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Annale · 2024★★★Niveau moyenSession du 17 avril 2024· 1 464 candidats

Physique B X-ENS PC 2024, sujet, corrigé et rapport jury

Sujet 2024 sur la propagation d'une onde acoustique dans un fluide stratifié en densité, avec application au sonar et à la détection sous-marine. Sujet de 30 questions sélectif. Moyenne 10,02/20 sur 1464 candidats, écart-type 3,48. Distribution officielle par quintile fournie.

Équipe Hadamard

Équipe Hadamard

Rédacteurs Hadamard, polytechniciens, centraliens et normaliens, orientation, méthode et concours de prépa

Session 2024 :

PhysiqueChimieMathsPhysique

Top piège du sujet

Confusion sur les symboles « ≪ » vs « ≫ »

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

10.02

Médiane

10.0

Écart-type

3.48

Q1 (25%)

7.3

Q3 (75%)

12.3

Candidats présents

1 464

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.56 par rapport à 2023 (10.02 vs 9.46). Écart-type stable (σ=3.48). Sujet plus accessible 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 sur l'étude de la propagation d'une onde sonore dans un fluide stratifié en densité. Composition organisée en deux grandes parties : la première posait les bases de l'acoustique linéaire ; la seconde abordait plus spécifiquement la propagation de rayons acoustiques dans un milieu stratifié, avec application à l'utilisation d'un sonar dans l'océan, notamment pour la détection d'un sous-marin.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IBases de l'acoustique linéaire(Q1-Q15)Niveau attendu

    Hypothèses du modèle (libre parcours moyen comme borne inférieure), équations couplées sous-déterminées, linéarisation de l'approximation acoustique. Sélection sur la clarté de la présentation.

  2. Partie IIPropagation de rayons en milieu stratifié, application au sonar(Q16-Q30)Difficile

    Loi de Snell-Descartes (mal invoquée par beaucoup), trajectoires en milieu inhomogène, détection sous-marine. Application physique réelle de l'acoustique sous-marine.

Analyse globale du jury

« Le sujet, composé d'une trentaine de questions, a été amplement abordé par la majorité des candidats. Il s'est néanmoins révélé sélectif, discriminant les préparationnaires coupables de trop nombreuses imprécisions et qui s'accumulaient petit à petit. La moyenne finale des copies sur les 1464 candidats présents (en nombre stable d'une année sur l'autre) est de 10,02 avec un écart-type de 3,48. Distribution par quintile : [0;4[ : 3,8% / [4;8[ : 22,6% / [8;12[ : 47% / [12;16[ : 21% / [16;20] : 5,6%. »

Top pièges sanctionnés

  • Confusion sur les symboles « ≪ » vs « ≫ »-2 pts

    « L'utilisation de symboles mathématiques dans une composition de physique requiert du soin, et du sens : que de confusion sur ≪ vs ≫ – beaucoup plus petit vs beaucoup plus grand – avons-nous observée cette année en particulier. Une interversion dans l'ordre traduit souvent une incompréhension du phénomène étudié. »

  • Notation c utilisée pour la célérité confondue avec relativité-1 pts

    « Rappelons aussi aux trop nombreux candidats qui ont commis cette confusion que la notation c employée pour la célérité de l'onde n'implique pas que le fluide soit relativiste ! »

  • Snell-Descartes invoquée à mauvais escient (Q15)-2 pts

    « Beaucoup trop de candidats ont invoqué la loi de Snell-Descartes pour répondre à cette question. »

  • Re-dérivation de l'approximation acoustique au lieu de la linéarisation-2 pts

    « On note que la re-dérivation de l'approximation acoustique ne peut pas être recevable, puisque c'est précisément l'objet de la question. »

  • Symbole ⇔ utilisé en physique sans nécessité-1 pts

    « Quant à l'emploi du symbole de l'équivalence, ⇔, dont usent et abusent les candidats, il est généralement non seulement inutile en physique – on cherche la plupart du temps à seulement démontrer une implication/une formule – mais en plus très fréquemment faux en toute rigueur logique. »

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique B X-ENS PC 2024 (sigle XEULS) s'est déroulée le mercredi 17 avril 2024, 8h-12h, en 4 heures, coefficient 6 à l'admissibilité X. Sujet sur la propagation d'une onde acoustique en milieu stratifié avec application au sonar océanique.

Le sujet de ~30 questions était structuré en deux grandes parties : (1) acoustique linéaire (linéarisation, hypothèses du modèle continu) et (2) propagation de rayons en milieu stratifié (application : détection sous-marine par sonar).

La moyenne sur les 1464 candidats présents est de 10,02/20, écart-type 3,48. Distribution officielle : 3,8% sous 4/20, 22,6% entre 4 et 8, 47% entre 8 et 12, 21% entre 12 et 16, 5,6% au-dessus de 16. C'est la moyenne la plus élevée des sessions Physique B 2019-2024.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le sujet est sélectif sur la rigueur, pas sur la difficulté. Stratégie clé : soigner la linéarisation en Q3-Q6 (les correcteurs sélectionnent sur la clarté des arguments) et NE PAS re-dériver l'approximation acoustique (c'est précisément l'objet de la question, pas une justification).

Gestion des 4h : 30 min sur Q1-Q6 (cours + linéarisation soignée), 1h sur Q7-Q15 (acoustique linéaire, éviter Snell-Descartes mal placée), 1h30 sur Q16-Q25 (rayons en milieu stratifié), 50 min sur Q26-Q30 (application sonar), 10 min relecture.

Conseils du jury

Trois rappels transversaux

  • Une copie propre aide à maintenir l'attention du correcteur, notamment pour qu'il soit sûr que le candidat a vraiment établi le résultat attendu.
  • Encadrer les résultats démontrés, particulièrement les applications numériques.
  • Symboles math avec discernement : ≪ ≠ ≫, ne pas abuser de ⇔ (souvent faux en physique), c = célérité ne signifie pas relativité.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2024

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Préparation X-ENS · Physique PC

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