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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2023· 4 415 candidats

Physique-chimie II Centrale MP 2023 — sujet, corrigé et rapport jury

Deux pseudo-découvertes astronomiques révélées artefacts : le péritio (signaux des radiotélescopes — propagation des ondes électromagnétiques, conditions de passage, interférences) et l'apparition de raies du potassium (synthèse du chlorate KClO₃ par oxydoréduction et thermochimie). Moyenne 9.30, σ=3.98. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.30/20

Top 25%

12.1

Présents

4 415

Top piège du sujet : Conditions de passage : caractère local et vectoriel mal compris

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.30

Médiane

9.2

Écart-type

3.98

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

4 415

sur 4 750 inscrits · 7.1% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.15 par rapport à 2022 (9.3 vs 9.15). Écart-type stable (σ=3.98). Effectif -7% (4729 → 4415 présents).

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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 sujet aborde deux pseudo-découvertes astronomiques révélées artefacts. Le premier phénomène, nommé « péritio », concerne d'étranges signaux détectés par les radiotélescopes : son analyse occupe la plus grande partie de l'énoncé et relève des ondes électromagnétiques. Le second phénomène relate l'apparition de raies spectroscopiques du potassium ; la seconde partie, plus courte, aborde la synthèse du chlorate de potassium — oxydoréduction et thermochimie.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPéritio — propagation et conditions de passage(Q1-Q12)Niveau attendu

    Théorie des ondes électromagnétiques, propagation dans le vide ou dans un plasma. Les bases sont assez bien connues (Q5, Q12, Q29 — relations de passage à la surface d'un conducteur parfait délicates : composantes normales/tangentielles, base de projection).

  2. Partie IIInterférences — analogie Michelson(Q9-Q11)Difficile

    Q9-Q11 : analogie avec l'interféromètre de Michelson repérée sans hésitation, mais redéploiement du formalisme ondulatoire (Fresnel, différence de marche, contraste) plus délicat.

  3. Partie IIIOnde stationnaire et figure 6(Q7, Q24-Q31)Difficile

    Q7, Q31 : ne pas confondre longueur d'onde et distance inter-ventres ou inter-nœuds. Q26-Q27 : temps en abscisse défini par rapport à une origine arbitraire — ne pas le confondre avec le retard τ exprimé en Q24.

  4. Partie IVÉnergie des champs et vecteur de Poynting(Q33-Q39)Difficile

    Q33, Q38, Q39 : confusions entre énergie, puissance dissipée, densité volumique et vecteur de Poynting — souvent mal distinguées ou employées à mauvais escient.

  5. Partie VSynthèse du chlorate de potassium — oxydoréduction et thermochimie(Q40-Q50)Très difficile

    Q45-Q46 : analyse des réactions d'oxydoréduction dans une électrolyse. Le jury insiste : avant les propriétés thermo, se demander quelles espèces sont présentes en solution. Q46 exige une utilisation rudimentaire des courbes intensité-potentiel — « semble inconnue de la plupart des candidats ».

Analyse globale du jury

« Les éléments fondamentaux de la théorie des ondes électromagnétiques sont assez bien connus des candidats, que ce soit pour la propagation dans le vide ou pour celle dans un plasma. Par contre, l'exploitation des conditions de passage à la surface d'un conducteur parfait s'avère délicate : leur caractère local est souvent mal compris (exprimer une telle condition demande d'évaluer les champs en des points particuliers), et leur caractère vectoriel mal exploité. En chimie, les bases conceptuelles de l'oxydoréduction sont généralement maitrisées, à l'exception de celles qui relèvent de la cinétique sur une électrode. Au-delà de ces aspects « techniques », c'est l'analyse de situations concrètes qui pose le plus de difficultés. »

Top pièges sanctionnés

  • Conditions de passage : caractère local et vectoriel mal compris-2 pts

    « Afin de bien utiliser des relations de passage portant sur des champs vectoriels, comme demandé dans les questions Q5, Q12 et Q29, il est crucial de bien distinguer les composantes normales des composantes tangentielles, en utilisant si nécessaire une base de projection. »

  • Onde stationnaire : confusion λ vs distance inter-nœuds-2 pts

    « Dans l'étude d'une onde stationnaire (Q7 et Q31), il convient de ne pas confondre la longueur d'onde et la distance inter-ventres ou inter-nœuds. »

  • Comparer deux grandeurs sans application numérique (Q24, Q34)-2 pts

    « La comparaison de deux grandeurs en vue de négliger l'une d'elles (Q24 et Q34) ne peut être conduite honnêtement sans application numérique. »

  • Énergie / puissance / densité / Poynting confondus (Q33, Q38, Q39)-2 pts

    « Une certaine confusion semble régner au sujet des grandeurs énergétiques manipulées en électromagnétisme (Q33, Q38, Q39) : l'énergie des champs, la puissance dissipée, leur densité volumique et le vecteur de Poynting, sont souvent confondus ou utilisés à mauvais escient. »

  • Q46 : courbes intensité-potentiel inconnues-2 pts

    « L'utilisation de courbes intensité-potentiel, même de la manière rudimentaire attendue dans Q46, semble inconnue de la plupart des candidats. »

  • Mesure et incertitude négligées dans la formation-1 pts

    « À ce sujet, les programmes officiels comportent un volet sur la mesure d'une grandeur physique et sur son incertitude. Visiblement, les notions afférentes ont été négligées par la plupart des candidats. »

Chapitres clés à maîtriser

Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.

Ondes électromagnétiques — propagation, conditions de passage
Interférences et analogie Michelson1 sujetÉnergie des champs et vecteur de Poynting1 sujet
Oxydoréduction — courbes intensité-potentiel, électrolyse
Thermochimie — synthèses chimiques

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique MP, session 2023 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie II Centrale-Supélec MP 2023 s'est déroulée fin avril 2023, en 4 heures, coefficient 12. Sujet ancré sur deux pseudo-découvertes astronomiques — observations qui ont d'abord suscité un vif intérêt dans la communauté scientifique avant de se révéler n'être que des artefacts.

Le premier phénomène, nommé « péritio », concerne d'étranges signaux détectés par les radiotélescopes : son analyse occupe la majeure partie de l'énoncé et relève des ondes électromagnétiques (propagation dans le vide et dans un plasma, conditions de passage, interférences à la Michelson, énergie et vecteur de Poynting). Le second phénomène relate l'apparition de raies spectroscopiques caractéristiques du potassium ; il aboutit à une seconde partie plus courte sur la synthèse du chlorate de potassium (KClO₃) — oxydoréduction et thermochimie.

La moyenne brute s'est établie à 9.30/20, écart-type 3.98. Médiane 9.20, premier quartile 6.40, troisième quartile 12.10. 4415 candidats présents sur 4750 inscrits (7.1% d'absents). Statistiques quasi-jumelles de Phys-chimie I — coefficient identique (12).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury 2023 note que les fondamentaux d'ondes EM sont « assez bien connus », mais que « l'analyse de situations concrètes pose le plus de difficultés ». Stratégie clé : ne pas céder aux automatismes de surface, distinguer rigoureusement les grandeurs énergétiques (énergie / puissance / densité / vecteur de Poynting) et toujours faire l'application numérique avant de négliger une grandeur (Q24, Q34).

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

Capitalise sur les questions de propagation d'ondes EM dans le vide ou dans un plasma (bien réussies en moyenne). Soigne Q5, Q12, Q29 (relations de passage en distinguant composantes normales et tangentielles, avec base de projection explicite). Évite la confusion λ vs distance inter-nœuds (Q7, Q31).

Si tu vises 14+ (top 10%)

Maîtrise complète des grandeurs énergétiques (Q33, Q38, Q39). Q11 sur les interférences (formalisme Fresnel + différence de marche + contraste). En chimie : analyser ce qui est en solution avant les propriétés thermo (Q45-Q46), et savoir lire une courbe intensité-potentiel (Q46 — « inconnue de la plupart des candidats »).

Gestion des 4h : 2h30 sur la partie péritio (ondes EM — Q1 à Q39), 1h15 sur la chimie (synthèse KClO₃ — Q40 à Q50), 15 min de relecture. Toujours l'application numérique avant de négliger une grandeur. Distinguer les scalaires des vecteurs et la représentation réelle de la complexe d'une grandeur sinusoïdale — le jury sanctionne explicitement les écrits inintelligibles à ce sujet.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Conditions de passage : caractère local et vectoriel. Évaluer les champs en des points particuliers, distinguer composantes normales et tangentielles, projeter sur une base explicite (Q5, Q12, Q29).
  • Ne pas confondre les grandeurs énergétiques (énergie des champs, puissance dissipée, densité volumique, vecteur de Poynting). Le jury constate des confusions systématiques sur Q33, Q38, Q39.
  • Toujours l'application numérique avant de négliger une grandeur (Q24, Q34). « Ne peut être conduite honnêtement sans application numérique. »
  • Avant les propriétés thermo, se demander quelles espèces sont en solution (Q45-Q46). Et savoir lire une courbe intensité-potentiel — Q46 « inconnue de la plupart des candidats ».
  • Soigner la présentation et le respect des conventions mathématiques. Distinguer scalaires et vecteurs, représentation réelle vs complexe d'une grandeur sinusoïdale — sinon écrits inintelligibles légitimement pénalisés.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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Préparation Centrale-Supélec · Physique MP

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