Lycée et enseignement supérieur
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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 E3A-Polytech
Filière Maths Spé PC

 

   

 

 

 

Concours 2023

  • Modélisation de systèmes physiques et chimiques
    Étude des caractéristiques d’un matériau biosourcé : le Kairlin®
    Contexte de l'étude
    Étude des performances thermiques : étude analytique du régime permanent ; étude numérique du régime transitoire
    Études des performances acoustiques : modélisation de la propagation des ondes ; réflexion et transmission des ondes ; analyse des résultats expérimentaux
    Étude de la fabrication du Kairlin® : étude macroscopique du matériau ; étude de la fabrication du polymère

    Énoncé :  https://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2023/06/PC-Mod%C3%A9lisation-de-syst%C3%A8mes-physiques-ou-chimiques-2023.pdf
 
 

Concours 2022

  • Modélisation de systèmes physiques et chimiques
    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.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2022/07/PC-Modelisation-2022.pdf
 
 

Concours 2021

  • Physique et Chimie
    Physique : "C'est assez !" dit la baleine, "je me cache à l'eau car j'ai le dos fin"
    Homéothermie des phoques
    Écholocation des dauphins : caractéristiques du son émis ; cavité résonante émettrice ; propagation aller-retour
    Migration des baleines

    Chimie : Quelques utilisations des alcalino-terreux en chimie
    Étude en chimie générale : structure ionique ; dosage d'une solution de "Nigari" ; un élixir radioactif ; un flash lumineux
    Étude en chimie organique : réaction d'un organométallique sur un époxyde ; synthèse de la (±)seychellène

    Énoncé :  https://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2021/06/Physique-Chimie-sp%C3%A9c.-PC-2021.pdf
  • Modélisation de systèmes physiques et chimiques
    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
    Modélisation de la fuite d'un réservoir : traitement numérique
    Développement de corrélations pour la capacité thermique à pression constante molaire du dioxyde de carbone : développement du premier modèle ;
    développement du deuxième modèle (le modèle polynomial)

    Énoncé :  https://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2021/06/MO-2021-PC.pdf
 
 

Concours 2020

  • Physique et Chimie
    Physique : Le système GPS :
    Trajectoire de satellites ; oscillateur à quartz ; influence de l'ionosphère

    Chimie : Problématiques énergétiques :
    Le dihydrogène, un vecteur d'énergie verte
    Stockage du dihydrogène : étude du phénomène d'adsorption
    Le dihydrogène en synthèse organique : synthèse totale de la Japonilure

    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2020/07/Physique-Chimie-PC-2020.pdf
 
 

Concours 2019

  • Physique - Modélisation
    Gravir le mur de Huy :
    Des supercondensateurs pour alimenter un moteur électrique : condensateur plan à symétrie de révolution ; mesure de la capacité d'un condensateur ; matrice de supercondensateurs
    De la mécanique appliquée à un cycliste... : quelques considérations énergétiques ; mesure expérimenatke du moment d'inertie d'une roue de vélo par rapport à son axe de rotation ; étude mécanique et énergétique du système {cycliste + vélo] (montée d'une côte à puissance constante du cycliste ; influence des frottements de l'air (choix du modèle des forces de frottements ; intégration de la force de frottement au modèle précédent))
    Conclusion

    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ph_mod_e3a_pc_2019.pdf
  • Chimie
    Utilisation des composés du soufre en chimie générale : généralités sur quelques composés de l'élément soufre ; précipitation sélective à l'aide du sulfure d'hydrogène ; un dérivé soufre dans une permanente capillaire ; un dérivé soufré dans une boisson énergisante ; le dioxyde de soufre, un gaz polluant
    Utilisation de l'élément soufre en chimie organique : synthèse stéréosélective de la (-)-indolizidine 223AB ; étude de différentes réactions de méthylénation (stéréosélectivité de la réaction de méthylénation ; réaction en un seul "pot" à l'aide du catalyseur de Wilkinson ; étude des molécules AH6

    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ch_e3a_pc_2019.pdf
 
 

Concours 2018

  • Physique - Modélisation
    Des ondes pas toujours harmoniques :
    Les ondes sonores : mise en équation ; étude d'une onde sonore harmonique ; spectre d'un instrument de musique ; problèmes à résoudre lors de concerts ; base de données d'une école de musique ; isolation acoustique
    Les ondes électromagnétiques dans les plasmas : mise en équation pour des ondes harmoniques ; propagation d'une OPPH ; propagation d'un paquet d'ondes émis par une antenne satellite
    Synthèse

    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ph_mod_e3a_pc_2018.pdf
 
 

Concours 2017

  • Physique - Modélisation
    Production et acheminement de l'énergie électrique produite par une centrale photovoltaïque :
    Etude du Soleil et de son rayonnement : approche descriptive du rayonnement du Soleil ; estimation de la température du Soleil ; étude d'une centrale photovoltaïque
    Transport de l'énergie électrique de la centrale au consommateur : transformation en courant alternatif grâce à un onduleur ; dimensionnement des câbles ; propagation de la tension le long d'une ligne électrique
    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ph_mod_e3a_pc_2017.pdf
  • Chimie
    Chimie des composés de l'élément manganèse :
    Utilisation de l'élément manganèse en chimie minérale : le manganèse et ses nombres d'oxydation ; dosage spectrophotométrique de l'élément manganèse
    ; titrage manganimétrique ; étude thermodynamique de la décomposition de l'eau oxygénée ; étude cinétique de la décomposition de l'eau oxygénée
    Utilisation de l'élément manganèse en chimie organique : la sélectivité grâce à l'élément manganèse (acylation de composés organomagnésiens, chimiosélectivité ; réaction de couplage de réactifs de Grignard ; régiosélectivité des monoalkylations de cétones) ; l'oxydation par l'élément manganèse (synthèse de l'alantolactone ; synthèse du citréoviral)
    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ch_e3a_pc_2017.pdf
 
 

Concours 2016

  • Physique - Modélisation
    Microscopie "STED" :
    Analyse documentaire : résolution sub-longueur d'onde et microscopie Sted :
    interaction rayonnement-matière, utilisation d'un masque de phase, critère de Rayleigh
    Diffraction en optique et optique de Fourier : diffraction par un réseau, diffraction par une fente infiniment longue
    Un peu de physique du laser : cavité Fabry-Pérot et laser, faisceau gaussien en sortie du laser, faisceau Sted et modes de Laguerre-Gauss (approximation de l'enveloppe lentement variable, solution de l'équation de l'enveloppe lentement variable, faisceaux gaussiens d'ordre supérieur), conditions pour une déplétion efficace
    Résolution numérique et traitement d'images : calcul de la déplétion par la méthode d'Euler explicite, instabilité et schéma implicite, efficacité Sted, traitement d'images
    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ph_mod_e3a_pc_2016.pdf

    Corrigé vidéo des parties D. et E. de ce sujet :
    Réalisé par B. Hébert, professeur de Physique en Maths Spé PC* au Lycée Wallon de Valenciennes
    https://www.youtube.com/watch?v=gU4_XhZpET0
  • Chimie
    Autour de l'ammoniac et de l'ion ammonium : étude de la synthèse industrielle de l'ammoniac (influence de la température T et de la pression P sur la composition de l'équilibre, influence de la présence de gaz inertes, choix de la température T, structure du réacteur, nature du catalyseur), diagramme d'orbitales moléculaires de l'ion ammonium, étude du mélange eau-ammoniac (étude du diagramme binaire solide-liquide ; résolution de problème - distillation d'un mélange eau-ammoniac : application au dosage de l'ammoniac dans le Destop®)
    Etude de deux synthèses organiques : formation de liaisons carbone-azote par catalyse au palladium ; synthèse totale de la (±)-culmorine
    Énoncé :  http://www.e3a-polytech.fr/wp-content/uploads/2019/12/ch_e3a_pc_2016.pdf
 
 

Concours 2015

 
 

Concours 2014

  • Physique
    Quelques aspects du fonctionnement d'un avion de ligne
    Phénomènes physiques dominants :
    transferts thermiques à l'intérieur d'un fluide, importance relative de ces phénomènes dans un fluide, échanges avec un corps extérieur, transferts thermiques entre un solide et un fluide
    Echanges thermiques du fuselage d'un avion
    Climatisation et pressurisation : bilan thermique, premier principe en régime permanent
    Suivi de la trajectoire de l'avion
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2014_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2013

 
 

Concours 2012

  • Physique
    De la phase à l'amplitude et vice versa :
    Electronique : modulation d'amplitude, modulation de phase (méthode d'Armstrong), réalisation de l'opérateur "Dp"
    Optique : interférences à trois sources ponctuelles (différences de marche et déphasages, éclairement observé sur l'écran), diffraction et imagerie (diffraction de Fraunhofer par une fente allongée, diffraction par une lame d'indice variable, observation dans le plan conjugué de la fente, contraste de phase)
    Application au suivi d'une expérience de diffusion : atténuation d'une inhomogénéité périodique par diffusion (perturbation sinusoïdale de concentration, visualisation par contraste de phase et analyse expérimentale)
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2012_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2011

  • Physique
    Mesures thermiques :
    Thermométrie par résistance métallique : étude préliminaire : linéarisation ; étude d'une résistance métallique au nickel
    Thermométrie par thermistance : étude d'un thermistance, application bolométrique, application à un dispositif de sécurité

    Thermocouple et température variable d'un fluide
    Mesure de la température d'un liquide à l'aide d'un doigt de gant muni d'un thermocouple
    Thermométrie à diode
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2011_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2010

  • Physique
    Procédé d'injection d'un polymère dans un moule :
    Injection de polymère fondu dans un moule (écoulement de Poiseuille plan, profil de vitesse entre les plaques), thermique de l'injection, contrôle de la viscosité du polymère par rhéométrie de Couette (flot de Couette, viscosimètre de Couette, contrôle de viscosité)
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2010_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2009

  • Physique
    Etude de l'humidité de l'atmosphère :
    Etude thermodynamique de l'atmosphère : relations générales, étude de l'équilibre thermodynamiques en vase clos (utilisation des potentiels thermodynamiques), évaporation de l'eau liquide
    Mesure de l'humidité de l'air humide :
    psychromètre, hygromètre capacitif
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2009_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2008

  • Physique
    Echangeur thermique à fluide caloporteur :
    Echanges thermiques à travers un tube cylindrique : conductance thermique à travers un tube cylindrique, 1er principe de la thermiodynamique appliqué à une portion de fluide, thermalisation du fluide, chauffage d'une pièce
    Contrôle du débit du fluide : écoulement d'un fluide entre 2 plans fixes ; conductance hydraulique ; contrôle du débit par changement de section ;contrôle du débit par la température de la pièce, vanne thermostatique ; stabilisation en température
    Contrôle non destructif des tubes métalliques par courants de Foucault : courants induits dans le tube, champ magnétique créé par les courants induits, impédance apparente de la bobine excitatrice
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2008_Physique_Enonce.pdf
 
 

Concours 2007

 
 
Concours 2006
  • Physique
    Un défi métrologique : la détection des ondes gravitationnelles
    1ère partie :  Dispositif interférentiel et méthode de détection :
    Interféromètre de Michelson : interférences entre 2 ondes monochromatiques cohérentes, source monochromatique, influence de la largeur spectrale du LASER
    Prise en compte des fluctuations de puissance du LASER : influence des fluctuations de puissance, dispositif de Pound Drever Hall, filtrage diu signal détecté - choix du filtre, résultat du filtrage
    2ème partie :  rayonnement gravitationnel par un système de 2 étoiles à neutron :
    Point matériel en rotation autour d'un astre ; système binaire : point matériel fictif ; énergie mécanique du système ; effondrement du système binaire ; aspect énergétique
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2006_Physique_Enonce.pdf

    Corrigé d'un DS dont le 1er exercice est basé sur la 1ère partie de ce sujet :
    Réalisé par G. Philippe, professeur en Maths Spé MP au lycée Saint Rémi de Roubaix
    Énoncé et corrigé du DS :  http://gerald.philippe.free.fr/files/2007/MichelsonGravitation%20InterferencesDispersion%20MgCorrosion%20BinaireHNO3.pdf

    Corrigé d'un DS dont le 2ème exercice est basé sur la 2ème partie de ce sujet :
    Réalisé par G. Philippe, professeur en Maths Spé MP au lycée Saint Rémi de Roubaix
    Énoncé et corrigé du DS :  http://gerald.philippe.free.fr/files/2007/ThermoregulationCycliste%20EtoileDouble%20Modulation.pdf
  • Chimie
    Etude de la réaction d'oxydation d'un métal
    Modélisation de l'oxydation d'une plaque de nickel : adsorption du dioxygène sur un métal, approche structurale de l'adsorption, recouvrement du métal par la couche d'oxyde
    Le nickel en chimie organique : synthèse de l'ibuprofène, synthèse de la cantharidine
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2006_Chimie_Enonce.pdf
 
 

Concours 2005

  • Chimie
    Etude de l'oxydation du titane : étude structurale, oxydation sèche du titane (aspects thermodynamiques, aspects cinétiques), le titane d'une solution aqueuse
    Utilisation du titane en chimie organique : polymérisation Ziegler-Natta (tacticité des polymères, lien entre structure et propriétés chimiques, polymérisation du polypropylène amorphe, préparation in situ du catalyseur Polymère Ziegler-Natta
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2005_Chimie_Enonce.pdf
 
 

Concours 2004

  • Chimie
    Etude de la liaison double carbone-oxygène :
    Réactivité comparée des carbonyles en méthode de Hückel : ordres de grandeur en théorie de Hückel, étude de l'éthanal et de la propanone, généralisation)
    Propriétés physico-chimiques et tests des dérivés carbonylés : la liaison C=O, caractéristiques spectroscopiques, propriétés acido-basiques des acides aminés : la glycine, tests de caractérisation, passage entre les dérivés carbonylés
    Réactions d'addition sur les composés carbonylés : addition des alcools, condensation
    L'éthanal : synthèse et réactivité en milieu aqueux : préparation industrielle, oxydoréduction de l'éthanal dans l'eau
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2004_Chimie_Enonce.pdf
 
 

Concours 2003

  • Chimie
    Etude comparée des éléments oxygène et soufre :
    Propriétés des éléments, étude du dioxygène (représentation de Lewis, diagramme d'orbitales moléculaires), étude de composés du soufre (H2S, SF6, PbS), oxydo-réduction, le soufre et l'oxygène en chimie organique (alcools et thiols, importance des alcoolates)
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2003_Chimie_Enonce.pdf
 
 

Concours 2002

  • Physique
    Matériaux piézoélectriques, propriétés et applications :
    Approche microscopique des phénomènes ; charges libres et charges liées ; étude thermodynamique ; propriétés électriques à force nulle ; propriétés mécaniques à tension nulle ; effet piézo-électrique direct ; effet piézo-électrique inverse ; modélisation d'un résonateur ; circuit électrique équivalent
    Énoncé :  http://alainrobichon.free.fr/Concours/E3A_PC_PHY_02.pdf
  • Chimie
    Les larmes du vin :
    Le mélange binaire eau-éthanol
    : diagramme binaire eau-éthanol ; comparaison avec un modèle idéal ; mélanges riches en alcool
    Ecoulement dans un film de vin vertical - effet Marangoni : viscosité ; étude de l'interface vin-air ; champ de vitesse dans le film
    Diffusion d'alcool dans le film de vin : flux diffusif d'alcool ; prise en compte du mouvement du fluide ; profil de concentration en éthanol et rôle de l'évaporation
    Dosage de l'alcool du vin
    Énoncé :  http://alainrobichon.free.fr/Concours/E3A_PC_PHCH_02.pdf
 
 

Concours 2001

  • Physique
    Étude de quelques phénomènes associés aux matériaux supraconducteurs
    Étude thermodynamique de la transition de phase
    Dynamique de pénétration de la phase normale dans la phase supraconductrice à la transition
    Énoncé :  http://alainrobichon.free.fr/Concours/E3A_PC_PHY_01.pdf
  • Chimie
    Le silicium :
    Structure, propriétés physiques et obtention du silicium : atomistique-liaison chimique, étude structurale, conductivité, obtention du silicium par métallothermie (diagramme d'Ellingham)
    Propriétés chimiques des dérivés du silicium : utilisation des oxydes de silicium en catalyse (description du catalyseur, réformage catalytique) ; utilisation du silicium en chimie organique : initiation à l'hétérochimie (éthers d'énols silylés :formation, réactivité
    ; réactivité stéréosélective des b-hydroxysilanes)
    Énoncé :  http://b.louchart.free.fr/Documents/CE/01/E3A/E3A_PC_2001_Chimie_Enonce.pdf
 
 

Concours 2000

  • Physique-Chimie
    Chimie : oxydation de l'argent

    Physique : traitement thermique de cartes électroniques
    Préliminaires (la conduction thermique) : conduction thermique unidimensionnelle ; conduction thermique unidimensionnelle en régime permanent
    Etude d'un milieu feuilleté - approximation du milieu continu
    Dynamique du chauffage des empilements
    Bilan énergétique et entropie du processus

    Énoncé :  http://alainrobichon.free.fr/Concours/E3A_PC_PHCH_00.pdf
 
 

Concours 1999

  • Physique-Chimie
    Synthèse de l'ammoniac : grandeurs standards ; affinité chimique ; rendement de la synthèse
    Etude thermodynamique d'un tube cylindrique : conduction (ou diffusion) thermique ; conducto-convection thermique (1er cas) ; conducto-convection (2ème cas) ; compression
    Énoncé :  http://alainrobichon.free.fr/Concours/e3a_phy_chi_99.pdf