Concours Commun Polytechnique – ENS Cachan – ENS Rennes

Concours Commun Polytechnique – ENS Cachan – ENS Rennes
Filière PSI – Session 2016
Epreuve de manipulation de physique
Organisation de l’épreuve
Les épreuves de manipulation de physique se déroulent dans les laboratoires du département de Physique et
du département EEA (électronique, électrotechnique, automatique) de l’École Normale Supérieure de Cachan.
Quatre jurys au maximum travaillent en parallèle, chaque jury, composé de deux examinateurs, interrogeant
au plus huit candidats par demi-journée. Les candidats tirent au sort un sujet de manipulation, d’une durée de
trois heures, parmi les différents domaines de la physique : mécanique (du point, du pendule, du solide ou des
fluides), optique, ondes acoustiques, calorimétrie, électromagnétisme, matériau magnétique, induction,
électrocinétique, conversion de puissance, fonctions de base en électronique des systèmes (modulation, filtrage,
oscillateurs, instrumentation, détection synchrone)…
Cette année, 400 candidats ont été interrogés. La moyenne des notes est de 12,18 pour un écart type de 3,34
avec la répartition suivante :
Objectifs
Les manipulations proposées permettent d’étudier et d’illustrer le principe de systèmes physiques simples ou
élémentaires que l’on retrouve dans des systèmes pratiques plus complexes. Les membres du jury rappellent que
cette épreuve est avant tout une épreuve de manipulation et non pas une épreuve théorique.
Les objectifs principaux sont de vérifier que les connaissances de base expérimentales sont maîtrisées et
d’évaluer les capacités du candidat à :
– mettre en pratique ses connaissances théoriques,
– interpréter et exploiter les résultats expérimentaux,
– s’adapter, le cas échéant, à un problème nouveau, à un appareillage nouveau.
En aucun cas, cette épreuve ne doit se résumer à la réponse théorique aux questions posées. Les sujets proposés
sont donc rédigés de manière à :
– vérifier les connaissances théoriques de base,
– tester la démarche expérimentale,
– confronter le phénomène physique à un modèle.
Les candidats doivent rédiger un compte-rendu synthétique de manipulation dans lequel ils :
– répondent brièvement aux questions théoriques,
– effectuent si besoin les calculs permettant de mener à bien l’expérimentation (calcul des valeurs de
composants, loi physique à vérifier expérimentalement, identification de paramètres),
– justifient les simplifications utilisées,
– résument le mode opératoire,
– effectuent une analyse critique des résultats expérimentaux et dressent une conclusion par rapport au
sujet à traiter.
Les candidats doivent savoir qu’ils sont jugés non seulement sur l’avancement du travail tout au long de la
séance, sur leur aptitude à répondre aux questions posées durant l’épreuve (au cours de la manipulation, les
examinateurs sont amenés à vérifier les connaissances du candidat et à l’interroger entre autre pour l’inciter à
mener les manipulations proposées à leur terme), mais aussi sur leurs capacités à mettre en œuvre des méthodes
classiques de manière autonome, et sur le soin apporté dans les mesures, dans l’analyse qu’ils en font et dans la
rédaction de leur compte rendu.
Remarques
Pour cette session 2016, le jury note une dégradation notoire dans la prise de relevé et l’établissement des
courbes de mesure. Cela se répercute sur la rédaction qui leur est demandée : les figures sont trop peu annotées,
sans titre explicite et au final très « brouillonnes ». L’analyse qui en découle est majoritairement minimaliste et
faite avec peu de soin. Le jury avait ressenti cela lors de la session de 2015, cette tendance s’est donc
malheureusement confirmée cette année.
La notion d’incertitude de mesure est désormais bien intégrée dans l’esprit des candidats et leur analyse
est souvent correcte. Les candidats gardent un bon comportement vis à vis des appareils sur lesquels ils sont
amenés à manipuler, si on oublie l’oscilloscope...
Leur approche de l’électronique se dégrade fortement où les notions autour de l’amplificateur opérationnel
deviennent faibles et l’analyse des circuits plus lente. Les études asymptotiques ne sont plus un réflexe des
candidats, les analyses fréquentielles posent des difficultés.
On peut rappeler que le jury est toujours prêt à aider les candidats à régler les différents appareils, mais cela
suppose que les demandes soient formulées clairement avec le vocabulaire adapté.
Concernant l’utilisation de l’oscilloscope, comme chaque année, le jury est surpris par le manque de maitrise
de certains candidats: erreurs au niveau du réglage de la base de temps, de la synchronisation, des amplitudes des
voies de mesure, mesure de déphasage... La fonction « Autoset » reste un piège pour nombre de candidats, le
jury apprécierait de ne plus la voir utilisée… Ils doivent aussi connaître clairement l’effet du mode « AC » vis à
vis du mode DC.
On ne peut que conseiller aux candidats de commencer par vérifier s'ils visualisent le signal issu du GBF à
l'oscilloscope correctement. Ainsi, ils gagnent du temps pour la suite de leur manip (en particulier, lorsque la
sortie du GBF n'est pas activée et qu'ils s'en rendent compte au bout de quelques grosses minutes).
Pour finir, effectuer une mesure est une chose, l’interpréter en est une autre. Des candidats pourraient
améliorer leur résultat à cette épreuve s’ils faisaient un effort supplémentaire en comparant leurs relevés
expérimentaux aux prédéterminations théoriques et un y apportant un regard critique.