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Annale · 2020★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2020· 3 346 candidats

Option S2I Centrale-Supélec MP 2020, sujet, corrigé et rapport jury

Sujet sur le dispositif de mise en mouvement des deux demi-voiles solaires de la Seine Musicale (île Seguin), synchronisation des déplacements pour suivre le soleil. Étude en boucle ouverte puis fermée d'un chariot central, validation des performances. Session 2020 perturbée par la crise sanitaire, écrits maintenus fin août, sans oraux. Moyenne 10.79, σ=4.21, médiane 10.9.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Affirmations sans argumentation, non prises en compte même si correctes

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

10.79

Médiane

10.9

Écart-type

4.21

Q1 (25%)

7.9

Q3 (75%)

14.1

Candidats présents

3 346

sur 3 588 inscrits · 6.7% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne stable par rapport à 2019 (10.79 vs 10.8). Écart-type plus élevé (σ 3.6 → 4.21), notes plus dispersées. Effectif +14% (2926 → 3346 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 support de l'épreuve de S2I de la filière MP session 2020 est le dispositif de mise en mouvement des deux demi-voiles solaires de l'auditorium de la Seine Musicale implanté sur l'île Seguin à Boulogne-Billancourt, bâtiment conçu par les architectes Shigeru Ban et Jean de Gastines. Afin que la voile globale suive correctement le soleil, il est impératif que les déplacements de ces deux demi-voiles soient synchronisés. C'est ce dernier point qui constitue l'objet de l'étude proposée.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IIntroduction, déplacement périodique de la voile(Q1-Q3)Abordable

    Vérifier que le déplacement périodique permet de suivre le soleil avec un déplacement imperceptible à l'œil humain. Très bien réussie par la majorité. Profil de vitesses en trapèze classique des lois de commandes, calcul de déplacement par aire sous la courbe de consigne.

  2. Partie IIAnalyse de la commande en boucle ouverte(Q4-Q12)Niveau attendu

    Performances en vitesse et boucle ouverte d'une demi-voile, effet de la perturbation due au vent. Modèle multiphysique de déplacement peu maîtrisé. Difficultés à placer correctement un capteur de courant (en série) et un capteur de tension (en dérivation).

  3. Partie IIIÉtude de la commande en vitesse en boucle fermée, chariot central(Q13-Q35)Difficile

    III.A modélisation dynamique : confusions roulement/glissement, rayon/diamètre. Erreurs de signe sur le bras de levier. Unité du moment confondue avec le joule. Confusion PFD vs théorème de la résultante dynamique. III.C : Laplace bien menés mais marge de phase peu maîtrisée.

  4. Partie IVConclusion, synchronisation des deux demi-voiles(Q36+)Niveau attendu

    Validation du schéma de commande des deux demi-voiles. Trop souvent des affirmations simples du type « tout va bien » non acceptées, il faut justifier chaque point étudié et chaque conclusion.

Analyse globale du jury

« Le sujet est d'une longueur raisonnable puisque la plupart des candidats ont abordé toutes les questions. Les candidats préparés à une approche globale d'un problème ont produit des copies remarquables et ont su s'approprier les nombreuses informations fournies dans le texte. Par sa structure progressive, la démarche proposée a permis à la grande majorité des candidats de s'impliquer dans la résolution du problème proposé et à un grand nombre de proposer une conclusion remarquablement argumentée. À l'opposé, les candidats qui ont parcouru le sujet à la recherche de points faciles ont échoué, car il était indispensable de s'approprier la problématique de l'étude pour pouvoir progresser. »

Top pièges sanctionnés

  • Affirmations sans argumentation, non prises en compte même si correctes-2 pts

    « Comme chaque année, le jury tient à rappeler, avec la plus grande insistance, que les réponses fournies ne peuvent se limiter à de simples affirmations. Les réponses sans argumentation ne sont pas prises en compte, quand bien même elles seraient correctes. »

  • Confusions roulement/glissement et rayon/diamètre (III.A)-2 pts

    « La très grande majorité des candidats a déterminé convenablement la loi cinématique demandée, mais le jury regrette toutefois le manque de rigueur dans la formulation de l'hypothèse nécessaire. Il y a beaucoup trop de confusions entre les notions cinématiques de roulement, de glissement et les conditions du contact entre solides avec ou sans frottement de glissement. On peut aussi déplorer la confusion trop fréquente entre rayon et diamètre. »

  • Unité du moment, joule non accepté-1 pts

    « Il est rappelé que l'unité du moment d'une action mécanique est le N·m. Le kg·m²·s⁻² est homogène au N·m, mais n'est pas accepté et encore moins le joule. »

  • Confusion PFD vs théorème de la résultante dynamique-1 pts

    « Le jury insiste sur l'importance du vocabulaire. Il y a régulièrement une confusion entre le principe fondamental de la dynamique et le théorème de la résultante dynamique. »

  • Capteurs de courant (série) et de tension (dérivation) mal placés-1 pts

    « Toutefois le jury s'étonne que beaucoup de candidats aient eu des difficultés à placer correctement un capteur de courant (en série) et un capteur de tension (en dérivation) dans la représentation proposée. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · S2I MP, session 2020 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Option S2I Centrale-Supélec MP 2020 s'est déroulée dans le contexte exceptionnel de la crise sanitaire : épreuves écrites maintenues mais décalées au mois d'août 2020, oraux et pratiques supprimés. Durée 4 heures, coefficient 10. L'admission a été prononcée sur les seuls écrits.

Sujet sur le dispositif de mise en mouvement des deux demi-voiles solaires de l'auditorium de la Seine Musicale implanté sur l'île Seguin à Boulogne-Billancourt, bâtiment conçu par les architectes Shigeru Ban et Jean de Gastines. Afin que la voile globale suive correctement le soleil, il est impératif que les déplacements des deux demi-voiles soient synchronisés ; c'est l'objet de l'étude. Quatre parties : (I) introduction, déplacement périodique ; (II) analyse de la commande en boucle ouverte ; (III) étude de la commande en vitesse en boucle fermée d'un chariot central ; (IV) conclusion, validation du schéma de synchronisation.

La moyenne brute s'est établie à 10.79/20, écart-type 4.21. Médiane 10.9, premier quartile 7.9, troisième quartile 14.1. 3346 candidats présents sur 3588 inscrits (6,7% d'absents). 8 copies à 20/20. Coefficient 10, à égalité avec l'option Informatique, qui obtient la même moyenne (10.79) par construction des barèmes pour l'équité entre options.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury 2020 est explicite : les candidats qui parcourent le sujet à la recherche de points faciles échouent. Il est indispensable de s'approprier la problématique de l'étude (synchronisation des deux demi-voiles) pour pouvoir progresser. Stratégie clé : prendre 15 min de lecture active au début pour comprendre le système avant de répondre à la première question.

Si tu vises 10-13/20 (médiane à top 25%)

Concentre-toi sur la partie I (Q1-Q3, profil de vitesses en trapèze, calcul de déplacement par aire sous la courbe, un classique des lois de commande) et le début de la partie III.B/III.C (asservissement de moteur à courant continu, transferts de Laplace, tracé des diagrammes de Bode d'un correcteur PI).

Si tu vises 14+ (top 10%)

Il faut traiter rigoureusement III.A (modélisation dynamique de la voile) avec une formulation propre de l'hypothèse roulement sans glissement, distinguer rayon et diamètre, justifier les nullités de puissance. Sur la conclusion, une argumentation détaillée, pas un « tout va bien », fait la différence. Le jury félicite les conclusions « remarquablement argumentées ».

Validation d'un cahier des charges : sur les questions de validation d'une ou plusieurs performances, le jury impose une démarche stricte. Il faut préciser l'identifiant de l'exigence et son niveau attendu, indiquer la valeur atteinte, l'éventuel écart, et conclure. Tout oubli d'un de ces points montre un manque de rigueur. Le jury conseille une présentation sous forme de tableau : structure synthétique très utile.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Pas d'affirmations sans argumentation : les réponses sans justification ne sont pas prises en compte, même si elles sont correctes.
  • Vocabulaire technique précis : distinguer roulement et glissement, rayon et diamètre, principe fondamental de la dynamique et théorème de la résultante dynamique.
  • Unités SI strictes : moment en N·m (pas joule, pas kg·m²·s⁻² même si homogène) ; cohérence des unités sur les angles (°/s vs rad/s).
  • Justifier les nullités de puissance : ce n'est pas parce qu'une puissance est nulle qu'elle ne doit pas apparaître dans l'inventaire (puissance de pesanteur, liaisons internes).
  • Validation par tableau sur les questions de cahier des charges, identifiant, exigence, valeur attendue, valeur atteinte, écart, conclusion.

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2020

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Préparation Centrale-Supélec · S2I MP

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