Physique-Chimie

Lycée et enseignement supérieur

Attention :
Pour des raisons de sécurité, les expériences décrites dans les documents ne doivent être effectuées que par un professeur dans un laboratoire de Physique-Chimie.

Concours Commun INP
Filière Maths Spé TPC



	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
	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
	Chimie Synthèse de l'épothilone A Le cyanure de potassium : structure et synthèse du cyanure de potassium ; extraction de l'or par cyanuration (cyanuration de l'or ; adsorption par le charbon actif ; électrolyse permettant d'obtenir l'or métallique) Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/TPC/2023/TPC3C.pdf Rapport du jury :


	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
	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
	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


	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
	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
	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


	Concours 2020
	Physique 1er problème : Puiser dans la mer Rouge pour sauver la mer Morte Modèle dynamique de l'évaporation de l'eau de la mer Morte Analyse de l'écoulement dans le pipeline Bilan énergétique 2ème problème : Le four à micro-ondes Généralités ; la porte ; confinement des ondes électromagnétiques dans le four ; pénétration de l'onde dans un métal Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Physique_TPC2P.pdf
	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
	Chimie Synthèse de la (+)-synargentolide B : Présentation de la (+)-synargentolide B ; étude du ribose ; synthèse du synthon 7 à partir du ribose ; synthèse du synthon 10 ; synthèse de la (+)-synargentolide B ; autre utilisation de l’acide (S)-lactique : formation d’acide polylactique Énoncé : https://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%20%C3%A9crits/TPC/2019/Chimie_TPC3C.pdf


	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
	Modélisation Modélisation du mouvement d'une plate-forme en mer : Résolution analytique et détermination des paramètres pour la modélisation : ressort sans amortissement et sans excitation ; ressort avec amortissement et sans excitation ; ressort avec amortissement et avec excitation Modélisation : codage Modélisation : analyse des résultats d'un cas simple Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Modelisation%252019.pdf
	Chimie Artémisinine : Étude structurale Étude électrochimique d'un peroxyde Hémisynthèse de l'artémisinine : du glucose à l'acide dihydroartémisinine ; de l'acide dihydroartémisinique (DHAA) à l'artémisinine Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Chimie%252019.pdf


	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
	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
	Chimie 1er problème : synthèse de la (+)-synargentolide B 2ème problème : le tétrahydruroborate de sodium NaBH₄ : Présentation du bore et du NaBH₄ ; pouvoir énergétique du dihydrogène ; formation et structure du NaBH₄ solide ; capacité de stockage et décomposition du NaBH₄ ; étude cinétique de la décomposition de NaBH₄ dans l'eau ; structure de BH₅ Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2019/Chimie_TPC3C.pdf


	Concours 2017
	Physique De la guitare à la diode laser : ondes stationnaires le long d'une corde vibrante ; particule quantique dans un puits rectangulaire infini Dualité onde-corpuscule et onde de matière : interférences d'atomes de néon froid ; expérience de Davisson et Germer ; diffraction des électrons ; interférences de molécules de fullerène Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2017/TPC_physique.pdf
	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
	Chimie Le cobalt : un élément stratégique du monde moderne : le cobalt en catalyse homogène ; réactivité des complexes de cobalt L'haplophytine : une molécule insecticide naturelle : extraction et isolement de l'haplophytine ; synthèse totale de l'haplophytine Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2017/TPC_chimie.pdf


	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
	Modélisation Détermination du coefficient de transfert d'un polluant dans une colonne d'absorption : présentation du problème, modélisation des phénomènes (cas où le solvant ne contient pas le réactif B, cas où le réactif B est présent dans le solvant), traitement numérique des données expérimentales Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2016/TPC_modelisation.pdf
	Chimie Synthèse du Discodermolide : synthèse de Hung et al. ; synthèse organique et chimie verte ; synthèse de Smith et al. ; le palladium (obtention du palladium ; le palladium dans la formation de la liaison C-C) Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2016/TPC_chimie.pdf


	Concours 2015
	Physique Le projet VIRGO, la plongée sous-marine (pression du gaz en immersion, l'équipement de plongée (les stabs, la bouteille de plongée, la combinaison de plongée, propulseur de plongée) Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2015/TPC_physique.pdf Corrigé d'un DS dont les questions 1 et 2 sont basées sur la partie B. (1. à 4.) de ce sujet : Réalisé par M. Melzani, professeur de Physique-Chimie en Maths Spé TSI2 au Lycée Pierre de coubertin de Meaux Énoncé du DS : http://www.mmelzani.fr/documents/2016-2017/divers/DS5.pdf Corrigé du DS : http://www.mmelzani.fr/documents/2016-2017/divers/DS5_correction.pdf
	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
	Chimie Un peu de chimie du bore : Du minerai à l'acide borique, le bore dans l'industrie du verre, le bore en chimie organique Énoncé : http://www.concours-commun-inp.fr/_resource/annales%2520%25C3%25A9crits/TPC/2015/TPC_chimie.pdf


	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
	Chimie et technologie chimique Du soufre à l'acide sulfurique : origine du soufre (procédé Claus), oxydes de soufre, acide sulfurique et sulfate La mandarine : analyse de l'huile essentielle extraite de mandarine par CPG, première voie de synthèse de l'α-sinensal, seconde voie de synthèse de l'α-sinensal Énoncé : http://ccp.scei-concours.fr/cpge/sujet/2013/TPC/TPC_chimie_et_technologie_chimique.pdf