Top piège du sujet
Stabilité justifiée par « système d'ordre 2 » sans vérifier le signe des coefficients (Q8)
Statistiques jury
Comment les candidats s'en sont sortis
Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.
Moyenne
12.55
Médiane
12.6
Écart-type
4.54
Q1 (25%)
9.5
Q3 (75%)
15.6
Candidats présents
3 634
sur 5 809 inscrits · 37.4% d'absents
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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
Sujet commun MP/PSI sur le stabilisateur gyroscopique de bateau Seakeeper (palier le mal de mer en roulis). Sujet MP en 4 parties, 19 questions sur 3h : 9 questions de mécanique, 6 d'automatique, 4 d'analyse. Le rotor massif en rotation à très haute vitesse dans une enceinte sous vide, mise en rotation par vérins hydrauliques, crée un couple gyroscopique stabilisateur.
Structure de l'épreuve
- Partie I — Partie 1, Présentation du système et problématique(Q1-Q2)Abordable
Lecture de chronogrammes et identification des constituants agissant sur l'angle de roulis. Q1 et Q2 ont été bien traitées dans l'ensemble.
- Partie II — Partie 2, Analyse des modes de fonctionnement (diagramme d'état)Niveau attendu
Analyse du comportement de l'écran tactile par étude d'un diagramme d'état. Compétence d'analyse pure peu travaillée par les candidats.
- Partie III — Partie 3, Modélisation dynamique avec régulation hydraulique(Q3-Q15)Difficile
Figures de calcul, taux de rotation du rotor, matrice d'inertie, graphe de liaisons, équation de mouvement, linéarisation, fonctions de transfert et schéma-bloc, identification d'un modèle de comportement à partir d'une réponse indicielle.
- Partie IV — Partie 4, Optimisation des performances de contrôle(Q16-Q19)Difficile
Erreur statique pour correcteur proportionnel, réglage du gain d'un correcteur à avance de phase, analyse de la réponse en roulis avec/sans stabilisation gyroscopique.
Analyse globale du jury
« Le sujet faisait appel à un très grand nombre de connaissances et compétences du programme de MP : géométrie, cinématique, modélisation des actions mécaniques, statique, dynamique, analyse et identification temporelle/fréquentielle, schéma-bloc, calcul de fonction de transfert, performances (stabilité, précision, rapidité), réglage de correcteur, diagrammes d'état. Il n'était pas possible de faire l'impasse sur une connaissance particulière. Trop de candidats délaissent de larges parties du programme de Sciences Industrielles, rendant impossible l'étude de tout le sujet. »
Top pièges sanctionnés
Stabilité justifiée par « système d'ordre 2 » sans vérifier le signe des coefficients (Q8)-2 pts
« On rappellera que dire qu'un système est « un second ordre » n'est pas un critère suffisant pour dire qu'un système est stable (exemple gyropode). Il faut préciser que les coefficients sont de même signe. Donner la définition de la stabilité par le signe des pôles n'est pas suffisant si ceux-ci ne sont pas calculés ! »
Théorème du moment dynamique invoqué sans préciser axe et bilan exhaustif (Q6)-2 pts
« Une équation de moment nécessite la définition d'un axe (1 point et 1 vecteur) et le bilan des actions mécaniques extérieures se doit d'être exhaustif (manque les AMs de liaisons ou ajout du couple moteur qui est pourtant une AM interne). »
Erreur statique de 5% mal interprétée, division simple ratée, unité absente (Q16)-2 pts
« La signification d'une erreur de 5% a souvent été mal interprétée, une erreur=5% ne voulant rien dire, la valeur de l'erreur étant proportionnelle à la valeur attendue en consigne. Beaucoup trop d'erreurs de calculs sur une simple division. Très peu indiquent l'unité. »
Identification d'un modèle sans justification du choix ni méthode explicite (Q15)-2 pts
« La question demandait de proposer un modèle à partir d'un relevé temporel. Tout choix effectué nécessite de fournir une justification, bien trop souvent absente. La méthode de détermination des paramètres caractéristiques est rarement explicitée. »
Application numérique sans unité ou sans contrôle de l'ordre de grandeur-1 pts
« Une application numérique donnée sans unité vaut 0. Il faut systématiquement s'interroger sur les ordres de grandeur des applications numériques quand cela est possible (le rotor ne pouvait pas faire 10m de longueur) ; trop de candidats laissent sans commentaires des valeurs aberrantes. »
Chapitres clés à maîtriser
Bosse chaque chapitre sur d'autres sujets de concours qui le couvrent.
Source : Rapport du jury Mines-Ponts · S2I MP, session 2022 · PDF officiel ↗
Contexte
L'épreuve S2I 2022
L'épreuve Sciences Industrielles Mines-Ponts MP 2022 s'est déroulée fin avril 2022, durée 3h, coefficient 4. Le support, commun aux filières MP et PSI : est le stabilisateur gyroscopique de bateau Seakeeper, qui palie les problèmes de mal de mer lorsque le bateau tourne autour de son axe longitudinal. Un rotor massif tourne à très haute vitesse dans une enceinte sous vide ; mise en rotation par des vérins hydrauliques, l'enceinte combinée au rotor crée un couple gyroscopique stabilisateur.
Le sujet MP comprend 19 questions en 4 parties : 9 questions de mécanique, 6 d'automatique, 4 d'analyse. Présentation du système (Partie 1), diagramme d'état de l'écran de contrôle (Partie 2), modélisation dynamique avec régulation hydraulique (Partie 3, le cœur du sujet), optimisation par correcteur proportionnel puis à avance de phase (Partie 4).
Le sujet faisait appel à un très grand nombre de connaissances du programme MP : géométrie, cinématique, modélisation des actions mécaniques, statique, dynamique, analyse et identification temporelle/fréquentielle, schéma-bloc, calcul de fonction de transfert, performances (stabilité/précision/rapidité), réglage de correcteur, diagrammes d'état. Le jury insiste : « il n'était pas possible de faire l'impasse sur une connaissance particulière car quasiment tous les champs disciplinaires ont été abordés ».
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Stratégie
Notre approche pour ce sujet
Le jury 2022 le rappelle clairement : « les candidats qui ont le mieux réussi sont ceux qui ont rendu une copie lisible, clairement identifié le champ disciplinaire de la question et indiqué leurs hypothèses avant de se lancer dans de longs développements analytiques ». Stratégie clé sur S2I : annoncer la méthode et les hypothèses avant chaque calcul, donner les résultats littéraux avant les applications numériques, vérifier l'homogénéité.
Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)
Sécurise Q1, Q2 (lecture du chronogramme) et Q3 (figures de calcul, taux de rotation), bien traitées par la majorité. Soigne Q5 (graphe de liaisons : pesanteur, action moteur en interne) et Q6 (équation de moment : axe = point + vecteur, bilan exhaustif). Sur Q8, ne te contente pas de « système d'ordre 2 » : précise le signe des coefficients ou calcule les pôles.
Si tu vises 14+ (top 10%)
Traite la fin de Partie 3 (Q12-Q15) avec rigueur : hypothèses sur la relation approchée du couple, manipulation propre du schéma-bloc (méthode graphique ou analytique mais détaillée), identification du modèle (Q15) avec justification du choix et méthode explicite, c'est là que se distinguent les meilleures copies. Sur Q16, attention à la signification de l'erreur de 5% (proportionnelle à la consigne, pas valeur absolue) et indique l'unité.
Gestion des 3h : 30 min sur Partie 1+2 (Q1-Q2 + diagramme d'état si traité), 1h45 sur Partie 3 (modélisation dynamique, le cœur de la copie), 35 min sur Partie 4 (correcteur, erreur statique, réponse en roulis), 10 min de relecture pour homogénéité et unités. Ne saute pas la Partie 4 : Q16 et Q17 sont accessibles à qui maîtrise l'erreur statique et la translation du gain en avance de phase.
Conseils du jury
Conseils transversaux
- Faire preuve de combativité : trop de candidats se découragent alors que le sujet propose plusieurs problématiques abordables indépendantes.
- Donner d'abord les résultats sous forme littérale, même si le sujet ne le demande pas, cela permet de vérifier l'homogénéité.
- Toujours s'interroger sur l'ordre de grandeur des applications numériques (le rotor ne fait pas 10m de long) ; commenter les valeurs aberrantes.
- Justifier toutes les réponses. Les réponses brutes n'ont pas été valorisées par la notation. Une application numérique sans unité vaut 0.
- Énoncer les théorèmes de mécanique complètement : nom du théorème, direction de projection pour un TRD, axe (point + vecteur) pour un TMD.
Ressources
Téléchargements
Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.
FAQ