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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2022· 4 751 candidats

Physique-chimie I Centrale-Supélec MP 2022, sujet & corrigé

Sujet articulé autour des data centers : refroidissement par ailettes, système de free cooling, mise en orbite (mécanique du point + ondes électromagnétiques + chimie). 39 questions, dont 5 non guidées discriminantes. Moyenne 9.17, σ=4.15, médiane 8.8. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Questions non guidées laissées de côté (5 questions, 27% du barème)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.17

Médiane

8.8

Écart-type

4.15

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

4 751

sur 5 218 inscrits · 8.9% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.27 par rapport à 2021 (9.17 vs 8.9). Écart-type stable (σ=4.15).

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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 autour des data centers. Partie I : régulation en température (refroidissement de microprocesseur par ailettes, free cooling au sud de la France). Partie II : viabilité de centres de données en orbite, trois sous-parties indépendantes en mécanique du point, ondes électromagnétiques et chimie. 39 questions au total dont 5 non guidées (Q8, Q11, Q15, Q30, Q34) représentant ~27% du barème.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IRefroidissement de microprocesseurs par ailettes(I.A, Q1-Q10)Niveau attendu

    Dimensionnement thermique. Q8 (non guidée, choix d'ailettes en aluminium) : abordée par 53.6% des candidats, la moitié seulement formule un commentaire sur le résultat numérique.

  2. Partie IIFree cooling et économie énergétique(I.B, Q11-Q14)Difficile

    Q11 (non guidée) très complexe : seulement 37.5% des candidats l'abordent. Difficultés de modélisation thermodynamique dès la première étape, conversions joule/kWh fantaisistes.

  3. Partie IIIMise en orbite et mécanique du point(II.A, Q15-Q22)Niveau attendu

    Bien réussie. Caractérisation du mouvement d'un satellite en orbite circulaire bien maîtrisée. Q15 non guidée (53.7% abordée) demandait un schéma-modèle géométrique.

  4. Partie IVOndes électromagnétiques dans un plasma(II.B, Q23-Q33)Niveau attendu

    Bonne maîtrise globale : équation de propagation des ondes EM, relation de dispersion. Q30 non guidée (25.3% abordée) bien comprise par ceux qui exploitent les courbes de la figure 6.

  5. Partie VChimie, solubilité d'un solide ionique(II.C, Q34-Q39)Difficile

    Bilan plus réservé en chimie, peut-être imputable au positionnement en fin d'épreuve. Q34 non guidée (33.7% abordée) : produit de solubilité × Van't Hoff bien écrits, mais constante d'équilibre souvent erronée.

Analyse globale du jury

« Pour la plupart, les candidats ont abordé l'ensemble des sous-parties du sujet, en suivant l'ordre du questionnement. Le jury a constaté un bon niveau de réussite sur les questions sollicitant des raisonnements classiques du programme : bilan d'énergie mésoscopique, satellite en orbite circulaire, équation de propagation des ondes EM dans un plasma puis exploitation de la relation de dispersion. Le bilan est plus réservé en chimie, peut-être imputable au positionnement de cette thématique dans la dernière sous-partie. L'amélioration en rédaction constatée l'an dernier se confirme. »

Top pièges sanctionnés

  • Questions non guidées laissées de côté (5 questions, 27% du barème)-3 pts

    « Ces dernières, au nombre de 5 sur un ensemble de 39 questions, représentaient à elles seules environ 27 % du barème de l'épreuve et se sont avérées déterminantes pour discriminer les candidats présentant des niveaux de maitrise du cours similaires. »

  • Valeur numérique sans commentaire / sans recul-1 pts

    « Le jury déplore que seule une moitié des candidats qui aboutissent à une valeur numérique pour le nombre d'ailettes prenne la peine de formuler un commentaire, même naïf, sur la valeur obtenue. »

  • Suspicion immédiate du calcul plutôt que des hypothèses (Q15)-1 pts

    « Une proportion importante des candidats s'étonne de trouver une valeur numérique très éloignée de celle annoncée dans l'extrait d'article proposé. Le jury déplore qu'un des réflexes de ces candidats soit alors de remettre quasi-systématiquement en cause la justesse des calculs réalisés, pourtant simples, plutôt que de questionner les hypothèses sur lesquelles ces calculs reposent. »

  • Constante d'équilibre vs solubilité massique mal exprimée (Q34)-2 pts

    « L'expression de la constante d'équilibre de la réaction de dissolution en fonction de la solubilité massique du solide est souvent erronée. »

  • Abréviations irraisonnées et imprécisions de raisonnement-2 pts

    « Les raisonnements concis et précis sont les plus efficaces. Ils doivent être menés sur des systèmes clairement définis et faire appel à des lois explicitement citées, hypothèses sous-jacentes incluses. L'usage irraisonné d'abréviations doit être proscrit. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique MP, session 2022 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie I Centrale-Supélec MP 2022 s'est déroulée fin avril 2022, en 4 heures, coefficient 12. Session 2022 : 4751 candidats présents (sur 5218 inscrits, taux d'absence 8.9%).

Sujet articulé autour des data centers : régulation en température (refroidissement par ailettes, free cooling au sud de la France) et viabilité d'installations en orbite (mécanique du point, ondes EM dans un plasma, chimie). 39 questions au total, dont 5 ouvertement non guidées (Q8, Q11, Q15, Q30, Q34) qui représentaient à elles seules environ 27% du barème.

La moyenne brute s'est établie à 9.17/20, écart-type 4.15. Médiane 8.8, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.1. 14 copies à 0 et 44 copies à 20/20 selon l'histogramme. Le jury note un « bon niveau de réussite sur les questions sollicitant des raisonnements classiques du programme ». La chimie (fin de sujet) reste plus faible.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sujet long mais bien progressif. La clé en 2022 : ne pas négliger les 5 questions non guidées qui pèsent 27% du barème. Le jury alerte : « les candidats qui ont abordé une question non guidée ont vu leurs efforts récompensés par l'attribution d'au moins un point sur l'ensemble des points alloués ».

Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)

Capitalise sur la mécanique du point (II.A), bien maîtrisée par tous : satellite en orbite circulaire, énergie mécanique. Sur les ondes EM (II.B) : équation de propagation puis dispersion, classique. Sur la thermodynamique (I.A) : maîtrise des résistances thermiques. Tente Q8 et Q15 même partiellement (~50% le font).

Si tu vises 14+ (top 10%)

Aborder les 5 questions non guidées avec une démarche structurée (schéma-modèle, hypothèses, lois citées). Q11 (free cooling) la plus difficile mais payante. Q30 (25.3% abordée) bien réussie par ceux qui exploitent la figure 6. Sur Q15 : si la valeur numérique semble aberrante, questionner les hypothèses, pas les calculs. Soigner Q34 chimie (Van't Hoff), souvent mal traitée.

Gestion des 4h : 1h sur Q1-Q8 (thermodynamique des ailettes), 30 min sur Q11 (effort raisonnable même partiel), 1h sur Q12-Q22 (free cooling guidé + mécanique du point), 1h sur Q23-Q33 (ondes EM dans plasma), 30 min sur Q34-Q39 (chimie en fin de course). Privilégier la qualité de la rédaction sur le programme officiel : « la parfaite maitrise du cours est une condition absolument nécessaire à la réussite ».

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Raisonnements concis et précis, sur des systèmes clairement définis avec lois explicitement citées et hypothèses incluses. Proscrire l'usage irraisonné d'abréviations.
  • Toujours commenter une valeur numérique. Honnêteté intellectuelle et sens critique sont valorisés ; aboutir à une valeur aberrante puis la valider sans commentaire est sanctionné.
  • S'entraîner à résoudre des questions non guidées pendant la préparation. Ces questions discriminent fortement, et le jury rappelle qu'une démarche partielle bien explicitée rapporte presque toujours des points.
  • Être attentif aux dimensions et unités. Confusions joule/kWh fantaisistes signalées en Q11, un comptage rigoureux des unités évite les valeurs aberrantes en sortie.
  • Soigner la lisibilité. La mise en valeur des résultats obtenus, qui témoigne de la considération apportée au travail de correction, est très fortement appréciée.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2022

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Préparation Centrale-Supélec · Physique MP

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