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Annale · 2025★★★Niveau moyenSession du 2 mai 2025

Physique-chimie II Centrale-Supélec PSI 2025 — sujet et rapport jury

Trois parties indépendantes autour du vélo à assistance électrique hybride : supercondensateur et hacheur DC/DC, recyclage des métaux d'une batterie Li-ion, moteur synchrone et onduleur MLI. Moyenne 9.23, σ=4.06, médiane 9.20. Sujet et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2025 :

Physique-chimie IIMaths IMaths IIPhysique-chimie I
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.23/20

Top 25%

12.1

Présents

Top piège du sujet : Surface de Gauss non représentée (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.23

Médiane

9.2

Écart-type

4.06

Q1 (25%)

6.2

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Vélo à assistance électrique hybride associant supercondensateurs (récupération rapide d'énergie) et petite batterie lithium-ion (autonomie). Trois parties indépendantes : étude d'un supercondensateur et hacheur DC/DC (spécifique PSI), recyclage des métaux d'une batterie Li-ion (lixiviation, précipitation sélective), couple maximal d'un moteur synchrone à deux paires d'aimants et onduleur MLI.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I — Supercondensateur et hacheur DC/DC(Q1-Q14)Difficile

    Étude du supercondensateur, dimensionnement d'un pack (question non guidée Q7). Hacheur DC/DC spécifique PSI — peu réussi. Champ électrostatique d'une distribution plane (Q1) : 5% des candidats obtiennent l'intégralité, 70% n'atteignent pas les trois quarts.

  2. Partie IIPartie II — Recyclage des métaux d'une batterie Li-ion(Q15-Q28)Niveau attendu

    Lixiviation (délithiation, dissolution selon modèle à grain rétrécissant, Q15-Q24), précipitation sélective (Q25-Q28). Q25 : produit de solubilité d'un hydroxyde — 38% ne traitent pas, 1/10 résout complètement.

  3. Partie IIIPartie III — Moteur synchrone et onduleur MLI(Q29-Q36)Très difficile

    Couple maximal d'un moteur synchrone à deux paires d'aimants. Améliorations pour atteindre les performances vélo. Onduleur MLI pour supprimer les à-coups au pédalier. Très sélective. Q29 modélisation par spire, Q32 volume d'intégration, Q36 chronogramme.

Analyse globale du jury

« La note maximale est approchée par plusieurs candidats dans les deux premières parties, plus rarement dans la troisième, sans doute par manque de temps. Les meilleures copies se distinguent par la clarté des réponses, une justification rigoureuse des démarches et une capacité à aller à l'essentiel. Seule une minorité de candidats réussit efficacement les questions portant sur le cours ou son application directe. Les parties spécifiques au programme PSI ont eu un succès contrasté. »

Top pièges sanctionnés

  • Surface de Gauss non représentée (Q1)-2 pts

    « Champ électrostatique d'une distribution plane. La rédaction est souvent incomplète. Pour obtenir tous les points, un schéma clair représentant la surface de Gauss est indispensable, tout comme une justification rigoureuse s'appuyant sur les symétries de la distribution de charges. »

  • Confusion vecteurs / scalaires-1 pts

    « Les confusions entre vecteurs et scalaires (égalité incorrecte de grandeurs de nature différente) restent trop fréquentes. »

  • Définition du système non explicite (Q4)-2 pts

    « Le jury attend une définition explicite du système fermé étudié et une expression correcte du courant entrant ou sortant, ce qui suppose la maîtrise du vecteur densité de courant électrique et du calcul de son flux à travers une surface orientée. »

  • Stratégie d'association supercondensateurs incohérente (Q7)-1 pts

    « Le jury s'étonne du nombre de copies proposant une association en parallèle de branches comportant un unique supercondensateur, configuration qui ne permet pas de satisfaire la contrainte de tension. »

  • Plans de symétrie non recherchés (Q29)-2 pts

    « Peu ont suivi les conseils de l'énoncé invitant à modéliser chaque aimant par une spire de courant équivalente. La recherche des plans de symétrie ou d'antisymétrie, pourtant essentielle pour tracer l'allure du champ magnétique, est trop souvent omise. »

  • Choix du volume d'intégration mal justifié (Q32)-2 pts

    « Le manque de soin dans le choix du volume d'intégration est fréquemment pénalisant. Cette question, placée en fin de sujet, est difficile à traiter sans lucidité, ce qui milite pour une lecture attentive de l'ensemble du sujet dès le début de l'épreuve. »

Chapitres clés à maîtriser

Électrostatique — théorème de Gauss et symétries
Électronique de puissance — hacheur DC/DC
Chimie des solutions — produit de solubilité, précipitation
Magnétisme et machines synchrones
Thermodynamique des matériaux — modèle à grain rétrécissant

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Physique PSI, session 2025 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2025

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Préparation Centrale-Supélec · Physique PSI

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