Top piège du sujet
Réponse U=RI pour photodiode (caractéristique non linéaire)
Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
9.24
Médiane
8.7
Écart-type
4.11
Q1 (25%)
6.0
Q3 (75%)
12.0
Candidats présents
3 440
sur 3 695 inscrits · 6.9% d'absents
Comparaison
Comment ce sujet se compare aux autres
Moyenne stable par rapport à 2021 (9.24 vs 9.13). Écart-type stable (σ=4.11). Difficulté globale comparable à la session précédente.
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Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Étude des capteurs photovoltaïques, d'un point de vue macroscopique en tant que générateur électrique et microscopique par l'étude d'un matériau semi-conducteur (silicium). Quatre parties : (I) étude originale d'une caractéristique intensité-tension d'une cellule photovoltaïque dans un conducteur ohmique afin de déterminer son efficacité et son facteur de forme caractérisant son idéalité ; (II) effet photovoltaïque dans une jonction PN, conductivité dans un conducteur ohmique puis dans un silic…
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie I, Énergie photovoltaïque(Q1-Q4)Niveau attendu
Caractéristique I-U, puissance générée P=f(U) et P=f(I), facteur de forme FF, efficacité.
- Partie II — Partie II, Conduction, jonction, effet photovoltaïque(Q5-Q22)Difficile
Conduction électrique (silicium pur), semi-conducteur dopé (porteurs majoritaires/minoritaires), jonction PN (diffusion, électroneutralité, théorème de Gauss), effet photovoltaïque (longueur d'onde λ=hc/eV_0).
- Partie III — Partie III, Traitement antireflet de la cellule(Q23-Q25)Difficile
Réflexion sur le silicium, couche antireflet (conditions aux limites spatiales, indice optique).
- Partie IV — Partie IV, Bandes d'énergie dans un semi-conducteur(Q26-Q45)Très difficile
Équation de Schrödinger 1D (questions de cours), gaz d'électrons sur un segment, potentiel périodique et bandes d'énergie. Translation a et changement k → K.
Analyse globale du jury
« Le sujet, plutôt long, n'a pas été abordé en totalité par de nombreux candidats. Les résultats sont assez décevants dans la mesure où les nombreuses questions de cours et applications directes auraient dû être bien plus profitables. La présentation des copies est globalement satisfaisante ; peu de copies ont été pénalisées par un malus : il semblerait que ce malus de « forme » de la copie instauré l'année dernière porte ses fruits. On regrette toujours que certains candidats ne vérifient pas l'homogénéité de résultats littéraux simples : une perte conséquente de points pourrait parfois être évitée. L'expression « par définition » est souvent utilisée hors de propos. Une minorité de candidats pense à valider leurs résultats par exemple en les confrontant avec des valeurs numériques connues… »
Top pièges sanctionnés
Réponse U=RI pour photodiode (caractéristique non linéaire)-1 pts
« Tous les dipôles ne sont pas ohmiques : on a pu lire U = R I pour la photodiode alors que la caractéristique n'est pas du tout linéaire. »
Quotients de vecteurs-1 pts
« Concernant l'utilisation des outils mathématiques, le jury a constaté beaucoup de quotients de vecteurs ; beaucoup de confusions entre vecteur, norme et projection. »
Conversions cm² → m² (facteur 10000) (Q)-1 pts
« Des erreurs de conversions : convertir des cm² en m² n'est apparemment pas si évident ; des facteurs 1000 apparaissent dans les expressions littérales pour tenir compte des unités (ex : masse molaire donnée en g/mol). »
Théorème de Gauss mal appliqué, symétries non étudiées (Q16)-2 pts
« Que de réponses fausses et incohérentes ! Pourtant c'est une question d'application directe du cours. L'analyse des symétries/invariances en électrostatique n'est pas maitrisée ; l'utilisation du théorème de Gauss n'est quasiment jamais correcte : surface non définie, parfois ouverte, le flux qui devient « ES » (sans qu'on sache où le champ est évalué). »
Longueur d'onde λ = hc/eV_0 (devrait être λ ≤ hc/eV_0) (Q21)-2 pts
« La réponse « λ = hc/eV_0 » ne suffisait pas. Une réponse « λ ≤ hc/eV_0 » était bien plus appropriée. Pour de nombreux candidats, le soleil émet majoritairement dans l'UV… et les longueurs d'onde obtenues par le calcul sont très largement aberrantes (10⁻²⁵m, 10⁻³²m). »
Chapitres clés à maîtriser
Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.
Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2022 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve en quelques chiffres
L'épreuve Physique I Centrale-Supélec PC 2022 s'est déroulée fin avril 2022, en 4h, coefficient 14. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.
Sujet sur Capteurs photovoltaïques. Étude des capteurs photovoltaïques, d'un point de vue macroscopique en tant que générateur électrique et microscopique par l'étude d'un matériau semi-conducteur (silicium). Quatre parties : (I) étude originale d'une caractéristique intensité-tension d'une cellule photovoltaïque dans un conducteur ohmique afin de déterminer son efficacité et son facteur de forme caractérisant son idéalité ; (II) e…
La moyenne brute s'est établie à 9.24/20, écart-type 4.11. Médiane 8.7, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 3440 candidats présents pour 3695 inscrits (6.9 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 6.0 points, ce qui rend l'épreuve exigeant et discriminante.
Accompagnement personnalisé
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Le sujet, plutôt long, n'a pas été abordé en totalité par de nombreux candidats. Les résultats sont assez décevants dans la mesure où les nombreuses questions de cours et applications directes auraient dû être bien plus profitables. La présentation des copies est globalement satisfaisante ; peu de copies ont été pénalisées par un malus : il semblerait que ce malus de « forme » de la copie instauré l'année dernière porte ses fruits. On regrette toujours que certains candidats ne vérifient pas l'…
Si tu vises 8.7-12.0/20 (médiane à top 25 %)
Concentre-toi sur les premières parties du sujet (préliminaires, étude d'exemples, applications directes du cours). Ce sont les points faciles. Soigne particulièrement les vérifications d'hypothèses, c'est là que le jury Centrale PC sanctionne le plus les copies moyennes.
Si tu vises 12.0+/20 (top 10 %)
Il faut aborder les parties techniques de fin de sujet, même partiellement. Une question difficile bien rédigée vaut plusieurs questions classiques bâclées. Travaille la justification des hypothèses (domination, intégrabilité, indépendance) avec rigueur explicite.
Gestion des 4h : alloue 1h sur la partie I (questions de cours et applications), 1h-1h15 sur la partie II (calculs principaux), 1h-1h15 sur les parties suivantes, et garde 15-20 min de relecture. Privilégie la qualité sur la quantité, Centrale PC applique des malus systématiques sur les copies illisibles ou mal organisées.
Conseils du jury
Cinq conseils transversaux
- Soigner la présentation et la rédaction : le jury Centrale PC applique systématiquement un malus sur les copies illisibles, raturées ou avec des abréviations inintelligibles.
- Vérifier explicitement les hypothèses des théorèmes : convergence dominée, théorème spectral, théorèmes d'intégrales à paramètres : citer le théorème ne dispense jamais de vérifier ses hypothèses.
- Contrôler l'homogénéité et les ordres de grandeur : c'est gratuit et permet de détecter la majorité des erreurs algébriques avant qu'elles ne se propagent.
- Lire le sujet en entier avant de commencer : comprendre le fil conducteur permet d'identifier où sont les points faciles et d'éviter de bloquer sur des questions techniques en milieu de sujet.
- Ne pas négliger les questions ouvertes ou de programmation : souvent >10 % du barème, peu traitées par les candidats, c'est un fort différenciateur pour viser le top 10 %.
Ressources
Téléchargements
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