Rapport - ENS Cachan

Transcription

Rapport de jury du concours d’entrée en 3ème année Génie Electrique de l’ENS de Cachan
CONCOURS D'ADMISSION EN TROISIÈME ANNÉE
L'ÉCOLE NORMALE SUPÉRIEURE DE CACHAN
Filière Génie Electrique
DÉPARTEMENT DE MÉCATRONIQUE
DE L'ANTENNE DE BRETAGNE
Session 2005
Ce concours est destiné à pourvoir la filière Génie Electrique du Département de
Mécatronique de l'Antenne de Bretagne (Ker Lann, Rennes). Les normaliens recrutés
pourront ainsi accéder à la préparation à l’agrégation de Génie Electrique ou, plus
exceptionnellement, à la préparation d’un Master Recherche sur le site breton de l’ENS. En
effet, les formations de l’ENS préparent fondamentalement aux métiers de l’enseignement et
de la recherche.
Sur les douze postes ouverts à la session 2005, 8 ont été pourvus.
Au vu du programme des épreuves de l'Agrégation de Génie Électrique à laquelle il
est principalement destiné, ce concours s'adresse en priorité aux titulaires d'une maîtrise
(Master 1ère année) dans le domaine de l’électronique au sens large (Électronique
Électrotechnique Automatique Informatique Industrielle) ou d'un diplôme d'ingénieur dans
ces spécialités. Le diplôme requis n’est pas nécessaire au moment de l’inscription au concours
et peut être acquis dans l’année du concours, l’admission définitive étant alors conditionnée
par son obtention à la session en cours.
Procédure du recrutement
Rappelons que le recrutement s’effectue en 3 étapes :
nLa première constitue une « pré-sélection » sur dossier dont sont éliminés du concours les
candidats :
qui ont déjà commencé une thèse qui ne sera pas terminée au moment de la rentrée
scolaire ;
qui ont laissé un ou plusieurs « trous » non justifiés dans leur cursus.
dont le parcours est très médiocre et trop sinueux ou/et qui, en ayant accumulé des
diplômes redondants, se trouvent dans une situation de concurrence déloyale au
moment du concours. Sont concernés en particulier, ceux qui sont déjà inscrits dans
un centre de préparation à l’agrégation (Génie Electrique ou Physique Appliquée) ;
A cette niveau de la sélection, il est indispensable de ne pas tricher, toute fraude étant
passible d’exclusion des concours de la fonction publique, enfin, il est important de constituer
très sérieusement le dossier et, en particulier, de faire apparaître toutes les années à partir du
bac (inclus), il n’est pas éliminatoire d’être demandeur d’emploi à l’issue de ses études ou
d’occuper un emploi dans une entreprise. De même, un redoublement n’est pas une cause
d’exclusion ! Une année totalement consacrée à la préparation du concours est vivement
déconseillée, la préparation, si elle est nécessaire, doit se faire en parallèle d’une activité
valorisante pour une future carrière dans l’enseignement ou la recherche.
Tous les dossiers administrativement administrativement recevables (33) ont été
retenus pour l’étape suivante, ce qui signifie que les candidats ont bien compris les critères
d’admissibilité.
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Rapport téléchargeable sur le site : www.mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr rubrique Concours Génie Electrique
Fondamentalement, l’objectif est d’attirer vers l’ENS de Cachan de bons étudiants a
priori motivés par une carrière dans l’enseignement et/ou dans la recherche.
oDans la deuxième étape, les candidats se trouvent dans une situation d’anonymat
complet et le concours redevient « classique ». Deux épreuves dites de grande admissibilité
sont alors proposées (voir pages suivantes), une en électronique et électrotechnique, une autre
en automatique et techniques numériques. L’épreuve écrite en français et culture générale, qui
se passe en même temps que les épreuves de grande admissibilité, n’est comptabilisée que
pour l’admission.
Sur les 33 candidats retenus sur dossiers, seulement 26 ont composé les épreuves
écrites et 16 ont été déclarés admissibles.
pLa troisième et dernière étape est composée des épreuves d’admission : l’épreuve de
français, précédemment évoquée et des épreuves orales qui se déroulent sur le site de Cachan
l’ENS de Cachan. Il s’agit d’épreuves de travaux pratiques portant sur les 4 composantes du
Génie Électrique mentionnées au paragraphe précédent ainsi que d’une épreuve d’entretien et
d’une interrogation de langue vivante. Finalement, 8 des 16 admissibles ont été admis.
Cursus des candidats ayant concouru en 2005
Sur les 33 dossiers recevables, il y avait 20 candidats d'origine universitaire, Master 1
ou 2 (Toulouse, Paris 11 Orsay, Rennes, Paris 6, Marne La Vallée, Caen, Lyon, Reims,
Poitiers, Montpellier, Bordeaux) et 15 candidats d'origine Ecole d'ingénieurs (IFSIC Rennes,
INSA Lyon, INSA Strasbourg, ENI Brest, ENSEEIHT, ENSEA, ESIEE, ENSAM,
ESIGELEC, ). Seuls 26 ont composé l’ensemble des épreuves écrites et 15 ont été
admissibles.
Parmi les admissibles, se trouvaient 9 « universitaires » et 6 ingénieurs. Enfin, parmi
les 8 admis, on trouve 4 ingénieurs et 4 masters (diplômes généralement en cours
d’acquisition).
Remarques et conseils pour les étudiants d’origine universitaire ou d’écoles :
Les candidats d’origine universitaire (en général bac + 4), qui préparent le concours,
peuvent avoir le sentiment qu’ils sont en situation de concurrence déloyale par rapport aux
étudiants d’école d’ingénieurs (bac + 5). En réalité, les statistiques varient fortement d’une
année sur l’autre et il n’est pas possible de faire une telle affirmation. Les élèves-ingénieurs
sont souvent plus spécialisés et, malgré une année supplémentaire de formation, ils ne
bénéficient pas toujours de l’équilibre recherché entre les différents domaines du Génie
Electrique (Électronique Électrotechnique Automatique Informatique Industrielle). Nous
conseillons donc aux élèves ingénieurs de bien veiller à équilibrer leurs connaissances.
Les bons étudiants de master 1 (maîtrise) réussissent généralement très bien. En cas
d’échec, nous leur conseillons de se représenter avec un niveau master 2 (recherche ou
professionnel). Cela peut leur permettre ensuite, sans perdre de temps dans leur formation, de
commencer une thèse directement en 4ème année d’Ecole Normale. Cela vaut également pour
les élèves ingénieurs auxquels s’offre souvent la possibilité de préparer un Master recherche
durant la dernière année.
Il est vivement déconseillé de passer une année exclusivement destinée à la
préparation du concours d’entrée.
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Remarques générales sur les épreuves
Les épreuves scientifiques et techniques portent sur l'électronique (analogique,
traitement du signal, numérique...), l'électrotechnique (machines, électronique de
puissance...), l'automatique et les techniques numériques au niveau enseigné dans les
maîtrises EEA qui traitent effectivement de façon équilibrée toutes ces disciplines. Elles
portent aussi bien sur des aspects fondamentaux et théoriques que sur des aspects pratiques et
technologiques.
Aptitudes requises des candidats
Il s’agit d’un recrutement de fonctionnaires de l’Éducation Nationale qui doit les
conduire à des responsabilités souvent importantes dans le système éducatif français
(enseignement secondaire ou supérieur, recherche) et les candidats ne doivent pas l’oublier.
En ce qui concerne les compétences scientifiques, nous tenons à insister sur la
nécessité d'être capable d'aborder toutes les facettes du Génie Électrique. Depuis la session
2005, il n’y a plus d’option à l'agrégation de Génie Électrique, il est donc indispensable, pour
obtenir l'agrégation de posséder un bagage minimal d'un niveau relativement élevé dans les
domaines « électronique et informatique industrielle » (ex option A) et « électrotechnique et
électronique de puissance » (ex option B) ainsi qu'en automatique et informatique
industrielle/techniques numériques, sachant que la préparation dure en réalité environ huit
mois.
Du point de vue pédagogique, les candidats doivent manifester de réelles
aptitudes à communiquer et à évoluer pour transmettre les connaissances, qu’ils se
destinent à l’enseignement ou à la recherche, ou aux deux à la fois.
Principales conditions d’inscription et calendrier prévisionnel
Pour être autorisé à s'inscrire au concours, il faut justifier d'un diplôme adéquat
(précisé dans les textes officiels), être âgé d'au plus 25 ans au 1er janvier de l'année
d'inscription au concours (âge qui peut être reculé d'une durée égale à celle du service
national effectué). Si un lauréat du concours est également reçu (admissible et admis) à
l'agrégation, il perd le bénéfice de son admission (nouvelle disposition du concours).
Attention la période d’inscription au concours est courte (début décembre à
début janvier).
Les pré-inscriptions se font par Internet, pour la session 2006 vérifier le site
d’inscription et la plage de dates sur :
http://www.conc.ens-cachan.fr/index.html
A titre d’information, pour la session 2005, la plage de préinscription allait du 4 décembre
2004 au 15 janvier 2005 (minuit).
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Après l’étape obligatoire de pré-inscription, les 3 phases de déroulement du concours sont les
suivantes :
Admissibilité :
- un dépôt de dossiers, l'un (administratif) au Ministère de l'Éducation Nationale, le second
(universitaire) à l'École Normale Supérieure de Cachan, au début de l'année civile du
concours (généralement début février pour le dossier administratif et mi-février pour le
dossier universitaire) ;
Grande admissibilité :
- à l'issue de la pré-sélection sur dossier, épreuves écrites "de grande admissibilité"
(généralement mi-avril, à vérifier sur la convocation consécutive à l’inscription et/ou sur le
site web).
A l’occasion des épreuves d’admissibilité, les candidats composent également une épreuve
écrite d’admission, celle de français et culture générale qui ne comptera que s’ils sont
« grands-admissibles ».
-
Admission :
épreuves orales à l'ENS (début juin sur le site de Cachan).
Pour connaître l’actualité concours (dates des épreuves, plannings,
résultats, textes officiels…), se renseigner :
sur le serveur internet du service scolarité-concours :
http://www.ens-cachan.fr/
http://www.conc.ens-cachan.fr/index.html
au service des concours à Cachan : 01 47 40 20 78 ou télécopie : 01 47 40 27 45.
Pour obtenir des informations sur l’antenne de Bretagne, le département de
Mécatronique…, consulter son site internet :
http://www.bretagne.ens-cachan.fr/
Enfin, pour une préparation efficace au concours, le département de
Mécatronique propose des annales d’épreuves écrites des années passés ainsi
que des corrigés :
http://www.mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr/
à la rubrique concours et annales.
Nous avons reproduit, dans les pages suivantes, les sujets des épreuves écrites de la
session 2005 ainsi que les éléments de corrigés et nous vous invitons à lire attentivement les
rapports des jury de chacune des épreuves (écrites et orales).
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ÉPREUVES
D’ADMISSIBILITÉ (ÉCRITES)
QUELQUES CONSEILS POUR LES ÉPREUVES ÉCRITES
- Effectuer une lecture rapide de l’ensemble de l'énoncé avant de commencer. Identifier les
parties indépendantes. Une fois le problème compris, établissez rapidement une stratégie pour
le traiter le plus efficacement possible. Enfin, lorsqu’il y a des calculs, il est indispensable de
faire apparaître la démarche, un résultat brut est rarement acceptable.
- Apprenez à gérer votre temps, c'est un concours. Il est inutile d’en gâcher une grande partie
pour tenter de résoudre un problème pour lequel on n'est manifestement pas prêt... Lorsque les
calculs sont très compliqués, il y a une probabilité élevée pour qu’une erreur ait été commise.
- En passant ce concours, vous vous préparez de préférence aux métiers de l’enseignement
et/ou de la recherche, par conséquent, vous devez avoir le souci de clarté de présentation de
vos résultats et sur la qualité globale de présentation des copies.
- Il est vivement conseillé de se préparer au concours, par exemple en s'exerçant sur les
problèmes posés lors des sessions passées. Consulter les pages web du département de
Mécatronique à la rubrique concours Génie Electrique et annales : sujets et corrigés :
http://www.mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr/
Le niveau est celui de la maîtrise EEA.
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ÉPREUVE ÉCRITE
SYSTÈMES ÉLECTRONIQUES ET ÉLECTROTECHNIQUES
(Durée : 4 heures — Coefficient 6)
voir le sujet en téléchargement sur http://www.mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr/
Cette épreuve est destinée à vérifier, d'une part, le niveau de connaissance des
candidats et, d'autre part, à tester leur aptitude à analyser des problèmes nouveaux. Elle
comprend deux parties (l'une en électronique, l'autre en électrotechnique), qui doivent
obligatoirement être traitées. La « non-composition » de l'une des deux demi-épreuves est très
pénalisante, il est, en particulier, impossible de se rattraper en réussissant exceptionnellement
bien dans l'une d'elles.
Partie ÉLECTROTECHNIQUE :
Rappelons en préambule que l’électrotechnique représente les sciences et
technologies du traitement de l’énergie électrique.
L’épreuve comportait deux problèmes, le premier, assez original, concernait l’étude de
transferts énergétiques (charge d’un condensateur, puis mise en vitesse d’une charge
inertielle) ; le second très classique concernait un transformateur monophasé en régime
sinusoïdal (fonctionnement électrique et notions sommaires de dimensionnements).
Le premier problème nécessitait d’être capable de mettre en équation les charges d’un
condensateur et d’une inertie (en rotation) et de calculer les énergies accumulées et dissipées.
Il permettait de mettre en évidence un aspect fondamental des systèmes de conversion
d’énergie : les transferts rapides d’énergie conduisent à des pertes plus élevées. Quelques
candidats (heureusement rares) confondent énergie et puissance et/ou sont incapables
d’obtenir l’équation différentielle élémentaire qui caractérise ces régimes transitoires.
Pourtant, plusieurs anciens problèmes (anales avec corrigés) de ce même concours
permettaient de s’entraîner sur ces aspects de l’électricité.
En ce qui concerne le second problème sur un transformateur, il faisait appel à des
notions extrêmement élémentaires d’électricité, sachant que le transformateur constitue un
objet fondamental de l’électrotechnique. A l’occasion de la correction de ce problème, le jury
a pu observer que quelques candidats ne connaissent pas du tout le transformateur et
notamment son schéma équivalent le plus fréquemment utilisé et que d’autres maîtrisent assez
mal des notions très élémentaires comme le diagramme de Fresnel. Quant aux « notions
sommaires » de dimensionnement qui faisaient appels à la technologie et à la connaissance
d’ordre de grandeur, elles n’ont été correctement traitées que par un tout petit nombre.
Le jury recommande aux candidats de ce concours d’améliorer leurs connaissances de
base en électrotechnique classique, correspondant au niveau licence en EEA. Il les encourage
à consulter les ouvrages de référence correspondant à ce niveau. Un entraînement peut
également être fait à partir des sujets et de leurs corrigés accessibles par téléchargement sur le
site web de l’antenne de Bretagne de l’ENS, à la rubrique département Mécatronique,
concours et annales.
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Partie ÉLECTRONIQUE :
La partie électronique portait cette année sur l’étude de quelques fonctions
analogiques utilisées sur la carte de régulation d’un convertisseur d’énergie travaillant entre
un panneau solaire et une batterie de 12 volts. Le sujet comprenait plusieurs groupes de
questions indépendantes de difficulté variable, ce qui a permis à un grand nombre de réussir
honorablement cette épreuve (la moitié des candidats a eu la moyenne).
Voici les quelques remarques, qui font suite à la correction de cette demi-épreuve :
Manque de rigueur sur le tracé des graphes (absence du nom des axes, des
valeurs particulières, …), mais aussi sur les applications numériques (précision, unités, …).
Calculs trop longs (mais le plus souvent bons heureusement), avec parfois un
peu d’inattention (erreurs lors de développements intermédiaires, …). Les résultats ne sont
pas toujours bien présentés (non simplifiés, non encadrés, …).
Quelques erreurs sur le choix des outils mathématiques à utiliser en fonction de
la nature des signaux (sinus, carré, …), ce qui a conduit à des développements trop longs, peu
clairs et sans résultats.
Des difficultés pour expliquer simplement en quelques mots le fonctionnement
d’un montage (ici un générateur de signal triangulaire).
Le jury tient également à préciser de nouveau que la présentation de la copie doit faire
l’objet du plus grand soin de la part des candidats. Attention donc à l’écriture (pas trop de
ratures quand même), à la clarté et présentation des résultats (taille des graphes en particulier)
et au bon respect du numéro des questions.
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ÉPREUVE ÉCRITE
AUTOMATIQUE ET TECHNIQUES NUMÉRIQUES
voir le sujet en téléchargement sur http://www.mecatronique.bretagne.ens-cachan.fr/
L'épreuve écrite d'Automatique et Techniques Numériques comporte 2 sujets indépendants et
obligatoires.
Partie TECHNIQUES NUMÉRIQUES
Comme chaque année cette partie se ramenait à l’étude de fonctions logiques
combinatoires et séquentielles élémentaires, dans un environnement de circuit programmable
basique (CPLD).
On peut imaginer que la plupart des candidat(e)s à ce concours souhaitent préparer, et
réussir, l’agrégation de Génie Electrique. Ils (elles) doivent donc être conscient(e)s que
l’Informatique Industrielle (qui consiste en la réalisation matérielle, en logique câblée (CPLD,
FPGA) et/ou programmée (microcontrôleur, DSP), de fonctions de l’automatique et des
automatismes) représente une part de plus en plus importante des épreuves, en particulier
orales (44% des montages courants faibles et des leçons courants forts pour la session 2005).
Cela coïncide avec le besoin de formateurs dans ce domaine, qui est de plus en plus
important : la grande majorité des postes de professeurs agrégés proposés encore cette année
par les IUT (principal débouché pour un agrégé de Génie Electrique en ce moment)
concernait des enseignements en électronique numérique, informatique industrielle et réseaux
de communications, etc… Les applications sans CPLDs, FPGAs, microcontrôleurs, et même
DSP deviennent rarissimes. La littérature classique ainsi qu’Internet regorgent de documents
sur ce sujet, et il n’est pas inutile de visiter régulière les sites Internet des constructeurs
(Texas, Cypress, Latice, Altera, Xilinx, ST microelectronique, Atmel, etc…).
Les quelques mois de préparation à l’agrégation ne peuvent combler des lacunes trop
importantes dans ce domaine.
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Partie AUTOMATIQUE.
Le problème B, associé à la partie Automatique, consistait à étudier un asservissement
échantillonné.
Le début du problème traitait de l’établissement de la transmittance en ‘z’ du système
en Boucle Ouverte puis en Boucle Fermée afin de déterminer un premier critère de stabilité.
Ce premier critère était ensuite comparé dans une étude du système échantillonné par une
démarche approchée analogique. Puis les précisions statiques et dynamiques étaient
demandées en s’appuyant sur les théorèmes classiques des valeurs finales et un calcul de
relation de récurrence. La fin du problème proposait l’étude d’un correcteur numérique PI et
de son influence sur les performances globales du système.
La première partie faisait appel à une décomposition en éléments simples suivie de
leurs transformées en ‘z’ respectives. Plus de la moitié des candidats a fait des erreurs de
calculs ou bien ne maîtrise pas ces techniques. On s’attendait à plus de rigueur de la part des
candidats.
L’approche analogique du système échantillonné a rarement été correctement étudiée
jusqu’au bout. Malgré une modélisation majoritairement correcte, rare ont été les candidats
qui ont su établir la condition de stabilité. On a le sentiment qu’ils connaissent des ‘recettes’
toutes faites mais qu’ils n’en maîtrisent pas le sens ni l’origine. Cela a pour conséquence une
difficulté à mener un raisonnement jusqu’au bout si celui-ci s’écarte des problèmes
classiques.
Quelques candidats ont su traiter correctement l’ensemble du sujet. Une grande partie
d’entre eux a montré des difficultés quant à l’étude d’un système échantillonné et de sa
modélisation. En revanche, la majorité des candidats ont su ne pas rester bloqués par une
question et continuer le sujet pour répondre à des questions ne dépendant pas des résultats
précédents.
Le jury rappelle aux candidats que, de plus en plus, les asservissements passent par un
échantillonnage. Désormais, on ne peut plus se contenter de faire des études analogiques, il
faut aussi une bonne connaissance des techniques d’analyse et de modélisation des systèmes
échantillonnés.
Bibliographie suggérée pour les candidats ayant des lacunes :
Introduction à l'Automatique. Raymond Hanus et Philippe Bogaerts. Volumes 1 et 2.
Bibliothèque des universités, 1996 et 2000.
Automatique. Systèmes linéaires et continus. Pascal Codron et Sandrine Le Ballois.
Dunod, 1998.
Systèmes asservis non linéaires. J.-Ch. Gille, P. Decaulne, M. Pélegrin. Tome 1. Dunod
automatique, 1991.
Systèmes linéaires, non linéaires, à temps continu, à temps discret, représentation
d'état, Yves Granjon, Dunod, 2003
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ÉPREUVES
D’ADMISSION
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ÉPREUVE ÉCRITE
ÉPREUVE DE FRANÇAIS ET DE CULTURE GÉNÉRALE
L’épreuve de français et de culture générale portait sur un texte de Sylvain Allemand,
« A l’heure de l’urbanisation généralisée », article d’un numéro de la revue Sciences
Humaines (n° 34, 2001, numéro hors série « Les grandes questions de notre temps »).
Le texte, à propos de l’urbanisation, qui est massive et en croissance rapide, souligne un
paradoxe : la définition de la ville est devenue difficile. Quoi de commun entre des
agglomérations aussi différentes que Bourges et Mexico ? D’où une floraison lexicale pour
tenter de cerner ces réalités dont les rythmes de vie n’ont plus rien de commun avec les villes
traditionnelles.
L’auteur indique diverses évolutions qui expliquent cette difficulté à donner sens à la
notion de ville.
Le brouillage de la frontière entre ville et campagne, du fait de l’extension de
l’urbanisation, de manière discontinue, à des régions entières (les « métapoles »). Le
renforcement des grandes agglomérations au détriment des villes moyennes, les « mégapoles
» étant ces villes champignons du Sud dont la croissance sauvage déstabilise la société. Loin
du développement à partir d’un centre historique, on voit proliférer une réalité multipolaire.
La transformation des modes de vie qui fait qu’on peut appartenir à plusieurs villes, et que la
perception de celles-ci est lacunaire. La fragmentation sociale de la ville si elle a toujours
existé, s’accentue, et l’on évoque les ghettos et l’opposition entre centres-villes et banlieues.
Enfin la multiplication des discours auxquels prête la ville, celui de l’architecte ayant
perdu son ancienne suprématie, témoigne que la ville cristallise les enjeux de société, en
particulier celui du lien social. Un tel éclatement appelle l’interdisciplinarité.
Ainsi le mot ville apparaît favoriser ces échanges et fait émerger une réalité davantage
liée aux interactions sociales qu’à un seuil de population ou à une fonction particulière. Il
renvoie moins à un dénominateur commun qu’à une typologie, une échelle d’urbanité.
Le premier exercice, noté sur 10 points, est un résumé du texte en 250 mots (avec une
tolérance de + ou – 10%). Un tel texte ne présentait aucune difficulté de compréhension, mais
du fait même de son ampleur une synthèse dans des limites aussi contraignantes exige une
parfaite compréhension, à partir d’une analyse aussi précise que complète. Il s’agit en effet
d’en dégager l’argumentation pour restituer celle-ci sous une forme rigoureuse et claire. La
plupart des candidats y sont parvenus avec talent. Les quelques notes inférieures à la moyenne
s’expliquent par des carences soit de compréhension du texte, soit d’expression.
Le deuxième exercice, également noté sur 10 points, est un essai à partir d’une idée
présente dans le texte.
Le choix était laissé aux candidats d’analyser et de discuter l’une des deux réflexions
suivantes :
a)
« Tout se passe comme si [la ville] ne se définissait plus à partir de ses
composantes fonctionnelles ou urbanistiques, mais à travers les mobilités dont elle est le
théâtre ».
b)
« Il est vrai que la ville, grande ou petite, semble désormais cristalliser les
enjeux de société, à commencer par le lien social ».
Dans le cadre d’une épreuve de 3 heures au total, il n’est pas question de demander un
exposé approfondi et achevé sur des sujets présentant une certaine complexité, ni un discours
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de « spécialiste ». En revanche, on attend une réflexion personnelle, construite et
correctement rédigée. La grande majorité des copies répond à ces exigences. Certaines
témoignent de belles qualités de réflexion et d’écriture, manifestant un intérêt pour les
questions de notre société. Les choix des candidats se sont à peu près équitablement répartis
entre les deux sujets proposés.
Beaucoup de copies obtiennent d’excellentes notes. Les notes médiocres s’expliquent
par une difficulté à réaliser les deux exercices dans le temps imparti, et plus souvent par des
défaillances importantes au plan de la présentation du devoir et de l’expression française. Au
total on peut se féliciter de la qualité d’ensemble des travaux fournis sur un sujet
d’importance dans le monde contemporain.
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ÉPREUVES PRATIQUES ET
INTERROGATION DE GÉNIE ÉLECTRIQUE
COURANTS FORTS 4h (Coefficient 5)
COURANTS FAIBLES 4h (Coefficient 5)
Il s'agit à travers des épreuves expérimentales, qui se déroulent dans les salles de
travaux pratiques de l'ENS, de tester les connaissances mais surtout les aptitudes à
l'expérimentation dans chacun des quatre domaines : Électronique, Électrotechnique,
Automatique et Techniques numériques. A l'École Normale Supérieure de Cachan, nous
tenons beaucoup à l'aspect expérimental de la formation car nous sommes persuadés qu'il
constitue une étape essentielle à l'acquisition des connaissances et à leur transmission. Le très
fort coefficient de ces épreuves montre bien l’importance que nous y portons.
Nous souhaitons que les candidats sachent effectuer un lien, le plus fort possible, entre
leurs connaissances théoriques (les modèles et les méthodes d'analyses) et les expériences (la
réalité et les mesures). Il est donc nécessaire qu'ils maîtrisent bien leur discipline, qu'ils
fassent preuve de curiosité expérimentale et qu'ils aient conscience des limites des modèles et
des mesures. Une bonne connaissance des appareils de mesures (numériques, analogiques,
oscilloscopes, sondes...) est indispensable.
Le sens critique devant l’expérience est également une qualité très précieuse.
Pendant ces épreuves, un examinateur se tient à la disposition des candidats pour leur
donner des indications sur les matériels qui peuvent leur être inconnus. Il passe régulièrement
pour les évaluer durant le déroulement de l’épreuve (le compte rendu, remis en fin de séance,
joue un rôle secondaire dans l’attribution de la note).
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Epreuve pratique et interrogation de courants forts
L’épreuve dite « courants forts » comprend deux demi-épreuves de deux heures
chacune : l’une d’électrotechnique/électronique de puissance, l’autre d’automatique.
Demi-épreuve d'électrotechnique (2h) :
Les sujets portent sur des montages simples à base de moteurs ou/et de convertisseurs
électronique de puissance (hacheurs, redresseurs, alimentations à découpage, transformateur
industriel). L'objectif de l'épreuve est de tester la capacité des candidats a vérifier
expérimentalement un principe ou un modèle. Le jury évalue aussi le candidat sur ses
capacités de mise en oeuvre des dispositifs et de l’instrumentation ainsi que ses qualités
d’interprétation des résultats.
Cette démarche sous entend que le candidat connaisse et propose un modèle, qu'il soit
capable d'élaborer une stratégie de validation et de justifier le dispositif de mesure nécessaire
et enfin, qu'il soit en mesure d'interpréter ses résultats en indiquant les limites du modèle. Le
jury a constaté que cette démarche est assez rarement suivie, soit que la connaissance du
principe ou du modèle est inconnue (rédhibitoire), soit que la stratégie de vérification fait
défaut (grave), soit que la maîtrise de la métrologie est insuffisante (excusable). La tendance
la plus souvent observée est l'absence d'interprétation des résultats. Le jury appelle donc les
futurs candidats à prendre plus de recul sur les résultats expérimentaux et à s'entraîner à
élaborer une démarche scientifique rigoureuse.
On observe malheureusement une tendance nettement marquée au recul des
connaissances de base dans le domaine de l'électromagnétisme et de l’électrotechnique, ce qui
pénalise de nombreux candidats. Pour autant les notions requises concernent les bases du
magnétostatisme (théorème d'Ampère, loi de Lenz, etc..) et qui sont fondamentales en
électrotechnique élémentaire ; leur bonne maîtrise assurerait chaque candidat d'une note
minimale nécessaire au succès dans cette épreuve.
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Demi-épreuve d'automatique (2h) :
L'épreuve pratique avait pour but l'identification d'une fonction de transfert qui par la
suite servait de support à l’élaboration d’un asservissement à retour unitaire. Les propriétés de
l’asservissement étant mesurées, la mise en œuvre d’un correcteur était demandée (type PID).
La majorité des candidats traite l’identification de manière correcte avec une bonne
maîtrise de la mesure (utilisation de l’oscilloscope, réalisation du rebouclage). Par contre, peu
nombreux sont les candidats qui tracent une courbe en même temps que leur relevé de points
ce qui fait toujours perdre du temps dans le cas d’erreurs de mesure. Le jury rappelle aux
candidats qu’il est judicieux de faire un ‘balayage’ en fréquence manuel pour estimer le
comportement de la sortie et avoir ainsi une bonne vision des zones de fréquence utiles à
l’élaboration d’un relevé précis et rapide.
Les concepts de base des asservissements sont généralement connus d’un point de vue
théorique. L’estimation du comportement en terme de stabilité lors du rebouclage est assez
bien acquise.
Cependant, la détermination d’un correcteur reste extrêmement laborieuse quand il
s’agit de faire des choix par rapport à une courbe. Il en est de même concernant le
comportement dynamique du système bouclé à partir de la boucle ouverte.
Pour ces épreuves pratiques, le sens critique des candidats doit s'exprimer à chaque
étape. Les candidats sont évalués sur leurs connaissances mais également sur leur aptitude à
réagir sainement à une mesure inattendue. Le jury a apprécié, par exemple, qu’une
identification fréquentielle soit comparée à une réponse impulsionnelle afin d’en comparer les
résultats. En revanche, de nombreux candidats n'ont pas été en mesure d'interpréter ou de
corriger une instabilité apparaissant de manière "imprévue", interprétation qui aurait été
rendue possible par une mesure plus rigoureuse.
De même, le candidat doit être à même de régler les tensions d'entrée aux meilleurs
niveaux possibles pour que l'exploitation des mesures ne soit pas gênée par des questions de
bruit et également de ne pas être bloqué par des questions élémentaires du jury.
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Epreuve pratique et interrogation de courants faibles
L’épreuve dite « courants faibles » comprend deux demi-épreuves de deux heures
chacune : l’une d’électronique analogique, l’autre de techniques numériques.
Demi épreuve d'électronique (2h) :
L’objectif de cette demi épreuve est d’évaluer les connaissances théoriques et
pratiques des candidats en électronique analogique. Les sujets proposés sont classiques et
portent sur le programme de Licence et de Maîtrise (ex EEA, Ingénierie Electrique…).
L’épreuve comporte deux parties.
Durant la première partie (30 minutes au maximum), le candidat prend connaissance
du sujet (et des éventuelles documentations techniques jointes à l’énoncé). Il répond très
brièvement aux questions théoriques lui permettant par exemple de déterminer la valeur de
certains composants.
La seconde partie est purement pratique : câblage du(des) circuit(s) et mesures
comparatives. L’ensemble est complété par de nombreuses questions (orales) sur le sujet
proprement dit, ainsi que sur l’électronique analogique en général (amplification,
modulations/démodulations, filtrage, composants, etc.). Ceci doit permettre à l’examinateur
d’évaluer non seulement l’étendue des connaissances des candidats, mais aussi leur aptitude à
parfaitement maîtriser les méthodes d’analyse et d’expérimentation requise pour la
préparation à l’agrégation.
Sur le plan expérimental, aucun problème d’utilisation de plaques d’essais (dites
plaques à trous ou « labdec ») n’a été constaté. Ce support de câblage assez répandu est bien
connu des candidats. Le fonctionnement des appareils classiques (alimentations stabilisées
simples ou doubles, multimètres, GBF, oscilloscopes, sondes) est en général connu. Plus de la
moitié des candidats ont câblé leur montage correctement.
La seconde partie est de loin la plus importante. Les examinateurs ont constaté une
très forte disparité sur le niveau de culture générale en électronique analogique
(caractéristiques et défauts des composants, ordres de grandeur, applications, …). C’est un
point fondamental que les candidats doivent approfondir.
page 16
Demi épreuve de techniques numériques (2h) :
Les candidats devaient décrire des systèmes numériques simples (fonctions
combinatoires et séquentielles synchrones) et valider leurs descriptions à l’aide d’un
simulateur numérique. La maîtrise du langage de description (VHDL) n’était pas nécessaire.
Le système était ensuite implanté dans un composant logique programmable in situ (type
CPLD) puis testé. Les candidats sont évalués sur leurs connaissances en terme de
"composants" et d'architectures matérielles propres aux techniques numériques et non pas en
terme de programmation.
Bien que cela ait été mentionné dans le rapport de l'année passée, de grandes
difficultés ont encore été rencontrées par certains candidats lors de la mise en oeuvre d'un
interrupteur avec une résistance de rappel, ou pour placer une résistance de limitation du
courant traversant une DEL... En général, les candidats ont gardé quelques souvenirs des
principales fonctions logiques rencontrées au cours de leurs études, en revanche ils manquent
cruellement de pratique.
Les candidats susceptibles de décrire l’architecture matérielle d’un séquenceur
synchrone (machine d’état de type Moore ou Mealy par exemple) ou l’architecture matérielle
d'un système à microprocesseur ont été vivement appréciés.
Les futurs candidats sont donc vivement incités à actualiser leurs connaissances dans
ces domaines particuliers:
-
les fonctions combinatoires essentielles (multiplexage, démultiplexage, encodeur,
décodeur, ROM et structure universelle d’un PLD),
-
la notion de bascules et de séquenceurs en général ainsi que l’intérêt de la logique
synchrone en particulier,
-
l’architecture matérielle des systèmes séquentiels synchrones et les règles
temporelles à respecter,
-
l’architecture matérielle des systèmes à base de microprocesseur,
-
l'architecture interne des composants programmables par l'utilisateur (CPLD et
FPGA),
-
les contraintes électriques liées à l'interfacage des circuits numériques CMOS.
page 17
ÉPREUVE ORALE
D'ENTRETIEN
(Durée 30 minutes - Coefficient 3)
L’épreuve d’entretien prend la forme d'un exposé du candidat à partir d'un texte
d'intérêt général, qui peut revêtir une dimension scientifique ou technologique, suivi de
questions permettant d'apprécier la culture, les motivations et le projet de carrière du candidat.
Cette épreuve dure 30 minutes, après un temps égal de préparation. Elle se décompose
en trois parties :
Première partie : après lecture d’un paragraphe du texte choisi par le candidat, il présente en
cinq minutes un résumé de l’ensemble du texte.
Ce que le jury attend essentiellement relève de qualités intellectuelles de
compréhension, d'organisation, de clarté logique en général, et plus précisément de l'aptitude
à exposer simplement et de façon concise l'essentiel d'un texte. Plutôt que d’engager une
lecture linéaire, souvent proche de la simple paraphrase, il convient de présenter la thèse du
texte, son argumentation, d’en indiquer la structure et d’enchaîner le discours avec des
transitions claires.
Deuxième partie : le candidat développe en 10 minutes un thème lié au sujet du texte.
Le jury attend un choix clair, un commentaire qui évite les platitudes et révèle
ouverture d’esprit, réflexion et sens critique.
Troisième partie : l’épreuve s’achève sur un entretien avec le jury, portant en particulier sur
les motivations du candidat.
Cet entretien se déroule librement à partir de questions du jury et des réponses du
candidat. Naturel, vivacité intellectuelle et, bien entendu, aptitude à la communication sont
particulièrement appréciés. La présence personnelle est importante, ainsi que les qualités
spécifiques de l’oral indispensables à un futur enseignant : un message doit être audible, juste
dans son expression, précis et … intéressant !
Ecouter, comprendre ce qui est demandé, répondre précisément, clairement, avec le
sens des nuances, et honnêtement, sont les meilleurs atouts pour cette épreuve.
page 18
Notes de 15 à 19 : l’exposé est clair et solide. Les motivations sont mûries. La langue est
claire, précise.
Notes de 8 à 14 : le jury est en face de candidats qui s’acquittent honnêtement de l’épreuve :
-
Candidats intéressants par leur parcours (bacs techniques, parfois BEP), leur honnêteté
et la richesse humaine dont ils sont porteurs ; mais qui, en revanche, peuvent manquer
d’aisance dans la conceptualisation de leurs idées.
-
Candidats qui comprennent le texte et dont l’expression est correcte, mais dont
malheureusement le commentaire reste linéaire, dont les motivations sont moyennes et
dont la « présence » laisse à désirer.
Le jury, sans être enthousiaste, considère qu’il n’y a pas de contre-indication à l’admission si
les épreuves de spécialité sont réussies.
Notes inférieures à 8 : A des degrés divers, le jury considère que ces candidats, quelles que
soient leurs qualités, ne répondent pas pleinement aux exigences du concours. Il lui paraît
difficile, parfois impossible, que ces candidats puissent atteindre, en un an, le niveau
d’expression orale et de clarté d’esprit que nécessite l’agrégation… voire qu’ils se destinent
au métier d’enseignant.
Un candidat à l’ENS s’engage, a priori, dans un métier lié à l’enseignement et/ou à la
recherche et, généralement pour une longue durée. A ce niveau de recrutement, le jury est
surpris de constater que certains candidats, heureusement rares, semblent là par hasard, avec
une idée très vague de ce qui les attend, formulée sans conviction. Leur note s’en ressent.
Les candidats à la session 2005 du concours ont obtenu des notes allant de 2/20 à 16/20.
La répartition est la suivante :
- 4 notes supérieures ou égales à 15 ;
- 6 notes comprises entre 8 et 14 (inclus) ;
- 3 notes inférieures ou égales à 7.
La moyenne globale est de 10,5.
page 19
ÉPREUVE ORALE DE LANGUE VIVANTE :
Anglais, allemand, espagnol ou russe
ÉPREUVE D'ANGLAIS
Note la plus haute :14.5
Note la plus basse :02
Moyenne :09
12 candidats ont présenté cette épreuve de langue,3 étaient absents.La moyenne du
groupe inclut des notations très peu significatives pour deux prestations dont l’impréparation
et le manque de sérieux étaient évidents.Pour les autres candidats,le jury a noté une meilleure
connaissance des modalités de l’épreuve et un progrès dans le maniement de la langue.Même
si l’ensemble reste modeste,c’est un constat plutôt encourageant sur les années précédentes.
Quelques pistes cette année à nouveau,qui complètent celles mentionnées dans les
précédents rapports,que les futurs candidats auraient grand intérêt à consulter également.
Sur le plan du lexique,continuer à travailler sur la nature des mots et leur rôle dans la phrase
:un adjectif en –ed n’a pas la même fonction qu’un adjectif en –ing ( interested/
interesting ),comparatifs et superlatifs ne sont pas équivalents ( cheaper / cheapest ).
Sur le même plan,les’h’ oubliés produisent des confusions : eating n’est pas heating (voire
eatching !!) et a hole n’est pas : all (voire : wool !!).
La tendance à calquer le français est souvent présente,et les candidats auraient
intérêt,dès la lecture de ce rapport,à se dresser une liste de termes qu’ils ont de grandes
chances d’avoir à utiliser ,tels que : study, energy, findings, count, measure, vehicle,
prototype, knowledge, theoretical, liste non exhaustive, bien entendu !
Les faiblesses sur le plan grammatical restent les déterminants (article,ou pas ) les
temps et les formes verbales en général.Bravo au candidat qui a osé les formes
interrogatives,mais attention à l’ordre des mots ainsi qu’à la construction ( why not make et
non pas making ).Ne pas utiliser de futur dans les subordonnées de temps.
Ecouter les bulletins d’informations sur la BBC,lire régulièrement des articles
scientifiques,un crayon à la main,sont une excellente préparation !
Documents tirés de :Popular Science, The New Scientist .
page 20
ÉPREUVE ORALE DE LANGUE VIVANTE :
Anglais, allemand, espagnol ou russe
ÉPREUVE D'ESPAGNOL
Textes proposés
Articles tirés de journaux de l’année en cours :
« El pueblo con más farmacias » El Mundo, 27/04/2004 évoquait la récente prospérité d’un
village mexicain situé à la frontière avec les Etats-Unis où les médicaments sont vendus à des
prix très inférieurs à ceux qui sont pratiqués de l’autre côté de la frontière, ce qui ne manque
pas d’attirer les retraités qui ont des difficultés financières pour se soigner.
« Las academias de ciencias piden al G8 la reducción de gases de efecto invernadero » El
País 03/05/05 rapportait l’intervention de scientifiques du monde entier pour obtenir
l’application du protocole de Kyoto.
Rapport de l'épreuve
Les notes attribuées ont été : 14 et 17 / 20.
Aucun des candidats n’a commis de contresens d’interprétation. La compréhension est
correcte. Les différences de notation correspondent aux différentes capacités d’expression :
correction syntaxique et lexique plus ou moins étoffé. Pour le meilleur candidat la fluidité de
l’expression a permis un commentaire structuré et approfondi du document.
Rappelons aux futurs candidats que l’épreuve se déroule de la façon suivante :
- brève présentation de l’article indiquant son sujet, sa source et sa date de publication.
-compte-rendu précis et structuré de l'article, ce qui implique une hiérarchisation des
informations pour dégager les axes essentiels.
- commentaire aussi argumenté que possible faisant valoir les connaissances contextuelles des
candidats attentifs à l'actualité du monde en général et du monde hispanique en particulier.
Cette première partie de l’épreuve ne doit pas excéder 20mn. Elle est suivie d’un entretien de
10mn avec le jury. Cet entretien, conduit dans un esprit positif, est destiné à permettre au
candidat de préciser ou de nuancer tel ou tel de ses propos. Le candidat sera éventuellement
invité à évoquer son projet professionnel et les raisons pour lesquelles il souhaiterait
poursuivre sa formation à l’ENS.
Conseils pour la préparation de l’épreuve :
La richesse et la correction de la langue étant indispensables à une bonne prestation, il est
conseillé aux candidats de prendre le temps de fréquenter la presse et les émissions
radiophoniques ou télévisuelles de façon à rafraîchir leurs connaissances lexicales et assurer
leur maniement des structures linguistiques. Les fautes de conjugaison, l’emploi approximatif
des prépositions et de la syntaxe pronominale caractérisent les interventions des candidats les
moins préparés. Avec la qualité de la langue, les meilleures prestations offrent une
présentation claire de la problématique induite par l'article et font preuve d’une certaine
ouverture d'esprit au moment de l'entretien.
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Rapport - ENS Cachan

Transcription

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