PROGRAMMES DU CONCOURS INTERNE DE L'AGRÉGATION - SESSION 2002

Note du 17-5-2001
NOR : MENP0101067X
RLR : 820-2
MEN - DPE E1

Sciences physiques : option physique et chimie

Épreuves écrites
Ces épreuves sont envisagées au niveau le plus élevé et au sens le plus large du programme défini ci-dessous.
1 - Composition sur la physique et le traitement automatisé de l'information
Le programme se compose des programmes de physique des classes suivantes :
- terminale S, y compris l'enseignement de spécialité (B.O. n° 3 du 16-2-1995),
- préparatoires scientifiques aux grandes écoles : classes PCSI, MPSI, MP, MP*, PC et PC* (B.O. hors-série n° 1 du 20-7-1995 et hors-série n° 3 du 18-7-1996).
2 - Composition de chimie avec exercices d'application
Cette épreuve porte sur les programmes de chimie des classes suivantes :
- première S (B.O. hors-série n° 7 du 31-8-2000) et terminale S, y compris l'enseignement de spécialité (B.O. n° 3 du 16-2-1995),
- première et terminale de la série sciences et technologies de laboratoire spécialités Physique de laboratoire et de procédés industriels et Chimie de laboratoire et de procédés industriels, programmes, (BOEN hors série du 24-9-1992 et du 30-12-1993),
- classes préparatoires aux grandes écoles PCSI, MP, MP*, PC, PC* et BCPST (B.O. hors-série n°1 du 20-7-1995, hors-série n° 2 du 27-7-1995 et hors-série n° 3 du 18-7-1996).
Épreuves orales
1 - Exposé de leçon
Dans le cas d'une leçon de physique, le programme est celui de la composition d'écrit n° 1.
Dans le cas d'une leçon de chimie, le programme est celui de la composition d'écrit n° 2.
Le niveau de la leçon proposée au candidat est celui d'une classe préparatoire scientifique aux grandes écoles, de première ou de deuxième année.
2 - Montage et traitement automatisé de l'information
Le niveau est celui des classes post baccalauréat des lycées.
Leçons de physique
1. Dynamique du point matériel dans un référentiel non galiléen. Exemples. Cas des référentiels géocentrique et terrestre. (PCSI)
2. Puissance d'un système de forces relativement à un référentiel. Travail. Théorème de l'énergie cinétique. Énergie mécanique.(PCSI)
3. Oscillateurs linéaires : oscillateur harmonique amorti, temps de relaxation, facteur de qualité, portrait de phase. Applications. (MPSI)
4. Problème à deux corps. Force centrale conservative. Application au potentiel newtonien. (PCSI)
5. Solide en rotation autour d'un axe fixe. Applications. (PCSI)
6. Actions de contact entre deux solides. Frottement de glissement. Exemples.(PC)
7. Théorie cinétique des gaz parfaits : définition cinétique de la température, de la pression. Relation entre pression et vitesse quadratique moyenne. Équation d'état, énergie interne.(PCSI)
8. Statique des fluides. Applications. (PCSI)
9. Équation d'Euler. Relation de Bernoulli. Applications. (PC)
10. Premier principe de la thermodynamique. Énergie interne, transfert thermique. Conséquences. (PCSI)
11. Bilans d'entropie. Application à des cas simples de phénomènes irréversibles. (PCSI)
12. Corps pur diphasé en équilibre. (PCSI et PC)
13. Diffusion thermique ; loi de Fourier, applications. (PC)
14. Approche thermodynamique du paramagnétisme et du ferromagnétisme. (PC)
15. Dipôle électrostatique : potentiel et champ créés. Action d'un champ électrostatique extérieur. Applications. (PCSI)
16. Cartes du champ électrostatique et du champ magnétostatique ; relations avec les sources ; symétries et invariances par groupe de transformations ; autres propriétés, exemples. (PCSI)
17. Induction électromagnétique dans un circuit fixe. Énergie magnétique. Applications (PC)
18. Induction électromagnétique dans un circuit mobile dans un champ B stationnaire. Applications. (PC)
19. Énergie électromagnétique dans le vide ; vecteur de Poynting ; densité d'énergie électromagnétique. Applications. (PC)
20. Étude de deux oscillateurs harmoniques couplés : régime libre (modes propres) et régime sinusoïdal forcé (résonances). (PC)
21. Vibrations transversales d'une corde : équation de propagation. Corde de Melde : ondes stationnaires, résonance. (PC)
22. Ondes sonores dans les fluides : équation des ondes sonores dans l'approximation acoustique. Aspects énergétiques. (PC)
23. Dipôle électrique oscillant (les composantes du champ électromagnétique rayonné à grande distance seront admises) : structure du rayonnement ; puissance rayonnée ; applications et conséquences. (PC)
24. Dispersion, absorption, indice complexe en optique. Interprétation et modélisation microscopique. (PC)
25. Réflexion et réfraction d'une onde plane progressive harmonique polarisée rectilignement à l'interface entre deux diélectriques linéaires homogènes et isotropes, dans le cas de l'incidence normale. (PC)
26. Lentilles minces dans l'approximation de Gauss. Applications. (PCSI)
27. Interférences non localisées à deux ondes cohérentes en optique. Exemples. Applications. (PC)
28. Diffraction. Principe de Huygens-Fresnel. Diffraction à l'infini d'une onde plane par une pupille rectangulaire ; cas de pupille fente. (PC)
29. Réseaux plans en optique. (PC)
30. Exemples de couplage électromécanique : haut-parleur électrodynamique, moteurs... Bilans énergétiques. (PC)
Montages de physique
Pour chacun des thèmes de la liste ci-dessous, il conviendra, dans la mesure du possible, de présenter des applications. L'utilisation de l'ordinateur interfacé, pour l'acquisition et le traitement des données expérimentales, est à privilégier.
1. Dynamique newtonienne.
2. Thermométrie.
3. Transitions de phase.
4. Ondes acoustiques.
5. Formation des images en optique.
6. Spectrométrie optique.
7. Polarisation de la lumière.
8. Condensateurs.
9. Bobines ; transformateurs.
10. Capteurs.
11. Induction, auto-induction.
12. Production et mesure de champs magnétiques.
13. Transducteurs électromécaniques.
14. Régimes transitoires en électricité.
15. Filtres actifs et passifs.
16. Conversions alternatif-continu et continu-alternatif en électricité.
17. Amplification en électronique.
18. Oscillations électriques entretenues.
19. Analyse harmonique et synthèse d'un signal périodique.
20. Modulation d'amplitude et modulation de fréquence .
21. Multimètres numériques : mise en œuvre des différentes fonctions.
22. Oscillateurs couplés.
23. Mesure de longueurs d'onde.
24. Mesure d'impédances.
25. Mesure de constantes physiques fondamentales.
26. Interférences.
27. Diffraction.
28. Ondes stationnaires.
29. Résonance.
30. Expériences de physique à l'aide de l'outil informatique : réalisation, acquisition et exploitation.
Leçons de chimie
1. Notions de mécanisme réactionnel en cinétique homogène. Processus élémentaires ; intermédiaires de réaction. Approximation de l'état quasi-stationnaire. (PCSI)
2. Caractères généraux de l'action catalytique. Catalyse homogène. (BCPST Première année)
3. Construction et utilisation des diagrammes d'Ellingham. Application à la pyrométallurgie. (PC)
4. Affinité chimique. Définition, sens d'évolution possible d'un système. Expression de l'affinité chimique en fonction de la constante d'équilibre et du produit des activités (ou quotient de réaction). (PC)
5. Lois de déplacement des équilibres : influence de T et de P, de l'introduction d'un constituant actif et d'un constituant inactif. (PC)
6. Équilibres liquide-vapeur d'un système binaire ; miscibilité totale ou nulle à l'état liquide. Applications. (PC)
7. Potentiel d'électrode ; formule de Nernst. Prévision des réactions d'oxydo-réduction. (PCSI)
8. Exemples de dosages acido-basiques, de complexation et de précipitation. (PCSI)
9. Exemples de dosages d'oxydo-réduction. (PCSI)
10. Assemblages compacts ; coordinence et compacité. Existence de sites interstitiels. L'assemblage pseudo-compact cubique centré. (PC)
11. Les assemblages ioniques. (PC)
12. Du cristal parfait au cristal réel : exemple de la non stoechiométrie de FeO. (PC)
13. Classification périodique des éléments à partir du modèle quantique de l'atome. Périodicité des propriétés atomiques ; évolutions et analogies dans les colonnes et les lignes. (PCSI)
14. Utilisation des diagrammes potentiel-pH. Application à l'hydrométallurgie (lixiviation, purification, cémentation). (PC)
15. Utilisation des courbes intensité-potentiel. Application à la préparation du zinc par électrolyse. Utilisation du zinc pour la protection du fer contre la corrosion. (PC)
16. Principe de la spectroscopie RMN : notion de déplacement chimique du proton, constante de couplage, courbe d'intégration. (PC)
17. Description des orbitales moléculaires de l'éthylène et du butadiène. Application à la réaction de Diels-Alder. (PC)
18. Stéréoisomérie de configuration : Z et E, R et S, énantiomèrie et diastéréoisomérie. Conformation : éthane, butane, cyclohexane et cyclohexanes mono et disubstitués. (PCSI)
19. La liaison carbone-halogène : réactions de substitution nucléophile ; mécanismes SN1 et SN2 ; stéréochimie. (PCSI)
20. La liaison carbone-halogène : réactions d'élimination ; mécanismes E1 et E2, stéréochimie. (PCSI)
21. La liaison simple carbone-oxygène. Obtention d'étheroxydes. Passage de ROH à RX. Déshydratations inter et intramoléculaire en milieu acide. (PCSI)
22. Préparation des organomagnésiens mixtes. Nucléophilie et basicité des organomagnésiens mixtes. (PCSI)
23. Styrène et méthacrylate de méthyle : étude des monomères ; polymérisations anionique et radicalaire. (PCSI)
24. Alcènes : hydrogénation en catalyse hétérogène ; époxydation ; syn dihydroxylation ; coupures oxydantes. (PC)
25. Hydrocarbures aromatiques : aromaticité ; substitution électrophile aromatique sur le benzène. (PC)
26. Hydrocarbures aromatiques : substitution électrophile sur le benzène monosubstitué. (PC)
27. Amines : réactivité nucléophile ; diazotation des amines primaires aromatiques ; réactions de couplage diazoïque. (PC)
28. Composés carbonylés : préparation par oxydation des alcools ; additions nucléophiles ; réaction de Wittig. (PC)
29. Composés carbonylés : réactions en a du groupe carbonyle ; réactions de l'ion énolate ; additions sur les a-ènones. (PC)
30. Synthèse des esters. Hydrolyse des esters, des amides et des nitriles en milieu basique. Synthèse malonique. (PC)
Montages de chimie
Pour chacun des thèmes de la liste ci-dessous, il conviendra, dans la mesure du possible, de présenter des applications.
1. Dosages de produits de la vie courante.
2. Piles électrochimiques et électrolyses.
3. Constantes de formation d'ions complexes.
4. Produits de solubilité.
5. Constantes d'acidité.
6. Vitesse de réaction et catalyse.
7. Indicateurs de fin de dosage.
8. Influence du pH, de la complexation, de la solubilité sur le pouvoir oxydant ou réducteur.
9. Diagramme potentiel-pH du fer.
10. Spectrophotométrie UV-visible.
11. L'azote et ses composés en chimie inorganique.
12. Le zinc et ses composés.
13. Le fer et ses composés.
14. Le dichlore et l'eau de Javel
15. Le dioxygène et l'eau oxygénée.
16. Les oxydants minéraux.
17. Les réducteurs minéraux.
18. Alcènes et alcynes (éthylène et acétylène exclus).
19. Aldéhydes.
20. Cétones.
21. Alcools.
22. Amines.
23. Organométalliques.
24. Substitutions électrophiles.
25. Substitutions nucléophiles.
26. Acides carboxyliques et dérivés.
27. Acides aminés, amides, polypeptides, polyamides.
28. Méthodes de séparation des constituants d'un mélange en chimie organique.
29. L'eau en chimie organique.
30. Produits organiques contenus dans les substances naturelles. Séparation et identification.




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