Top piège du sujet
Confusion énergie/puissance (Q1)
Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
8.77
Médiane
8.5
Écart-type
4.05
Q1 (25%)
6.0
Q3 (75%)
12.0
Candidats présents
3 948
sur 4 226 inscrits · 6.6% d'absents
Comparaison
Comment ce sujet se compare aux autres
Moyenne en hausse de +0.61 par rapport à 2020 (8.77 vs 8.16). Écart-type stable (σ=4.05). Sujet plus accessible que la session précédente.
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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
Contraintes techniques liées à la conception d'une éolienne. Trois parties physique + une chimie. (1) Enjeux énergétiques, questions ouvertes sur la conversion véhicules thermiques→électriques. (2) Éolienne type Darrieus, analyse du mouvement axe vertical et bilan énergétique. (3) Générateur, machine synchrone. (4) Aimant des rotors, néodyme et corrosion.
Structure de l'épreuve
- Partie I — Enjeux énergétiques(Q1-Q3)Niveau attendu
Deux questions ouvertes (5 documents). Q1 abordée par 67%, Q2 par 37%. Q1 confusion énergie/puissance, calculs sans sens physique (W/h, W/jour). Q2 démarche structurée attendue.
- Partie II — Éolienne Darrieus (mécanique)(Q4-Q12)Difficile
Q4 vecteurs sans calcul de normes (5% tracés corrects). Q12 question synthèse. Plutôt bien guidée mais moins de 50% abordent Q12 et moins de 10% obtiennent la puissance moyenne.
- Partie III — Générateur (machine synchrone)Difficile
Q17 démonstration peu soignée, symétries des courants, hypothèses (champ radial, μ_r infinie), théorème d'Ampère détaillé. 12% obtiennent ≥3/4 des points. Q22 calcul de ∫₀^(2π) cos²(θ+φ)dθ = π.
- Partie IV — Aimant des rotors (chimie)(Q30-Q36)Niveau attendu
Q30 rédaction minimale. Q31 zones immunité/passivation/corrosion (1/3 correctes). Q32 deux équations (20%). Q33 corrosion différentielle, confusions oxydation/réduction. Q36 rédaction soignée même si non guidée.
Analyse globale du jury
« Les questions de physique et de chimie représentent respectivement 75% et 25% du barème. Les candidats ont abordé les différentes parties de manière assez équilibrée. Les points obtenus sont bien répartis sur les quatre parties avec un léger déficit pour la chimie. Quelques candidats arrivent à traiter avec succès les parties II et III quasi intégralement. Le sujet comporte quelques questions de cours qui ont été traitées de manière inégale. »
Top pièges sanctionnés
Confusion énergie/puissance (Q1)-2 pts
« De nombreux candidats confondent les notions d'énergie et de puissance. Certains calculent des grandeurs sans aucun sens physique dont l'unité est le watt par heure ou le watt par jour. […] Toutes ces erreurs sont inquiétantes pour de futurs ingénieurs et ont été systématiquement sanctionnées. »
Vecteurs sans tracé correct (Q4)-2 pts
« La quasi totalité des candidats a représenté les vecteurs attendus sans aucun calcul des normes de ũ et de v̄₀ ou au moins leur rapport. Seuls 5% des copies proposent des tracés corrects. »
Théorème d'Ampère sans contour orienté (Q17)-3 pts
« Les démonstrations proposées sont en général trop peu soignées. Plusieurs éléments de démonstration ont été exigés par les correcteurs : analyse des symétries des courants et ses conséquences sur le champ magnétique, rappel d'utilisations des hypothèses de l'énoncé (champ magnétique radial dans l'entrefer, matériau ferromagnétique doux de perméabilité magnétique relative infinie), schéma représentant le contour d'Ampère orienté, énoncé du théorème d'Ampère et son application détaillée. »
Calcul ∫cos²(θ+φ)dθ = π (et non 1/2) (Q22)-2 pts
« Cette question a été assez discriminante. Les candidats qui connaissaient leur cours et qui ont progressé avec rigueur ont obtenu la bonne réponse. Trop de candidats se sont trompés dans le calcul de l'intégrale ∫₀^(2π) cos²(θ+φ) dθ qui est égale à π et non à 1/2. »
Zones immunité/passivation/corrosion (Q31)-1 pts
« Seulement un tiers des candidats attribue correctement les zones d'immunité, passivation et corrosion. »
Corrosion différentielle, zones oxydation/réduction confondues (Q33)-2 pts
« Question mal réussie alors qu'il s'agit d'un exemple typique de corrosion différentielle. Nombreuses confusions entre les zones d'oxydation et de réduction. De nombreux candidats situent la zone cathodique au sommet de la goutte, ce qui oblige certains à faire circuler des électrons dans la solution aqueuse. »
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 II Centrale-Supélec PSI 2021 s'est déroulée début mai 2021, en 4 heures, coefficient 15. 3948 candidats présents pour 4226 inscrits (6.6% d'absents).
Sujet sur les contraintes techniques d'une éolienne. Trois parties physique + une chimie : (1) enjeux énergétiques (deux questions ouvertes), (2) éolienne Darrieus (mécanique solide), (3) générateur synchrone (théorème d'Ampère, ∫cos² = π), (4) aimant néodyme et corrosion différentielle.
La moyenne brute s'est établie à 8.77/20, écart-type 4.05. Médiane 8.5, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0.
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Stratégie clé : traiter la partie IV (chimie de la corrosion, accessible) et soigner Q17 (théorème d'Ampère détaillé) en partie III.
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Concentre-toi sur les parties I (questions ouvertes, démarche structurée) et IV (chimie). Distinguer énergie (J ou kWh) / puissance (W). Q4 : tracer les vecteurs avec normes calculées. Q31 : zones immunité/passivation/corrosion sur diagramme E-pH.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Il faut traiter Q17 rigoureusement (5 éléments : symétries, hypothèses, contour orienté schématisé, énoncé d'Ampère, application). Q22 : ∫₀^(2π) cos²(θ+φ) dθ = π (pas 1/2). Q33 : corrosion différentielle (zone cathodique = réduction = O₂ + 4e⁻ → 4OH⁻).
Gestion des 4h : 30 min sur la partie I (Q1-Q3, questions ouvertes), 1h sur la partie II (Q4-Q12, Darrieus), 1h30 sur la partie III (Q13-Q29, machine synchrone), 1h sur la partie IV (Q30-Q36, néodyme et corrosion).
Conseils du jury
Cinq conseils transversaux
- Distinguer énergie et puissance : pas de W/h, W/jour. Erreur sanctionnée systématiquement chez de futurs ingénieurs.
- Vecteurs avec normes calculées : pas seulement le tracé qualitatif. Seulement 5% des copies tracent correctement.
- Théorème d'Ampère détaillé : symétries, hypothèses, contour orienté schématisé, énoncé, application.
- ∫₀^(2π) cos²(θ+φ) dθ = π : et non 1/2. Question discriminante.
- Corrosion différentielle : zone cathodique (réduction de O₂) et zone anodique (oxydation du métal) bien identifiées.
Ressources
Téléchargements
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