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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 4 mai 2023· 4 161 candidats

S2I Centrale-Supélec PSI 2023, sujet, corrigé et rapport jury

Quatre parties autour de l'exosquelette Atalante (société Wandercraft) pour la rééducation à la marche : exigences articulaires, modélisation multivariable hanche/genou et stabilité, conception/validation des lois de commande, synthèse simulée. Moyenne 9.27, σ=4.01.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Erreur d'énoncé, vecteur z̃₃ vs z̄₃

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.27

Médiane

9.2

Écart-type

4.01

Q1 (25%)

6.3

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 161

sur 4 365 inscrits · 4.7% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en baisse de -1.65 par rapport à 2022 (9.27 vs 10.92). Écart-type plus resserré (σ 4.25 → 4.01), notes moins dispersées. Sujet plus exigeant 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

Exosquelette Atalante (société Wandercraft) pour la rééducation à la marche de patients partiellement ou totalement paralysés. Cibles : établissements hospitaliers et kinésithérapeutes. Quatre parties : analyse et reformulation du cahier des charges en exigences articulaires, modélisation multivariable (hanche/genou) et stabilité, conception/validation des lois de commande, synthèse sur performances simulées.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IMise en évidence de la problématique (marche en ligne droite)(Q1-Q5)Niveau attendu

    Q1-Q5 : analyse exigences globales, besoin de précision dans l'asservissement, prise en compte du couplage entre axes. Bien réussie. Erreur fréquente : limiter aux valeurs maximales sans considérer la tendance.

  2. Partie IIÉlaboration et analyse d'un modèle dynamique(Q6-Q13)Difficile

    II.A (Q6-Q11) : équations différentielles. Manques de rigueur en dérivation vectorielle, projections systématiques en base fixe non efficaces (Q7), action mécanique de liaison pivot rarement donnée (Q9), moment dynamique du solide 2 oublié (Q10). II.B (Q12-Q13) : critère de Routh hors programme.

  3. Partie IIIConception et analyse de lois de commande(Q14-Q21)Difficile

    III.A (Q14-Q19) : actionnement électrique, modélisation matricielle. Q14-Q15 mieux réussi que II. Q16-Q19 : loi de commande locale en couple, FT en boucle fermée. Q20-Q21 : synthèse trop qualitative, écarts non quantifiés.

  4. Partie IVSynthèse, performances des deux modesDifficile

    Analyse des résultats simulés sur modèle non linéaire, renforcement musculaire (raideur) vs proprioception (précision/stabilité).

Analyse globale du jury

« L'organisation du sujet a été conçue en vue de permettre à la majorité des candidats de s'exprimer et à un nombre très important d'entre eux de réussir à traiter l'ensemble des questions. Le jury note des copies de bonne qualité avec une nette amélioration de la rédaction. Les questions où une démarche de résolution est nécessaire sont plutôt bien réussies. Les questions plus calculatoires sont assez bien réussies. Les questions d'analyse et d'interprétation sont les moins bien réussies car elles nécessitent une prise de recul. »

Top pièges sanctionnés

  • Erreur d'énoncé, vecteur z̃₃ vs z̄₃-1 pts

    « Lors du processus de saisie du sujet une erreur concernant la définition d'un vecteur s'est glissée dans une annexe du sujet. La notation z̃₃ présente dans le corps du sujet s'est transformée en z̄₃ dans le document annexe. […] La majorité de candidats a remarqué et corrigé cette erreur. Néanmoins elle a été très souvent oubliée dans la suite du sujet, notamment en Q14 et parfois en Q8. »

  • Conclusion qui paraphrase la question-2 pts

    « Énoncer une conclusion, qui paraphrase la question sans justification, que le cahier des charges est respecté sans citer l'exigence ou le critère dont il est question, que le système est précis sans référence quantifiée aux écarts […] ne peut être considéré comme convenable par le jury. Une réponse binaire à une question, sans aucune justification, n'apporte aucun point. »

  • Projections systématiques en base galiléenne (Q7)-2 pts

    « En Q7, de trop nombreux candidats projettent systématiquement dans la base fixe avant de dériver alors que ce n'est ni nécessaire ni efficace, montrant ainsi un manque de méthode obtenant alors des expressions longues et fastidieuses et ne respectant pas l'exigence de la question. »

  • Action mécanique de liaison pivot oubliée (Q9)-2 pts

    « En Q9, il manque trop souvent l'action mécanique de la liaison pivot dans le bilan des actions mécaniques extérieures qui permet de justifier le choix d'équation. »

  • Critère de Routh hors programme (Q13)-1 pts

    « Quelques candidats s'arrêtent avant la conclusion pourtant évidente au regard de l'analyse de stabilité. Trop de candidats énoncent le cours sans l'argumenter en citant le pôle concerné. […] utilisation du critère de Routh (hors programme et sans intérêt ici), les pôles sont de signes opposés, etc. »

  • Manipulation matricielle scalaire (Q14)-2 pts

    « Le formalisme matriciel est courant en robotique et la manipulation matricielle n'a pas posé de difficulté à la majorité des candidats. Cependant le jury note des erreurs, d'une part non négligeable de candidats, dans la manipulation des objets mathématiques, qui sont dans ce cas des matrices et non des scalaires. La division d'une matrice par une autre n'a pas de sens et le produit matriciel n'est pas commutatif. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · S2I PSI, session 2023 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve S2I Centrale-Supélec PSI 2023 s'est déroulée début mai 2023, en 4 heures, coefficient 12. 4161 candidats présents pour 4365 inscrits (4.7% d'absents).

Sujet sur l'exosquelette Atalante (société française Wandercraft) pour la rééducation à la marche de patients partiellement ou totalement paralysés. Quatre parties : (1) reformulation du cahier des charges en exigences articulaires, (2) modélisation multivariable hanche/genou et analyse de stabilité, (3) conception et validation des lois de commande, (4) synthèse sur les performances simulées.

La moyenne brute s'est établie à 9.27/20, écart-type 4.01. Médiane 9.2, premier quartile 6.3, troisième quartile 12.0. Le jury note « une nette amélioration de la rédaction ». Les questions de démarche sont bien réussies, les analyses/interprétations moins bien (prise de recul).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury 2023 souligne que « les questions de démarche sont bien réussies, les analyses moins bien (prise de recul) ». Stratégie clé : traiter la partie I (mise en évidence problématique, bien réussie) et la partie III (lois de commande), soigner Q9 (action mécanique pivot dans bilan).

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

Concentre-toi sur les parties I et III. Q1-Q5 (analyse exigences articulaires), bien réussie, mais ne pas se limiter aux valeurs maximales (considérer la tendance). Pour la dérivation vectorielle (Q7), ne pas projeter systématiquement en base fixe avant de dériver. Manipulation matricielle correcte (Q14, pas de division matrice/matrice).

Si tu vises 14+ (top 10%)

Il faut traiter Q9 rigoureusement (action mécanique de la liaison pivot dans le bilan), Q10 (moment dynamique du solide 2, souvent oublié), et la synthèse Q20-Q21 avec écarts quantifiés par rapport au cahier des charges. Critère de Routh hors programme, utiliser le signe des pôles directement.

Gestion des 4h : 1h sur la partie I (Q1-Q5, bien réussie), 1h15 sur la partie II (Q6-Q13, modèle dynamique, dérivation vectorielle), 1h15 sur la partie III (Q14-Q21, lois de commande, FT en boucle fermée), 30 min sur la partie IV (synthèse). Citer la nature physique des objets manipulés (matrice, scalaire, vecteur), la rédaction est valorisée.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Conclusion paraphrase sans justification : citer l'exigence quantifiée du cahier des charges. Une réponse binaire n'apporte aucun point.
  • Dérivation vectorielle sans projection systématique : projeter en base fixe avant de dériver est inefficace, montre un manque de méthode.
  • Action mécanique de liaison pivot dans le bilan : souvent oubliée (Q9). Le bilan des actions extérieures doit être complet.
  • Critère de Routh hors programme : utiliser le signe des pôles ou des coefficients du polynôme caractéristique d'ordre 2.
  • Manipulation matricielle correcte : pas de division matrice/matrice, produit non commutatif. Distinguer matrice et scalaire.

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2023

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Préparation Centrale-Supélec · S2I PSI

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