Top piège du sujet
Loi d'Arrhenius vs van 't Hoff (Q1)
Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
8.93
Médiane
8.7
Écart-type
3.94
Q1 (25%)
6.0
Q3 (75%)
12.0
Candidats présents
3 972
sur 4 226 inscrits · 6.0% d'absents
Comparaison
Comment ce sujet se compare aux autres
Moyenne stable par rapport à 2020 (8.93 vs 8.89). Écart-type plus resserré (σ 4.15 → 3.94), notes moins dispersées.
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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
« Le feu et l'eau », thermodynamique de combustion d'un incendie, exemple du sinistre de la cathédrale Notre-Dame de Paris. Trois parties indépendantes : combustion (démarrage et propagation par transfert diffusif), chimie de l'élément plomb, rôle de l'eau dans l'extinction (lances à incendie, mécanique des fluides).
Structure de l'épreuve
- Partie I — Thermodynamique de la combustionDifficile
Programme PSI 2ᵉ année. Q1 loi d'Arrhenius. Q3 diamètre angulaire et bilan d'énergie. Q5-Q9 démarches thermochimiques. Q10-Q11 transferts thermiques. Q13-Q14 ARQS thermique. Q15-Q21 propagation du front. Q22-Q25 maille CFC.
- Partie II — Élément plomb (chimie)(Q26-Q34)Difficile
Q26 nombres d'oxydation, Pb₃O₄. Q27 enthalpie libre de réaction. Q28 calcul de variance, quotient vs constante d'équilibre. Q29-Q30 ordre de grandeur de pression partielle d'O₂. Q31-Q33 raies spectrales, formule de Planck.
- Partie III — Eau et lances à incendie(Q35-Q47)Niveau attendu
Q35 transformation à P constante. Q36 puissance de feu. Q37-Q39 hauteur de jet. Q41 nombre de Reynolds. Q43 pertes de charges. Q46 raisonnement détaillé.
Analyse globale du jury
« Les candidats sont nombreux à avoir abordé l'ensemble des parties. Les questions non guidées (20% du barème) ont rencontré un succès variable. Le jury souligne l'effort des candidats qui ont abordé ces questions ; il a valorisé toute proposition scientifiquement fondée, même lorsqu'elle n'a pas conduit à une conclusion parfaite. Les candidats sérieux ayant parfaitement assimilé les démonstrations classiques du programme et les ayant exposées avec rigueur ont obtenu un total de points sensiblement égal à celui de candidats ayant abordé davantage de questions mais n'ayant pas apporté un soin suffisant à la rédaction. »
Top pièges sanctionnés
Loi d'Arrhenius vs van 't Hoff (Q1)-2 pts
« L'énoncé de la loi doit s'accompagner de la signification physique des grandeurs apparaissant dans l'expression. À noter une confusion fréquente entre k, constante de vitesse et K°, constante d'équilibre à la fois en termes de notations et d'interprétation. D'ailleurs, nombreux sont les candidats ayant en réalité énoncé la loi de Van't Hoff. »
Bilan énergétique sans système clairement défini-2 pts
« Comme pour tout bilan énergétique, la définition claire du système est indispensable. […] Q12 : Le jury a valorisé les réponses précises où il apparaissait d'une part le système clairement défini, d'autre part un bilan enthalpique soigné à pression constante entre t et t+dt, et pour finir, l'exploitation de la loi de Fourier adaptée à la géométrie du problème. »
ARQS thermique mal contextualisée (Q14)-1 pts
« Les candidats obtiennent en grande majorité des valeurs correctes pour les deux temps caractéristiques mais concluent par une validité de l'ARQS thermique en associant ici la diffusion thermique à un phénomène lent, ce qui remet en question leur compréhension de fond de cette notion ou tout au moins leur capacité à la contextualiser. »
Volume maille CFC vs volume occupé (Q23)-2 pts
« Le jury s'étonne de voir quelques mailles CFC comportant un atome surnuméraire au centre de la maille. La confusion entre volume de la maille et volume occupé par les sphères est fréquente et conduit systématiquement à une relation incorrecte entre masse volumique et paramètre de maille. »
Loi de modération sans contextualisation (Q28)-1 pts
« Certains candidats utilisent ou évoquent la loi de modération de Le Chatelier sans la contextualiser et laisse finalement au jury de déduire le sens d'évolution ; le raisonnement est bien évidemment incomplet et la réponse pénalisée. »
Pertes de charges vs pertes linéaires (Q43)-1 pts
« Plusieurs candidats ont confondu pertes de charges et pertes de charges linéiques. »
Chapitres clés à maîtriser
Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.
Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2021 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve en quelques chiffres
L'épreuve Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2021 s'est déroulée début mai 2021, en 4 heures, coefficient 15. 3972 candidats présents pour 4226 inscrits (6.0% d'absents).
Sujet sur « Le feu et l'eau », en référence au sinistre de la cathédrale Notre-Dame de Paris. Trois parties indépendantes : (1) thermodynamique de la combustion (loi d'Arrhenius, propagation par diffusion), (2) chimie de l'élément plomb, (3) lances à incendie en mécanique des fluides.
La moyenne brute s'est établie à 8.93/20, écart-type 3.94. Médiane 8.7, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0.
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Stratégie clé : traiter la partie III (lances à incendie, mécanique des fluides plus accessible) et soigner les bilans énergétiques en partie I avec système explicite.
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Concentre-toi sur la partie III (Q35-Q47, Bernoulli, hauteur de jet, Reynolds, pertes de charges). Q1 : énoncer la loi d'Arrhenius (cinétique k), pas van 't Hoff (thermodynamique K°). Bilan énergétique avec système, instants, transferts.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Il faut traiter Q12 rigoureusement (bilan enthalpique + Fourier, réponse soignée valorisée), Q14 (ARQS thermique contextualisée par rapport de temps caractéristiques), Q23 (maille CFC, volume de la maille), Q28 (Le Chatelier contextualisé).
Gestion des 4h : 1h45 sur la partie I (Q1-Q25, combustion, ARQS, CFC), 1h sur la partie II (Q26-Q34, plomb, Pb₃O₄, raies spectrales), 1h15 sur la partie III (Q35-Q47, lances à incendie).
Conseils du jury
Cinq conseils transversaux
- Loi d'Arrhenius (cinétique k) ≠ van 't Hoff (thermodynamique K°) : distinguer notations et interprétations.
- Bilan énergétique avec système, instants, signes des transferts : couplage explicite à la loi de Fourier ou Bernoulli.
- ARQS thermique contextualisée : rapport de temps caractéristiques (rapide / lent).
- Maille CFC, volume de la maille, pas volume occupé par les sphères. Atomes en sommet/face uniquement.
- Loi de modération de Le Chatelier contextualisée : citer la perturbation et le sens d'évolution.
Ressources
Téléchargements
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FAQ