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Annale · 2021★★★★DurSession du 29 avril 2021· 3 328 candidats

Physique II Centrale-Supélec PC 2021, sujet & corrigé

3 parties autour de détection de molécules individuelles à température ambiante. Moyenne 8.93, σ=4.04, médiane 8.5. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2021 :

Physique IIChimieMaths IMaths II

Top piège du sujet

Indices des lentilles omis (Q3)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.93

Médiane

8.5

Écart-type

4.04

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 328

sur 3 650 inscrits · 8.8% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +1.18 par rapport à 2020 (8.93 vs 7.75). Écart-type plus resserré (σ 4.19 → 4.04), notes moins dispersées. Sujet plus accessible que la session précédente. Effectif -5% (3517 → 3328 présents).

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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 très visuel et centré sur la détection de molécules individuelles à température ambiante. Inspiré de travaux de recherche menés au sein des laboratoires d'Orsay (Université Paris Saclay), il propose d'étudier la possibilité de détecter individuellement, par microscopie confocale, des molécules fluorescentes dispersées dans un échantillon. La détection individuelle, en éliminant le moyennage spatial, permet d'exploiter ces molécules comme des sondes locales, à l'échelle nanométrique, de le…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Détection du signal de fluorescence de molécules individuelles à température ambiante(Q1-Q29)Difficile

    I.A, Objectif de microscope et microscopie classique (accommodation, ouverture numérique, latitude de mise au point). I.B, Observation des sillages (optique géométrique, construction des images B' et C'). I.C, Séparation lumière fluorescence/diffuse (filtres). I.D, Émission de fluorescence par…

  2. Partie IIPartie II, Analyse de la lumière de fluorescence(Q30-Q37)Difficile

    Établissement de l'équation de diffusion. Développements limités, valeurs moyennes (équiprobabilité), ordres de grandeur (à un facteur 2 près).

  3. Partie IIIPartie III, Exaltation du signal par un substrat métallique présentant une rugosité(Q38-Q44)Très difficile

    III.A, Dipôle induit dans une nanoparticule métallique sphérique de taille 10 nm (polarisabilité, exaltation, résonance). III.B, Modèle de Drude pour les électrons métalliques de la nanoparticule (puissance moyenne, pulsation résonante).

Analyse globale du jury

« Bien que s'intéressant à ce qui se passe à l'échelle nanoscopique, ce sujet permet d'ouvrir un champ large sur les connaissances acquises au cours des deux années de classes préparatoires et les candidats ont su le reconnaitre. Globalement, les candidats ont eu la possibilité d'aller au bout du sujet pour une majorité d'entre eux et ont su trouver les questions proches du cours. La progressivité des questions, au sein de chaque partie, a permis à tout étudiant sérieux de valoriser ses savoirs et savoir-faire acquis au cours de ses deux années de classes préparatoires. Le jury a pleinement conscience que cette génération d'étudiants a été particulièrement éprouvée par la pandémie et, eu égard à cette situation, est tout spécialement admiratif de la bonne tenue de beaucoup de copies. Il tie… »

Top pièges sanctionnés

  • Indices des lentilles omis (Q3)-1 pts

    « Le jury regrette toutefois la négligence de certains candidats qui semblent juger superflus les indices associés aux lentilles : ils sont en fait indispensables ! »

  • Latitude de mise au point peu maîtrisée (Q5)-2 pts

    « La notion de latitude de mise au point est compliquée pour la majorité des étudiants et la moitié d'entre eux laisse de côté cette question. Seule une infime partie a obtenu ici la totalité des points attribués. »

  • Question ouverte ignorée (Q27)-2 pts

    « Cette question est annoncée comme une question ouverte, et assurément, elle l'est ! Manifestement, elle a fait peur aux candidats qui, dans leur grande majorité, l'ont ignorée. Et pourtant, le jury tient à faire part de sa grande mansuétude face à des réponses cohérentes, et non forcément justes, lors d'une telle question. »

  • Vecteurs identifiés à des scalaires (Q40-Q41)-1 pts

    « Le jury déplore la négligence de certains candidats quant à l'écriture des vecteurs, qui se retrouvent régulièrement identifiés à des scalaires. »

  • Confusion entre grandeurs quadratiques réelles et complexes (Q42)-2 pts

    « Le jury relève des confusions trop fréquentes entre grandeurs quadratiques réelles, produit de représentations complexes, valeurs moyennes, pouvant déboucher sur un facteur dépourvu de sens comme exp(2jωt) ou une expression incorrecte comme ⟨P⟩ = Re(j̲ · E̲*). »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PC, session 2021 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique II Centrale-Supélec PC 2021 s'est déroulée fin avril 2021, en 4h, coefficient 14. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.

Sujet sur Détection de molécules individuelles à température ambiante. Sujet très visuel et centré sur la détection de molécules individuelles à température ambiante. Inspiré de travaux de recherche menés au sein des laboratoires d'Orsay (Université Paris Saclay), il propose d'étudier la possibilité de détecter individuellement, par microscopie confocale, des molécules fluorescentes dispersées dans un échantillon. La détection individuelle, en éliminant le moyennage…

La moyenne brute s'est établie à 8.93/20, écart-type 4.04. Médiane 8.5, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 3328 candidats présents pour 3650 inscrits (8.8 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 6.0 points, ce qui rend l'épreuve exigeant et discriminante.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Bien que s'intéressant à ce qui se passe à l'échelle nanoscopique, ce sujet permet d'ouvrir un champ large sur les connaissances acquises au cours des deux années de classes préparatoires et les candidats ont su le reconnaitre. Globalement, les candidats ont eu la possibilité d'aller au bout du sujet pour une majorité d'entre eux et ont su trouver les questions proches du cours. La progressivité des questions, au sein de chaque partie, a permis à tout étudiant sérieux de valoriser ses savoirs e…

Si tu vises 8.5-12.0/20 (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

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

FAQ

Questions fréquentes — 2021

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PC

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