Oraux PSI

Cette page est destinée à vous apporter des informations sur les épreuves orales de SI en PSI. Elle peut ne pas être à jour et sera complétée avec le temps et le retour d’expérience de mes élèves !

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Les oraux de SI

Les oraux de SI sont principalement des épreuves de TP qui se préparent sur 2 années, et non en quelques séances avant les oraux. Toutefois, nous ferons quelques TP de préparation afin de vous remettre dans le bain.

Un TP de SI est toujours organisé de la même manière, même si les épreuves de chaque concours sont quelque peu différentes:

  • Identification des chaînes fonctionnelles (énergie, information) et du besoin auquel répond le système – Performances attendues du cahier des charges
  • Expérimentation et identification des performances réelles du système
  • Proposition/Amélioration d’un modèle et obtention des performances simulées associées
  • Justification des écarts entre performances attendues, réelles et simulées
  • Synthèse des travaux effectués

D’un point de vue « cours », je vous conseil en particulier de maîtriser:

  • La description du besoin et les outils SysML associés
  • La maîtrise de la rédaction d’une chaîne d’énergie/chaîne d’information en identifiant sur le système chacun de ses éléments
  • Le moteur à courant continu: schéma bloc, fonction de transfert pour les deux entrées (tension, couple), gains statiques associés, ordre (1 ou 2 selon les valeurs de ses coefficients), pilotage par hacheur – On pourra réviser le TD associé (SLCI 2 – Révisions – TD1 – MCC)
  • L’identification des capteurs (penser à regarder où vont les fils) et actionneurs des systèmes et la justification de leur rôle d’un point de vue fonctionnel – En particulier pour les rotations, connaître la différence entre capteur potentiométrique, codeur incrémental et absolu – Capteurs en rotation
  • Savoir comment fonctionne un hacheur (tension continue hachée à haute fréquence en tout ou rien, avec en face un moteur (passe bas) qui « voit » donc finalement passer la valeur moyenne de la tension)
  • Savoir identifier les constantes d’un système (caractéristiques moteurs, inertie équivalente, frottements secs, frottements fluides) – Pensez à lire et relire ma fiche Identification
  • L’analyse locale des surfaces en contact réalisant une liaison et non la déduction de la liaison par analyse des mouvements !
  • Savoir proposer un TEC lorsqu’il n’y a qu’une mobilité et l’appliquer proprement, en particulier avec les bonnes hypothèses (régime stationnaire ? Sans pertes ?)
  • Savoir manipuler un modèle acausal – Modélisation acausale
  • Savoir lire un diagramme d’états
  • Et évidemment, plus généralement, tout le programme de SI !

Attention, DANGER: Si vous tombez sur un support que vous connaissez, oubliez tout ! Adaptez vous au sujet proposé. Le support peut d’ailleurs avoir été modifié, ne pas avoir les mêmes capteurs, et traiter d’une toute nouvelle problématique.

Il serait bon de savoir manipuler les outils office/open office et en particulier, savoir tracer une courbe et identifier coefficient directeur et ordonnée à l’origine.

D’un point de vue » pratique », voici quelques conseils:

  • L’interrogateur passe vous voir et vous parlez à l’oral. Préparez au mieux vos supports écrits afin qu’ils illustrent vos propos. Si vous ne les présentez pas, il passeront à la trappe ! Ecrivez gros sur des feuilles pas trop remplies.
  • Dans la première partie du TP, allez voir le système, ne vous contentez pas de lire des documents – Montrez que vous cherchez à le comprendre, trouvez les capteurs etc.
  • Levez vous lorsque vous devez parler du système étudié, et montrez les éléments ! Ne restez pas assis, c’est une épreuve de manipulation
  • Pensez à présenter le système en introduction (c’est un robot qui sert à…), la problématique, et le travail attendu (lisez dans les grandes lignes le sujet en entier pour savoir où vous allez)
  • Tout ce que vous oublierez de présenter ne sera pas évalué et donc nuira à votre note – Soyez organisés
  • Préparez une feuille spéciale pour noter les choses que l’interrogateur vous demande pour son prochain passage afin de ne surtout pas oublier de les traiter
  • Pensez à faire des captures d’écrans (à savoir faire !) et à stocker les images dans un fichier propre afin de pouvoir présenter d’anciennes mesures à l’interrogateur
  • N’hésitez pas à réaliser votre synthèse sur office afin qu’elle soit propre et claire
  • Si vous bloquez sur une manipulation, demander immédiatement de l’aide afin d’utiliser le système, cela ne sera pas pénalisé
  • Si vous bloquez sur une question qui vous bloque pour la suite, n’hésitez pas à solliciter l’interrogateur, mais la note sera forcément impactée
  • Ayez une tenue élégante
  • Soyez curieux, explorez tous les recoins du système et de son logiciel qui pourrait vous aider à identifier les constituants (MCC ou moteur triphasé, capteur potentiométrique ou codeur etc.)

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TP de préparation personnels

Je vous propose de réaliser des TP blancs pour la préparation aux oraux. J’en ai réalisé 5, mais le système « Control’X » n’est pour le moment plus au labo, vous passerez donc par groupes de 2 sur Maxpid (2 sujets différents), Comax et Sympact, pendant 3h.

Conseil: ne les regardez pas si vous voulez les faire en TP blancs !

Control'XIdentification des frottements et de l'inertie
Comparaison modèle/réel
Sujet PDFModèle Matlab RAR
Produit industriel
Produit didactique
Caractéristiques techniques
Modèle XCOS
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXML 3 axesModèle 3DXML 1 axe
Diagrammes SysML
EVOLAPAvoir une image stableSujet PDFModèle XCOS causal
Modèle XCOS Exemple
Produit industrielProduit didactisé
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXMLDiagrammes SysML
MAXPID 1Identification des frottements
Comparaison modèle/réel
Sujet PDFModèle XCOS causal
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXML
MAXPID 2Identification de l'inertie
Comparaison modèle/réel
Sujet PDFModèle
XCOS causal
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXML
SympactIdentification des constantes du ressort
Comparaison modèle/réel
Sujet PDFModèle
XCOS acausal
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXML
COMAXEtude mécanique
Identification des frottements
Comparaison modèle/réel
Sujet PDFModèle XCOS
Doc motoréducteur
Doc axe linéaire
Mode opératoireChaines
Modèle 3DXML
Fiche d'évaluation

Voici quelques conseils pour la réalisation de ces TP, qui attention, ne seront pas exactement sous cette forme aux TP réels, qui dépendent de plus de chaque épreuve.

Chaque TP suit la même trame:

  • Présentation du système
  • Prise en main du modèle fourni et explication des blocs
  • Réalisation d’une expérimentation qui permettra de comparer modèle et réel
  • Etude théorique et expérimentations en vue de déterminer des paramètres inconnus du modèle
  • Utilisation du modèle complété et comparaison des courbes réelles et simulées – Écarts
  • Bilan du TP

Voici quelques conseils maintenant:

  • Présentation: Se lever, parler du système dans son environnement réel, puis du système didactisé devant vous, donner le besoin auquel il répond, un extrait de son cahier des charges et la matière d’oeuvre sur laquelle il agit. Donnez ensuite vos deux chaines énergie/information propres à l’interrogateur, et présentez lui les différents éléments sur le système réel ! Justifier du choix des technologies des capteurs (potentiomètres, codeur incrémental ou absolu…) et bien identifier l’alimentation (EDF 220V Alt ?, Transformateur ? Hacheur ?)
  • Modèle: Expliquer chaque bloc, justifier la présence de saturations, justifier le choix du gain avant comparateur selon la classe de la BO, expliquer si les paramètres sont pour le système complet (ex: J, f) ou un simple composant (R, L, Ke, Kc…)
  • Expérimentation: Stocker les courbes avec impression d’écran et éventuellement export de fichiers, présenter les courbes obtenues (abscisses, ordonnées) et leurs unités, et identifier les comportements visibles (1° ou 2° ordre, saturations, intensité qui change cause passage d’accélération à décélération, intensité constante en régime stationnaire car présence de frottements…)
  • Etude théorique: Préciser hypothèses et théorèmes utilisés
  • Utilisation du modèle complété et écarts: Identifier les écarts entre modèle et réel (pas uniquement sur les courbes, genre « ça ressemble », mais l’écart statique, le tr5%, le temps de monté, la valeur du dépassement en % etc…) Il peuvent varier de manière significative alors que les courbes se ressemblent ! Bien réfléchir à toutes les origines possibles des écarts observés (Précision des mesures, hypothèses, phénomènes négligés…) – Si un système simulé va moins vite que le réel par exemple, proposer les pistes d’investigation pour améliorer le modèle (le modèle a un kc moteur trop faible ? Des frottements trop importants, ? Une inertie trop grande ?…)
  • Bilan: Organiser un bilan synthétique, de préférence avec un support numérique à compléter au cours du TP avec les résultats importants !!! Rappeler la problématique, les exigences/performances, le contexte, ce qui justifie le travail qui va suivre (bien avoir lu le sujet complet pour comprendre le travail attendu) – Dégager une problématique claire – Décrire les moyens mis en œuvre pour répondre à la problématique et les résultats obtenus – Si le TP n’est pas fini, dire ce qu’il restait à faire. Cela doit durer environ 3 minutes

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Toutes les infos importantes sur les concours

Pour préparer au mieux chaque épreuve, il est extrêmement important de lire les rapports des épreuves.

Concours CCINP

Épreuve de TP de 2h:

  • Prise en main – Identification du fonctionnement et des composants – Compréhension de la problématique – Synthèse orale après 30 minutes
  • Réalisation du travail en vue de répondre à la problématique
  • Synthèse oral en fin d’épreuve

Conseils du rapport de jury:

  • Bien respecter les temps proposés sur la fiche guide
  • MANIPULER le système lors de la phase de prise en main
  • Penser écarts: Attendu – Réel – Simulé
  • Bien présenter les synthèses

Quelques liens:

Concours Centrale

Épreuve de TP de 4h:

  • Partie 1 (environ 45 minutes): S’approprier et présenter le support (chaines d’énergie et information: fonctions, localisations et principes de fonctionnement, types de signaux) – Analyser un système complexe – Vérifier un ensemble d’exigences attendues (écarts entre performances attendues et mesurées) – Comprendre la problématique
  • Partie 2 (environ 1h): Activité de modélisation – Mise en équations – Développement d’un modèle multiphysique causal ou acausal – Identification d’un modèle de comportement à l’aide d’expérimentations – Enrichissement/Raffinement du modèle
  • Partie 3 (environ 1h30): Exploitation du modèle  – Valider/recaler un modèle VS expérimental – Enrichissement du modèle – Evolution du modèle dans le but de répondre à un besoin exprimé dans le cahier des charges
  • Partie 4 (environ 40 minutes): Conception et optimisation des lois de commande pour conclure sur la problématique (30 minutes) – Réalisation d’une synthèse avec un autre interrogateur !!! (10 minutes de préparation + 3 minutes de présentation): Présentation du système, de la problématique, des démarches entreprises avec leurs justifications et difficultés, et des conclusions basées sur les performances obtenues vis à vis de la problématique.

La partie 2 se déroule en « autonomie encadrée ». Le candidat prend des décisions par lui même !

Python et Scilab peuvent être utilisés. LibreOffice est à disposition.

Quelques liens:

Concours Mines-Ponts

Épreuve de TP de 3h30

  • L’épreuve se déroule par pôles non connus à l’avance, pas forcément en liens entre eux, chacun répondant à une problématique précise avec un fil conducteur: Pôle 0 (présentation du système) – Pôle 1 (Manipulation, acquisition et analyse de courbe) – Pôle 2 (Identification et analyse de composants du système) – Pôles 3 & 4 (Modélisation/simulation d’une part, expérimentations d’autre part, et justification d’écarts observés) – Pôles supplémentaires possibles selon le temps restant
  • L’accent doit être porté sur la mise en évidence des écarts entre performances mesurées et prévues théoriquement, ou prévues dans le cahier des charges.
  • Un rapport écrit est remis en fin d’épreuve, accompagné des brouillons et d’autant d’impressions que souhaité.
  • Calculatrice autorisée sous contrôle des interrogateurs après demande explicite.
  • Le déroulé du TP n’est pas entièrement prévu à l’avance et dépend de la réalisation du candidat. La suite n’est proposée que lorsque l’étude préalable est terminée.
  • A disposition: Tableur, Python, Matlab, Scilab, Solidworks

Quelques liens:

Concours X-ENS

Épreuve de TP de 4h:

– Analyse globale du système à partir de quelques expérimentations simples et diagrammes SysML – Identification d’exigences (Performances attendues) – Compréhension de l’organisation structurelle du support – Identification des chaînes fonctionnelles d’énergie et d’information
– Évaluation de certaines performances au moyen d’expérimentations judicieusement choisies – Proposition de modèles de comportement à exploiter analytiquement ou numériquement

Tout au long de l’épreuve, il faut savoir synthétiser les travaux réalisés.

Quelques liens:

Concours Mines Telecom

Épreuve orale type colle de 30 minutes sur un sujet relativement flou afin d’amener à la discussion.

Le candidat dispose de 15 minutes (coquille dans le rapport 2023 évoquant 15 puis 10 minutes) pour prendre connaissance du sujet (le lire entièrement) dans une salle à part, puis passe 30 minutes avec l’interrogateur.

Il n’est pas nécessaire de terminer tout le sujet pour avoir 20.
Il ne faut surtout pas se comporter comme dans une colle, face au tableau, mais utiliser le tableau en interagissant avec l’examinateur.

Quelques liens:

Ne regardez pas les sujets si vous souhaitez passer en oral blanc dessus !

Les Sciences Industrielles de l'Ingénieur en CPGE par Denis DEFAUCHY