Filière PC-Sciences physiques

Physique I

L'épreuve orale de Physique I s'est déroulée à Supélec dans de très bonnes conditions. Chaque interrogation comporte deux exercices qui portent sur deux parties distinctes des programmes de première et seconde année. Une demi-heure est réservée à la préparation et 30 minutes à la présentation devant l'examinateur.

Afin d'améliorer un peu plus la qualité des prestations orales, nous allons préciser nos observations quant à la forme générale de la présentation orale et son contenu scientifique.

Remarques générales

Insistons tout d'abord sur le fait que les candidats doivent se présenter à l'heure, munis de leurs convocations, d'une pièce d'identité, d'une calculatrice et d'un stylo, nécessaire entre autres à l'émargement. Quelques efforts restent encore à faire dans l'utilisation des formules de politesse les plus élémentaires.

Le temps de préparation de trente minutes doit être consacré en priorité à une lecture approfondie des textes des deux exercices, ceux-ci devant être impérativement abordés au cours de la présentation orale ; l'impasse délibérée sur l'un des deux exercices est toujours pénalisante. Le candidat doit préparer la structure de son exposé, la méthode du raisonnement et la démarche de résolution. Les voies de résolution qui sont apparues erronées ou trop calculatoires lors de cette période de préparation doivent être évitées par la suite. Il est d'autre part normal de ne pas terminer une phase calculatoire en préparation, mais conseillé d'avoir envisagé les voies d'approche des questions posées par écrit. Au cours de l'exposé, d'autres questions pourront être posées afin de compléter et d'approfondir la communication avec l'examinateur.

Rappelons à ce propos que l'exposé oral doit consister en un dialogue ouvert entre le candidat et l'examinateur, ce dernier jugeant à la fois les connaissances scientifiques, la rigueur et l'initiative du candidat, mais aussi ses aptitudes à communiquer et à s'exprimer. Un exposé clair, intelligible, dynamique, et un tableau bien employé (l'utilisation des craies de couleur à bon escient n'est pas interdite) sont toujours les bienvenus. On bannira ainsi les soupirs bruyants et toute autre attitude négative, vis à vis notamment des remarques de l'examinateur qui sont toujours destinées à apporter une aide positive au candidat. Les arrêts répétés après chaque phrase dans l'attente d'une approbation ou désapprobation de la part de l'examinateur (qui peut choisir de ne pas intervenir sans que ce soit pénalisant) sont également à éviter. Un exposé succinct du thème de l'exercice, la méthode suivie, décrivant le plan de l'exposé, doivent précéder toute résolution.

Il est aussi utile de rappeler que l'utilisation du langage scientifique doit être très rigoureuse, et qu'on se doit donc d'éviter le langage familier et les raccourcis de terminologie, malheureusement encore fréquemment utilisés. L'examinateur attend aussi souvent du candidat un effort particulier de présentation de l'analyse qualitative, qui, si elle est correcte, conduit presque toujours à une bonne résolution de l'exercice, et évite des calculs fastidieux souvent inutiles. D'autre part, le candidat doit toujours avoir un regard critique sur les résultats obtenus : beaucoup d'erreurs grossières pourraient être évitées si les candidats prenaient l'habitude de toujours vérifier l'homogénéité des formules ou expressions obtenues, et s'ils avaient en tête quelques ordres de grandeurs. Il est également préférable que les applications numériques soient effectuées si elles sont explicitement demandées ou si elles amènent à une meilleure compréhension du phénomène.

Observations sur le contenu scientifique

Mécanique des fluides

La mécanique des fluides est souvent assez bien abordée, même si on note une recrudescence du théorème d'Euler et de la formule de Reynolds. Il reste néanmoins quelques points noirs : les raisonnements élémentaires concernant les forces de viscosité sont souvent mal maitrisés, et les forces de liaison sont fréquemment oubliées dans les bilans des forces. De même, les calculs élémentaires de forces de pression ainsi que les lectures et interprétations correctes des cartes de ligne de courant semblent être insurmontables pour bon nombre de candidats. Notons cependant que les bilans sur les systèmes fermés sont dans l'ensemble bien maitrisés.

Électromagnétisme

L'analyse des propriétés de symétrie et d'invariance des champs statiques est en général bien menée. On note cependant fréquemment une confusion entre équation locale et équation intégrale, l'intérêt de ces dernières étant souvent mal perçu. Par ailleurs, les courants surfaciques posent des difficultés insurmontables aux candidats, et même la détermination du champ magnétique créé par un solénoïde semble problématique.

Il reste encore de nombreux obstacles à surmonter en induction, en ce qui concerne l'orientation correcte des circuits et des surfaces et les bilans énergétiques sont généralement mal effectués.

Les connaissances sur l'électromagnétisme dans le vide et les ondes électromagnétiques dans le vide sont bonnes, même s'il reste des problèmes quant à l'utilisation correcte d'un vecteur de Poynting "complexe".

Il n'en est malheureusement pas de même pour l'électromagnétisme dans les milieux matériels, qui est souvent traité de façon catastrophique. Les équations de Maxwell dans les milieux, les relations de passage pour sont régulièrement mal écrites ou "oubliées".

Nous rappelons que la connaissance des TP-cours est exigible à l'oral. Nous avons noté avec désolation que le TP cours sur le ferromagnétisme ainsi que les montages pratiques l'accompagnant étaient dans la majorité des cas inconnus des candidats, ce qui est inadmissible compte-tenu de l'utilisation quasi-journalière des transformateurs. Quant au TP cours sur la polarisation, même si la situation est dans l'ensemble moins catastrophique, de grosses lacunes restent à combler : on trouve encore des états de polarisation elliptique après un polaroïd...

Thermodynamique

La thermodynamique reste encore un sujet qui semble délicat pour la majorité des candidats. Énoncer correctement le premier et le second principe relève assez souvent de l'exploit. Les candidats ne se posent en général pas la question de savoir si la transformation envisagée est réversible ou non (d'ou des recours abusifs à la loi de Laplace), et vont même jusqu'à calculer les transferts thermiques le long de chemins particuliers. Les bilans énergétiques et les bilans d'entropie restent encore imprécis voire incomplets. Les changements d'état du corps pur sont souvent mal maitrisés ainsi que l'allure des courbes de saturation en diagramme de Clapeyron. L'utilisation des potentiels thermodynamiques pose problème, et leur intérêt n'est pas bien perçu. Notons de plus que l'étude thermodynamique des systèmes à deux niveaux étant au programme officiel, elle est bien entendu exigible. De plus, les détentes de Joule-Gay-Lussac et de Joule-Thomson devraient être connues de tous les candidats.

Les notions relatives à la diffusion sont en général bien assimilées, même si certains candidats ont recours à une expression locale "toute faite" sans faire une analyse préalable du problème, ce qui les conduit à oublier des termes supplémentaires dans les bilans. Enfin, attention à la cohérence et à l'homogénéité des résultats obtenus.

Conclusions

Malgré toutes les remarques que nous venons de formuler, il ne faut pas perdre de vue que, même si des lacunes sont encore à combler dans les connaissances de candidats, nous avons rencontré des candidats très brillants sachant raisonner en physicien, et capables de percevoir la signification et la portée physique des problèmes abordés. Il reste à porter encore les efforts sur l'approfondissement d'une analyse qualitative plus étoffée et plus dynamique, et sur la connaissance des TP, notamment des TP-cours.

Physique II

Cette année encore l'épreuve de Physique II PC ne proposait à chaque candidat qu'un seul exercice, nécessitant ou non l'emploi d'un micro ordinateur.

Aucun candidat n'a été gêné par l'outil informatique et nous avons toujours aidé les rares candidats qui éprouvaient des difficultés dans l'utilisation des logiciels. Il est bon de rappeler que ces derniers ne sont que des outils de réflexion qui ne doivent nullement entraver celle du candidat bien au contraire. En effet, compte tenu des nouvelles orientations des programmes, l'outil informatique se révèle être un excellent moyen pour mettre l'accent sur l'interprétation physique des phénomènes étudiés.

C'est ainsi que l'utilisation de l'outil informatique a souvent débouché sur un dialogue constructif avec les candidats les plus brillants.

Remarques générales

Rappelons à toutes fins utiles que les candidats sont priés de se présenter à l'heure munis d'une convocation, d'une pièce d'identité et d'un stylo. La demi-heure de préparation est le plus souvent mal exploitée. Beaucoup de candidats passent au tableau sans avoir vraiment réfléchi au problème qui leur était posé et, le plus souvent, résolvent les questions une à une comme autant de problèmes indépendants. Certains candidats ne savent pas lire un énoncé. C'est ainsi que lorsque la fonction de transfert d'un montage électronique fait partie des données de l'énoncé et que l'examinateur précise qu'elle est donnée, le candidat la calcule à nouveau.

Il serait souhaitable qu'avant tout calcul les candidats exposent brièvement le problème qui leur est posé et la (ou les) méthode(s) qu'ils se proposent d'employer pour le résoudre. De plus, un exposé clair à haute et intelligible voix est toujours apprécié comparativement à une présentation morne voire soporifique. Il serait également souhaitable que les candidats cessent de s'exprimer par acronymes (e.g. "On applique la RFD, on utilise le PFD, l'AO est parfait donc", etc...).

D'une façon générale, et bien que nous ayons favorisé la physique sous jacente à l'exercice posé, nous avons noté que de nombreux candidats avaient tendance à se réfugier dans les calculs. Dans ce cas, il n'est pas inutile que ces candidats sachent mener un calcul. Or, rares sont ceux qui écrivent plusieurs lignes consécutives sans une erreur de signe ou l'oubli d'un terme. Ceci est particulièrement flagrant en électronique lors de l'établissement des fonctions de transfert des montages à amplificateur opérationnel, ou bien en optique géométrique.

On observe aussi le comportement opposé qui consiste à croire que l'ordinateur est la machine à tout faire et surtout à tout résoudre, le candidat se croyant alors affranchi de tout calcul et de toute interprétation. En général, il s'avère que ces candidats éprouvent des difficultés à représenter l'allure d'une fonction simple à une seule variable (e.g. étude des comportements asymptotiques, recherche d'extrêmums), une étude qui donnerait un peu de corps à la physique du problème qui leur est posé.

En outre, il arrive souvent que le tableau soit mal employé : présentation bâclée, effacement hâtif d'équations indispensables à la poursuite de l'exercice, graphiques sans axes, etc.

Enfin beaucoup de candidats sont incapables de faire une application numérique sans calculette (y compris un ordre de grandeur), et les équations aux dimensions conduisent souvent à des résultats loufoques.

La lecture de ce qui précède pourrait faire croire que nous n'avons rencontré que des candidats hésitants et accumulant les erreurs. Cela n'a heureusement pas été systématiquement le cas et une frange, non négligeable, d'élèves se comportent en physiciens capables non seulement de résoudre le problème posé mais aussi d'en exposer clairement la solution proposée.

Nous présentons plus en détail ci-dessous quelques unes des erreurs les plus remarquables qu'ont su éviter les meilleurs éléments.

Mécanique

Position du problème

Les notions de "roulement sans glissement" et de mouvement "sans frottement" sont le plus souvent confondues. D'un point de vue cinématique la relation vectorielle de roulement sans glissement est d'ailleurs peu utilisée. De même, on entend souvent qu'il n'y a pas de frottement parce que l'énergie mécanique se conserve.

La définition du caractère parfait d'une liaison est souvent mal exprimée. Quand il existe des frottements solides, la détermination du sens de la réaction tangentielle pose parfois des difficultés aux candidats qui se retrouvent incapables d'exploiter alors les équations générales. Rappelons qu'on peut alors supposer le mouvement sans glissement, en déduire la valeur et le sens de la réaction tangentielle puis vérifier l'hypothèse de non glissement.

La définition précise d'axes et de repères laisse à désirer :

les élèves oublient souvent de tenir compte de l'orientation des axes pour le calcul de l'énergie potentielle, d'où des erreurs de signes assez fréquentes.
beaucoup de candidats utilisent n'importe quel axe pour calculer l'énergie cinétique de rotation. Les forces de Coriolis et d'inertie d'entraînement posent souvent des problèmes de calcul pour des raisons identiques.

Utilisation des théorèmes généraux

Il se trouve encore des candidats pour appliquer le principe fondamental de la dynamique à tort et à travers sans souci du détail (e.g. système mal défini).

Le théorème du moment cinétique est celui qui pose le plus de problème aux candidats. Il devient même le "théorème du moment d'inertie" pour certains candidats. En effet la plupart ne savent pas écrire simplement le théorème du moment cinétique par rapport à un axe fixe pour un point matériel. Quant à son application au centre d'inertie d'un solide elle reste hasardeuse et conduit souvent le candidat à changer de référentiel ce qui n'est pas nécessaire.

Le théorème de Huyghens pour les moments d'inertie n'est plus au programme. Il semble pourtant avoir une plus grande faveur auprès de beaucoup de candidats que les théorèmes de Koenig, au programme, qui sont le plus souvent mal connus et mal appliqués.

Les intégrales premières de la mécanique ne sont pas toujours bien perçues bien qu'elles conduisent souvent à des résolutions plus rapides. L'intégrale première liée à la conservation d'une des composantes du moment cinétique, lorsque le moment des forces par rapport à un axe fixe est nul, n'est en général pas trouvée donc pas exploitée. La définition même d'intégrale première est mal assimilée puisque, par exemple, beaucoup de candidats utilisent le principe fondamental de la dynamique au lieu de la conservation de l'énergie mécanique pour un système conservatif. Les candidats ne savent pas toujours si le travail des forces intérieures au système intervient ou non dans le théorème de l'énergie cinétique. Enfin, pratiquement aucun candidat ne sait que l'énergie potentielle d'une charge ponctuelle dans potentiel électrostatique est .

Étude du mouvement

L'étude de trajectoires en coordonnées polaires ou sphériques s'est quelquefois révélée délicate suite à des dérivations fantaisistes de . La méthode de Binet semble être, à tort, la seule méthode d'étude des champs de forces en . Rappelons qu'elle est hors programme.

Après établissement d'un bilan énergétique correct on voit encore des élèves hésiter pour discuter correctement et simplement de l'existence et de la stabilité de positions d'équilibre du système mécanique étudié. De plus, on trouve encore des candidats qui considèrent, à tort, que les petites oscillations se font systématiquement autour de zéro et non autour de la position d'équilibre.

Électricité - Électronique

Étude rapide d'un montage

On rencontre encore des élèves qui ne savent pas reconnaître un montage à amplificateur opérationnel simple : inverseur, dérivateur, intégrateur...

Peu de candidats pensent à chercher directement sur le ou les montage(s) proposé(s) quels seront les comportements de ce dernier en haute fréquence et basse fréquence compte tenu des composants (e.g. des capacités) placés dans le circuit.

La majorité des candidats ne sait pas qu'une diode est commandée en tension : ils tracent I(V) puis raisonnent sur les courants. La conséquence majeure est que, face à un montage comportant N diodes, les candidats se lancent trop souvent dans l'étude des possibilités (passante/bloquée) de fonctionnement envisageables.

Calcul de la fonction de transfert

Le calcul d'une fonction de transfert d'un montage à amplificateur opérationnel reste quasiment un parcours du combattant qui aboutit le plus souvent à un échec. Cette situation est le résultat soit :

d'un emploi abusif du théorème de Millman sans se préoccuper que le noeud auquel il est appliqué ne doit être relié qu'à des dipôles linéaires passifs. De plus la loi de Millman fournit souvent une expression lourde du potentiel au noeud étudié. Il convient donc de simplifier cette expression avant de poursuivre.
d'une mauvaise application de la loi des noeuds avec les courants qui conduit à autant d'inconnues qu'il y a de branches dans le circuit. Les équations deviennent alors inextricables et le résultat final s'en ressent.
d'une mauvaise application de la loi des noeuds avec les potentiels sans tenir compte des courants d'entrée du montage ou de sortie de l'amplificateur opérationnel.

Rappelons qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser le théorème de Millman, ni la loi des noeuds pour un simple diviseur de tension.

Enfin, lorsque les équations de départ du calcul sont bien posées il n'est pas rare de voir une ou plusieurs erreurs de calcul venir gâcher le résultat final.

Stabilité d'un montage

Il y a confusion fréquente entre le caractère idéal d'un A.O. et son fonctionnement en régime linéaire. Un A.O. idéal n'est pas obligatoirement en régime linéaire et un A.O. en régime linéaire n'est pas obligatoirement idéal. Autre type de confusion : une boucle de rétroaction négative n'est pas une garantie de stabilité d'un montage. L'étude du signe des coefficients du dénominateur de la fonction de transfert ou l'étude du signe des coefficients de l'équation différentielle associée est un bien meilleur critère de stabilité.

Bien que les élèves savent pour la plupart comment passer de la fonction de transfert à l'équation différentielle reliant la tension d'entrée à la tension de sortie, bien peu de candidats savent discuter de la stabilité du montage de façon correcte : la plupart s'arrêtent au calcul du signe du discriminant de l'équation du second degré associée à l'équation homogène et beaucoup de candidats confondent stabilité avec régime pseudo-périodique. L'analogie d'une telle équation avec celle obtenue avec un système mécanique oscillant amorti est rarement mise en avant (coefficient d'amortissement > 0).

Une des conséquences de cette méconnaissance de la stabilité d'un montage est que les phénomènes de résonance et leurs conséquences sur la tension de sortie sont parfois soit ignorés soit mal compris. Quant à la détermination de la position de la résonance elle conduit quelquefois à dériver la fonction de transfert complexe pour en trouver le maximum.

Tracés des diagrammes de Bode

Le tracé des diagrammes de Bode de gain réserve encore quelques surprises. Les axes des tracés peuvent être linéaires ou logarithmiques ou un mélange des deux. On peut voir certains candidats tracer et non et cependant représenter des droites asymptotiques. Le contenu physique de ces asymptotes est alors complètement ignoré : la liaison entre ces asymptotes et le comportement dérivateur ou intégrateur du circuit est rarement faite. Une erreur est revenue souvent cette année consistant à écrire le gain en décibel comme étant -20log(H), ce qui conduit les candidats à des diagrammes de Bode les laissant perplexes. Quant au diagramme de phase il n'est quasiment jamais abordé sauf mention précise dans l'énoncé, et quand il est abordé les élèves se restreignent à l'étude simple de la tangente, définie à près, alors le signe de la phase se déduit du signe du terme en sinus. Rappelons également que les comportements asymptotiques s'étudient beaucoup plus efficacement sur la fonction de transfert complexe que sur les expressions explicites et beaucoup plus lourdes que sont et .

L'origine du terme en racine de deux dans la définition de la fréquence de coupure est pratiquement inconnue.

Optique

Optique géométrique

Les exercices d'optique géométrique se soldent trop souvent par un échec soit parce que le candidat ignore les relations de base, soit parce que le candidat se perd dans les calculs. Les constructions géométriques de tracé de rayons qui simplifieraient ces derniers par la mise en évidence de relations simples sont de plus en plus employées mais pas toujours à bon escient.

D'autre part certains élèves connaissent les plans principaux et la formule de Gullstrand, tous deux hors-programme , et ne savent plus résoudre les exercices proposés par des méthodes simples.

Nous aurions également apprécié que plus de candidats soient capables de commenter les objets simples (lunette, microscope, appareil photo télescope etc.) qui constituaient la base de l'exercice.

Diffraction/interférences

Les calculs sur la diffraction sont parfois bien menés. De même, l'exploitation du "schéma équivalent" de l'interféromètre de Michelson est en général satisfaisante encore que la demande du calcul de l'interfrange relève assez souvent du voeu pieux. Enfin, les conditions pratiques d'obtention des systèmes de franges d'interférences ou de diffraction sont relativement bien présentées (source ponctuelle, large, diffraction à l'infini, etc.).

Cependant, beaucoup trop de candidats connaissent les formules de diffraction et d'interférence de mémoire, certaines étant hors programme comme "la formule de l'intensité d'un réseau" mais sont bien souvent incapables de les redémontrer ou de les justifier par une simple étude de déphasage. Par exemple, certains candidats sont incapables de relier simplement les coordonnées (x,y) du plan focal d'observation avec la direction ( ) de la lumière diffractée qui y converge. Il s'ensuit que l'étude d'une figure comportant de la diffraction et des interférences est parfois mal traitée et la justification de est rarement donnée. On voit encore des erreurs grossières :

certains élèves en sont encore à sommer les intensités et non les amplitudes.
le rôle du stigmatisme de la lentille dans l'étude de la diffraction à l'infini n'est pas toujours compris. Lors d'expériences de diffraction de Fraunhoffer, la figure de diffraction obtenue dans le plan focal de la lentille d'observation "à l'infini" se fait autour de l'image géométrique de la source et non de l'objet diffractant.

Conclusion

Un certain nombre d'erreurs grossières couramment rencontrées les années passées a tendance à disparaître et ces dernières ne sont heureusement pas remplacées par d'autres. Cependant, beaucoup trop de candidats se réfugient encore dans des calculs qu'ils ne savent pas mener correctement pour la plupart. Le nombre de candidats raisonnant en physicien est en augmentation mais reste toujours trop faible : il ne s'agit pas seulement de connaître des lois et les calculs afférents mais surtout d'en comprendre la signification et la portée. Rappelons que les exercices posés se conforment strictement au programme. Nous préférerions voir des candidats raisonner correctement sur des bases solides plutôt qu'exhiber des formules hors programme dont ils ne connaissent pas toutes les implications. Très peu de candidats savent répondre à la question simple : "À quoi sert ce que vous venez d'étudier ?", quant aux analogies possibles entre différents domaines de la physique elle sont pratiquement inconnues. Il serait bon que des élèves se destinant à des études d'ingénieur soient plus ouverts et plus au fait des applications pratiques découlant de la matière qu'ils ont étudiée pendant leurs années de préparation.

Chimie

L'épreuve de chimie dure une heure.

Pendant 30 minutes, le candidat, seul prépare un exercice comportant de nombreuses questions. Certains exercices peuvent faire appel à l'utilisation de l'outil informatique. Le candidat peut consulter à volonté diverses tables de données (chimie générale et minérale, données spectroscopiques IR et RMN ) ainsi que les programmes officiels. Devant l'examinateur, le candidat est interrogé durant la demi-heure suivante : L'interrogation enchaîne l'exposé de l'exercice, une bréve "question de cours", non préparée, notée sur 4 points et une discussion.

Les connaissances expérimentales sont généralement évaluées dans l'une des trois parties et la quasi totalité des interrogations permettent de balayer les connaissances en chimie organique et chimie générale (structure de la matière, thermodynamique, cinétique ou chimie des solutions).

Nous souhaitons insister à nouveau sur le fait qu'il s'agit d'un oral et que, par suite, la clarté de l'expression, la vivacité d'esprit dans le contact avec l'examinateur et l'utilisation du tableau sont prises en compte dans la notation.

Nous rappelons d'autre part que l' épreuve porte sur le programme de première et seconde année, tant pour le "cours" que pour l'exercice.

Commentaires généraux

Nous avons pu noter une bonne aisance des candidats à l'oral (candidats plus à l'aise au tableau ce qui est sans doute dû aux T.I.P.E.). Mais, parfois la lecture du sujet est insuffisante ou incorrecte et le candidat qui croît reconnaître une question classique part dans une mauvaise direction.

Les premières questions d'un exercice préparent souvent les suivantes ; ce lien est parfois ignoré par les candidats qui sont alors bloqués .

Une légère amélioration dans la conduite des calculs a été observée.

Équilibre entre les domaines de la Chimie

Environ une moitié des questions concerne la chimie organique l'autre moitié balayant la chimie générale et minérale.

La chimie organique est de plus en plus appréciée des candidats. Les nouveautés sont généralement bien assimilées.

En revanche, il semble que l'amélioration des connaissances en chimie organique s'est faite au détriment de celles en chimie générale et minérale ; notamment en thermodynamique, en cinétique et en oxydoréduction. Une évolution serait nécessaire pour un rééquilibrage.

"Questions de cours" (non préparées à l'avance)

Pour la deuxiéme année, la "question de cours" est posée au cours de l'entretien, à la fin de l'exercice.

Cette formule permet d'éviter que le stockage d'informations dans certaines calculettes performantes puisse constituer une aide.

Ensuite, outre les connaissances scientifiques, elle demande au candidat des qualités de réflexion, mais surtout d'organisation rapide au tableau. À cet égard, les performances sont très inégales.

La "question de cours" est volontairement précise et courte et se limite strictement au contenu des programmes de première et deuxième année.

Les points faibles constatés concernent particulièrement le programme de première année, les techniques expérimentales, la thermodynamique et l'électrochimie. Nous conseillons à certains candidats de réviser soigneusement le cours de PCSI avant de se présenter à l'oral.

Quand le texte d'une "question de cours" réclame des exemples précis, le jury s'attend à voir des bilans réels et équilibrés. Plus généralement, un exposé s'appuyant sur des exemples concrets et exacts est visiblement apprécié. Trop de réactions chimiques sont présentées avec des molécules génériques mal choisies ou mal définies. Citons quelques exemples loin d'être exhaustifs.

À propos de l'addition du dibrome sur un alcène, un candidat, qui connaît bien la question, prend néanmoins l'éthène comme exemple ; ce qui est totalement inintéressant pour son exposé. Voici ce que les examinateurs ne veulent pas voir à propos de la stéréochimie de la réaction :

Un telle représentation ne rend pas compte de la stéréochimie de la réaction. À ce sujet, un des exemples que l'on trouve habituellement dans les livres est l'addition du dibrome sur le (Z)-but-2-ène avec la représentation suivante :

Sur une réaction d'addition où la régiosélectivité est intéressante, l'exemple choisi est quasiment systématiquement l'éthène ou le but-2-ène ce qui enlève tout intérêt à l'exposé. Il arrive que pour des réactions où la régiosélectivité est essentielle, la présentation est faite à partir de schémas du type :

Plusieurs candidats présentent la réaction E2 avec

Ces erreurs sont significatives d'une absence de réflexion et de rigueur dans la présentation.

Utilisation de "l'outil informatique"

Les remarques de l'année précédente sont toujours valables.

Logiciels utilisés : simulateurs de réactions en chimie des solutions, traceur de courbes, tableur pour gérer des données numériques, "dessinateur" de diagrammes potentiel-pH, logiciel permettant de réaliser des simulations en cinétique chimique, étude graphique de la structure cristalline et un logiciel appelé Hückel. Comme son nom l'indique, ce dernier permet d'obtenir sous forme graphique les résultats du calcul du déterminant séculaire. Notons que Hückel et chimie 2D sont gratuitement téléchargeables sur le Web à l'adresse : http://www.unice.fr/cdiec .

Remarques classées par domaine de la chimie

Chimie structurale

Pour les schémas de Lewis, des progrès ont été constatés ces dernières années, mais les représentations de tous les dérivés nitrés posent toujours problème.

En cristallographie, le système hexagonal compact est souvent mal maîtrisé. Les termes utilisés sont parfois flous, c'est le cas pour "cavité, lacune, site".

La structure du graphite semble poser des problèmes insurmontables.

Thermodynamique

Les remarques des années passées tiennent toujours, tant cette matière est délicate.

Lors de l'étude de l'équilibre chimique, les difficultés apparaissent dès l'établissement des bilans de matière, et les confusions sont fréquentes entre avancement de réaction et taux d'avancement.

La gestion des équilibres hétérogènes est souvent mal conduite. Si la rupture d'équilibre est envisageable, elle n'est pas toujours testée rapidement, ce qui éviterait de se fourvoyer dans des calculs d'autant plus inutiles qu'ils sont inextricables pour bon nombre de candidats.

L'entraînement à la vapeur d'eau a toujours aussi peu de succès ; il serait bon de savoir que pour mettre en ?uvre cette technique, il est nécessaire que le constituant à extraire ne soit pas miscible à l'eau.

Cinétique chimique

Les exercices de cinétique chimique posés font systématiquement appel à l'utilisation de l'outil informatique, soit pour étudier par simulation un phénomène, soit pour exploiter des résultats expérimentaux. Nous constatons toujours que cette exploitation est une réelle difficulté pour un grand nombre de candidats qui n'arrivent pas à établir la liaison entre l'évolution au cours du temps d'une grandeur mesurée et une loi cinétique supposée traduire cette évolution. Ainsi :

dans l'établissement des lois de vitesses simples, certains candidats cherchent à vérifier des relations intégrales simples indifféremment avec les produits ou les réactifs ;
lors de l'emploi de mesures physiques linéairement dépendantes des réactifs ou des produits (absorbance, conductivité...) la relation entre "la grandeur physique mesurée" et la concentration choisie pour l'intégration est rarement maîtrisée.

Chimie des solutions

Les résultats sont très contrastés dans ce domaine avec d'excellentes mais aussi de très mauvaises notes. On peut se féliciter de la démarche de certains candidats qui ont su mettre en place des raisonnements concis laissant de côté toute dérive calculatoire. Pour autant, il ne faut pas croire que le "tout sans calcul" est toujours possible ; lorsque c'est nécessaire, on doit avoir recours à l'outil informatique voire à la calculette.

Dans l'ensemble, les prestations ont beaucoup baissé de qualité en oxydoréduction, où parfois le calcul d'une constante redox voire l'équilibrage des réactions redox s'avèrent déjà une épreuve redoutable. Les relations traduisant l'équivalence d'un bilan sont souvent fausses quand le rapport des nombres st?chiométriques est différent de 1.

Outre l'exploitation d'un diagramme potentiel-pH toujours aussi délicate, il apparaît actuellement très pénible d'en demander la construction (même dans un cas simple). Un bon nombre de candidats sont bloqués par une intersection éventuelle de droites : ils ne décèlent pas la dismutation attendue et se contentent de supprimer, au hasard l'une des portions de droites gênantes.

Les méthodes de détermination expérimentales des pKa, pKd et d'autres constantes sont toujours trop souvent ignorées.

Lorsque deux réactions indépendantes se produisent simultanément au cours d'un titrage, il est faux de considérer que l'évolution du système est décrite par la somme de deux réactions indépendantes. Cela imposerait, en effet de consommer les deux réactifs dans un rapport constant de 1 pour 1 tout à fait arbitraire et généralement faux. Ce point est assez souvent mal compris des candidats.

Un minimum de culture en chimie des solutions passe aussi par la connaissance de la nomenclature d' ions courants.

Chimie organique

Les remarques de l' année précédente pourront être relues avec intérêt.

Voici quelques points notés cette année :

lors de l'application de la théorie des orbitales frontières, la plupart des candidats ne savent pas distinguer un atome d'oxygène à un électron d'un atome d'oxygène à deux électrons ;
la moindre synthèse (comme par exemple passer de l'éthanol à la butanone, du benzène à un dinitrobenzène...) est devenue un exercice très sélectif ;
nous avons observé des confusions entre

l'hydroboration des alcènes est une "question de cours" souvent mal traitée ;
à propos de la réaction d'acétalisation des composés carbonylés, comme les candidats n' écrivent pas l'équation-bilan, rares sont ceux qui proposent un moyen de déplacer cette réaction vers la formation de l'acétal. D'une manière générale, les candidats connaissent parfois des mécanismes très pointus, sont très entraînés aux déplacements de doublets mais ont du mal à percevoir la réaction qu'ils sont en train d'étudier.

Ceci dit, le niveau général en chimie organique est satisfaisant, même si le contenu de cette matière a sensiblement changé par rapport aux anciens programmes.