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Annale · 2020★★★★DurSession du 29 avril 2020· 3 452 candidats

Physique II Centrale-Supélec PC 2020, sujet & corrigé

3 parties autour de du neuf dans les sillages. Moyenne 7.75, σ=4.19, médiane 7.2. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2020 :

Physique IIChimieMaths IMaths II

Top piège du sujet

Vitesse du bateau au lieu de vitesse des ondes (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

7.81

Médiane

7.2

Écart-type

4.20

Q1 (25%)

4.5

Q3 (75%)

10.7

Candidats présents

3 452

sur 3 668 inscrits · 5.9% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en baisse de -1.94 par rapport à 2019 (7.75 vs 9.69). Écart-type plus élevé (σ 3.59 → 4.19), notes plus dispersées. Sujet plus exigeant que 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

Sujet emprunté à une publication de 2013 dans la revue Reflets de la Physique par Marc Rabaud et Frédéric Moisy, dont le laboratoire se situe à quelques encablures de CentraleSupélec. Étude de la forme des sillages à la surface de l'eau provoqués par des objets en déplacement. S'intéresse à une découverte récente à propos de ce phénomène qui a un temps remis en cause les bases fondées par lord Kelvin. Trois parties : (I) analyse des données de sillages (vitesse des ondes, nombre de Reynolds, ob…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Analyse des données de sillages(Q1-Q21)Difficile

    I.A, Généralités (vitesse des ondes, conservation énergie mécanique, nombre de Reynolds). I.B, Observation des sillages (Q4 question ouverte, longueur 18-20m, angle ~20°, nombre de Froude). I.C, Capillarité (tension superficielle, nombre de Weber). I.D, Force de trainée de vague (énergie potent…

  2. Partie IIPartie II, Modèle hydrodynamique des ondes de surface(Q22-Q40)Très difficile

    II.A, Champ des vitesses (statique fluide pesant, champ de pression, élimination termes d'ordre 2, linéarité, incompressibilité, exemples avec analogies). II.B, Relation de dispersion (conditions aux limites, deux ondes progressives, vitesses de phase et de groupe, hypothèse profondeur infinie).

  3. Partie IIIPartie III, Sillages en V(Q41-Q61)Très difficile

    III.A, Cas des ondes acoustiques (compressibilité, perturbations, dispersion, effet Doppler, cône de Mach). III.B, Ondes de surface (relation de Chasles, sillages, longueurs d'onde, v_g = v_φ/2, angle de sillage ~20°).

Analyse globale du jury

« Ce sujet, qui s'appuie sur une publication récente, nécessite de la part des candidats un esprit de synthèse afin de savoir extraire les données essentielles des deux annexes et d'en comprendre le sens. Nous nous réjouissons que la majorité des candidats aient su y trouver l'essentiel. De nombreuses questions font appel à des analyses dimensionnelles, ou demandent des ordres de grandeur. Le jury s'est rendu compte que, pour bien des candidats, il est difficile de faire la différence entre un ordre de grandeur et une application numérique. Évidemment, ceci a occasionné des pertes de points préjudiciables, alors qu'il eût été si simple de répondre à la question posée, en y proposant une réponse présentant le nombre de chiffres significatifs idoine. Si les trois parties sont équilibrées du p… »

Top pièges sanctionnés

  • Vitesse du bateau au lieu de vitesse des ondes (Q1)-1 pts

    « Le principal problème, ici, a été un problème d'appropriation : il suffisait d'identifier la vitesse des ondes à l'aide de l'annexe, alors que certains candidats, toutefois peu nombreux, ont essayé d'évaluer la vitesse du bateau. »

  • Incertitude irréaliste sur longueur du bateau (Q4)-1 pts

    « Quoi qu'il en soit, le jury invite vraiment les candidats à être attentifs à la valeur qu'ils obtiennent : certaines copies proposent une longueur de bateau accompagnée d'une incertitude de 600 m ! Même si le stress est à son comble et le pétrole encore abondant, on ne peut imaginer une telle incertitude, fût-il un « super-tanker ». »

  • Énergie potentielle non précisée (Q9)-1 pts

    « Le jury ne peut se contenter, dans une telle question, d'« énergie potentielle » : il est indispensable de préciser à quoi elle se rapporte, « de pesanteur », comme « de gravitation » était accepté. »

  • Optique géométrique sans schéma (Q17)-2 pts

    « Très rarement correctement traitée, cette conjugaison objet réel, image réelle par une lentille convergente est pourtant basique. Par ailleurs, insistons sur le fait que faire de l'optique géométrique sans le moindre dessin est aberrant. »

  • Somme de deux ondes progressives = stationnaire, faux (Q33-Q34)-2 pts

    « La notation complexe permet d'identifier plus aisément la présence de deux ondes progressives, en tout cas pas celle d'une onde stationnaire pour les vagues qui se propagent. Il semblerait que bon nombre de candidats jugent que la somme de deux ondes progressives conduit inexorablement à une onde stationnaire ! »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2020 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique II Centrale-Supélec PC 2020 s'est déroulée fin avril 2020, en 4h, coefficient 14. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.

Sujet sur Du neuf dans les sillages. Sujet emprunté à une publication de 2013 dans la revue Reflets de la Physique par Marc Rabaud et Frédéric Moisy, dont le laboratoire se situe à quelques encablures de CentraleSupélec. Étude de la forme des sillages à la surface de l'eau provoqués par des objets en déplacement. S'intéresse à une découverte récente à propos de ce phénomène qui a un temps remis en cause les bases fondées par lord Ke…

La moyenne brute s'est établie à 7.75/20, écart-type 4.19. Médiane 7.2, premier quartile 4.3, troisième quartile 10.7. 3517 candidats présents pour 3737 inscrits (5.9 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 6.4 points, ce qui rend l'épreuve très exigeant et discriminante.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Ce sujet, qui s'appuie sur une publication récente, nécessite de la part des candidats un esprit de synthèse afin de savoir extraire les données essentielles des deux annexes et d'en comprendre le sens. Nous nous réjouissons que la majorité des candidats aient su y trouver l'essentiel. De nombreuses questions font appel à des analyses dimensionnelles, ou demandent des ordres de grandeur. Le jury s'est rendu compte que, pour bien des candidats, il est difficile de faire la différence entre un or…

Si tu vises 7.2-10.7/20 (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 10.7+/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

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

FAQ

Questions fréquentes — 2020

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PC

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