitesse de la lumière ou des énergies produites plus grandes que l'énergie solaire. »

  • Hypothèses des théorèmes non explicitées-2 pts

    « De manière générale, les candidats ne connaissent pas ou peu les conditions d'utilisation de théories ou théorèmes. »

Chapitres clés à maîtriser

Thermique du bâtiment, équation de la chaleur
Photovoltaïque, panneaux solaires
Électrocinétique : convertisseurs DC/DC, MPPT
Automatique : commande prédictive, fonctions de transfert
Machine Learning : régression, modèles supervisés

Source : Rapport du jury X-ENS · Physique PSI, session 2023 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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