e3a-Polytech 2026 PSI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2026, filière PSI, en 4 heures. Thème : L'énergie hydraulique : barrage et turbine Francis, transformateur et cycle d'hystérésis, corrosion et élaboration de l'acier des conduites.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I.1 : une retenue d'eau. Ordre de grandeur de la puissance hydroélectrique par client, champ de pesanteur et champ de gravitation, champ de pression dans l'eau et résultante des forces pressantes sur le barrage.
• Partie I.2 : remplissage d'un bassin et contrôle du niveau. Mesure du niveau par une sonde ultrasonore : approximation acoustique, équation de d'Alembert pour la surpression, célérité du son dans l'air et hauteur d'eau déduite du temps de vol.
  À revoir : Propagation d'un signal
• Partie I.3 : couple hydraulique et puissance utile. Débit dans la conduite forcée, roue Francis et référentiel non galiléen, bilan de moment cinétique sur un volume de contrôle, triangle des vitesses, couple et puissance indiquée.
• Partie II : transport de l'énergie électrique. Transformateur idéal (Maxwell-Thomson, théorème d'Ampère, rendement), cycle d'hystérésis d'un ferromagnétique doux relevé avec un montage à amplificateur linéaire intégré, puis couplage de la centrale au réseau.
  À revoir : Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction, Filtrage linéaire
• Partie III.1 : corrosion des conduites forcées. Stabilité du fer dans l'eau à l'aide d'un diagramme E-pH, protection par anode sacrificielle de magnésium et intensité du courant de protection.
  À revoir : Diagrammes potentiel-pH, Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Partie III.2 : réduction des oxydes de fer par le monoxyde de carbone. Réductions de Fe2O3 et de Fe3O4 par CO, constante d'équilibre en fonction de la température, influence de la pression et de la température et rapport d'équilibre des pressions de CO2 et de CO.
  À revoir : Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique, Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Propagation d'un signal
• Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction
• Filtrage linéaire
• Diagrammes potentiel-pH
• Oxydoréduction et piles électrochimiques
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques

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