Classe préparatoire physique et chimie

Les matières principales (composées de cours, TD et de TP) :

Mathématiques (très proche du programme de PSI)[2] :

• Analyse : Espaces vectoriels normés, suites et fonctions à valeurs vectorielles, séries numériques, séries de fonctions, séries entières, intégration sur un intervalle quelconque, circulation et intégrales curvilignes, intégrales doubles, équations paramétrées, espaces préhilbertiens, lois de probabilités.
• Algèbre linéaire: Espaces vectoriels, déterminants, réduction d'endomorphismes (diagonalisation, trigonalisation), espaces vectoriels euclidiens.
• Géométrie : Courbes et surfaces, arcs paramétrés.

Physique[3] :

• Analyse vectorielle : introduction du gradient, des opérateurs divergence, rotationnel, laplacien, théorèmes de Stokes, Green-Ostrogradski.
• Électrocinétique : surtout le TP-cours sur le multivibrateur astable.
• Mécanique ondulatoire : corde vibrante, ondes longitudinales dans un solide, absorption et dispersion, ondes sonores.
• Optique physique : optique ondulatoire, interférences lumineuses, diffraction des ondes lumineuses. TP-cours : l'interféromètre de Michelson, le réseau de diffraction, et la polarisation de la lumière.
• Électromagnétisme : équations de Maxwell, ondes planes électromagnétiques, ondes réfléchies-ondes transmises, rayonnement et diffusion, induction électromagnétique.
• Mécanique des fluides : rappels sur la statique des fluides (étudiée en Maths Sup), physique des systèmes ouverts, écoulements parfaits, viscosité, nombre de Reynolds.
• Thermodynamique et phénomènes diffusifs : rappels du cours de Maths Sup, potentiels thermodynamiques, diffusion des particules, diffusion thermique.
• Mécanique : rappels mécanique du point, mécanique du solide : rotation autour d'un axe fixe, de direction fixe.

Ces différents sujets pouvant être étudiés dans quelque sens que ce soit, de nombreux rapprochements et analogies pouvant être faits. Les TP de 4 h, faisant alternances avec ceux de chimie, portent surtout sur l'optique (3 TP-cours), et l'électrocinétique.

Chimie : Le cours fait suite au programme de sup et s'y appuie assez souvent[4] :

• Thermodynamique et chimie inorganique : principes de la thermodynamique, introduction des fonctions d'états (G, F, H, U, S), des grandeurs de réactions, des potentiels chimiques, de l'affinité chimique, de la variance, évolution des systèmes ("condition d'évolution spontanée -ou naturelle") déplacements et rupture d'équilibre (principe de Le Châtelier), diagrammes binaires (solide-liquide et liquide-vapeur), diagrammes potentiels-pH ("de Pourbaix"), diagrammes intensité-potentiel, phénomène de corrosion, protection des métaux, obtention des métaux (hydro et pyrométallurgie du zinc), matériaux thermoplastiques.
• Cristallographie : étude des réseaux cc, cfc, cristaux ioniques.
• Atomistique : orbitales moléculaires, méthode CLOA, théorie de la HO et de la BV, méthode des fragments.
• Chimie organique : spectroscopie (IR et RMN), propriétés électronique des molécules, réactivité en chimie organique, études des groupes fonctionnels (alcènes, composés carbonylés (aldéhydes et cétones), acides carboxyliques et dérivés, Hydrocarbures aromatiques).

Français/Philosophie : Étude des 3 œuvres au programme.

LV1 (anglais, allemand, espagnol, italien, arabe, etc.) : Étude de l'économie, du mode de vie, de la culture (anglais et américains pour LV1 anglais) à travers des articles de presse, entraînement aux différents types d'épreuve au concours : Thème littéraire (type "Mines-Ponts") ou grammatical (type "E3A"), Version, Contraction croisée (cross-reduction : contraction en anglais d'un texte en français), expression écrite (réponse a une question en anglais), synthèse de documents, QCM.

TIPE/ADS

• Poursuite dans les recherches et synthèse d'un exposé pour le TIPE
• L'ADS n'est en vigueur que pour le concours X-ENS

Sport : 2 heures

Les cours de physique sont séparés des cours de chimie dans cette filière. D'ailleurs, il y a en général un professeur pour chacune de ces matières (En fait, il y a un agrégé de physique et un agrégé de chimie, alors que dans les autres filières, le professeur de physique-chimie est indifféremment agrégé de physique ou de chimie).

Elles ont lieu pour les quatre matières : mathématiques, physique, chimie et LV1. Les élèves ont deux colles d'une heure (40 minutes en général pour la LV1) par semaine, par roulements. Une colle de Français/Philosophie a lieu par trimestre.

Depuis 2013, l'enseignement de l'informatique se fait en accord avec le Plan informatique pour tous sur des plages horaires dédiées. Le langage étudié devient Python (langage), en remplacement de Maple.

Programme : Initiation à l'outil informatique et au langage Python. Représentation des nombres en informatique. Ingénierie numérique et résolution d'équations. Requêtes SQL. Récursivité. Piles. Algorithmes de tri.

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