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Annale · 2024★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2024· 4 456 candidats

Physique-Chimie I Centrale-Supélec MP 2024, sujet & corrigé

Trois parties autour du transport ferroviaire : motorisation et pile à combustible (thermo + électrochimie), dynamique du train (mécanique), connexion LiFi à bord (optique + électronique). Moyenne 9.36, σ=3.87, médiane 9.30. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Identification incorrecte des étapes du cycle Diesel

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.36

Médiane

9.3

Écart-type

3.87

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

4 456

sur 4 735 inscrits · 5.8% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne 9.36/20 en 2024, légèrement plus haute que les épreuves de maths 2024 (9.19). Écart-type 3.87, le plus resserré des trois épreuves discriminantes. Médiane 9.30, épreuve un peu plus accessible que Maths I/II 2024 sur les questions de cours, mais clivante sur les prises d'initiative.

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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

L'épreuve aborde plusieurs aspects du transport ferroviaire à travers trois parties indépendantes. La première traite de la motorisation des trains avec un focus thermodynamique (cycle Diesel) et électrochimique (pile à combustible, cristallographie). La deuxième met en œuvre les concepts fondamentaux de la mécanique pour analyser les performances dynamiques. La troisième porte sur la connexion Internet à bord par technologie LiFi (lumière visible).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IMotorisation : thermodynamique, pile à combustible, cristallographie(Q1-Q18)Niveau attendu

    Cycle Diesel et diagramme de Watt, rendement thermodynamique et électrochimique, concepts classiques de cristallographie. Questions Q6-Q8 et Q15-Q16 plutôt bien réussies.

  2. Partie IIMécanique du train(Q19-Q31)Difficile

    Action tangentielle des rails au démarrage (frottements moteurs du mouvement), mouvement circulaire uniforme, paramétrage et dévers, force de Coriolis et déviation vers l'Est. Question non-guidée Q26 peu réussie.

  3. Partie IIICommunication LiFi à bord(Q32-Q40+)Difficile

    Diodes électroluminescentes, modulation d'amplitude, fonction de transfert d'un filtre passe-haut du premier ordre. Délaissée d'emblée par environ un quart des candidats.

Analyse globale du jury

« Comme souvent ces dernières années, les candidats ont pour la plupart suivi un cheminement linéaire le long du questionnement proposé, leur permettant d'aborder systématiquement au moins les deux premières parties du sujet dans le temps imparti. Dans l'ensemble, les questions relevant du cours ou de son application directe sont relativement bien traitées, et ce quel que soit leur positionnement thématique. À contrario, les questions nécessitant une prise d'initiative, ainsi que celles s'appuyant sur des documents ou des schémas, qu'ils soient laissés à la réalisation des candidats ou non, se sont avérées très clivantes. La troisième partie a été délaissée d'emblée par environ un quart des candidats. »

Top pièges sanctionnés

  • Identification incorrecte des étapes du cycle Diesel-2 pts

    « Les questions portant sur le rendement du cycle ont posé des difficultés à une majorité de candidats : bien que ceux-ci connaissent la définition « générale » du rendement, nombre d'entre eux n'a pas réussi à identifier correctement les étapes du cycle au cours desquelles les différents échanges énergétiques interviennent. »

  • Signe de Wₑ et confusion grandeurs extensives/molaires en électrochimie-2 pts

    « Le signe de Wₑ est souvent faux, et sert de justification à la présence du signe « − » dans l'expression du rendement donnée dans l'énoncé. Cette justification repose alors sur un contresens physique… La démonstration attendue de l'expression du rendement maximal, pourtant fournie, a révélé d'énormes confusions entre grandeurs extensives et grandeurs molaires. »

  • Frottement rail-locomotive incompris au démarrage-2 pts

    « Le jury a été très surpris de constater que l'action tangentielle exercée par les rails sur la locomotive lors de la phase de démarrage a fait trébucher une part importante des candidats : dans cette situation, les frottements permettent au train d'avancer ! Les points d'application des différentes forces sont trop souvent hasardeux. »

  • Mouvement géocentrique vs terrestre confondu pour la déviation vers l'Est-1 pts

    « Le jury a relevé pas mal d'imprécisions lors de la description du mouvement relatif des référentiels géocentrique et terrestre, avec notamment la confusion fréquente entre mouvement circulaire et mouvement de rotation. Faisant trop rapidement un rapprochement avec la situation de « déviation vers l'Est », beaucoup de candidats n'ont pas pris la peine d'exprimer la force de Coriolis subie par le train. »

  • Filtre passe-haut Q38, taux de réussite anormalement bas-1 pts

    « En revanche, le jury s'est étonné de constater que la question Q38, qui portait sur la reconnaissance et l'établissement de la fonction de transfert d'un filtre passe-haut du premier ordre, n'ait pas donné lieu à un taux de réussite de 100% dans les copies où elle a été abordée. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique MP, session 2024 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie I Centrale-Supélec MP 2024 s'est déroulée fin avril 2024, en 4 heures, coefficient 12. Sujet construit autour du transport ferroviaire : fil rouge thématique permettant de balayer plusieurs domaines du programme.

Trois parties indépendantes : motorisation des trains (cycle Diesel, pile à combustible, cristallographie), mécanique du train (action tangentielle des rails, mouvement circulaire uniforme, force de Coriolis et déviation vers l'Est), et connexion LiFi à bord (diodes, modulation d'amplitude, filtre passe-haut du premier ordre).

La moyenne brute s'est établie à 9.36/20, écart-type 3.87. Médiane 9.30, premier quartile 6.40, troisième quartile 12.10. 4456 présents sur 4735 inscrits (taux d'absents 5.8%). Épreuve légèrement plus accessible sur les questions de cours que Maths I/II 2024, mais fortement clivante sur les prises d'initiative.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury 2024 souligne que « les questions relevant du cours ou de son application directe sont relativement bien traitées » mais que celles « nécessitant une prise d'initiative » sont très clivantes. Stratégie clé : ne pas délaisser la partie III (LiFi, abandonnée par 25% des candidats) qui « comportait quelques questions largement accessibles » dont la Q38 (filtre passe-haut), et soigner les démonstrations de rendement en partie I.

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

Sécurise les Q6-Q8 et Q15-Q16 (cours classique : thermodynamique, cristallographie). Identifie correctement les étapes du cycle Diesel, beaucoup de candidats connaissent la définition générale du rendement mais se trompent sur les transformations associées. Termine sur la Q38 (filtre passe-haut) en partie III, accessible à qui ne l'a pas zappée.

Si tu vises 14+ (top ~10%)

Il faut traiter la Q26 (rayon de courbure et mouvement non-guidé) et les Q27-Q31 (force de Coriolis explicite) avec rigueur sur référentiels et schémas. La démonstration du rendement maximal en pile à combustible (Q9-Q14) est attendue avec distinction propre entre grandeurs extensives et molaires.

Gestion des 4h : 1h30 sur la partie I (Q1-Q18, motorisation), 1h30 sur la partie II (Q19-Q31, mécanique), 50 min sur la partie III (Q32-Q40+, LiFi, au moins viser Q34-Q36 et Q38), 10 min de relecture. Le jury recommande explicitement de commenter les valeurs numériques obtenues et de signaler les valeurs aberrantes, l'honnêteté intellectuelle est valorisée.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Expliquer clairement et concisément les idées physiques sur lesquelles reposent les raisonnements et les calculs afférents, la précision de l'argumentation conditionne souvent l'attribution des points.
  • Maîtriser parfaitement le cours, condition absolument nécessaire à la réussite. Avoir des idées claires sur les dimensions des grandeurs physiques manipulées.
  • Ne pas se précipiter sur les questions proches du cours, au risque d'oublier des éléments-clés dans les démonstrations.
  • Commenter les valeurs numériques obtenues et faire preuve d'honnêteté intellectuelle / sens critique en cas de valeur aberrante, explicitement valorisé par le barème.
  • S'entraîner à la résolution de questions non guidées au cours de la préparation, pour ne pas laisser ce type de questions de côté lors de l'épreuve.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2024

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Préparation Centrale-Supélec · Physique MP

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