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2007
Rapport de l’épreuve
TIPE
Session 2007
http://scei-concours.fr
SOMMAIRE
SOMMAIRE ________________________________________________________________________ 2
I. INTRODUCTION PAR MICHEL BARIBAUD, PRESIDENT DE L’EPREUVE TIPE, PROFESSEUR EMERITE A L’INPG GRENOBLE ___ 3
II. ANALYSE DES SUJETS C ET D PAR JEAN-PIERRE LOWYS, VICE-PRESIDENT DE L’EPREUVE TIPE, PROFESSEUR EMERITE A L’ECOLE
DES MINES DE ST ETIENNE ______________________________________________________________ 6
II.1. Analyse des sujets C _____________________________________________________________ 6
II.2. Analyse de la partie D ___________________________________________________________ 9
III. DONNEES STATISTIQUES ____________________________________________________________ 13
III.1. Nombre de candidats __________________________________________________________ 13
III.2. Résultats de l’épreuve _________________________________________________________ 15
IV. RAPPORT COMMUN DES RESPONSABLES PEDAGOGIQUES ______________________________________ 18
V. RAPPORT DE MICHEL BARRET, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE MATHEMATIQUES-INFORMATIQUE ______________ 21
VI. RAPPORT DE JEAN-MICHEL GILLET, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LA PHYSIQUE ____________________ 23
VII. RAPPORT DE MICHEL JOUAN, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LA CHIMIE _________________________ 26
VIII. RAPPORT DE FRANCOIS KIEFER, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LES SCIENCES INDUSTRIELLES ___________ 30
ANNEXE I CATALOGUE DES SUJETS C – TABLE DES MATIERES _____________________________________ 32
ANNEXE II CATALOGUE DES SUJETS C – CONTENU DES RUBRIQUES DE CLASSIFICATION _____________________ 34
ANNEXE III EXEMPLES DE SUJETS D PAR DISCIPLINE ___________________________________________ 41
I. INTRODUCTION PAR MICHEL BARIBAUD, PRESIDENT DE L’EPREUVE TIPE, PROFESSEUR EMERITE A
L’INPG GRENOBLE
La onzième édition de l’épreuve T.I.P.E. s’est déroulée comme d’habitude à l’I.U.T. de l’Avenue
de Versailles à PARIS du vendredi 22 juin au jeudi 19 juillet 2007 ; soit quatre semaines étalées
sur cinq. Cette année, le thème proposé aux candidats était (cf. BO. n°25 du 22 juin 2006) :
« LE TEMPS »
L’ambiguïté du terme a été très bien gérée par les candidats, les examinateurs et les
professeurs (à une exception près).
Cette édition a permis à 289 examinateurs d’interroger 13 556 candidats.
Cette nouvelle session s’est déroulée sans incident majeur. N’ayant eu à répondre qu’à une
vingtaine de réclamations sérieuses (0,15%), on peut considérer que les dysfonctionnements
sont extrêmement marginaux. Les conditions climatiques qui ont désespéré nombre de
touristes ont été plutôt favorables à l’épreuve : les candidats n’ont pas eu à souffrir des excès
de température comme parfois au cours des années précédentes.
On ne rappellera jamais assez qu’il s’agit d’une opération lourde à structure administrative
légère et dont le fonctionnement n’est soutenu que par la compétence et la motivation des
personnels qui en ont la charge. Cette situation lui confère une fragilité dont il convient d’être
averti. Fort heureusement, la conscience professionnelle, le dévouement et l’enthousiasme de
l’ensemble des acteurs est un gage de solidité dont on espère qu’il sera pérenne.
Les examinateurs ont été sensibilisés à la qualité de l’accueil des candidats et nous sommes très
vigilants sur leurs compétences et leur comportement. Les recommandations se situent autour
des termes suivants : souci majeur d’équité courtoisie de l’accueil, rigueur de l’évaluation et
excellence de la tenue. Bien sûr tout n’est pas parfait et nous incitons fortement les candidats à
nous signaler tous les manquements qu’ils auraient constatés à ces principes de base. Les
examinateurs sont évidemment astreints à la plus grande neutralité, il leur arrive donc d’être
gênés lorsque le candidat, par naïveté ou par calcul, affiche ouvertement son Lycée d’origine ou
l’étendue de ses admissibilités.
Il est important de rappeler que le rôle de la fiche synoptique, certes destinée à une brève
description du travail de l’année, doit aussi certifier que le travail a bien été effectué par le
candidat qui le présente. Cependant, certains refus de signature n’ont pas toujours été compris.
Tout refus de validation conduira à une sanction qui pourra aller jusqu’à la note zéro à la partie
C. Je ne doute pas que les professeurs encadrant sauront faire face à leur responsabilité dans ce
domaine. Cette année, chaque candidat titulaire d’une fiche non validée a fait l’objet d’une
enquête contradictoire. Nous avons eu la satisfaction de constater que le corps professoral
avait bien intégré la problématique de la question et que leur avis était très largement justifié
dans la majorité des cas. Cependant nous avons relevé quelques cas (très rares il est vrai) où le
signataire se basait sur la qualité du travail plutôt que sur l’attestation de la réalité de l’identité
de l’auteur.
Certains professeurs s’étonnent, voire s’indignent, lorsque la note attribuée à un de leurs
élèves ne correspond pas au sérieux du travail effectué dans l’année. A ceux-ci, je répondrai
que c’est la prestation qui est notée. Bien entendu, il n’existe pas de barème précis pour
chacune des facettes, mais chaque examinateur s’attache à ce qu’elles soient toutes prises en
compte. Je rappelle que les compétences académiques sont évaluées par ailleurs alors que
dans l’épreuve T.I.P.E., elles ne constituent qu’un élément parmi d’autres. Il ne faut donc pas
s’étonner qu’un élève qui a fait un bon travail mais qui n’a pas su le montrer soit évalué à la
baisse.
Le candidat ne doit pas se formaliser lorsque le sujet D proposé se révèle de très haut niveau.
Le jury sait faire la part des choses. Il n’existe pas de sujet incompréhensible du début à la fin (si
certains sujets proposés peuvent l’être, ils ne sont pas retenus). Evidemment, il est difficile
d’obtenir une centaine de sujets de même niveau, cependant, les jurys et les Responsables
Pédagogiques savent gérer ce problème.
Bien que dans la notice il soit recommandé ne n’apporter aucun objet volumineux, par le passé,
une certaine tolérance était admise, il n’en est plus de même depuis la précédente campagne.
En effet, à la demande des professeurs des C.P.G.E. et après avoir averti les candidats, j’ai fait
appliquer strictement la règle dès juin dernier, il en sera de même par la suite. La production
d’un dossier n’est pas interdite, mais il convient de l’utiliser comme support de présentation et
non comme documentation à l’usage des examinateurs qui ne peuvent avoir le loisir de le
parcourir au cours de l’interrogation.
La valeur ajoutée est un élément essentiel dans l’évaluation du candidat. Sa définition précise
est difficile et varie au cas par cas. Je rappellerai seulement qu’elle peut se mesurer par la
différence entre ce que le candidat a produit et ce qu’il a reçu. L’ouverture vers le monde
industriel n’est pas obligatoire, mais dans bien des cas, elle peut constituer un atout majeur
lorsqu’elle est réelle et bien développée.
Certains candidats ont été très bien préparés par des répétitions bien contrôlées.
Malheureusement certaines prestations se révèlent être le résultat d’un travail tardif, bâclé et
dont les répétitions n’ont manifestement pas eu le temps d’exister. Les sujets C choisis par les
candidats se montrent parfois trop ambitieux pour être maîtrisés par leur auteur eu égard à
leur culture scientifique du moment. Il appartient alors au candidat de savoir évaluer son
niveau dans ce domaine et de choisir un sujet en adéquation avec ses compétences. A
contrario, sombrer dans la facilité ne constitue en aucun cas un bon choix.
Je rappelle que les visiteurs sont acceptés lors des exposés à condition qu’il n’y ait qu’une
personne à la fois et qu’elle ne soit pas récusée par le candidat. Notamment, cette possibilité
est offerte aux élèves de première année des C.P.G.E. Cette année nous nous réjouissons de la
progression de leur nombre. En effet, nous avons accueilli 400 élèves et 50 enseignants.
L’année prochaine, l’épreuve se déroulera du lundi 23 juin au samedi 19 juillet 2008. Le
découpage en milieu de semaine, inauguré en 2005, n’est pas retenu pour cette session et nous
revenons au dispositif de semaines complètes.
Le thème retenu est (cf. BOEN n° 21 du 24 mai 2007)
« VARIABILITE – LIMITE - STABILITE»
II. ANALYSE DES SUJETS C ET D PAR JEAN-PIERRE LOWYS, VICE-PRESIDENT DE L’EPREUVE TIPE,
PROFESSEUR EMERITE A L’ECOLE DES MINES DE ST ETIENNE
II.1. ANALYSE DES SUJETS C
Comme chaque année, nous avons tenté d’échantillonner et classer les sujets de TIPE
choisis par les élèves de CPGE au moment de leur inscription aux concours.
Les tableaux I et II présentent ce classement, le premier par sous-thèmes (10 sous-thèmes
dont les contenus sont donnés en annexe du présent rapport. Le deuxième tableau donne
une présentation plus fine en 17 rubriques (les principaux titres de sujets TIPE de chaque
rubrique sont listés en annexe I page 32).
TABLEAU I
Classification par sous thèmes
Sous-thème Rubriques MP PC PSI PT TSI TPC TOTAL
2007 TOTAL
2006
I.- L'espace 1 7,91 2,45 2,24 0,70 0,31 0,00 4,09 2,51
II.-Terre et environnement 2+3 6,86 8,92 6,35 4,03 3,53 6,45 6,91 5,40
III.-Mesures,métrologie 4 22,69 10,17 18,43 12,00 12,42 6,45 16,84 3,27
IV.-Mathématiques,informatique 5+6 23,88 0,74 2,16 1,58 2,61 0,00 9,39 10,08
V.-Traitement,transmission, 7+8 7,69 7,40 13,53 7,44 8,59 0,00 9,01 12,23 enregistrement de l' information
VI.-Energie,propulsion,transport 9+10 5,665 9,86 22,33 28,72 34,66 0,00 14,01 22,68
VII.-Mécanique,automatique 11+12 6,946 8,38 15,73 22,33 21,32 3,23 11,44 12,76
VIII.-Chimie,matériaux 13 8,00 43,71 8,72 15,24 9,66 83,87 18,81 14,80
IX.-Physique 14+15+16 8,94 7,40 8,97 5,34 5,06 0,00 8,04 13,67
X.- Divers 20 1,42 0,97 1,54 2,63 1,84 0,00 1,46 2,59
100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
TABLEAU II
Classification des sujets C par rubriques 1,2
Rubrique MP PC PSI PT TSI TPC TOTAL TOTAL
o/o o/o o/o o/o o/o o/o 2007 3 2006
1.-L'espace 7,91 2,45 2,24 0,70 0,31 0,00 4,09 2,51
2,-Physique du globe 6,18 5,41 5,69 2,63 2,91 6,45 5,40 3,78
3.-Terre et environnement 0,68 3,51 0,66 1,40 0,61 0,00 1,52 1,63
4.-Mesures, métrologie 22,69 10,17 18,43 12,00 12,42 6,45 16,84 3,27
5.-Mathématiques 21,80 0,62 1,16 0,09 0,00 0,00 8,16 9,03
6.-Informatique 2,08 0,12 1,00 1,49 2,61 0,00 1,23 1,05
7.-Transmission de données 0,97 0,66 2,24 1,05 1,23 0,00 1,21 1,05
8.-Traitement et enregistrement de
l'information 6,72 6,74 11,29 6,39 7,36 0,00 7,81 11,18
9.-Energie,propulsion,transport 3,13 5,22 7,18 10,33 13,96 0,00 5,71 9,49
10.-Propulsion,transport 2,53 4,64 15,15 18,39 20,71 0,00 8,30 13,16
11.-Mécanique 4,10 8,02 10,63 18,04 14,11 3,23 8,46 11,09
12.-Automatique 2,85 0,35 5,11 4,29 7,21 0,00 2,98 1,59
13.-Chimie,matériaux 8,00 43,71 8,72 15,24 9,66 83,87 18,81 14,92
14.-Ondes,électromagnétisme,optique 3,02 2,34 3,36 2,36 1,99 0,00 2,82 5,17
15.-
Phys.quantique,atomique,moléculaire,du
solide 2,82 3,27 3,61 2,10 2,61 0,00 3,04 7,03
16.-Noyau atomique,particules
élémentaires 3,10 1,79 1,99 0,88 0,46 0,00 2,17 1,48
20.-Divers 1,42 0,97 1,54 2,63 1,84 0,00 1,46 2,59
100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
1 l'échantillonnage porte sur 10300 sujets ( 3500, 2570, 2410, 1140, 650 et 30 en MP, PC, PSI, PT, TSI et TPC respectivement).
2 en fond bleu, la rubrique arrivant en tête dans la filière, et en fond jaune la deuxième. 3 figurent dans cette colonne la somme des cinq nombres précédents dans la ligne, pondérés par les % des candidats ayant passés l'épreuve dans
chaque filière à savoir 35,3 / 27,1/ 24,3 /10,4 / 2,7et 0,2 % (cf. données statistiques page ? ? )
L’évolution la plus notable par rapport à l’épreuve 2006 est l’émergence du domaine
« mesures, métrologie » (rubrique 4) : 3,3% des sujets en 2006, 16,8% cette année. C’est
certainement le thème national qui a fait fleurir les travaux traitant de la mesure du temps,
du temps sidéral ou solaire, et des horloges mécaniques, à quartz ou atomiques.
C’est surtout en filière MP que cette tendance est la plus marquée : 22,7% des sujets
relèvent de la rubrique 4 4 (2,6% en 2006). Ce basculement se fait au détriment des sujets
typés « mathématique » (rubriques 5 + 6) : 23,9% au lieu de 26,5% 5, ou encore « image et
son » (rubriques 7 et 8 ) : 7,7% au lieu de 16,4% , ou « énergie-transport » ( rubriques 9 + 10
) : 5,6% au lieu de 11,2%.
En filière PC, « chimie-matériaux » tient toujours la tête (37,8 % � 43,7 %), mais le secteur
« énergie propulsion » (rubriques 9+10 : 15,8% � 9,9%) cède la 2ème place à la métrologie
(rubrique 4 : 2,0% � 10,2%).
Les 1ères et 2èmes choix restent les mêmes que l’an dernier en PSI : « énergie-
propulsion » ; puis « mécanique automatique » mais avec diminution en pourcentage :
36,7% � 22,3% pour le 1er secteur, et 17,4% � 15,7% pour le second ; ces points perdus
sont sans surprise versés à la rubrique 4 (4,7% � 18,4%).
Pas d’évolution marquée dans les filières PT et TSI quant au binôme de tête : les rubriques
« énergie-propulsion » et « mécanique, automatique » sont toujours 1ère et 2ème
respectivement (41,8 % � 28,7 et 19,4 % � 22,3 % en PT ; 45,5 % � 34,7 % et 18,2 % �
21,3 en TSI).
En PT, les rubriques 4 « mesure » et 13 « chimie-matériaux » gagnent 7,3 points et 4,3
points respectivement
L’évolution est analogue en filière TSI ( 5,4 -> 12,4 %, et 7,6 -> 9,6 % respectivement).
4 3% des sujets MP traitent des notions de relativité, d’espace-temps…
5 parler de désaffection pour les mathématiques demanderait une analyse plus poussée, puisque des sujets classés sous les rubriques 11, 12
(mécanique, robotique) et 8 (traitement et transmission de l’information) se prêtent à des développements mathématiques conséquents
(en rubrique 8 : filtrage, échantillonnage, compression de données, cryptographie, en rubrique 11 et 12 : dynamique, mouvements
oscillatoires, écoulements fluides, trafic routier par exemple).
II.2. ANALYSE DE LA PARTIE D
Comme l’indique la notice complémentaire des TIPE [cf. http://www.scei-concours.fr],
le dossier « peut faire appel à l’ensemble des programmes de la filière…il contient en
présentation une courte note suggérant au candidat quelques modes d’études… »
Les étudiants n’auraient donc pas dû être surpris si le texte qui leur était proposé faisait appel à
plusieurs champs disciplinaires, ou qu’un même dossier pouvait être traité par plusieurs filières.
Les rapports des responsables pédagogiques (voir ci-dessous) reviennent sur cet aspect de
l’épreuve (décloisonnement, ouverture d’esprit).
Le nombre et la répartition des dossiers de cette année sont donnés dans le tableau III. On a
veillé à ce que, en filière MP par exemple, les dossiers à dominante math ou physique
apparaissent de manière aléatoire le matin ou l’après-midi, et en proportions égales dans
chacune des deux matières (idem pour la physique et la chimie en PC, etc…) On notera que,
parmi les dossiers de math, deux sujets d’informatique ont été proposés aux élèves « option
info » de la filière MP.
TABLEAU III
Distribution des dossiers par filière
Nb de
dossiers 1 filière 2 filières 3 filières 4 filières
Math-Info 17 176
Physique 49 247 218 39 1
Chimie 18 17 110
Sc. Industrielles 23 1211 812 3
TOTAL 107 71 29 6 1
6 dont 2 sujets d’informatique (pour optionnaires « math-info »)
7 dont 11, 12 et 1 en filière MP,PC et PSI respectivement
8 dont 3 dossiers communs en MP/PC, 2 en MP/PSI, 5 en PC/PSI, et 11 en PSI/PT
9 3 dossiers communs à MP/PC/PSI
10 commun à PC et TPC
11 7 en PSI, 3 en PT, 2 en PSI
12 dont 7 en PSI/PT, et un en PSI/TSI
Pour s’assurer que le fait de tomber sur un sujet de math plutôt que de physique n’influençait
pas statistiquement les chances de réussite, on a regardé les résultats, dans la filière MP, des
élèves ayant travaillé l’un ou l’autre type de sujet (tableau IV).
TABLEAU IV
Moyennes de la partie D pour des dossiers de dominante différente dans une même filière
FILIERE Dominante
Dominante
Nombre de candidats Moyenne note D
MP
Maths
Physique
2459
2360
11,53
11,40
PC
Chimie
Physique
1856
1823
11,53
11,67
PSI
Sc. Indust.
Physique
1658
1640
11,62
11,72
PT
Sc. Indust.
Physique
748
658
11,35
10,73
On voit que les moyennes des notes de math et de physique en MP ne diffèrent que d’un
dixième de points. L’écart reste le même entre les dossiers à dominante physique ou chimie en
PC, ou entre physique et sciences industrielles en PSI. Il n’y a qu’en filière PT qu’on constate un
avantage de 0,6 points en faveur des « dossiers SI » par rapport aux « dossiers physique ».
Comme le même dossier de physique a parfois été donné dans des filières différentes, il peut
être intéressant de comparer les notes obtenues dans chaque filière (tableau V)
TABLEAU V
Résultats de la partie D pour un MEME dossier à dominante PHYSIQUE soumis à des
candidats de filières différentes
Nombre de dossiers
concernés
Filière Nombre de candidats Moyenne de la
partie D
7 MP
PC
812
557
11,41
11,61
6 MP
PSI
781
416
11,16
12,04
9 PC
PSI
747
663
11,96
11,90
1 PC
PT
94
14
12
09,30
12 PSI
PT
899
658
11,66
10,73
1 MP
PT
115
14
10,50
09,30
• On constate que les MP obtiennent de moins bons résultats que les PC et PSI (0.2 et 0.8
points d’écart)
• Les PC devancent les MP, PSI et PT de 2 dixièmes, 1 dixième et 7 dixièmes de points
respectivement13.
• Enfin, la physique réussit mieux aux PSI qu’aux PT (0,9 points de différence).
Comme l’an dernier, on voit que en physique, les PSI obtiennent de meilleurs résultats que les
MP et PT, et font jeu égal avec les PC, ces derniers devançant MP et PT.
13
Les comparaisons PC/PT et MP/PT ne sont guère significatives (seulement 14 candidats en PT)
Le tableau VI rend compte d’une étude analogue pour des dossiers de sciences Industrielles
proposés dans des filières différentes :
TABLEAU VI
Comparaison des moyennes des notes obtenues à la partie D sur un MEME dossier de
SCIENCES INDUSTRIELLES étudié par des candidats de filières différentes
Nombre de dossiers
étudiés
Filière Nombre de candidats Moyenne D
10 PSI
PT
844
539
11,77
11,28
4 PSI
TSI
312
249
11,45
10,83
3
PT
TSI
103
199
10,93
10,86
On constate donc que PSI devance PT et TSI (de 0,5 et 0,6 points respectivement), et que PT et
TSI ont moins d’un dixième de point d’écart.
On prendra ces comparaisons comme de simples indications de tendance, et non pas comme
des jugements de valeur sur les candidats de telle ou telle filière. En effet :
• Les tableaux ci-dessus donnent des moyennes statistiques, alors que les jurys ont
exploité toute l’échelle des notes de 0 à 20. A ce propos, on ne constate pas de
différence notable entre filières quant à l’écart standard, toujours compris entre 3,5 et
4,2.
• Il faudrait également s’intéresser aux notes obtenues en partie C. Les analyses faites
montrent une légère corrélation entre notes C et D (cf. page XX du rapport). Mais seule
compte, pour un candidat donné, la somme C+D
• Enfin, et c’est l’essentiel, les candidats concourent par filière, et comparer les résultats
de concours différents n’est pas pertinent.
III. DONNEES STATISTIQUES
III.1. NOMBRE DE CANDIDATS
21323 candidats se sont inscrits à l’épreuve. 15117 admissibles ont été convoqués. 13690
candidats ont été accueillis suite à l’appel de la boîte vocale leur donnant leur heure de
passage.
13559 candidats se sont effectivement présentés à l’épreuve soit 89.6% des admissibles. Leur
répartition par filière est la suivante :
Filière Nombre de candidats Pourcentage
MP 4786 35,3 %
PC 3679 27,1 %
PSI 3298 24,3 %
TSI 363 2,7 %
PT 1406 10,4 %
TPC 27 0,2 %
TOTAL 13556 100
Répartition des candidats admissibles par concours :
CONCOURS Nombre de candidats
CCP 11472
Centrale-Supélec 6241
Mines-Ponts 3431
Banque PT 1517
CONCOURS CLIENTS14
Concours Commun TPE 2849
INT 3852
EFREI 602
ENSTIM 1638
ENSAM 1345
ESTP 3020
EPMI 478
14
INT : Institut National des télécommunications, ISMEA (Ingénieurs spécialisés en microélectronique et Applications), ESIEE (École Supérieure d'Ingénieurs
en Électronique et Électrotechnique)
ESIL (Ecole Supérieure d’Ingénieurs de Luminy)
ENSTIM (Ecoles Nationales Supérieures des Techniques Industrielles et des Mines)
ENSAM (Ecoles Nationales Supérieures des Arts et Métiers)
ESTP (Ecole Supérieure des Travaux Publics)
ISITV (Institut des Sciences de l’Ingénieur de Toulon et du Var)
EPMI (Ecole Supérieure d’électricité, de production et de méthodes Industrielles)
III.2. RESULTATS DE L’EPREUVE
III.2.1. STATISTIQUES PAR FILIERE
MOYENNES SUR 20 OBTENUES SUR L’ENSEMBLE DE L’EPREUVE
Moyenne Écart type Nombre de
candidats
MP 11,48 3,39 4786
PC 11,7 3,35 3679
PSI 11,42 3,32 3298
TSI 10,28 3,64 363
PT 10,86 3,33 1406
TPC 9,74 2,79 27
Moyennes et écarts-type globaux/Total 10,91 3,30 13559
Moyenne et écart-type PARTIE C
Moyenne Écart type Nombre de
candidats
MP 11,23 4,08 4786
PC 11,51 3,98 3679
PSI 10,88 4,17 3298
TSI 9,87 4,7 363
PT 10,61 4,11 1406
TPC 9,81 3,75 27
Moyennes et écarts-type globaux/Total 10,65 4,13 13559
Moyenne et écart-type PARTIE D
Moyenne Écart type Nombre de
candidats
MP 11,51 3,5 4786
PC 11,65 3,43 3679
PSI 11,72 3,27 3298
TSI 10,69 3,7 363
PT 11,11 3,48 1406
TPC 9,67 3,06 27
Moyennes et écarts-type globaux/Total 11,06 3,40 13559
III.2.2. DIAGRAMME DE DISTRIBUTION DES NOTES
IV. RAPPORT COMMUN DES RESPONSABLES PEDAGOGIQUES
L’année 2007 correspond à la onzième édition de l’épreuve de TIPE. Le fonctionnement de
l’épreuve est maintenant bien rodé et si nous lisons les rapports des années précédentes, nous
constatons que les remarques qui y figurent sont toujours d’actualité. Il devient difficile
d’innover dans la rédaction de ce rapport. Nous insisterons sur quelques points concernant
dans un premier temps la partie C (travail réalisé au cours de l’année) puis la partie D (étude en
temps limité d’un document scientifique), tout en commençant par rappeler, comme l’an
passé, ce qui est écrit dans la notice complémentaire de l’épreuve, reproduisant les textes
officiels de 1999 :
« Dans le cadre des TIPE, l’étudiant a un travail personnel à effectuer qui le met en situation
de responsabilité. Cette activité constitue un entraînement à la démarche scientifique et/ou à la
démarche technologique. Les TIPE doivent faire appel à l'intelligence de situations concrètes car la
réalité du métier d'ingénieur n'est pas essentiellement de résoudre des problèmes mais de les
identifier et les poser clairement.
L’objectif des TIPE est de permettre à l’étudiant de développer notamment les qualités et capacités
suivantes :
– ouverture d’esprit
– initiative personnelle
– faculté de rapprocher plusieurs logiques, notamment par un décloisonnement de disciplines
– esprit critique, capacités d’exigence, d’approfondissement et de rigueur
– aptitude à l'imagination expérimentale
– aptitude à collecter l’information, l’analyser, la communiquer...
Cette activité a pour objectif de valoriser la curiosité intellectuelle et le travail en profondeur plutôt
que la rapidité, évaluée par ailleurs dans le cadre du contrôle de l'acquisition des connaissances
disciplinaires. L'objet des TIPE n'est donc pas l'acquisition de connaissances disciplinaires
supplémentaires qui s'effectue par ailleurs dans le cadre du programme d'enseignement. »
La première lettre de l’acronyme TIPE correspond au mot travail, il s’agit donc pour le candidat
de montrer au jury que sa démarche scientifique ou technologique est le fruit d’un travail. Un
travail de questionnement (pourquoi faire ce choix plutôt qu’un autre) ; un travail
d’approfondissement scientifique ou technologique (recherche bibliographique, comparaison
des résultats obtenus avec d’autres trouvés dans la littérature) ; un travail de réflexion
(comment orienter sa démarche compte tenu des informations récoltées) ; un travail de
synthèse (préparation de l’exposé). Est-il utile de dire que ce travail demande du temps et
qu’en général, un candidat même brillant qui n’aurait commencé à travailler sur son TIPE
qu’après les écrits (situation trop fréquente d’après les examinateurs), peut difficilement faire
illusion pendant les dix minutes d’interrogation avec le jury : la démarche, vous l’avez compris,
est centrale dans cette épreuve. Il se peut qu’un travail important réalisé par un candidat n’ait
pas abouti pendant l’année. Il doit alors le mentionner dans la présentation de sa démarche en
expliquant les motivations à l’origine de son travail, en quoi cela n’a pas abouti et, si possible,
pourquoi. Il est clair qu’une visite d’usine ou une rencontre avec un scientifique prévues et qui
finalement ne se réalisent pas, ne peuvent pas être considérées comme un travail important
qui n’a pas abouti.
La deuxième lettre de l’acronyme correspond à Initiative, elle est associée au P de Personnelle ;
dans la notice de l’épreuve il est question de développer les capacités d’initiative personnelle. Il
est clair que ce n’est pas dans la routine que l’on fait preuve d’initiative personnelle, il est
important ici de vouloir innover par rapport à son acquis. Comme cela a déjà été écrit dans un
rapport précédent, cette volonté d’innover, de prendre un problème nouveau, peut-être mal
posé, à bras le corps, de se l’approprier pour mieux le poser scientifiquement ou le résoudre
doit être motrice, elle va de paire avec l’initiative. Attention à un écueil : une initiative
personnelle qui irait à l’encontre d’une démarche scientifique. La démarche scientifique est
bien sûr prépondérante : il ne s’agit pas de faire une simple enquête de journaliste sur un sujet
scientifique, même si elle est originale.
Enfin, la dernière lettre E fait référence à l’Encadrement, Travaux d’Initiative Personnelle
Encadrés. Les candidats doivent savoir mettre à profit les grandes qualités de leurs enseignants
et cela tout au long de l’année, depuis le choix du sujet et les premières questions associées
jusqu’à la comparaison de leurs résultats avec ceux de la littérature. Ils ont tout avantage à
jouer sur l’aspect pluridisciplinaire de leur filière. Dans une démarche scientifique, la
comparaison de ses résultats à ‘l’état de l’art’ est incontournable, pour cela il peut être très
utile et précieux de nouer des contacts avec des ingénieurs et des chercheurs souvent disposés
à ouvrir les portes de leurs laboratoires.
Pour le choix de leurs TIPEs, nous conseillons aux candidats de préférer des sujets simples
auxquels ils peuvent « ajouter de la valeur » : modélisation bien comprise, étude expérimentale
ou simulations, analyse des résultats expérimentaux, comparaison avec un modèle théorique,
étude numérique, étude bibliographique, à des sujets certes passionnant mais qu’ils ne peuvent
qu’effleurer.
En ce qui concerne la partie D de l’épreuve, c’est-à-dire l’étude en temps limité d’un document
scientifique, ce sont surtout les lettres I et P de l’acronyme que le candidat peut valoriser et
c’est pourquoi l’initiative personnelle est encouragée. Elle se traduit par une restitution
personnelle du dossier. Une restitution linéaire offre peu de possibilités d’initiative, il est
souvent préférable d’adopter un plan personnel. Nous encourageons les candidats à avoir un
esprit critique (ordres de grandeurs, logique, justifications scientifiques, applications …).
Face à un texte trop long, il importe de se demander « quel est le but poursuivi par l’auteur,
expose-t-il des solutions, des théories différentes, opposées ou complémentaires ». S’il y a
avalanche de données, un tableau de synthèse, ou comparatif pourrait être le bienvenu. Si l’on
ne demande pas toujours au candidat de maîtriser parfaitement tous les aspects les plus
théoriques d’un texte, on lui reprochera systématiquement d’avoir voulu dissimuler son
ignorance ou ses incompréhensions. Il arrive parfois qu’un peu de jugement sur le fond du
texte, une analyse critique ou une contre argumentation soient valorisés par le jury comme le
signe d’un esprit indépendant, rigoureux et créatif. Toutes qualités dont les écoles d’ingénieurs
sont particulièrement gourmandes.
V. RAPPORT DE MICHEL BARRET, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE MATHEMATIQUES- INFORMATIQUE
Les remarques et commentaires des examinateurs publiés dans les rapports des années
précédentes sont toujours d’actualité et le lecteur est encouragé à les lire. Sous l’angle des
mathématiques et de l’informatique, donc pour la filière MP, voici quelques commentaires en
plus de ceux de la partie commune. Insistons sur l’importance de l’esprit critique
« scientifique » pour la partie D (ordres de grandeur, justifications des relations liant les
différents concepts, etc.) et de la démarche scientifique pour la partie C (modélisation,
pertinence d’une expérience ou d’une simulation, précision des mesures, exploitation des
résultats, comparaison à d’autres travaux similaires, etc.).
Partie C
Les sujets C ayant un contenu mathématique (modélisation) et physique correspondent bien à
l’esprit de la filière. Les examinateurs ont constaté cette année une diminution des sujets
purement mathématiques et une progression des logiques d’action par rapport aux années
antérieures. Toutefois, comme le fait remarquer un examinateur : « Il y a encore beaucoup de
candidats qui cherchent à valider un modèle, ou qui réalisent un programme informatique, et
qui se contentent de dire « ça marche » ou « ça ne marche pas ». Or quand « ça marche », le
jury reste sur sa faim quand il n’y a pas d’exploitation (ou d’exploration) des différents
paramètres du modèle, et quand « ça ne marche pas », il reste sur sa faim quand la démarche
n’est pas expliquée ou qu’aucune hypothèse n’est émise pour expliquer pourquoi les résultats
obtenus diffèrent de ceux attendus. Pourtant, il y a de la valeur ajoutée à se tromper quand on
cherche à comprendre pourquoi ! »
Rappelons qu’il est tout à fait possible pour un candidat de l’option MP de centrer sa partie C
sur un contenu purement mathématique. Il doit alors veiller à valoriser sa curiosité
intellectuelle et son travail en profondeur en abordant le sujet sous différents angles (par
exemple les points de vue de mathématiciens d’époques différentes). Il ne peut pas se
contenter de faire l’acquisition de connaissances mathématiques supplémentaires issues de la
lecture d’un seul ouvrage.
Partie D
Comme l’année précédente, il y a eu cette année quatre sujets d’informatique réservés aux
élèves de l’option informatique et vingt sujets de mathématiques. En informatique les
principaux thèmes abordés ont été
• Le calcul arithmétique sur ordinateur,
• La logique temporelle
• La recherche de motifs fréquents (voir le dossier exemple dans ce rapport).
En mathématiques, les principaux thèmes ont été
• Les processus de Markov
• Calcul approché d’intégrales et accélération de convergence
• Les décimales de pi
• Le théorème de Morley (voir le dossier exemple dans ce rapport)
• Courbes elliptiques
• Courbes rationnelles et courbes de Bézier
• Les nombres premiers
• Calcul scientifique
• Résolution d’équations de la physique
• Les jauges d’avion sont-elles bien conçues ?
Comme ces dernières années, on constate qu’en majorité les candidats ont été préparés à
l’épreuve. Toutefois, trop rares encore sont les candidats ayant une réelle valeur ajoutée
pendant leur présentation : en général leur exposé suit linéairement le dossier. Nous ne
pouvons qu’inciter les candidats à s’entraîner tout au long de l’année scolaire à cet exercice de
restitution personnelle du dossier en s’efforçant, par exemple, de le synthétiser sous la forme
d’un graphe synoptique constitué de rectangles, où apparaissent les principaux concepts, reliés
par des flèches représentant les liens logiques, chronologiques ou autres. De plus,
généralement les candidats qui font un exposé linéaire du dossier ne suivent pas le travail
suggéré et cela les pénalise, car ce dernier propose des pistes pour personnaliser la
présentation du dossier. Rappelons que l’initiative étant au candidat, il peut décider de ne pas
suivre le travail suggéré, mais pour que cela lui soit profitable, il doit être capable de justifier
son choix et il a tout intérêt à le dire dès l’introduction de sa présentation pour que l’écoute du
jury soit en phase avec son exposé. Enfin, encore trop de candidats gèrent mal leur temps de
préparation, consacrant une trop large part à des détails, des parties secondaires, ou à la
recopie de calculs intermédiaires.
VI. RAPPORT DE JEAN-MICHEL GILLET, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LA PHYSIQUE
Nombre de remarques et conseils formulés lors des rapports sur les sessions précédentes de
l’épreuve TIPE sont consultables sur le site http://www.scei-concours.fr/cadre_tipe.htm et le
candidat soucieux de mettre en valeur son potentiel d’ingénieur devant le jury de l’épreuve
sera fort avisé de s’y reporter.
La physique est une discipline transversale de l’épreuve des TIPE et, de ce fait, certaines des
remarques qui suivent s’appliquent sans doute plus à certaines filières qu’à d’autres. Toutefois,
il existe quelques constantes sur lesquels il apparaît important de revenir.
De nos (pluri-)quotidiennes discussions avec les examinateurs, il se dégage quelques aspects
qu’il serait dommage de négliger. En effet, sans nécessiter des efforts trop intenses de la part
de candidats, leur prise en compte permettrait, souvent aisément, le gain de quelques points
qui pourraient s’avérer précieux le jour de l’addition venu.
Sur le travail personnel de l’élève pendant l’année :
Si chacun s’accorde pour dire qu’en onze ans de TIPE, le niveau global de qualité formelle des
exposés s’est considérablement amélioré, il n’en demeure pas moins que les disparités sont
toujours très importantes. Répétons ici que l’épreuve TIPE est l’occasion de montrer ce que l’on
a fait pendant l’année mais aussi sa propre capacité à mettre en valeur un travail.
Il n’est, par exemple, plus acceptable qu’un candidat lise, on devrait dire parfois « ânone », son
discours, sans jeter un œil, même distrait, du côté du jury. Le discours c’est évidemment la voix
mais une quantité d’information passe aussi par le regard. Il s’agit de savoir capter l’attention,
de persuader et surtout … d’intéresser.
Eveiller l’intérêt du jury n’est pas difficile si l’on tient compte de sa curiosité naturelle. Encore
faut-il ne pas la décourager. L’élève, aussi brillant et conscient de sa valeur soit-il, doit avoir à
cœur de se mettre au niveau de son auditoire. Pour dire les choses sans détours : on ne parle
pas de la même manière des aérosols atmosphériques en filière PSI et en filière PC. Il faut bien
avoir présent à l’esprit que selon la filière les deux membres de jurys diffèrent dans leur
spécialité et on ne peut attendre de leur part un savoir omniscient. Il est alors très risqué de
traiter de la prise des bétons en filière MP ou de la synthèse de molécules pharmacologiques en
PSI15. S’il n’y a aucune honte à être un chimiste dans l’âme en filière PSI, il convient aussi de
mesurer les risques pris en choisissant délibérément un sujet trop éloigné des spécialités (a
priori) des personnes censées vous évaluer. Un arbitre de judo peut être invité à participer à un
15
Ces exemples sont tirés de situations couramment vécues.
jury de patinage artistique. Il est toutefois possible que ses critères soient différents de ceux
généralement employés.
Ce procédé est encore plus hasardeux, voire suicidaire, lorsque le manque de clarté s’avère être
délibérément une stratégie de contournement de l’épreuve…
Il est donc impératif, dans la perspective d’un exposé qui ne manquera pas d’arriver, d’être
modeste, sinon mesuré dans le périmètre donné à son objet d’étude. Les examinateurs
continuent de déplorer des sujets du type « les planètes et les étoiles », « le lanceur Ariane »,
« le tokamak », « fusion-fission », « les centrales nucléaires » etc. Outre le fait qu’exposer un
travail de cette envergure en 10 minutes relève de la gageure, il est évident que soit le titre est
inapproprié, soit il ne s’agit que d’un travail de compilation bibliographique dont la
superficialité sera invariablement sanctionnée. Pour, probablement, la onzième fois, répétons-
le : il sera toujours plus facile de proposer un approfondissement personnel sur un sujet de
modeste extension thématique. Attention, ceci ne signifie en aucun cas que le TIPE se doit
d’être mono-disciplinaire. Au contraire, et c’est parfois là que peut résider l’originalité, voire la
fameuse valeur ajoutée : un bon TIPE se prête fréquemment à une approche pluridisciplinaire
(tout en respectant les dominantes de la filière). Les programmes de CPGE sont suffisamment
riches pour qu’il y ait souvent là matière à un traitement transdisciplinaire, trop souvent
ignorée. Pourtant, n’est-ce pas ce qui est attendu de l’ingénieur que de se positionner au
croisement de sciences et techniques pour les enrichir mutuellement dans une construction
(matérielle ou intellectuelle) nouvelle ?
Sans viser à la compétition avec un ingénieur chevronné, il s’agit là de montrer quelques
aptitudes à l’exploitation bien sûr, mais aussi, à la synthèse des savoirs. Si la règle de trois est
souvent la pierre angulaire du travail de (pré-)dimensionnement dans un projet, les élèves de
MP, par exemple s’il s’agit de la modélisation d’une expérience de physique, n’ont aucune
raison de se brider et l’on attend d’eux une construction mathématique à la hauteur de la
formation qu’ils ont reçue. Il leur faut prouver qu’ils en ont compris le sens et l’utilité dans une
démarche de création de valeur.
Pour finir, voici quelques recommandations de bon sens, énoncées par un examinateur
expérimenté et qui se révèleront profitables au candidat qui saura en tenir compte :
« Vous sortez une formule : sachez d’où elle vient
Vous énoncez une loi : expliquez la a minima dans son principe général
Vous faites un programme : listing à l’appui, vous pouvez en discuter les grandes lignes
Vous donnez des caractéristiques : quel nom, quelles unités, comment ça se mesure
Vous citez un appareil : comment ça marche (grandes lignes), quelle est la résolution, le
principe de fonctionnement, les limites…
Vous faites une mesure : quelle précision, incertitude, comparaisons avec d’autres
méthodes... »
Sur l’analyse de texte scientifique
Beaucoup de choses ont été dites sur ce sujet les années passées et, au risque de se répéter,
peu restent à ajouter.
Cette année encore l’éventail des sujets reflète la (bienvenue) diversité des interprétations
possibles du thème national. Une cinquantaine de sujets furent présentés aux candidats.
Toutes les échelles de temps furent évidemment balayées : de l’écoulement de vitraux de
cathédrales aux lasers femtoseconde. Mais si le temps fut essentiellement interprété sous le
prisme temporel (synchronisation des horloges en relativité ou rôle des neutrons retardés) il se
trouva quelques textes jouant sur la double acception du mot « temps » tel celui traitant de
« prévisions météorologiques ».
Chacun s’accorde pour constater que le comportement des élèves sur cette partie de l’épreuve
s’est amélioré sur la forme mais aussi sur le fond. Ceci tient bien sûr à l’effort important produit
par les professeurs mais aussi à une prise de conscience des candidats que ce travail
correspond en fait aux « gammes du scientifique ». Notre société de l’information ne souffre
clairement pas de manque de données. En revanche, il convient de faire face à l’abondance
voire le trop plein. Savoir distinguer l’information pertinente du bruit, savoir trier puis
reconstruire une logique, trouver une cohérence, produire du sens, c’est souvent là une
importante valeur ajoutée.
Entre internet, littérature scientifique et technique, bases de données et autres media,
l’ingénieur doit pouvoir avancer dans son projet d’une manière efficace, rapide et sure.
Le candidat, grâce à l’épreuve des TIPE, se trouve en situation de prouver qu’il possède là aussi
quelques talents. Les textes portés à sa sagacité sont souvent d’un niveau scientifique élevé,
apportant force de nouveaux concepts, vocabulaires et faits expérimentaux par rapport à ce qui
est raisonnablement abordable lors des années préparatoires. Ces textes sont de surcroît,
souvent, assez longs et touffus. Il faut alors que le candidat puisse faire la démonstration de sa
capacité à produire du sens dans un but soit qu’il se sera fixé soit qui lui aura été suggéré. Pour
cela, il lui faudra montrer qu’il peut s’affranchir des barrières de la forme mais qu’il sait aussi
accepter l’incertain, le flou, le « trop complexe », sans pour autant passer à coté de ce qui est à
sa portée.
Face à un texte trop long, il importe de se demander « quel est le but poursuivi par l’auteur,
expose-t-il des solutions, des théories différentes, opposées ou complémentaires ». S’il y a
avalanche de données, un tableau de synthèse, ou comparatif pourrait être le bienvenu. Si l’on
ne demande pas toujours au candidat de maîtriser parfaitement tous les aspects les plus
théoriques d’un texte, on lui reprochera systématiquement d’avoir voulu dissimuler son
ignorance ou ses incompréhensions. Il arrive parfois qu’un peu de jugement sur le fond du
texte, une analyse critique ou une contre argumentation soient valorisés par le jury comme le
signe d’un esprit indépendant, rigoureux et créatif. Toutes qualités dont les écoles d’ingénieurs
sont particulièrement gourmandes.
VII. RAPPORT DE MICHEL JOUAN, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LA CHIMIE
Vue par un chimiste, et donc en filière PC, cette onzième édition de l'épreuve de TIPE
s'est bien déroulée, en respectant l'esprit de la filière à savoir deux disciplines principales, la
physique et la chimie, avec un accent marqué sur l'expérimentation.
La « vitesse de croisière » se confirme, c’est-à-dire que les remarques des examinateurs
et les conseils à donner aux candidats restent fondamentalement les mêmes d’une année sur
l’autre, et je ne peux que conseiller au lecteur de se reporter aux rapports des années
précédentes. Le présent rapport reprend d’ailleurs de larges extraits de celui de l’année
dernière. On peut cependant faire quelques remarques supplémentaires et noter quelques
évolutions favorables. Par contre, certaines remarques ont été reportées dans le « rapport
commun des responsables pédagogiques, que je conseille donc vivement de lire également.
En ce qui concerne la partie C, de moins en moins de candidats pensent bien faire en
apportant de gros rapports. Rappelons ici encore que le candidat peut apporter les documents
(et non les échantillons de produits, etc.) qu’il désire pour illustrer son exposé. Il doit cependant
avoir à l’esprit que ces documents, qu’il devra alors laisser au jury, ne seront utilisés par ce jury
que pendant les 20 minutes d’interrogation correspondantes. Si la constitution d’un solide
dossier, ou la rédaction d’un cahier de laboratoire, pendant l’année scolaire ont un côté
pédagogique indéniable, les apporter tels quels pour l’épreuve est très rarement utile.
L’apport d’échantillons de produits a pratiquement disparu. Espérons que cette
disparition sera enfin complète l’année prochaine. Il est en effet décourageant de voir que des
candidats ont encore apporté des échantillons parce qu’ « on » leur a dit que c’est interdit mais
qu’il peuvent quand même tenter leur chance… sans compter ceux qui ont fait apparaître leurs
échantillons « comme par magie » devant le jury !
Par contre, certains candidats apportent, en complément de leurs transparents, un petit
dossier (ou parfois une ou plusieurs petites affiches – et de quoi les fixer sur le tableau)
composé des quelques photos, dessins, graphiques dont ils envisagent de se servir pour illustrer
leur exposé et répondre aux questions ; ce dossier leur est souvent très utile. En particulier, il
est parfois plus judicieux (et moins cher) de montrer directement au jury des photos et des
graphiques plutôt que se croire obligé de les présenter sous forme de transparents.
Rappelons enfin que ce qu’ils apportent doit être destiné à cette épreuve, et que, s’il est
légitime qu’ils mentionnent leur nom et la filière dans laquelle ils composent, il est tout à fait
anormal que les documents qu’ils apportent mentionnent parfois leur lycée d’origine, le
caractère éventuellement « * » de leur classe ou le fait qu’ils présentent les ENS (rapport avec
page de garde spécifique), … (cherchent-ils à influencer les examinateurs ?).
L'aptitude au travail en groupe et la pluridisciplinarité sont des qualités que l'on
cherchera à développer ensuite dans les écoles d'ingénieurs. Par contre, il ne faut pas oublier
que l'épreuve de TIPE est une épreuve individuelle et que, pour des candidats travaillant
ensemble, il est indispensable qu'ils se soient spécialisés et que, tout en s'appuyant sur une
partie commune de leur travail, chacun soit capable de mettre en valeur ses capacités
personnelles. Certains examinateurs nous avouent être très perplexes quand un candidat leur
présente la même fiche synoptique que celle qui leur a été précédemment présentée par un
autre candidat (voire même deux autres candidats ! ), puis leur fait le même exposé, avec les
mêmes transparents ! Voir les candidats se troubler et rougir quand on leur pose la question
est très désagréable pour tout le monde. L'honnêteté intellectuelle est une qualité importante
pour un futur ingénieur.
Par ailleurs, la comparaison de l'impression laissée par des candidats ayant travaillé
ensemble (et qui le disent) et de la note qui leur a été attribuée, montre également que la
manière dont le candidat met en valeur sa maîtrise de son sujet, lors de son exposé puis de la
discussion qui s’ensuit, est également très importante.
De même, la pluridisciplinarité n'est absolument pas interdite, ni non plus obligatoire ; un
travail s'appuyant sur plusieurs disciplines a simplement beaucoup plus de possibilités de
pouvoir montrer sa richesse ; mais la pluridisciplinarité ne doit pas non plus constituer un alibi
pour présenter un travail dispersé et superficiel.
Rappelons enfin que la fiche synoptique signée par le Professeur atteste que le travail qui
y est présenté a bien été réalisé par le candidat lui-même. Ce dernier a donc intérêt à garder
ceci à l’esprit pendant qu’il rédige cette fiche, pour éviter toute ambiguïté lors de l’épreuve. Il
peut y faire figurer le plan de son exposé, sa bibliographie, … mais ceux-ci peuvent faire
également l’objet d’une page complémentaire remise par le candidat au jury au début de
l’épreuve, par exemple en tant que première page du petit dossier mentionné ci-dessus. Le fait
que les examinateurs questionnent ensuite sur la méthode de travail, la manière dont ils s'y
sont pris, sur les résultats, … ne veut pas dire qu'ils remettent en cause la fiche synoptique, de
même que le fait qu'ils posent des questions sur ce qui a été exposé ne veut pas dire qu'ils
n'ont pas écouté l'exposé du candidat.
Dans le choix de son sujet, le futur candidat doit garder à l’esprit qu’il devra faire
apprécier ses qualités personnelles et non pas la virtuosité d’un scientifique qu’il aura pu
rencontrer. Il est donc conseillé au futur candidat de choisir un sujet qu’il sera en mesure de
comprendre et auquel il apportera une contribution personnelle et qui soit en rapport les deux
disciplines dominantes de la filière : Physique et Chimie pour la filière PC. Choisir un sujet
purement mathématique ou informatique en filière PC friserait l’absurdité. Se faire conseiller
par ses professeurs pour le choix du sujet nous semble donc indispensable!
Cette année, un certain nombre d’examinateurs ont constaté avec plaisir une
augmentation du nombre d’exposés dans lesquels était présenté un travail expérimental
valable, d’une difficulté que maîtrisait le candidat, effectué dans un laboratoire extérieur ou au
lycée, et surtout que le candidat s’était donné la peine d’exploiter le mieux possible. Par contre,
dans certains cas, en questionnant le candidat, les examinateurs se sont rendus compte que ce
dernier avait censuré des « manips qui n’avaient pas marché ». Rappelons que ce qui est évalué
est d’abord la démarche intellectuelle et que l’interprétation d’une manip qui n’a pas marché
peut mettre en valeur des qualités d’analyse et de synthèse qui risqueraient fort de rester
cachées autrement. Par contre, on ne peut que regretter que si peu de candidats ne pensent à
intégrer la précision des mesures dans leur analyse des résultats et que, ainsi, on ne trouve
pratiquement pas de barres d’erreur sur les graphiques.
Les examinateurs se sont donc réjouis de constater cette année plus d’expérimentations
bien exploitées, moins de manips « alibi » que les candidats semblent avoir faites « parce qu’il
faut et que sans ça … » et moins de visites touristiques ne donnant pas à une exploitation
sérieuses des informations recueillies.
Enfin, certains exposés semblent vraiment n’avoir jamais été répétés avant l’épreuve ;
d’ailleurs, comment pourrait-il en être autrement quand on voit des candidats finir leurs
transparents sur les bancs devant ou à l’intérieur du centre d’examen ?
En conclusion de cette partie, les examinateurs ont pu ainsi apprécier un bon nombre de
travaux de grande qualité où les candidats ont montré leur esprit d’initiative, leur dynamisme,
leur rigueur intellectuelle, leur maîtrise de ce qu’ils présentaient et mis en valeur leurs qualités
d'expérimentateur ; à l'opposé, un nombre encore trop important de candidats ont
manifestement travaillé "à l'économie" et en considérant le TIPE comme un pensum dont ils se
seraient bien passés.
En ce qui concerne les dossiers D, ils portaient sur une large gamme de sujets. Citons
comme exemples de sujets :
- Détermination des temps de transition en chronopotentiométrie,
- Les temps multiples de la chimie,
- Archéométallurgie,
- Quelques applications de la durée de vie en fluorescence,
- Les procédés industriels discontinus,
- Les émulsions et leur stabilité dans le temps,
- Formation et croissance des cristaux,
- La datation par la dendochronologie et le carbone 14,
- temps d’induction lors de la synthèse de matériaux par la voie sol-gel,
Les dossiers proposés avaient des longueurs et des difficultés variables, tout en restant
dans des limites raisonnables. Mais on peut rappeler aux candidats qu’ils ne doivent pas se
décourager, comme on le voit parfois, quand le dossier leur semble "trop dur", ni traiter à la
légère un dossier qui leur semble "facile". L'étude des notes montre que les examinateurs
savent tenir compte de la difficulté variée des dossiers.
Certains candidats ont fait des présentations remarquables du dossier qui leur avait été
proposé. D’autres ne se sont pas donné la peine, ou n’ont pas été capables de faire une
présentation correcte du dossier D ; il reste ainsi trop d’exposés « linéaires » où on a
l’impression que le candidat se contente de lire une phrase sur deux ou trois ; ces derniers
semblent n’avoir jamais pris le temps de s’entraîner, en particulier à cette partie D, alors qu’un
tel entraînement est censé commencer dès la première année. Les examinateurs ont noté en
conséquence.
Rappelons enfin que cette épreuve n'est pas un examen mais une épreuve de concours : il
appartient donc aux candidats de se mettre le mieux possible en valeur et de fournir aux
examinateurs les raisons de choisir de leur mettre une note les classant à un rang élevé par
rapport aux autres candidats.
VIII. RAPPORT DE FRANCOIS KIEFER, RESPONSABLE PEDAGOGIQUE POUR LES SCIENCES
INDUSTRIELLES
Les Sciences Industrielles sont abordées en TIPE principalement dans les filières PSI, PT et TSI.
Les résultats progressent en filières PSI et TSI (sensiblement en TSI), mais stagnent voire
régressent légèrement en PT.
Cela signifie que les recommandations faites aux candidats les années précédentes ont
globalement été suivies, et que quelques ajustements sont toutefois utiles pour conserver cette
dynamique de progrès en PSI et TSI ou la retrouver en PT. Signalons que les recommandations
générales pour cette épreuve sont reprises dans les parties communes de cette édition du
rapport, et que les conseils relatifs au traitement des Sciences Industrielles en TIPE développés
dans les précédentes éditions du rapport restent valables. Nous recommandons aux candidats
de s'y reporter pour s'en imprégner.
Pour la partie C (présentation du travail préparé par le candidat au cours de l'année), la plupart
des candidats ont désormais inclus dans leur démarche de préparation des TIPE tout ou partie
des phases de travail les plus propices à leur réussite, mais surtout au développement des
compétences attendues par les écoles d'ingénieurs :
• ouverture vers le monde industriel, source de questionnement sur les écarts observés entre des connaissances académiques acquises en CPGE et leurs applications en situation industrielle,
• expérimentation, support d'application des connaissances théoriques et de logique d'action,
• discussion, base d'approfondissement des connaissances et de connexion entre les différents domaines scientifiques mis en jeu.
Bien que souvent efficace en TIPE, cette séquence « d'étapes » n'est en rien normative. Et la
préparation des TIPE ne peut s'y réduire. Il est impératif de les réunir dans une démarche de
travail logique et cohérente autour d'une même problématique.
Au cours de la session précédente, les jurys ont noté à ce propos que deux écueils sont en fait à
éviter :
• d'une part simplement juxtaposer cette séquence de travaux « TIPEutement correcte » si l'on ose dire, mais sans cohérence véritable. En exagérant: visite industrielle superficielle, expérience proche d'un TP de CPGE, et discussion académique. Le tout peu ou artificiellement lié.
• d'autre part survoler l'ensemble des développements associés à la résolution d'une problématique de Sciences Industrielles complète, auxquels les candidats ont accès. Certains candidats (notamment en filière PT) ont ainsi tenté de :
➢ reformuler un problème ou un besoin industriel observé,
➢ formaliser le cahier des charges associé,
➢ développer, classer et hiérarchiser les solutions possibles
➢ développer en détail, mettre en place et évaluer une solution.
Cet effort louable de cohérence de la démarche aurait souvent requis un volume de
travail proche d'un Projet de Fin d'Etudes en école d'ingénieur, incompatible avec le
temps disponible en CPGE pour les TIPE. Par la force des choses, les candidats ont alors
souvent été réduits à décrire le projet industriel de manière assez superficielle, sans
l'exploiter de manière détaillée (ceci explique entre autres la stagnation de la moyenne
de la partie C en filière PT). Il est plus judicieux dans ce cas de replacer une des phases
du projet dans son contexte (pour montrer la maîtrise des enjeux industriels), puis de la
traiter en détail.
Pour la partie D (dossier préparé lors de l'oral), le constat que les candidats sont bien préparés
à résumer et à présenter des informations scientifiques reste valable. Y compris quand ces
informations traitent de connaissances nouvelles pour un étudiant de CPGE, et même si le
résumé reste encore trop souvent linéaire.
Cette aptitude au résumé est telle que certains candidats présentent même tout à fait
correctement des informations qu'ils n'ont pas comprises. La discussion révèle alors le
problème. On arrive à cette situation lors des interrogations, lorsque les candidats se limitent
au résumé du dossier, sans traiter le travail suggéré, ce qui est insuffisant. Rappelons que le
travail suggéré au candidat propose une ou plusieurs pistes pour illustrer ses talents. S’il n'est
pas obligatoire de suivre ces suggestions, elles sont toujours pertinentes.
Précisons que lorsqu'il est suggéré au candidat d'approfondir une partie de son choix du
dossier, il est de sa responsabilité de savoir ne pas retenir une partie triviale ! Le jury attend du
candidat qu'il affronte au moins une difficulté.
Pour finir, notons qu'en filière PSI il y a toujours une fraction trop importante de sujets C
purement bibliographiques sans intérêts. Et qu'en filière TSI, si les prestations en TIPE sont
toujours très inégales, les meilleurs candidats ont bien exploité et valorisé leurs connaissances
technologiques.
ANNEXE I CATALOGUE DES SUJETS C – TABLE DES MATIERES
1. L’ESPACE
1.1. Astrophysique, relativité
1.2. Système solaire, espace
2. PHYSIQUE DU GLOBE
2.1. L’intérieur de la terre
2.2. Terre et atmosphère
2.3. Terre et océan
3. TERRE ET ENVIRONNEMENT
3.1. L’ atmosphère
3.2. L’eau
3.3. Environnement, recyclage
4. MESURE, METROLOGIE
4.1. Mesure du temps
4.2. Distance, vitesse, accélération
4.3. Cartographie, topographie
4.9. Mesure : divers
5. MATHEMATIQUES
5.1 Algèbre
5.2 Arithmétique
5.3 Analyse
5.4 Géométrie
5.5 Combinatoire, recherche opérationnelle
5.6 Probabilités, statistiques
5.9 Mathématiques : divers
6. INFORMATIQUE
7. TRANSMISSION DE DONNES
7.1. Ondes: émission, propagation,
réception
7.2. Téléphonie, Internet
7.9. Transmission : divers
8. TRAITEMENT ET ENREGISTREMENT DE
L’INFORMATION
8.1. Traitement de signal
8.2. Enregistrement, lecture
8.3. Le son
8.4. L’image
8.9 Traitement de l’information : divers
9. ENERGIE
9.1. Energies fossiles
9.2. Energies renouvelables
9.3. Energie nucléaire
9.9. Energie : divers
10. PROPULSION, TRANSPORTS
10.1. Transports spatiaux
10.2. Transports automobiles
10.3. Transports guides
10.4. Transports maritimes et fluviaux
10.9. Transports : divers
11. MECANIQUE
11.1. Statique, cinématique, dynamique
11.2.Vibrations, résonances, stabilisation
11.3. Mécanique des fluides, aéronautique
11.4 Traitements mécaniques, thermiques,
de surface
11.5 Engins mécaniques
11.9 Mécanique : divers
12. AUTOMATIQUE
12.1. Assistance, conduite, commande
12.2. Robotique
13. CHIMIE,MATERIAUX
13.1. Minéraux, métaux, alliages
13.2. Matériaux organiques
13.3. Agroalimentaire
Santé, soins du corps
Chimie
13.9. Physico-chimie : divers
14. ONDES, ELECTROMAGNETISME,
OPTIQUE
14.1. Ondes
14.2. Electromagnétisme
14.3. Optique
15. PHYSIQUE QUANTIQUE, ATOMIQUE,
MOLECULAIRE, DU SOLIDE
15.1. Physique atomique et moléculaire
15.2. Physique du solide
15.3 Electronique et semi conducteurs
15.4. Matière et rayonnement
16. NOYAU ATOMIQUE, PARTICULES
ELEMENTAIRES
16.1. Noyau atomique
16.2. Particules élémentaires
20. DIVERS
ANNEXE II CATALOGUE DES SUJETS C – CONTENU DES RUBRIQUES DE CLASSIFICATION
1. L’ESPACE
Astrophysique, relativité
Cosmologie, gravitation, relativité
Observation et évolution des étoiles
Exo planètes ; origines de la vie
Rayonnement cosmique ; météorites
Système solaire et espace
Le soleil ; les neutrinos solaires
Les planètes
Interactions soleil-terre-lune
Comètes ; astéroïdes ; météorites
Sondes et satellites
2. PHYSIQUE DU GLOBE
2.1. L’intérieur de la terre
Champ de gravité
Tectonique des plaques
Volcanisme ; sismologie
2.2. Terre et atmosphère
Météores
Ionosphère ; stratosphère
Vents, nuages, pluies, neiges, glaces
Climatologie, météorologie, hydrologie
2.3. Terre et océan
Houles, vagues, courants, marées
El Nino, tsunamis.
3. TERRE ET ENVIRONNEMENT
3.1. L’atmosphère
Polluants ; effet de serre ; ozone
3.2. L’eau
Eau potable ; eaux usées ; irrigation ;
dessalement
3.3. Environnement, recyclage
Déchets ménagers, industriels, pétroliers,
recyclage
4. MESURES, METROLOGIE
4.1. Mesure du temps
Mesures du temps; horloge atomique
4.2. Distance, vitesse, accélération
Radar, lidar, sonar
Vélocimétrie ; gyroscope, accéléromètre
4.3. Cartographie, topographie
Cartographie ; projections
GPS
Reliefs terrestres et sous-marins
Images satellitaires ; télédétection
4.9. Mesures : divers
Métrologie ; interférométrie
Mesures de volume, d’épaisseur, de forces,
de vibration, de pression, de débit…
Contrôles non destructifs
Peseurs, doseurs
Thermométrie
Viscosité
États de surface
Mesures électriques
5. MATHEMATIQUE
5.1 Algèbre
Pavages ; anneaux ; groupes ; matrices ;
espaces vectoriels ; polynômes ; fractions.
5.2 Arithmétique
Théories des nombres ; nombres premiers ;
courbes elliptiques ; nombres entiers
5.3 Analyse
Fractals ; chaos ; équations différentielles,
aux dérivées partielles ; intégration ;
algorithmes génétiques ; systèmes linéaires
; éléments finis ; séries et transf. de Fourier;
ondelettes ; suites.
Interpolations ; lissage ; optimisation ;
calcul de variation
5.4 Géométrie
Topologie; constructions géométriques ;
découpages ; quaternions ; Banach-Tarsky ;
triangulation et maillage ; transformations
géométriques ; projections.
5.5 Combinatoire, recherche
opérationnelle
Graphes ; colorisation ; réseaux ; chemin
optimal ; économie; combinatoires; nœuds;
jeux ;intelligence artificielle ; logique floue.
5.6. Probabilités, statistiques
Mouvements aléatoires ; statistiques ;
percolation ; ISING ; MONTE CARLO ;
MARKOV ; Mathématiques financière
6. INFORMATIQUE
Algorithmique ; programmation linéaire ;
Ordinateur ; mémoire ; water-cooling
Scanner informatique ; moteur de
recherche ; logiciels ; protocoles ; langages ;
séquençages ; puces à ADN
7. TRANSMISSION DE DONNES
7.1. Ondes (émission, propagation,
réception)
Emission, propagation, réception
GSM ; radionavigation
7.2. Téléphonie, Internet
Téléphone ; téléphonie mobile, Internet
UMTS, ADSL, GSM
8. TRAITEMENT ET ENREGISTREMENT
DE L’INFORMATION
8.1. Traitement de signal
Échantillonnage ; analyse spectrale ; bruit ;
modulation, démodulation ; multiplexage ;
démultiplexage ; conversion analogique-
numérique ; compression-décompression ;
codage, code-barre, RFID ; cryptage,
erreurs.
8.2. Enregistrement, lecture
Enregistrement magnétique
CD, DVD, minidisc, disque optique
8.3. Le son
Analyse et traitement du signal sonore
Prise et restitution de sons
Génération et modification de sons
Analyse et synthèse de la voix
Musique et mathématique
Infrasons, ultrasons
Cordes et membranes ; instruments
Acoustique, bruit, isolation
Oreille et audition
8.4. L’image
Traitement et analyse d'images
Stéréoscopie
Compression d'images
Reconnaissance de formes
Capture et analyse du mouvement
Composition d'images
La couleur, l’éclairage
L'œil
Photographie, cinéma, télévision
Photocopie ; imprimerie
9. ENERGIE
9.1. Énergies fossiles
Pétrole, gaz, charbon
Centrales thermiques
9.2. Énergies renouvelables
Hydraulique
Marémotrice
Éoliennes
Energie solaire : thermique, ,photovoltaïque
Pile à combustible ; hydrogène
Géothermie
Biomasse
9.3. Énergie nucléaire
Fission ; technologie des réacteurs
électrogènes (matériaux ; fonctionnement)
Cycle du combustible
Sûreté ; déchets, environnement
Propulsion nucléaire
Fusion nucléaire, ITER.
Le nucléaire militaire
9.9. Énergie : divers
Systèmes énergétiques ; moteurs
Habitat : climatisation ; isolation
Energie électrique : production, gestion,
transformation, transport, stockage.
10. PROPULSION TRANSPORTS
10.1. Transports spatiaux
Moteur ionique, à plasma ; voile solaire
Véhicules spatiaux
Lanceurs, fusées
Avions, vol à voile.
Hélicoptères
Ballons
10.2. Transports automobiles
Moteurs
DIESEL ; WENKEL ; STIRLING
Injection ; carburation ; combustion
Transmission ; direction
Suspension ; freinage ; sécurité
Contrôle-commande
Carrosserie , accessoires.
Carburants ; échappement ; pollution.
Véhicule électrique, hybride, à hydrogène.
10.3. Transports guidés
Trains ; métro ; tramway
Remontées mécaniques
Ascenseurs
Trottoirs rapides
10.4. Transports maritimes et fluviaux
Structure des navires
Propulsion navale
Voilier ; hydroptère ; planche à voile.
Sous marins
10.9. Transports divers
Moto, vélo, fauteuil roulant.
11. MECANIQUE
11.1. Statique, cinématique, dynamique
Génie civil, bâtiments, ouvrages d'art
Trajectoires
Chocs ; frottements
Résistance des matériaux.
Sports et mécanique
11.2. Vibrations, résonances, stabilisation
Vibration, oscillation, stabilisation,
amortissement
Génie civil et aérodynamisme
Équilibrage
11.3. Mécanique des fluides, aéronautique
Dynamique du vol ; ailes ; soufflerie ;
furtivité.
Mécanique des fluides ; cavitation.
Tension superficielle ; gouttes et bulles.
Changements de phase ; fluides à seuil.
Milieux granulaires
11.4 Traitements mécaniques, thermiques,
de surface
Fours et fonderie
Traitements, mise en forme.
Stratoconception ; prototypage rapide
Usinage, découpe, soudure.
Traitements de surface, corrosion
11.5 Engins mécaniques
Engins de levage, de transport, de mise en
forme, d'assemblage, pompes…
Engins agricoles.
12. AUTOMATIQUE
12.1. Assistance conduite, commande
Contrôle de satellites
Assistance au transport aérien ou routier
Tri ; motorisation programmée…
12.2. Robotique
Robots ; automates…
13. CHIMIE, MATERIAUX
13.1. Minéraux, métaux, alliages
Minerais, métaux
Alliages, alliages à mémoire de forme
Quasi cristaux
Céramiques
Bétons, ciments, plâtres
Verres
13.2. Matériaux organiques
Matière plastiques, polymères, etc…
Composites
Élastomères
Fullerènes, nanotubes
Textiles
Bois, papiers, cartons
13.3. Agroalimentaire
Agriculture ; engrais ; pesticides, herbicides
Aliments solides et liquides
Colorants
Conservation, emballage.
Santé, soins du corps
Le corps (physiologie, métabolisme)
Maladies : dépistage, traitements
Industrie pharmaceutique
Diététique
Parfums, savons, cosmétologie
Chimie
Réactions chimiques (synthèses, catalyse…)
Pétrochimie
Analyse chimique (chromatographie,
spectrométrie)
13.9. Physico-chimie : divers
L'eau
Gels, savons, détergents, tensioactifs
Encres, peintures, colorants
Colles
Pyrotechnie
14. ONDES, ELECTROMAGNETISME,
OPTIQUE
14.1. Ondes
Effet Doppler
Micro-ondes
Échographie, ultrasons
Ondes thermiques
14.2. Électromagnétisme
Ondes électromagnétiques
Magnétisme
Furtivité électromagnétique
Piézoélectricité
Lifter.
14.3. Optique
Lumière (décomposition, propagation,
réflexion,
filtrage, polarisation, diffusion,
interférences)
Sources (lampes, lasers)
Spectroscopie
Holographie
Fibres optiques ; soliton
Optique astronomique ; télescopes
Optique adaptative
15. PHYSIQUE :
15.1. Physique quantique, atomique et
moléculaire
Physique quantique
L'atome (théorie atomique ; absorption,
émission)
Physique quantique et information
Lasers
Refroidissement atomes par laser
Condensats de Bose-Einstein
15.2. Physique du solide
Ferromagnétiqme
Cristallographie
Écrans à plasma ; cristaux liquides
Microscopes électroniques
Supraconductivité, superfluidité
Électronique et semi conducteurs
Émission électronique
Diodes ; semi-conducteurs ; circuits intégrés
Capteurs CCD
Optoélectronique
Nanosciences
15.4. Matière et rayonnements
Analyse de la matière (tomographie,
texture, métrologie)
Diagnostics (radiographie, radiologie,
scanner)
Radiothérapies
16. NOYAU ATOMIQUE, PARTICULES
ELEMENTAIRES
16.1. Noyau atomique
Le noyau atomique (forme, composition)
Noyaux excités
Radioactivités
Interactions rayonnements ionisants et
matière (contrôles, métrologie, irradiation,
stérilisation)
Nucléaire et œuvres d'art
Nucléaire et médecine (diagnostic ;
marquage ; thérapie)
IRM, RMN
Datation (Carbone 14)
Spectrographie de masse
Neutrons
Positons
16.2. Particules élémentaires
Particules élémentaires
Neutrinos ; quarks
Accélérateurs
Détecteurs
20. DIVERS
Sujets imprécis (ex. : optimisation;
fonctionnement ; machine, dispositif, etc )
Sujets inclassables ou inconnus.
ANNEXE II I EXEMPLES DE SUJETS D PAR DISCIPLINE
Exemple de sujet de chimie
Exemple sujet de physique MP
Exemple sujet physique PC
Exemple sujet physique PSI
Exemple sujet math
Exemple sujet informatique
Exemple de sujet de sciences Industrielles PSI
Exemple de sujet de SI filière PT.pdf
Exemple sujet SI filière TSI.pdf
