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| Concours 2021 |
- Physique (U)
Détermination de la constante de Boltzmann par spectroscopie acoustique dans un résonateur sphérique :
Introduction
Équation acoustique
Mode stationnaire d'une cavité : cavité linéaire ; cavité sphérique
Cavité avec pertes
Dispositif expérimental : contrôle de la température ; mesure du rayon de la cavité ; mesure des résonances acoustiques de la cavité (principe du microphone électroacoustique ; fonctionnement en haut-parleur ; principe du microphone ; phase du signal)
Quelques effets systématiques : pureté du gaz ; effet thermo-acoustique ; gaz réel
Énoncé : https://www.ens.psl.eu/sites/default/files/2021_sujet_1a_psi_phyu.pdf
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- Physique (XCR)
Autour de la modulation acousto-optique :
Génération d'ondes acoustiques
: étude fréquentielle de l'émetteur ultrasonore ; étude de la propagation des ondes acoustiques ; propagation d'ondes acoustiques dans un cristal
Fonctionnement d'un transducteur piézoélectrique : modèle électromécanique de la piézoélectricité ; modèle électrocinétique d'un transducteur piézoélectrique ; lien entre le modèle électromécanique et le circuit équivalent
Analyseur spectral
: interaction entre un champ électromagnétique et les phonons ; montage optique (conjugaison des angles ; superposition d'ondes lumineuses) ; traitement du signal obtenu
Énoncé : https://ens-paris-saclay.fr/sites/default/files/CONCOURS/ANNALES_1C/1C_PSI/2021_Sujet_1A_PSI_Phy_XCR.pdf
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- Modélisation (XUCR)
Étude d'un générateur houlomoteur en vue d'un contrôle optimal :
Introduction et présentation du système : généralités et cadre de l'étude ; Le système PB150® et l’énergie houlomotrice
Étude de la houle : propriétés cinématiques de la houle ; aspect énergétique
Mise en place du modèle dynamique du système : paramétrage du système ; mise en place de l’action du fluide (détermination de l’action hydrostatique du fluide ; Modèle de l’action hydrodynamique du fluide ; modèle de l’action du récupérateur d’énergie) ; modèle dynamique ; mise en forme du problème dans le domaine fréquentiel
Récupération optimale de l'énergie des vagues
Mesure du courant créé
Conclusion
Énoncé : https://www.ens.psl.eu/sites/default/files/2021_sujet_1a_psi_modelisation.pdf
Rapport du jury : https://www.ens.psl.eu/sites/default/files/2021_rapport_ecrit_psi_modelisation.pdf
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| Concours 2020 |
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- Physique (XCR)
Mesures de précision - Application à la métrologie :
Prototype international du kilogramme : quelques propriétés des étalons de masse (propriétés géométriques ; poussée d'Archimède ; adsorption de particules ; comparaison des effets)
Effet Hall et mesures : principe
; application à la mesure de courant ; mesure expérimentale
Bruit de mesure : bruit et vitesse dans les conducteurs (bruit blanc ; densité spectrale de la vitesse des électrons) ; bruit dans une résistance
Énoncé : https://ens-paris-saclay.fr/sites/default/files/CONCOURS/ANNALES_1C/1C_PSI/2020/2020_Sujet_1A_PSI_Physique.pdf
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| Concours 2019 |
- Physique (U)
La mission MICROSCOPE : un test du principe d'équivalence :
Tester le principe d'équivalence avec des pendules
Un test du principe d'équivalence (la mesure de la distance Terre-Lune)
: estimation des paramètres η ; modification de l’orbite lunaire
Fonctionnement de la mission MICROSCOPE : estimation de l’accélération différentielle ; signal de violation du principe d’équivalence ; mode rotation du satellite
Les mesures électriques dans la mission MICROSCOPE : gains de mesure et d’action (variation de gap ; variation d'aire ; contrôle de position) ; mesure de la différence ∆C
Les premiers résultats de la mission MICROSCOPE : analyse des données de MICROSCOPE ; évaluation des performances)
Énoncé : https://www.ens.psl.eu/sites/default/files/19_psi_phyu_sujet.pdf
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- Modélisation (XUCR)
Étude d'un véhicule sous-marin autonome : modélisation, identification et localisation :
Présentation de l'étude : les enjeux liés aux drones sous-marins
; objectifs de l'étude
Modélisation du comportement dynamique du véhicule : définitions des référentiels fixe et mobile ; définition des carcatéristiques inertielles
Modélisation des actions mécaniques s'exerçant sur le drone : hypothèses et perturbations ; actions mécaniques de l'eau sur la coque ; actions mécaniques de commande (propulsion et gouverne)
Identification des coefficients hydrodynamiques : protocole expérimental ; analyse des résultats expérimentaux
Estimation de l'orientation, la vitesse et la position du véhicule : mesure de l'orientation (mesure du cap ; mesure du tangage) ; estimation de la vitesse verticale et de l'immersion ; estimation de la vitesse et de la position horizontales ; stratégie globale d'estimation de la localisation du drone)
Énoncé : https://www.ens.psl.eu/sites/default/files/19_psi_mod_sujet.pdf
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| Concours 2018 |
- Physique (U)
Jonctions Josephson et cryogénie :
Relations courant-phase dabs une jonction Josephson : statique d'une jonction Josephson (équations Josephson ; réponse à un champ magnétique d'une jonction Josephson unique ; montage en anneau) ; dynamique d'une jonction Josephson : modèles RCSJ et RSJ ; marches de Shapiro
Réfrigérateur à dilution : le "pot 1 K" ; circuit de dilution (mélange binaire 3He/4He dans la chambre de mélange ; pompage dans le bouilleur et pression osmotique ; pouvoir frigorifique de la chambre de mélange et du bouilleur
Énoncé : http://www.ens.fr/sites/default/files/2018_psi_sujet_phyu.pdf
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| Concours 2017 |
- Physique (U)
Les ondes gravitationnelles et leur détection :
Étude d'une source d'ondes gravitationnelles : étude d'un système binaire de deux trous noirs en rotation ; émission des ondes gravitationnelles ; forme de l'onde gravitationnelle et évolution du système binaire ; effet des ondes graviatationnelles sur la matière
Détection des ondes gravitationnelles : les barres résonantes : principe d'une barre résonante ; système oscillant à deux masses ; étude d'un transducteur capacitif ; filtrage et détection du signal
Détection des ondes gravitationnelles : détecteur interférométrique
: dispositif de Michelson ; cavité Fabry-Pérot ; suspension des miroirs ; nécessité de l'ultra-vide ; bruit de grenaille et caractérisation du laser
La découverte des ondes gravitationnelles
Énoncé : http://www.ens.fr/sites/default/files/2017_PSI_sujet_phyU.pdf
Rapport du jury : http://www.ens.fr/sites/default/files/2017_PSI_rap_ephyU.pdf
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- Physique (PS-R)
La spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire :
Génération du champ magnétique : description de la RMN ; génération du champ magnétique
Effet du champ magnétique : approche classique et quantique : étude classique de la précession de Larmor (effet gyroscopique microscopique) ; approche quantique et statistique du phénomène d'aimantation paramagnétique associée aux noyaux ; étude de la relaxation ; étude de la force électromotrice
Étude de l'acquisition du signal RMN : circuit de détection ; statistique d'acquisition du signal
Applications : étude de spectres de RMN et techniques connexes : étude d'un spectre ; techniques connexes
Énoncé : http://concours.ens-paris-saclay.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?ID_FICHE=19879&OBJET=0017&ID_FICHIER=685528
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- Modélisation (U-PS-R)
Étude du fonctionnement d'une centrale osmotique :
Mise en situation : osmose et puissance osmotique ; la centrale osmotique de Tofte
Détermination de la puissance hydraulique
Détermination de la puissance mécanique
Étude de la génératrice de production d'énergie : transformée de Park (présentation) ; modèle de l'alternateur synchrone ; modélisation numérique des équations de l'alternateur ; identification des paramètres de la machine ; bilan
Régulation de l'alternateur : modélisation de la machine à courant continu ; régulation en vitesse ; correction du phénomène de surintensité ; protection du matériel en cas de surtension
Équilibrage de la turbine : conditions d'équilibrage de la turbine ; équilibrage avec une masselotte ; équilibrage avec deux masselottes
Conclusion
Énoncé : http://concours.ens-paris-saclay.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?ID_FICHE=19879&OBJET=0017&ID_FICHIER=685532
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| Concours 2016 |
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| Concours 2015 |
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| Concours 2014 |
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- Modélisation (CR)
Régulation de niveau en coulée continue :
Modélisation du système de contrôle de la coulée ; analyse de la coulée dans la lingotière ; modélisation du comportement du système de contrôle de la coulée (modélisation macroscopique de l'écoulement dans la lingotière ; modélisation de l'acquisition de la hauteur de coulée ; modélisation de l'actionneur de la quenouille ; modélisation de la busette (influence de la haugteur de la busette ; influence de la position de la quenouille par rapport à la busette ; fonction de transfert de la busette)
Validation et identification du modèle de la busette
: génération de la séquence pseudo-aléatoire ; linéarisation et domaine de validité, modèle d'état ; identification des paramètres carcatéristiques de la busette
Modélisation des perturbation
Compensation des perturbations : prédiction du gonflement ; inversion de l'équation de l'actionneur et de la lingotière ; validation expérimentale
Synthèse
Énoncé : http://concours.ens-paris-saclay.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?ID_FICHE=14019&OBJET=0017&ID_FICHIER=347910
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| Concours 2013 |
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| Concours 2012 |
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- Modélisation (C)
Modélisation de l'asservissement d'un micro actionneur magnétique bistable pour étudier les cellules biologiques :
Essais expérimentaux et observation des phénomènes mis en jeu : description de la maquette expérimentale ; étude du capteur ; caractéristiques de l'aimant mobile ; réponses expérimentales obtenues
Modélisation du micro actionneur par modèle de connaissance : maillage de la géométrie ; modélisation des éléments du maillage ; modélisation des interactions dans le maillage (interactions de type aimant-aimant ; interactions de type conducteur-aimant ; modélisation de toutes les interactions dans le maillage) ; comparaison entre la simulation et les mesures ; prédiction des performances ; conclusion
Asservissement de la position du micro actionneur : première méthode de réglage du correcteur (placement des pôles) ; deucième méthode de réglage (réglage de la marge de phase) ; synthèse
Prévention des risques : caractéristiques électriques du bobinage ; étude thermique du bobinage ; décollage initial de l'aimantt mobile
Énoncé : http://concours.ens-paris-saclay.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?ID_FICHE=9967&OBJET=0017&ID_FICHIER=169080
Rapport du jury : http://concours.ens-paris-saclay.fr/servlet/com.univ.collaboratif.utils.LectureFichiergw?ID_FICHE=10529&OBJET=0017&ID_FICHIER=187039
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