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
Source : Rapport du jury Mines-Ponts · Physique MP, session 2020 · PDF officiel ↗
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