Top piège du sujet
Démonstrations « tirées par les cheveux » sur résultat donné (Q6, Q9)
Analyse
Ce qu'a observé le jury
Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.
Présentation du sujet
Sujet « La loi de Wiedemann-Franz » : λ/γ = κT (Lorenz 1872), en trois parties indépendantes. (I) Mesure expérimentale de γ via résistance d'un fil de cuivre, calibres, montages. (II) Modèle microscopique de Drude : conduction électrique puis thermique, lien entre les deux. (III) Méthode « flash » pour déterminer λ. Couvre électricité, mécanique, thermodynamique.
Structure de l'épreuve
- Partie I — I. Mesure expérimentale de γ (cuivre)(Q1-Q4)Niveau attendu
Q1 choix du calibre souvent juste mais pas argumenté ; L ≠ longueur ni inductance. Q2 électrocinétique courte/longue dérivation. Q3 confusion erreur systématique vs aléatoire. Q4 confusion conductivité/conductance.
- Partie II — II. Modèle microscopique (Drude)(Q5-Q14)Difficile
Q5 cours bien réussi. Q6, Q9 démonstrations « tirées par les cheveux ». Q10 λ négative trouvée sans gêne. Q12 facteur 9 au lieu de 3 (1D → 3D). Q13 modèle quantique 3D « pratiquement jamais vu ».
- Partie III — III. Méthode flash (détermination de λ)(Q15-Q24)Difficile
Q15 question ouverte, créativité valorisée mais pas les absurdités (cuivre liquide, cube 1 m³). Q16 ne pas confondre D et 1/D. Q17 signe de la constante mal justifié. Q19 « très mal traitée ». Q20 Fourier rarement abordé.
Analyse globale du jury
« Les correcteurs ont été déçus de la qualité des copies, de nombreux candidats ayant renoncé dès les premières difficultés alors que beaucoup de questions étaient abordables et les parties totalement indépendantes. Les bases ne sont pas maitrisées pour la plupart des candidats. Réalisée dans des conditions difficiles liées à la crise sanitaire de ce printemps 2020, à un calendrier des concours compliqué et fatigant pour les candidats, cette épreuve s'est avérée assez décevante. Néanmoins des copies de bonne facture montrent une bonne maitrise de la physique et des outils mathématiques nécessaires. »
Top pièges sanctionnés
Démonstrations « tirées par les cheveux » sur résultat donné (Q6, Q9)-3 pts
« Pour cette question, qui demandait d'établir une relation donnée, de nombreuses démonstrations « tirées par les cheveux », et dès lors évidement très mal justifiées, ont été proposées. Beaucoup sont basées sur un bilan entre deux sections quand il s'agit ici d'évaluer un flux au travers d'une section unique, les paramètres n, v… sont introduits sans justification. Ces tentatives hasardeuses de démonstrations n'ont donné lieu à aucun point. »
Conductivité thermique négative non détectée (Q10)-2 pts
« La validité du développement limité n'est pas toujours correctement justifiée (rappelons que, s'agissant d'une grandeur dimensionnée, vτ << 1 n'a pas de sens) mais les candidats trouvent en majorité la bonne expression de λ. Néanmoins trop de candidats trouvent une conductivité thermique négative sans que cela ne les gène. »
Passage 1D → 3D : facteur 9 au lieu de 3 (Q12)-2 pts
« Le passage de monodimensionnel à tridimensionnel n'est que partiellement pris en compte par beaucoup de candidats, qui introduisent ainsi un facteur 9 quand un facteur 3 est attendu. »
Solutions absurdes question ouverte, cuivre liquide, cube de 1 m³ (Q15)-2 pts
« Le jury n'a retenu que les solutions raisonnables dans le cadre d'un laboratoire standard, pas celles mettant en jeu du cuivre liquide, ni celles amenant à manipuler un cube de 1 m³ de cuivre par exemple. Les protocoles et le vocabulaire de la calorimétrie sont peu maîtrisés, ainsi certains candidats confondent thermostat et enceinte adiabatique. »
Confusion conductivité / conductance (Q4) ; D / 1/D (Q16)-2 pts
« Confusion fréquente entre conductivité et conductance. […] Question de cours : la rédaction doit être soignée, le système explicitement défini, les signes maîtrisés. Ne pas confondre D et 1/D ni 1/D². »
Chapitres clés à maîtriser
Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.
Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2020 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve Physique II 2020
L'épreuve Physique II Mines-Ponts MP 2020, durée 3h, coefficient 4, s'est déroulée dans le cadre du concours commun Mines-Ponts. Session 2020 maintenue malgré la crise COVID, dans des conditions « difficiles liées à la crise sanitaire et à un calendrier compliqué et fatigant pour les candidats ».
Sujet historique « La loi de Wiedemann-Franz ». En 1853, Wiedemann et Franz remarquent expérimentalement que λ/γ semble constant pour tous les métaux ; Lorenz précise en 1872 : λ/γ = κT. Trois parties totalement indépendantes : I. mesure expérimentale de γ via la résistance d'un fil de cuivre (métrologie fine, montages voltmètre/ampèremètre) ; II. modèle microscopique de Drude, conduction électrique puis thermique, lien entre les deux ; III. méthode « flash » pour déterminer λ.
Le rapport CCMP 2020 ne publie pas de moyenne ni d'écart-type, mais constate que « de nombreux candidats ont renoncé dès les premières difficultés alors que beaucoup de questions étaient abordables et les parties totalement indépendantes. Les bases ne sont pas maitrisées pour la plupart des candidats ». Conseil clé : « il est préférable d'admettre clairement le résultat plutôt que de tordre la logique pour l'obtenir ».
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Trois parties totalement indépendantes, filet de sécurité. Cible : maîtriser le modèle de Drude (Q5 cours bien réussi), respecter le signe de λ, distinguer 1D et 3D, soigner la métrologie. Le jury insiste : se méfier des questions où la réponse est donnée, résolues avec encore plus de rigueur que les ouvertes.
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Q1 choix de calibre ARGUMENTÉ avec dimensions cohérentes (L = lecture en Ω, pas une longueur). Q2 électrocinétique élémentaire courte/longue dérivation. Q5 cours du modèle de Drude, notation vectorielle, signe de −e. Q16 cours bien rédigé, système défini, signes maîtrisés (D ≠ 1/D). Q21 admettre Q19, Q20 et conclure. Q22 lecture simple de la figure 2. Q23 graphe figure 3 avec flash = origine.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Q6, Q9 démonstrations rigoureuses sur résultat donné, pas de « tirées par les cheveux ». Q10 vérifier λ > 0. Q12 facteur 3 en passage 1D → 3D (pas 9). Q13 modèle quantique BASÉ sur gaz tridimensionnel (programme). Q15 protocole flash réaliste de laboratoire, pas cuivre liquide. Q17 séparation des variables avec signe constante justifié par non-divergence de g (pas f). Q19 dépendance en t pour conclure (parité de fonction sur [0,L] sans sens). Q20 coefficients via formulaire fourni.
Gestion des 3h : 45 min partie I (métrologie + résistance), 1h partie II (Drude, la plus dense), 1h partie III (méthode flash + EDP), 15 min relecture. Soigner la forme : le jury envisage de prendre davantage en compte le soin lors des prochaines épreuves.
Conseils du jury
Cinq conseils transversaux
- Arriver au concours avec une parfaite maitrise du cours : qui permet de se sortir des situations classiques mais aussi inédites en toute confiance.
- Maintenir le sens critique en éveil : détecter une λ négative, une R²₂ non homogène, un vecteur égalé à un scalaire, une grandeur finie égalée à une différentielle, une AN aberrante.
- Se méfier des questions où la réponse est donnée : Q6, Q9 doivent être résolues avec ENCORE PLUS de rigueur que les ouvertes. Préférable d'admettre que de tordre la logique.
- Argumenter les questions de cours : Q5, Q16, Q17 : ne pas confondre ∂/∂x et d/dx, définir explicitement le système, nommer les principes, établir proprement le signe des constantes.
- Soigner la forme : éviter ratures, écritures illisibles, syntaxe approximative. Le jury envisage de prendre davantage en compte le soin lors des prochaines épreuves.
Ressources
Téléchargements
Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.
FAQ