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    MEL2016-07-29

    Banque BCPST inter-ENS/ENPC Session 2016

    Rapport sur lpreuve crite de sciences de la Terre

    Ecoles concernes :

    ENS : Cachan, Lyon, Paris,

    Ecole Nationale des Ponts et Chausses (ENPC)

    Coefficients : ENS de Cachan : 3,08 % du total concours (TC)

    ENS de Lyon : Option biologie : 6,61 % TC, Option ST : 13,22 % TC

    ENS de Paris : Option biologie : 1,41 % TC, Option ST : 3,52 % TC

    ENPC : 3,75%TC

    Membres du jury : - Armelle Baldeyrou-Bailly, professeur agrg, universit de Strasbourg - Pierre Barr, charg de recherche CNRS, ENS de Paris - Sylvain Bernard, charg de recherche CNRS, MNHN - Matthias Delescluse, matre de confrence, ENS de Paris - Olivier Dequincey, professeur agrg, ENS de Lyon - Laurent Remusat, charg de recherche CNRS, MNHN - Grard Vidal, matre de confrence, ENS de Lyon

    20 Juillet 2016

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    1. Remarques gnrales sur le sujet

    Le sujet dcrit BCPST comportait deux parties indpendantes de longueurs assez proches et abordant des thmes totalement diffrents. La premire partie traitait du cycle du carbone et principalement du cycle du carbone dans les sols. La seconde sintressait aux sismes intra-plaques violents qui ont eu lieu le 11 avril 2012 au Nord de Sumatra. Ces deux parties permettaient daborder des aspects varis du programme de sciences de la terre (minralogie, gochimie, godynamique, sismologie) et faisaient galement appel, la marge, des notions dveloppes dans le programme de physique, de chimie ou de biologie. Chaque partie comportait des questions de difficults et de formes variables. Certaines questions taient proches des connaissances attendues, dautres consistaient en une analyse de documents (lames minces, cartes, donnes gophysiques), enfin certaines questions ncessitaient une rflexion physique plus pousse et taient associes des applications numriques.

    Des questions assez faciles ont permis la quasi-totalit des candidats de rentrer dans le sujet. Beaucoup de candidats ont russi honorablement une des deux parties et les trs bonnes copies ont abord avec succs 80% des questions. Si certains candidats ont pu obtenir des notes pas catastrophiques en allant piocher des points dans les questions faciles, les bonnes notes ntaient accessibles quaux candidats ayant correctement compris le sens des exercices proposs.

    Le jury a dplor la grande difficult des candidats mener les calculs des applications numriques leurs termes. Ces difficults sexpliquent par une srie derreurs peu acceptables : confusion entre densit et masse volumique, confusion entre GPa et MPa, problme de conversion entre tour min-1 et rad s-1, ignorance de la formule de la surface dun disque ou dune sphre etc. Certains candidats ont galement manqu de recul sur les rsultats de leurs applications numriques en indiquant par exemple des temps de centrifugation ridiculement longs ou des tempratures terrestres aberrantes (de 0K 980000K).

    Concernant la forme, une part significative des copies tait soigneusement prsente et assez correctement crite. Les schmas ont t en revanche peu russis, une bonne partie des candidats les ayant visiblement raliss trop rapidement. Par ailleurs, le jury rappelle quun schma clair et concis est toujours plus percutant quune longue explication confuse.

    2. Remarques spcifiques chaque partie

    2.1. Remarques sur la partie 1 Dynamique du carbone dans les sols

    Cette partie dmarrait par lobservation dune lame mince de granite et des questions sur laltration du granite. Le jury a t dsagrablement surpris par la difficult prouve par la grande majorit des candidats correctement dcrire une lame mince trs classique de granite. Trs peu de candidats ont reconnu les macles de Carlsbad et polysynthtiques. Peu de candidats ont mentionn le diagramme de Goldschmidt pour expliquer la perte prfrentielle en certains lments lors de laltration. Lquilibration des quations bilans de laltration de lorthose en illite et kaolinite na t russie que par une infime minorit de candidats. Les calculs de vitesse de chute des particules ont en revanche t bien raliss par la majorit des candidats. Si lintgration de lquation diffrentielle dordre 1 permettant de dterminer le temps de centrifugation a galement t bien russie par un grand nombre de candidats,

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    lapplication numrique a t largement rate. Quelques candidats ont dout de la pertinence dassimiler des phyllosilicates (minraux en feuillets) des sphres, ce qui fut apprci par le jury.

    La deuxime question proposait de calculer le temps de rsidence du carbone organique dans un sol. Une partie significative des candidats na pas compris la signification de lexpression minralisation du carbone organique et a donc t pnalise pour la ralisation de cette partie. Le dbut de la question a t plutt bien trait mais peu de candidats ont abouti la bonne valeur du temps de rsidence.

    La troisime question portait sur linfluence de lusage des sols sur le stock de carbone organique des sols. Peu de candidats ont russi extraire succinctement les informations contenues dans les documents et remobiliser de manire pertinente les informations donnes dans les questions prcdentes (lien entre les entres de carbone au sol et le stock de carbone du sol et lien entre texture du sol et stock de carbone). La quasi-totalit des candidats a considr quune tonne de CO2 contient une tonne de C ce qui a conduit ces candidats donner des valeurs errones de stockage de C dans les sols russes.

    Dans la quatrime question, les candidats devaient rflchir limportance quantitative du puits de carbone fourni par les surfaces continentales ainsi qu son volution dans le cadre des changements globaux. De manire dcevante, peu de candidats ont pens driver k (taux de minralisation) par rapport la temprature pour rpondre la question sur lvolution de la minralisation du carbone avec la temprature. La notion de boucle de rtroaction est trs mal matrise par la majorit des candidats. Comme dans la question prcdente, lanalyse des documents fournis a malheureusement donn lieu des commentaires longs et peu prcis dans de trop nombreuses copies.

    La dernire question de la premire partie, sur le lien entre teneur en CO2 atmosphrique et effet de serre a t la moins russie. Pour rpondre cette question, il fallait savoir ce quest lalbdo terrestre et connaitre les formules de la surface dun disque et dune sphre. Le jury a t du de voir le peu de candidats possdant ces connaissances largement exigibles.

    2.2. Remarques sur la partie 2 Les sismes du 11 avril 2012 au Nord de Sumatra

    La premire question portait sur lanalyse dimages de tomographie sismique pour tudier les frontires de plaques entre la plaque Indo-Australienne et les plaques Eurasie et Sonde. Cette question classique a t plutt bien traite, mis part pour les candidats confondant tomographie sismique et sismique rflexion.

    La deuxime question proposait de localiser lpicentre du sisme M8.7 du Nord de Sumatra. Pour russir cette question il fallait connatre les formules donnant les vitesses de propagation des ondes S et P. Trop de candidats ne connaissaient pas ces formules et ont perdu des points en ne pouvant progresser dans la rponse cette question plutt facile. Une spcificit de ce sisme est quil sagit du sisme intra-plaque. De manire regrettable, trop de candidats ont localis le sisme laplomb de la zone de subduction en dpit du rsultat donn par leurs calculs.

    La troisime question sintressait au contexte tectonique des sismes de Sumatra. Un bon nombre de candidats matrisent les mcanismes au foyer. En revanche, le schma explicatif de lobtention des mcanismes au foyer a rarement t bien ralis. Le jury a t du du peu de candidats pouvant discuter de la magnitude dun sisme.

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    La quatrime question portait sur lanalyse cinmatique de la plaque Indo-Australienne. Les candidats qui ont su dterminer la norme et la direction par rapport au Nord de chaque vecteur de dplacement total ont gagn de nombreux points. La reprsentation de ces vecteurs sur une carte a t mal ralise par la quasi-totalit des candidats. Plusieurs candidats se sont interrogs, raison, sur la pertinence de la notion de plaque Indo-Australienne.

    Dans la dernire question, les candidats devaient comparer les sismes de Sumatra de 2012 celui de Banda Aceh en 2004. Trop de candidats matrisent de manire trop approximative les zones de subduction. Le prisme daccrtion est gnralement bien identifi mais le bassin darrire arc et le magmatisme calco-alcalin ont rarement t voqus. Le calcul du moment sismique, qui ne comportait aucune difficult, a t bien ralis dans un nombre trs rduit de copies. Quelques candidats ont russi expliquer pourquoi les sismes de 2012 (contexte de dcrochement) navaient pas gnr de tsunami contrairement celui de 2004 (contexte de compression).

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