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Annale · 2025★★★Niveau moyenSession du 30 avril 2025

Physique-chimie I Centrale-Supélec PSI 2025 — sujet et rapport jury

Trois parties indépendantes autour de la centrale électrique DK6 du port de Dunkerque (Arcelor-Mittal) : chambre de combustion turbine à gaz, détente vapeur HP/MP/BP, alternateur synchrone diphasé. Moyenne 9.33, σ=3.93, médiane 9.20. Sujet et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2025 :

Physique-chimie IMaths IMaths IIPhysique-chimie II
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.33/20

Top 25%

12.0

Présents

Top piège du sujet : Loi de Laplace appliquée en degrés Celsius (Q11)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.33

Médiane

9.2

Écart-type

3.93

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Centrale électrique DK6 du port industriel de Dunkerque, intégrée au site sidérurgique d'Arcelor-Mittal, qui valorise les gaz de haut fourneau comme combustible. Trois parties indépendantes : chambre de combustion de la turbine à gaz (bilan énergétique sur réacteur ouvert en régime stationnaire), détente de vapeur d'eau dans turbines HP/MP/BP (bilan énergétique et moment cinétique), conversion mécanique→électrique par alternateur synchrone diphasé.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IChambre de combustion de la turbine à gaz(Q1-Q9)Niveau attendu

    Bilan énergétique sur réacteur ouvert régime stationnaire — relation entre températures d'entrée/sortie et débits molaires. Loi de Hess, premier principe industriel, table d'avancement.

  2. Partie IIDétente de vapeur dans les turbines (HP, MP, BP)(Q10-Q20)Difficile

    Bilans énergétiques et moment cinétique pour estimer la puissance mécanique transmise au fluide. Diagrammes thermodynamiques, abaque, loi de Laplace, théorème de Bernoulli.

  3. Partie IIIAlternateur synchrone diphasé et échange réseau(Q21-Q34)Très difficile

    Conversion énergie mécanique → énergie électrique. Diagrammes de Fresnel, lois de Kirchhoff, paires de pôles. Q32-Q34 très rarement traitées.

Analyse globale du jury

« Globalement, les résultats restent très en deçà des attentes. Pourtant, le sujet propose de nombreuses questions directement issues du cours, mentionnées explicitement dans le programme officiel. Ces questions sont délaissées ou contournées dans la majorité des copies. La troisième et dernière partie de ce sujet, intégralement délaissée par plus de 5% des candidats, comporte des questions de cours et d'applications directes très abordables. Le jury rappelle que rien n'oblige le candidat à traiter les parties indépendantes dans l'ordre. »

Top pièges sanctionnés

  • Loi de Laplace appliquée en degrés Celsius (Q11)-2 pts

    « Un nombre encore important de copies effectue une application numérique de la loi de Laplace en conservant des températures en degrés Celsius, ce qui est une erreur conceptuelle de base. »

  • Théorème de Bernoulli appliqué à un fluide compressible (Q13)-2 pts

    « Un nombre significatif de copies mobilisent le théorème de Bernoulli. Il est important de rappeler que ce théorème ne s'applique rigoureusement qu'aux fluides incompressibles. Paradoxalement, certains candidats indiquent correctement les hypothèses du théorème de Bernoulli, y compris l'incompressibilité, tout en les appliquant à un gaz compressible, ce qui révèle une erreur de jugement. »

  • Hypothèses des théorèmes non explicitées (régime stationnaire)-2 pts

    « Seulement 10% des copies ayant traité cette question énoncent explicitement l'hypothèse du régime stationnaire lors de l'utilisation du premier principe industriel. »

  • Confusion débit massique / débit molaire (Q2)-1 pts

    « Une confusion fréquente est relevée dans de nombreuses copies entre débit massique et débit molaire, en particulier lors de l'interprétation des rapports stœchiométriques. »

  • Diagramme de Fresnel sans déphasage (Q29)-2 pts

    « De nombreuses copies présentent des diagrammes de Fresnel incorrects, notamment sans prise en compte du déphasage entre la tension et l'intensité. Il est pourtant fondamental de se souvenir que, dans une résistance pure, tension et courant sont en phase, tandis que, pour une inductance idéale, la tension est en avance de π/2 sur le courant. »

  • Unités : « degrés », usage du kelvin-1 pts

    « Concernant les unités, il n'est pas rare de rencontrer J/s (au lieu de W) ou encore H.rad/s (au lieu de Ω). […] le kilogramme kg se note avec une minuscule tandis que le kelvin K avec une majuscule. Le jury relève à de trop nombreuses reprises « degrés » comme unité de température, sans plus de précision. »

Chapitres clés à maîtriser

Thermodynamique — premier principe pour fluide en écoulement
Diagrammes thermodynamiques — abaques, isentropique
Loi de Hess et thermochimie
Mécanique des fluides — théorème de Bernoulli
Conversion électromécanique — alternateur synchrone, diagrammes de Fresnel

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2025 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2025

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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