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| Concours 2024 |
- Physique
1er problème : autocuiseur :
La soupape : masse de la soupape ; équilibre de la pression
Mesures dans l'autocuiseur et exploitation (premier modèle ; second modèle ; augmentation de la vitesse de cuisson ; estimation du débt de vapeur ; intérêt de l'autocuiseur en altitude
2ème problème : chant des dunes :
Action du vent : écoulement de l'air autour d'un grain de sable ; profil de vitesse au-dessus d'une dune
Le chant des dunes : avalanche de sable ; le chant des dunes
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2024/TPC/2024_TPC2P.pdf
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- Modélisation
En voiture !
Principe des capteurs pneumatiques : propagation des ondes acoustiques dans un tube souple (équation de la conservation de la masse ; équation d'Euler ; distensibilité du tube
; coefficient de compressibilité isentropique ; équation de propagation des ondes sonores dans le tube souple) ; traitement des données numériques
Modélisation microscopique d'un embouteillage routier :
description du modèle ; trafic stationnaire ; résolution numérique (étude de l'effet d'un ralentissement) ; étude de la propagation d'un ralentissement (établissement de l'équation de propagation du ralentissement ; étude de la solution de l'équation de transport)
Étude de la batterie d'une voiture électrique : étude d'une cellule électrochimique d'une batterie lithium-ion (description d'une cellule ; charge de la batterie ;
structure cristalline de l'électrode LiNiO2) ; charge maximale d'une cellule (dispositif de charge ; exploitation expérimentale)
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2024/TPC/2024_TPC7MO.pdf
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- Chimie
1er problème : le zirconium et la zircone :
Le zirconium métallique : atomistique ; hydrure de zirconium ZrHx ; étude de la liaison zirconium-dihydrogène ; complexe du zirconium
Le dioxyde de zirconium, co-catalyseur dans la synthèse du méthanol : étude thermodynamique de la synthèse du méthanol ; étude du procédé industriel de rectification continue
2ème problème : synthèse des salicylihalamides A et B
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2024/TPC/2024_TPC3C.pdf
Rapport du jury :
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| Concours 2023 |
- Physique
1er problème : des oiseaux hauts en couleur :
Les couleurs structurales : le bleu de la perruche ; du vert clair au violet pour la canrd colvert : le colibri aux mille couleurs
Les couleurs pigmentaires
2ème problème : suspension de voiture :
Suspension passive : suspension sans amortissement ; suspension avec amortissement
Origine de la force de l'amortisseur : force due à la pression ; force due à la viscositgé (écoulement de Poiseuille)
Suspension active
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/TPC/2023/TPC2P.pdf
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- Modélisation
Étude des caractéristiques d’un matériau biosourcé : le Kairlin®
Contexte de l'étude
Étude des performances thermiques : étude analytique du régime stationnaire ; étude numérique du régime transitoire
Études des performances acoustiques : modélisation de la propagation des ondes acoustiques ; réflexion et transmission des ondes acoustiques ; analyse des résultats expérimentaux
Étude de la fabrication du Kairlin® : étude macroscopique du matériau ; étude de la fabrication du polymère ; calcul de l'énergie grise volumique du Kairlin®
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/TPC/2023/TPC7MO.pdf
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| Concours 2022 |
- Physique
1er problème : igloo
Généralités : régime variable ; régime stationnaire
Bilan thermique d'un igloo : résistance conductive de l'igloo
; prise en compte de la conducto-convection ; température intérieure de l'igloo ; influence des conditions météorologiques sur la température dans l'igloo ; aération de l'igloo
2ème problème : prospection électromagnétique en Antarctique
La prospection électrique
Méthode tellurique : étude du plasma ionosphérique ; propagation de l'onde électromagnétique dans le plasma ionosphérique ; courant tellurique
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2022/TPC/TPC2Physique.pdf
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- Modélisation
Étude d'une réaction à solide consommable :
Mise en équation du modèle à coeur rétrécissant : étude de la diffusion du fluide dans la couche de produit poreux ; établissement de l'équation de la diffusion de A dans la couche de produit poreux B ; modèle simplifié (hypothèse de régime stationnaire pour la phase fluide)
Résolution numérique du problème
Comparaison entre les deux modèles
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2022/TPC/TPC5Modelisation.pdf
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- Chimie
1er problème : La radiochimie au service de la tomographie par émission de positons
Principe de la tomographie par émission de positons (TEP)
Exemple de la synthèse d'un radiotraceur à base de 11C
Exemple de la synthèse d'un radiotraceur à base de 18F
2ème problème : Autour de l'imidazole
L'imidazole en solution aqueuse
Utilisation de l'imidazole comme catalyseur
Utilisation de l'imidazole dans les solvants eutectiques profonds
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/2022/TPC/TPC3Chimie.pdf
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| Concours 2021 |
- Physique
1er problème : couche antireflet
Intérêt d'une couche antireflet ; paramètres d'une couche antireflet
(épaisseur de la couche antireflet : indice de la couche antireflet) ; exploitation ; contrôle de l'épaisseur du dépôt
2ème problème : Effet Hall classique et quantique
Effet Hall classique : mécanisme de la conduction électrique ; l'effet Hall (aspect qualitatif ; modélisation
Effet Hall quantique : modélisation sans champ magnétique ; modélisation en présence d'un champ magnétique
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/2021/TPC/TPC2P.pdf
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- Modélisation
Modélisation de la fuite de matière d'un réservoir rempli de dioxyde de carbone gazeux :
Modélisation de la fuite d'un réservoir : mise en équation : généralités sur les bilans de matière et d'énergie en système ouvert ; écriture d'un modèle décrivant la fuite d'un réservoir adiabatique contenant du CO2
Modélisation de la fuite d'un réservoir : traitement numérique
Développement de corrélations pour la capacité thermique à pression constante molaire du dioxyde de carbone : préambule ; développement du modèle polynomial
Traitement informatique des données expérimentales
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/2021/TPC/TPC5MO.pdf
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- Chimie
1er problème : Le musc : de la Sibérie au laboratoire de chimie
Synthèse de la (R)-(-)-muscone à partir du citronellal
Justification de la voie de synthèse employée
2ème problème : Chimie analytique et contrôle d'innocuité d'un après-rasage
Optimisation de la méthode de détection UV-visible
Optimisation de la séparation chromatographique
Autour de la phase mobile chromatographique
Détection électrochimique
Analyse d'un après-rasage commercial
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/2021/TPC/TPC3C.pdf
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| Concours 2020 |
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- Modélisation
Calcul de la contribution de la rotation interne du groupe méthyle à l'entropie de la molécule d'éthane :
Étude des conformations de la molécule d'éthane
Contribution de la rotation interne du groupe méthyle à l'entropie de la molécule d'éthane : calcul de la contribution à l'entropie pour une rotation libre ; calcul de la contribution à l'entropie pour un oscillateur harmonique (traitement quantique de l'oscillateur harmonique ; résolution numérique par la méthode de Numerov ; algorithme général de résolution du problème ; codage de l'algorithme) ; comparaison des différents traitements de la rotation interne du groupe méthyle
Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/TPC/2019/Modelisation_TPC5MO.pdf
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| Concours 2019 |
- Physique
1er problème : détecteur de métaux
Principe de fonctionnement
Oscillations libres d'un circuit RLC série
Oscillateur quasi-sinusoïdal : montage à résistance négative ; circuit oscillateur de référence
Détecteur de métaux
2ème problème : suralimentation des moteurs par turbocompresseur
Moteur diesel à admission atmosphérique
Moteur diesel équipé d'un turbocompresseur : principe de la suralimentation ; étude du compresseur ; refroidissement de l'air d'admission ; turbine
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Physique%252019.pdf
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| Concours 2018 |
- Physique
1er problème : dissipateur thermique
Principe de fonctionnement : généralités ; température maximale atteinte sans dissipateur ; température maximale atteinte avec dissipateur
Mesure du coefficient de transfert conducto-convectif : température en fonction de l'ordre d'interférence ; température en fonction de la cote z
2ème problème : physique de l'oeuf
Oeuf cru ou oeuf dur ?
: phase d'immobilisation de la coquille et rédémarrage ; oeuf dur ou oeuf cru ?
Oeuf dur mis en rotation
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2018/TPC_physique.pdf
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- Modélisation
Calcul de la contribution de la rotation interne du groupe méthyle à l'entropie de la molécule d'éthane :
Étude des conformations de la molécule d'éthane
Contribution de la rotation interne du groupe méthyle à l'entropie de la molécule d'éthane : calcul de la contribution à l'entropie pour une rotation libre ; calcul de la contribution à l'entropie pour un oscillateur harmonique (traitement quantique de l'oscillateur harmonique ; résolution numérique par la méthode de Numerov ; algorithme général de résolution du problème ; codage de l'algorithme) ; comparaison des différents traitements de la rotation interne du groupe méthyle
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Modelisation_TPC5MO.pdf
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| Concours 2017 |
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- Modélisation
Autour de l'équation de Poisson :
Equation de Poisson : établissement de l'équation ; équation adimensionnée pour un problème plan
; discrétisation ; résolution ; améliorations ; détermination du champ électrique
Deux études de cas : fil cylindrique chargé uniformément
(étude théorique ; étude numérique) ; mouvement d'un électron dans un tube d'oscilloscope (étude physique ; étude numérique ; calcul du potentiel et du champ électrique dans l'enceinte ; calcul de la trajectoire oar la méthode d'Euler ; comparaison théorie/simulation)
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2017/TPC_modelisation.pdf
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| Concours 2016 |
- Physique
Expérience de Stern et Gerlach : analyse du jet d'atomes d'argent, analyse de la déflexion magnétique (magnéton de Bohr, cas d'un champ magnétique uniforme dans l'entrefer, cas d'un champ magnétique non uniforme dans l'entrefer)
Les disques optiques numériques : le CD, traitement numérique du signal, principe de lecture des CD, DVD et Blu-Ray, filtrage du signal, thermodynamique de l'écriture sur le CD
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2016/TPC_physique.pdf
Corrigé d'un DS dont le 1er problème correspond à la partie A. de ce sujet :
Réalisé par E. Gégo, professeur de Physique-Chimie en Maths Spé MP au Lycée Fermat de Toulouse
Énoncé du DS : https://drive.google.com/file/d/1V7xlFCxaQI5aoxEIUh1uxcWp5A1vySuk/view
Corrigé du DS : https://drive.google.com/file/d/1cCpIi88n_P-1CAxAa5X5RTD_21t05_GA/view
Corrigé vidéo du problème A. de ce sujet :
Réalisé par B. Hébert, professeur de Physique en Maths Spé PC* au Lycée Wallon de Valenciennes
Questions 1 à 11 : https://www.youtube.com/watch?v=BLQwE4scMxs
Questions 12 à 25 : https://www.youtube.com/watch?v=DLHFj2SEdzs
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| Concours 2015 |
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- Modélisation
Simulation numérique du transfert thermique dans un mur en régime transitoire :
Etude préliminaire : équation gouvernant la température, conditions aux limites, solutions en régime permanent
Résolution numérique : équation à résoudre, méthode des différences finies (discrétisation dans l'espace et dans le temps, méthode utilisant un schéma explicite, méthode utilisant un schéma implicite), programme principal (début du programme, calcul des températures, analyse du résultat)
Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2015/TPC_modelisation.pdf
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| Concours 2013 |
- Physique et technologie physique
Ondes sismiques - structure interne de la Terre : équation d'onde satisfaite par les ondes sismiques P, fréquences propres de vibration d'une poutre, cas de la Terre, mesure d'épaisseur de la croûte terrestre continentale
Les tsunamis : propagation du tsunami en pleine mer, déferlement du tsunami sur les côtes
Énoncé : http://ccp.scei-concours.fr/cpge/sujet/2013/TPC/TPC_physique_et_technologie_physique.pdf
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