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Annale · 2024★★★Niveau moyenSession du 2 mai 2024· 4 159 candidats

Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2024 — sujet et rapport jury

Cinq parties autour de la structure interne de la Terre : ondes sismiques, modèle gravimétrique, composition chimique de la graine, aspects thermiques, coefficient de partage avec validation Monte-Carlo Python. Moyenne 9.32, σ=4.10, médiane 9.3.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2024 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.32/20

Top 25%

12.1

Présents

4 159

Top piège du sujet : Théorème de Gauss sans surface fermée et facteur M_int

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.32

Médiane

9.3

Écart-type

4.10

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

4 159

sur 4 341 inscrits · 4.1% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Phénomènes et modèles liés à la structure interne de la Terre. Cinq parties : informations sur la structure interne via ondes sismiques, étude d'un modèle gravimétrique (confrontation modèle/PREM), composition chimique de la graine (le noyau ne peut être uniquement de fer pur), aspects thermiques (conductivité thermique du noyau externe, croissance de la graine), coefficient de partage et type de volcanisme (cristallisation fractionnée, validation par procédure Monte-Carlo en Python).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IOndes sismiques — structure interneNiveau attendu

    Analyse des ondes sismiques volumiques, structure en couches. La mieux réussie. Q5 : conditions d'application de la loi de Laplace. Q8 : « les ondes se propagent plus vite dans les milieux denses » contredit Q5.

  2. Partie IIModèle gravimétrique de la TerreDifficile

    Confrontation modèle gravimétrique vs PREM. Théorème de Gauss (sur surface fermée), analogie champs électrostatique/gravitationnel. Moins de 9% des copies prennent ¾ des points sur Q21 — confusion norme/composante radiale.

  3. Partie IIIComposition chimique de la graineDifficile

    Q23 : seulement 10% identifient les liaisons métalliques pour la cohésion du cristal. Q26 fortement valorisée (8% du barème) — plus des 3/4 ne traitent pas.

  4. Partie IVAspects thermiques du noyauDifficile

    Transferts thermiques en géométrie sphérique. Erreurs sur grandeurs algébriques, intégration d'EDL à variables séparables. Calcul du flux d'un champ vectoriel : surface clairement définie, orientée.

  5. Partie VCoefficient de partage — Monte-Carlo PythonDifficile

    Procédure Monte-Carlo pour validation. Réponses floues, peu contextualisées. « Tirage aléatoire » ou « incertitude » insuffisants pour expliquer le principe.

Analyse globale du jury

« Contrairement à certaines années, toutes les questions ont été abordées. La division du problème en parties II à V relativement courtes a encouragé de nombreux candidats à traiter certaines d'entre elles dans leur intégralité. La note maximale a été approchée par au moins un candidat dans chaque section. Les questions non guidées sont fréquemment rédigées de manière hâtive et négligée — il s'agit davantage de questions de synthèse que de problèmes à résoudre. »

Top pièges sanctionnés

  • Théorème de Gauss sans surface fermée et facteur M_int-2 pts

    « De nombreux candidats énoncent le théorème de Gauss en omettant de préciser que la surface est fermée et ne détaillent pas la signification du facteur M_int ; les correcteurs attendent une application du théorème de Gauss argumentée et lisent le plus souvent une suite d'expressions correctes mais non justifiées. »

  • Contradiction interne sur la célérité (Q8)-1 pts

    « La plupart des candidats contredisent l'expression de la célérité qu'ils viennent d'établir, en affirmant que « les ondes se propagent plus vite dans les milieux denses ». »

  • Confusion norme / composante radiale du champ (Q21)-2 pts

    « Moins de 9% des copies obtiennent au moins les trois quarts des points attribuées à la question Q21. La principale raison est la confusion entre la norme du champ gravitationnel et sa composante radiale. »

  • Modification de loi physique pour aboutir au résultat-2 pts

    « Quand un candidat identifie un résultat aberrant, tel qu'une erreur de signe, il est fortement déconseillé de modifier une loi de la physique pour obtenir le résultat escompté. »

  • Calcul du flux sans orientation de surface-2 pts

    « Le calcul du flux d'un champ vectoriel nécessite de définir clairement la surface à travers laquelle il est effectué, de l'orienter et de ne pas confondre norme et grandeur algébrique. »

Chapitres clés à maîtriser

Ondes mécaniques — propagation dans milieux denses
Théorème de Gauss et analogie gravitationnelle
Liaisons chimiques — métallique, cristallographie
Transferts thermiques en géométrie sphérique
Méthode Monte-Carlo — Python scientifique

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2024 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

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Questions fréquentes — 2024

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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