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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2022· 4 729 candidats

Physique-Chimie II Centrale-Supélec MP 2022, sujet & corrigé

Sujet sur les bouées houlographes Waverider en quatre parties indépendantes : protection contre la corrosion (chimie), mécanique d'une plateforme stabilisatrice immergée, traitement du signal, bobines de Helmholtz pour mesure d'angle de roulis. Moyenne 9.15, σ=4.12, médiane 9.2. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Demi-équation d'oxydoréduction sans électrons (Q4)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.15

Médiane

9.2

Écart-type

4.12

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 729

sur 5 218 inscrits · 9.4% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.17 par rapport à 2021 (9.15 vs 8.98). Écart-type stable (σ=4.12).

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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 articulé autour des bouées houlographes Waverider. Quatre parties indépendantes sur autant de branches distinctes des programmes MPSI/MP. Partie I (¼ de l'épreuve) : protection contre la corrosion en milieu marin. Partie II (un peu plus longue) : système breveté de plateforme stabilisatrice immergée, mécanique. Partie III : traitement du signal en électricité. Partie IV : système de bobines couplées (Helmholtz) pour mesure de l'angle de roulis.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IProtection contre la corrosion en milieu marin(Partie I, Q1-~Q12)Difficile

    Chimie d'oxydoréduction. Les questions ont été abordées par l'immense majorité des candidats mais ils n'y ont récolté en moyenne que le quart des points prévus au barème, peut-être en raison de la difficulté.

  2. Partie IIPlateforme stabilisatrice immergée(Partie II, Q13-~Q30)Niveau attendu

    Mécanique des solides et fluides. Mieux réussie que la chimie : grande majorité parvient à mettre en équation les situations. Q15 délicate (masse du fluide déplacé).

  3. Partie IIITraitement du signal en électricité(Partie III, Q31-Q35)Niveau attendu

    Assez courte, partie III. Bonne maîtrise du filtrage analogique, mais défaillance généralisée sur le traitement numérique du signal (Q34).

  4. Partie IVBobines de Helmholtz et magnétostatique(Partie IV, Q36-Q40+)Difficile

    Q36-Q38 : représentation du champ magnétique souvent confuse, conservation du flux et théorème d'Ampère mal appliqués. IV.B : mise en équation d'un système élémentaire de circuits couplés bien maîtrisée par la majorité.

Analyse globale du jury

« Les questions de chimie placées au début du problème ont été abordées par l'immense majorité des candidats, mais ils n'y ont récolté en moyenne que le quart des points prévus, la cinétique d'oxydoréduction, en pratique, peine à être appliquée. Les questions de mécanique ont été mieux réussies : une grande majorité parvient à mettre en équation. La partie III a révélé une bonne maitrise du filtrage analogique mais une défaillance généralisée au sujet du traitement numérique. La sous-partie IV.A (bobines de Helmholtz) a posé des difficultés imprévues sur un classique. »

Top pièges sanctionnés

  • Demi-équation d'oxydoréduction sans électrons (Q4)-1 pts

    « Beaucoup de candidats ne distinguent pas clairement une équation bilan d'une demi-réaction. Dans la question 4, on a ainsi vu de nombreuses équations bilans faisant à tort apparaitre des électrons. »

  • Lecture d'une courbe courant-potentiel (Q5-Q7)-2 pts

    « Le montage à trois électrodes permettant de relever une courbe courant-potentiel est souvent mal connu. Cette courbe expérimentale étant fournie, la plupart des candidats ne parviennent pas à l'interpréter. »

  • Masse du fluide déplacé oubliée (Q15)-3 pts

    « Cette erreur fréquente, ainsi que celle portant sur le signe du terme d'inertie d'entraînement, a des répercussions dans les questions 25 et 26. »

  • Champ magnétique représenté par une flèche orthogonale aux lignes de champ (Q36)-2 pts

    « Son traitement a généralement été confus, voire aberrant pour des candidats qui, après avoir fourni des arguments plus ou moins convaincants, représentent le champ magnétique par une flèche orthogonale aux lignes de champ ! »

  • Filtrage numérique méconnu (Q34)-2 pts

    « La question 34, portant sur le filtrage d'un signal numérisé, a été très rarement abordée, et le plus souvent de manière incorrecte. Rappelons que les notions enseignées au travers de travaux pratiques font partie du corpus de connaissances que les épreuves de concours, même écrites, sont susceptibles d'évaluer. »

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

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie II Centrale-Supélec MP 2022 s'est déroulée fin avril 2022, en 4 heures, coefficient 12. Session 2022 : 4729 candidats présents (sur 5218 inscrits, taux d'absence 9.4%).

Sujet articulé autour des bouées houlographes Waverider en quatre parties indépendantes couvrant tout le spectre du programme MPSI/MP : (I) protection contre la corrosion en milieu marin (chimie d'oxydoréduction), (II) plateforme stabilisatrice immergée (mécanique des solides et fluides), (III) traitement du signal en électricité, (IV) bobines couplées de type Helmholtz pour mesurer l'angle de roulis (magnétostatique).

La moyenne brute s'est établie à 9.15/20, écart-type 4.12. Médiane 9.2, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 14 copies à 0 et 43 copies à 20/20 selon l'histogramme. La partie chimie ouvre l'épreuve mais ne rapporte qu'« en moyenne le quart des points prévus au barème ».

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Stratégie clé en 2022 : ne pas s'enliser dans la chimie. Les candidats l'ont abordée massivement (puisqu'elle ouvrait le sujet) mais n'y ont récolté que ~25% des points prévus. Mieux vaut traiter rapidement les questions accessibles de la partie I, puis investir la partie II (mécanique) qui paie davantage.

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

Survoler la partie I (Q1-Q3 thermo classique d'oxydoréduction, accessibles), prendre la partie II en profondeur (mécanique des fluides + dynamique du système immergé : grande majorité y parvient), Q31-Q33 (filtrage analogique : bonne maîtrise globale). Ignorer Q34 (filtrage numérique) sauf maîtrise certaine.

Si tu vises 14+ (top 10%)

Soigner la chimie : Q4 (demi-réaction propre avec électrons, équation bilan distincte), Q5-Q7 (montage à 3 électrodes + lecture courbe courant-potentiel), Q11 (potentiel mixte). Sur Q15 : ne pas oublier la masse du fluide déplacé (impacte Q25 et Q26 !). Sur Q36 : exploiter symétries et invariances pour le champ B avant tout calcul. IV.B (circuits couplés) classique et payante.

Gestion des 4h : 50 min sur partie I (Q1-Q12, ne pas s'enliser), 1h30 sur partie II (Q13-Q30, mécanique cœur de l'épreuve), 40 min sur partie III (Q31-Q35, filtrage analogique surtout), 50 min sur partie IV (Q36-Q40+, magnétostatique + circuits couplés), 10 min de relecture. Soigner les schémas et représenter correctement le champ B (parallèle aux lignes de champ, pas orthogonal !).

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Distinguer demi-équation et équation bilan en oxydoréduction. Une équation bilan ne contient pas d'électrons, confusion massive en Q4.
  • Présentation, orthographe et clarté d'expression sont prises en compte dans la notation. « La composition n'est pas destinée à eux-mêmes, mais à un correcteur qui devra la lire et la comprendre. »
  • Falsifications de calculs détectées : le jury repère « les calculs falsifiés par lesquels des forces erronées conduisent contre toute attente à une équation correcte, parce que fournie par l'énoncé ». Honnêteté intellectuelle exigée.
  • Connaître les notions de TP : le filtrage numérique du signal est dans le programme et peut tomber à l'écrit. Q34 « très rarement abordée, et le plus souvent de manière incorrecte ».
  • Champ magnétique : utiliser symétries et invariances pour orienter B parallèlement aux lignes de champ. Représenter B orthogonalement aux lignes est une erreur grossière sanctionnée.

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2022

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Préparation Centrale-Supélec · Physique MP

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