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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 4 mai 2022· 4 100 candidats

Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2022, sujet et rapport jury

Quatre parties autour de la plongée à grande profondeur (expédition James Cameron) : pression et plongée, hypoxie, libération galvanique programmée, communication ondes radio puis acoustiques. Moyenne 9.20, σ=4.11, médiane 8.9.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2022 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I

Top piège du sujet

Statique des fluides confondue avec équilibre du sous-marin (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.20

Médiane

8.9

Écart-type

4.11

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 100

sur 4 353 inscrits · 5.8% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.43 par rapport à 2021 (9.2 vs 8.77). Écart-type stable (σ=4.11). 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

Sécurité d'une plongée à très grande profondeur, expédition Deepsea Challenger menée par James Cameron dans la fosse des Mariannes. Quatre parties physique + une chimie. (1) Pression et plongée, modèle de compressibilité de l'eau, masse de ballast à libérer. (2) Risque d'hypoxie, durée de vie du pilote sans apport extérieur. (3) Système de libération galvanique programmée (GTR), corrosion d'une goupille. (4) Communication entre bateau et sous-marin (ondes radio puis acoustiques).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPression et plongéeDifficile

    Compressibilité de l'eau, statique des fluides. Q1 : interprétation correcte dans 15% seulement. Q7 question ouverte sur masse de ballast, démarche structurée valorisée. Poussée d'Archimède = résultante des forces pressantes.

  2. Partie IIRisque d'hypoxie(Q8-Q10)Niveau attendu

    Q8 : un candidat sur deux ne connaît pas la composition de l'air. Q10 question ouverte sur volume habitacle, peu trouvent un ordre de grandeur raisonnable.

  3. Partie IIIGTR, système de libération du ballast(Q11-Q14)Difficile

    Galvanic timed release. Corrosion spontanée goupille. Q11 oxydation/réduction non identifiées (déçu). Q14 question ouverte sur surfaces différentes des deux électrodes (1/4 traités).

  4. Partie IVCommunication, ondes radio puis acoustiquesNiveau attendu

    Q19 : 63% ne distinguent pas courants conduction/déplacement. Q22 vecteur de Poynting instantané, ne peut être déterminé à partir des champs complexes.

Analyse globale du jury

« Les questions de physique et de chimie représentent respectivement 78% et 22% du barème. Les candidats ont abordé les différentes parties de manière assez équilibrée. Le taux de réussite est meilleur sur la partie I (en raison de la question ouverte Q7 souvent traitée) et sur la partie IV qui comporte de nombreuses questions de cours. Comme les années précédentes, le jury est déçu des prestations en chimie. »

Top pièges sanctionnés

  • Statique des fluides confondue avec équilibre du sous-marin (Q1)-2 pts

    « L'interprétation de la relation de la statique des fluides n'est correcte que dans 15% des copies. Donner le nom de la loi n'est pas la réponse attendue. Des candidats confondent également l'équilibre du sous-marin avec l'équilibre d'une particule fluide. La signification des deux termes de la relation n'a pas eu tellement plus de succès. »

  • Poussée d'Archimède non identifiée (Q7)-2 pts

    « Il est fréquent que les candidats n'identifient pas la poussée d'Archimède comme la résultante des forces pressantes ; ils la prennent en compte deux fois dans les actions extérieures subies par le sous-marin. »

  • Air = composition (Q8)-2 pts

    « Près d'un candidat sur deux ne connait pas la composition moyenne de l'air présent dans l'atmosphère terrestre au niveau de la mer. La confusion entre azote et diazote ou entre oxygène et dioxygène a été sanctionnée. »

  • Volume de l'habitacle aberrant (Q10)-1 pts

    « Le volume d'air contenu dans l'habitacle a été source d'erreurs au-delà du raisonnable. L'habitacle est légendé sur la figure 1 et son caractère sphérique ne fait pas de doute. »

  • Oxydation/réduction non identifiées (Q11)-2 pts

    « Le jury est déçu que tant de candidats n'identifient pas l'oxydation et la réduction. Une lecture des courbes courant-potentiel fournies par l'énoncé apporte immédiatement la réponse. »

  • Vecteur de Poynting instantané sur grandeurs complexes (Q22)-2 pts

    « Le vecteur de Poynting instantané ne peut être déterminé à partir des champs électrique et magnétique complexes. »

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

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2022 s'est déroulée début mai 2022, en 4 heures, coefficient 15. 4100 candidats présents pour 4353 inscrits (5.8% d'absents).

Sujet sur la plongée Deepsea Challenger (expédition James Cameron, fosse des Mariannes 11 km), en quatre parties : (1) pression et plongée (compressibilité de l'eau, ballast), (2) risque d'hypoxie, (3) système de libération galvanique programmée (GTR, corrosion d'une goupille), (4) communication ondes radio puis acoustiques entre bateau et sous-marin.

La moyenne brute s'est établie à 9.20/20, écart-type 4.11. Médiane 8.9, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. Le taux de réussite est meilleur sur les parties I et IV (questions de cours nombreuses).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Stratégie clé : récupérer la partie IV (ondes, questions de cours nombreuses) et traiter Q7 (question ouverte ballast, démarche structurée).

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

Concentre-toi sur la partie IV (ondes, Q15-Q22). Distinguer courants de conduction et de déplacement (63% ne le font pas). Q1 : interpréter physiquement la statique des fluides (pas juste citer la loi). Q8 : composition de l'air (78% N₂, 21% O₂).

Si tu vises 14+ (top 10%)

Il faut traiter Q11 (oxydation/réduction lues sur courbes courant-potentiel), Q14 (surfaces différentes des deux électrodes, 1/4 traités), et Q22 (vecteur de Poynting instantané uniquement sur grandeurs réelles, pas complexes).

Gestion des 4h : 1h sur la partie I (Q1-Q7, pression, ballast Q7 ouverte), 30 min sur la partie II (Q8-Q10, hypoxie), 1h sur la partie III (Q11-Q14, GTR), 1h15 sur la partie IV (Q15-Q22, ondes), 15 min de relecture. Identifier la nature physique des grandeurs (réelle vs complexe) avant tout calcul de Poynting.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Statique des fluides interprétée physiquement : pas juste donner le nom de la loi (Q1 : 15% de réussite).
  • Poussée d'Archimède = résultante des forces pressantes : pas une force supplémentaire à ajouter.
  • Composition de l'air : distinguer azote/diazote, oxygène/dioxygène. ~78% N₂, 21% O₂.
  • Oxydation/réduction lues sur courbes courant-potentiel : les courbes fournies donnent immédiatement la réponse.
  • Vecteur de Poynting instantané : uniquement à partir des champs réels, pas des grandeurs complexes.

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2022

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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