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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 19 avril 2023

S2I X-ENS PSI 2023 — impression 3D béton (M=9.48)

Sujet Sciences Industrielles X-ENS PSI 2023 sur un système d'impression 3D de structures en béton (XtreeE + École des Ponts). Cinq parties : contexte, dimensionnement robot, performances 6 axes, asservissement, fixation tête. Moyenne 9,48/20. Top pièges et analyse Hadamard.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2023 :

S2IInfoMathsPhysique
Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.48/20

Top 25%

12.0

Présents

Top piège du sujet : Lacunes sur notions de base (hyperstatisme, équilibre en moment, Coulomb)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.48

Médiane

9.5

Écart-type

3.77

Q1 (25%)

6.9

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Épreuve écrite SII 5h sur un système d'impression 3D de structures en béton (start-up XtreeE et École des Ponts ParisTech). Cinq parties : Partie 1 contexte (utilisation, pompage du béton). Partie 2 dimensionnement robot (statique, train épicycloïdal, hyperstatisme). Partie 3 performances cinématiques et dynamiques du robot 6 axes. Partie 4 asservissement d'un axe. Partie 5 fixation tête d'impression.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie 1 — Contexte impression 3D béton(Q1-Q8)Niveau attendu

    Système placé dans son contexte/environnement, contraintes techniques d'utilisation. Questions qualitatives, lien avec mécanique des fluides.

  2. Partie IIPartie 2 — Dimensionnement robot(Q9-Q18)Difficile

    Validation du dimensionnement. Analyse statique classique, train épicycloïdal, application du PFD, hyperstatisme.

  3. Partie IIIPartie 3 — Performances robot 6 axes(Q19-Q34)Très difficile

    Études cinématique et dynamique du robot 6 axes. Liaison équivalente, singularité, effets dynamiques. Beaucoup de questions sur analyse de courbes.

  4. Partie IVPartie 4 — Asservissement axe(Q35-Q42)Difficile

    Asservissement, commande d'un des axes. Modèles simples, évaluation des connaissances en commande de système linéaire.

  5. Partie VPartie 5 — Fixation tête (statique peu guidée)(Q43-Q50)Très difficile

    Étude statique du dispositif de fixation. Démarche peu guidée. Dernière partie peu abordée par manque de temps.

Analyse globale du jury

« Le sujet proposé en 2023 s'intéressait à un système d'impression 3D de structures en béton. Il a été construit via des échanges avec la société XtreeE qui l'a conçu. La moyenne de l'épreuve est de 9,48/20, avec un écart-type de 3,77. Globalement, la dernière partie a été assez peu abordée par manque de temps. Le tri des meilleurs candidats a été fait sur les questions les plus techniques. »

Top pièges sanctionnés

  • Lacunes sur notions de base (hyperstatisme, équilibre en moment, Coulomb)-3 pts

    « Le jury observe de grosses lacunes sur diverses notions élémentaires du programme (analyse d'hyperstatisme, équilibre en moment, lois de Coulomb, rôle du rapport de réduction en statique, liaisons équivalentes, etc.). Elles semblent peu ou pas connues, avec des formules utilisées sans en comprendre le sens. »

  • Pas de lien avec les autres disciplines de CPGE-2 pts

    « Il est regrettable que les candidats ne soient pas en mesure de faire le lien avec les autres disciplines de CPGE. Le sujet proposait diverses questions faisant appel à des notions simples de physique (mécanique des fluides – écoulement de Couette) ou de mathématiques (matrices de rotation, notion de courbure), celles-ci ont été très peu réussies. »

  • Démarches malhonnêtes pour retomber sur résultats intermédiaires-3 pts

    « Des résultats intermédiaires sont donnés pour aider les candidats dans le traitement du sujet, et non pas pour essayer de récupérer des points par des démarches sans raisonnement scientifique cohérent voire malhonnêtes visant à retrouver ces résultats à tout prix. »

Chapitres clés à maîtriser

Statique : isolement, équilibre en moment, lois de Coulomb
Mécanique : trains épicycloïdaux, rapport de réduction
Hyperstatisme et analyse des liaisons équivalentes
Asservissement de système linéaire
Mécanique des fluides : écoulement de Couette

Source : Rapport du jury X-ENS · S2I PSI, session 2023 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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