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Annale · 2024★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2024· 3 585 candidats

Physique I Centrale-Supélec PC 2024 — sujet, corrigé et rapport jury

2 parties autour de à propos de l'environnement marin. Moyenne 9.42, σ=3.89, médiane 9.3. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2024 :

Physique IChimieMaths IMaths II
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.42/20

Top 25%

12.1

Présents

3 585

Top piège du sujet : Confusion sens conventionnel / sens réel des échanges d'énergie (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.42

Médiane

9.3

Écart-type

3.89

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

3 585

sur 3 729 inscrits · 3.9% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Épreuve « À propos de l'environnement marin » : énergie thermique des mers (ETM) récupérable en exploitant le différentiel de température des océans entre eaux de surface et eaux profondes pour produire de l'électricité, et étude des vagues de surface. But double : déterminer le rendement thermodynamique d'une centrale ETM fonctionnant sur cycle virtuel (prototype ETM installé à La Réunion), puis étudier les vagues (naissance, propagation, réfraction) en termes d'ondes progressives transverses.…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie A — L'énergie thermique des mers(Q1-Q27)Difficile

    I — Généralités (machine ditherme, rendement de Carnot). II — Centrale ETM en cycle fermé (lecture de diagrammes thermodynamiques, premier principe industriel pour un écoulement, enthalpie de vaporisation).

  2. Partie IIPartie B — Naissance et propagation de la houle(Q28-Q52)Très difficile

    III — Mise en équation et linéarisation. IV — Conditions limites. V — Condition de démarrage des oscillations. VI — Propagation de la houle sans vent (vitesse de phase, vitesse de groupe). VII — Réfraction de la houle par la bathymétrie (loi de Snell-Descartes).

Analyse globale du jury

« Le sujet, plutôt long, a été abordé en totalité par peu de candidats. Les résultats auraient dû être meilleurs dans la mesure où les nombreuses questions de cours et applications directes auraient dû être bien plus profitables. La partie A (cycle thermodynamique) est largement abordée dans une grande majorité des copies. Dans la partie B, les capacités de calcul sont davantage testées. Le jury note dans les copies une plus grande difficulté à avancer par rapport à la précédente partie par manque d'aisance sur les outils de calcul (opérateurs, accélération convective) et sur l'expression et l'exploitation des équations différentielles et des conditions limites pour l'écoulement d'un fluide parfait. Le jury a noté un relâchement dans la présentation des copies : 228 copies sur 3585 (6,4 % d… »

Top pièges sanctionnés

  • Confusion sens conventionnel / sens réel des échanges d'énergie (Q1)-2 pts

    « Beaucoup de candidats donnent des signes de Q_c, Q_F et W en désaccord avec le sens des flèches dessinées sur leur schéma synoptique. Il y a bien trop de confusions entre sens conventionnel et sens réel des échanges d'énergie. Notons également que la machine ne fournit pas « de travail au travail » ! »

  • Confusion rendement / rentabilité, énergie non polluante / renouvelable (Q5)-1 pts

    « Beaucoup de candidats confondent rendement et rentabilité, confondent énergie non polluante et énergie renouvelable. »

  • Enthalpie massique de vaporisation ≠ enthalpie massique de vapeur saturante (Q8)-1 pts

    « L'enthalpie massique de vaporisation n'est pas l'enthalpie massique de la vapeur saturante : beaucoup trop de candidats n'identifient pas Δhvap(T) à la longueur du palier isotherme du domaine diphasé liquide-vapeur. »

  • Premier principe industriel mal redémontré (Q16)-2 pts

    « Il s'agit de redémontrer le premier principe industriel… et non de l'utiliser de manière tautologique. Une démonstration complète est attendue. Ce sont les variations d'énergie mécanique qui sont négligées, pas l'énergie mécanique elle-même. Trop peu de candidats définissent correctement le système fermé à partir du système ouvert. »

  • Loi de Snell-Descartes appliquée directement entre x=0 et x quelconque (Q49)-1 pts

    « La loi de Snell-Descartes sur la réfraction est trop souvent appliquée directement entre x = 0 et un x quelconque. Cette démonstration, bien qu'elle donne directement la bonne réponse, est fausse. »

Chapitres clés à maîtriser

Thermodynamique industrielle — premier principe pour un écoulement
Diagrammes thermodynamiques — diagramme de Mollier, diphasique
Mécanique des fluides — fluide parfait, équations de la houle
Ondes progressives — vitesse de phase, vitesse de groupe, dispersion
Optique géométrique — loi de Snell-Descartes (réfraction)

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2024 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2024

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PC

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