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Page courrier de Lapin magazine

 » Monsieur Lapin, j’ai eu une très mauvaise note au devoir de physique, et je ne sais pas quoi faire. Est-ce que les carottes sont cuites ?  »

Eh bien non, petit-e préparationnaire, vos carottes ne sont pas cuites. Une mauvaise note en prépa, c’est presque inévitable, et ce n’est pas la fin du monde.

D’abord, ce n’est que la première note de l’année. On a le droit d’avoir été très surpris du saut en quantité et en difficulté entre le lycée et la première année de BCPST. Il ne faut surtout pas baisser les bras, et se dire que tout est fini. Au contraire, il faut relever le défi, et tout faire pour que la prochaine fois, ce ne soit pas pareil.

Le devoir comportait plein de questions proches du cours. Si vous ne les avez pas faites, ou pas correctement, c’est que vous n’apprenez pas suffisamment bien le cours. Et le cours, c’est la base de la base. Sans le cours, ce n’est pas la peine d’essayer, ça ne marchera pas. Ne pas apprendre suffisamment bien peut vouloir dire deux choses : pas suffisamment (le remède est vite trouvé, il faut travailler davantage) ou pas bien. Dans ce dernier cas, le remède est plus difficile à trouver, mais c’est souvent que vous apprenez dans l’esprit de la terminale (il y aura quelque chose de pareil au devoir, ou au concours), au lieu d’apprendre efficacement (c’est-à-dire en ayant tout vraiment bien compris) pour pouvoir faire quelque chose d’inédit sur le sujet. Je n’ai pas de recette magique, c’est à vous de trouver votre méthode. Travailler à deux est souvent une bonne solution.

Le devoir comportait plein de données et plein de calculs. Il faut vous entrainer à trier les données et à mener à bien les calculs. C’est avec de l’entrainement qu’on y arrive. Les feuilles d’exercices sont là pour ça.

D’une façon générale, il ne faut surtout pas s’attarder à cette première note. Il faut en tirer une leçon sur les progrès à faire, mais il ne faut pas que ce soit un blocage. Vous pouvez toujours venir nous en parler, soit directement, soit par mel (c’est parfois plus facile : si vous m’expliquer votre problème, je peux prendre le temps d’y réfléchir avant de répondre).

J’en profite pour insérer un aparté. Je pense que si l’attention en classe était un peu plus soutenue, avec plus de silence et moins de bavardages, chaque cours serait plus efficace. J’apprécie la bonne humeur de la classe et le fait que vous n’hésitiez pas à poser des questions, mais si chaque question donne lieu à une pause blabla pour tous les autres, cela n’est pas acceptable, surtout si la question d’après est exactement celle à laquelle je viens de répondre. L’ambiance de la classe n’est pas assez studieuse pour que la progression soit satisfaisante. Et je ne dis rien des TD !!

Correction du devoir en temps limité de physique n°1

Les résultats du devoir sont mitigés, avec une moyenne de 9,3/20. La moyenne est obtenue par 20 copies, et 5 copies ont entre 9 et 10. Le devoir comportait de nombreuses questions de cours, ainsi que des questions très faciles.

Il me semble que vous ne lisez pas l’énoncé avec assez d’attention. Par exemple, à la question 2, on précise qu’on opère avec du méthane à l’équilibre thermique avec l’atmosphère terrestre. Cela donne une idée de la température (environ 273 K). Tous ceux qui ont évoqué les différents cas possibles, ou qui ont simplement décrété que le système était en un point A sur le diagramme, sont évidemment passé à côté du fait que le méthane est supercritique dans ces conditions.
De même, dans le méthanier, le méthane est transporté liquide. On ne peut donc pas utiliser les données relatives au gaz, ni évidemment l’équation des gaz parfaits, pour raisonner.

Je note avec plaisir que, à de rares exceptions près, les bonnes unités ont été utilisées, et que les conversions de m3 en L ont été correctes. En revanche, je suis quand même surpris du manque de sens physique de certains. Trouver qu’on perd 90% de la cargaison de méthane en 15 jours, ça doit quand même faire réfléchir ! Trouver que la liquéfaction du méthane ne fait gagner qu’un facteur 6 sur le volume, ça n’est pas possible. L’estimation de la masse perdue a d’ailleurs donné lieu à des développements mathématiques extrêmes, alors que la réponse est toute simple.

Dans la même veine, soyez réalistes. La température de Titan n’est pas égale à la température du point triple. La température d’une planète n’est pas constante, mais elle varie en fonction du lieu et de l’heure. Que les trois états physiques soient observables signifie en revanche qu’il est fréquent qu’on soit dans les conditions des changements d’état entre les 3 états. Autrement dit, les conditions sur Titan sont proches du point triple.

Je rappelle aussi que le nombre de chiffres significatifs a une importance. Que de nombre de moles transportées est 4,1.10^9, et non pas 4094589408. Ecrire cela signifie que vous garantissez  le nombre de mole à 1 près ! La notation scientifique n’est pas non plus faite pour enquiquiner les élèves. Quand même, 4,1.10^9, c’est plus parlant. On voit l’ordre de grandeur.

Je déplore fortement que la question 14 ait été sabotées à 3 ou 4 exceptions près. Quand on introduit le méthane, la pression augmente. Déjà, on peut quand même faire un effort, et signaler que l’augmentation est linéaire (loi des GP). Ensuite, il est quand même intéressant de signaler qu’il arrive un moment où la pression n’augmente plus car on est à la saturation. C’est quand même le coeur du cours sur les changements d’états ! Seules deux copies sont parvenues à la fin, et ont utilisé avec profit le théorème des moments.

Je termine en rectifiant une imprécision de l’énoncé. La sonde spatiale qui est actuellement en orbite autour de Saturne s’appelle Cassini. En revanche, Huygens est le nom du module que Cassini a largué sur Titan. Vous trouverez ici une page sur le site de l’ESA (Agence Spatiale Européenne) sur la mission Cassini-Huygens ; on y trouvera des liens vers le site du JPL (Jet Propulsion Laboratory) qui est responsable de la mission, avec des photos de Titan et de ses cailloux de méthane solide.

Sur le transport du méthane, je vous renvoie à la page wikipedia. Le site de Suez-GDF est minable, et je n’y trouve rien de pertinent à part des communiqués sans intérêt à la gloire de cette belle entreprise.

Corrigé du devoir en temps limité n°1 de chimie

Le devoir de chimie est mitigé. La moyenne de la classe est de 10,1/20. La moyenne est atteinte par 22 copies, et 6 copies ont entre 9 et 10.

Ce devoir commençait de façon très classique, avec des questions de cours (questions 19 à 22). On peut déplorer deux choses.
– Le cours n’est pas connu de la majorité d’entre vous. J’ai pu compter sur les doigts d’une main ceux qui savent repérer un ampholyte et qui savent en calculer le pH. C’est quand même consternant, surtout que la première question demandait de tracer le diagramme de prédominance ! Le cas de HSO3- est absolument analogue au cas de HCO3- vu en cours. Sans vouloir vous prendre pour des ânes, il y a 3 questions de calcul de pH, et, curieusement, il y a 3 cas de calcul de pH dans le cours … cela aurait pu vous mettre la puce à l’oreille.
– La vérification des hypothèses ne se résume pas à une formule magique, genre : « l’hypothèse est vérifiée ». Surtout quand elle ne l’est pas !! Ca fait mauvais genre de dire qu’on a vérifié que quelque chose est vrai, alors qu’il ne l’est manifestement pas. Dans la question 20, la concentration initiale d’acide est 0,1 mol/L et la concentration d’acide consommé à l’équilibre est 0,035 mol/L (en faisant l’hypothèse que la réaction est très limitée). Admettre que l’hypothèse est juste au vu du résultat, c’est considérer que 35 est négligeable devant 100. Je sais bien qu’on s’autorise des licences mathématiques en chimie, mais il y a des limites. On a expliqué en cours que la précision fort moyenne des pH-mètres autorise à considérer que 10 est négligeable devant 100.

Le dosage du H2SO3 est celui d’un diacide. Il est absolument identique au dosage de H3PO4 qui se trouve dans la feuille d’exercices.
– A la question 24, le blabla est sanctionné. Préciser la réaction qui se déroule, cela ne consiste pas à dire : « l’acide sulfureux réagit sur la soude dans la première partie du dosage ». Il faut écrire l’équation bilan de la réaction (comment peut-on faire de la chimie sans écrire l’équation-bilan des réactions ??) et préciser numériquement dans quelle partie du dosage elle a lieu (entre v=0 et VE1 = 10 mL).
– Expliquer comment évaluer les pKa ne consiste pas non plus à parler vaguement de la demi-équivalence. Surtout en écrivant que c’est VE/2. Ca marche pour la première demi-équivalence, mais pour la seconde, c’est moins clair.

Le dosage par l’ammoniac a donné lieu à des fantaisies inattendues. Pourquoi diable aller chercher midi à 14h, alors que c’était strictement la même chose sauf que HO- était remplacé par NH3.

Le dernier dosage était plus compliqué. Je regrette que ceux qui ont bien compris que H2SO4 se dissociait intégralement en H3O+ et HSO4- n’aient pas fait réagir H3O+ sur la soude, ce qui correspond à la réaction prépondérante.

Mort de Georges Charpak

Le physicien français d’origine polonaise Georges Charpak est mort il y a 3 jours. Spécialiste de physique des particules, il est l’inventeur d’un grand nombre de détecteurs divers et variés, les premiers destinés à suivre les trajectoires des particules dans les accélérateurs, et les derniers voué à l’imagerie médicale. Il a été récompensé par le Prix Nobel de physique en 1992.

La vie de Georges Charpak est presque un roman : né de parents émigrés qui ne parlaient pas un mot de français, il a été élève en classes préparatoires, admis à l’école des Mines de Paris, avant de s’engager dans la résistance, d’être déporté à Dachau (où, disait-il non sans humour, il avait surtout appris la physique de la pelle), de faire une thèse et d’être un inventeur génial au CERN. Il a été naturalisé Français en 1946. O tempora, ô mores ; de nos jours, on l’aurait probablement renvoyé chez lui par charter.

Georges Charpak est également connu pour son activité en faveur de la promotion de la science auprès du grand public. A la faveur de son Prix Nobel, il a lancé l’association La Main à la Pâte, destinée à introduire les sciences à l’école primaire. Il a en outre essayé de discuter de façon raisonnable et dépassionnée du nucléaire civil, dont il est un partisan. Malheureusement, ses prises de positions lui ont valu des critiques acerbes, et, comme chaque fois qu’on parle du nucléaire, le débat s’est avéré impossible (le nucléaire fait partie de ces sujets qui permettent de pourrir l’ambiance de n’importe quelle soirée).

Sur cette page, on peut télécharger le communiqué de presse de l’ESPCI (format pdf), avec des photos de G. Charpak.

Déroulement des colles

Pour ceux qui bavardaient pendant que je donnais les explications, je reprends les points principaux.

La colle se déroule par groupe de 3, tous les 3 au tableau avec un exercice à résoudre ou une question de cours, ou toute autre chose que l’examinateur vous demande.
Pendant une courte phase de préparation, vous réfléchissez à la question posée, et vous écrivez les points clé du raisonnement au tableau, ainsi que les calculs (pas forcément toutes les lignes) et les résultats. Dans une deuxième phase, l’examinateur vous demande d’expliquer oralement ce que vous avez fait. Vous devez donc parler, en vous aidant de votre tableau.

Le but de la colle est double : 1) s’entrainer à l’oral (ne pas avoir peur de se lancer, de proposer des réponses, de dialoguer avec l’examinateur, de suggérer des explications, de défendre votre opinion, etc) et 2) de faire le bilan de vos connaissances et de vos capacités à résoudre un exercice.

Je n’envisage pas les colles comme une sanction, mais comme une aide. La colle doit vous aider à progresser dans votre façon d’apprendre le cours, dans votre façon de réagir face à un problème nouveau, et éventuellement, de profiter d’être en petit groupe pour éclaircir un point obscur avec le colleur. Il ne s’agit évidemment pas de venir sans avoir travaillé et de demander au colleur de réexpliquer le cours. En revanche, à l’occasion de l’exercice proposé, on peut demander au colleur de préciser quelques points : pourquoi peut-on faire telle approximation ? est-ce que telle loi est toujours valable ? est-ce qu’il y a une méthode plus simple pour tel calcul ?

Relativisez les notes de colles. Elles sont importantes en ce sens qu’elles permettent de faire le point. Avoir moins de la moyenne doit vous alerter ; avoir 12 ou 13, c’est tout juste bien sans plus ; avoir 16, c’est rassurant. Cependant, l’année ne se joue pas sur les notes de colle et encore moins sur une seule. En tout état de cause, n’hésitez pas à venir me parler si vous êtes en souci.

La médaille d’or du CNRS ou Comment diable est-ce possible ?

Le plus haute distinction scientifique française, la médaille d’or du CNRS qui couronne un chercheur de cette institution chaque année, a été attribuée hier à un chimiste : Gérard Férey.

Le Pr Férey est célèbre dans le monde entier pour ses travaux sur les matériaux hybrides (c’est-à-dire comportant des parties organiques et inorganiques imbriquées) poreux, les MIL (acronyme pour Matériaux de l’Institut Lavoisier). Ces matériaux ont la particularité d’être plein de trous (d’où le terme poreux), genre pierre ponce, sauf que le diamètre des pores est de l’ordre de la taille d’une molécule (quelques nanomètres) et que le matériaux n’est pas rigide.

Que mettre dans les pores ? ce qu’on veut ! L’application la plus aboutie est le stockage du CO2. Ainsi 1 m3 de MIL101 peut-il stocker 400 m3 de CO2  à 25°C sans presque augmenter de volume ! A méditer en même temps que le premier cours de thermodynamique … Mieux, le CO2 peut ensuite être relaché à volonté, et on peut donc envisager ces matériaux comme des réservoirs à CO2.
Un autre matériau du même genre peut au contraire subir une augmentation de son volume de 300% (autrement dit son volume est multiplié par 3), uniquement en changeant de solvant. Qui plus est, le processus est réversible. Ces matériaux ont été qualifiés en leur temps de « solides qui respirent ».

Une application plus futuriste est le transport de médicaments au sein du corps. Il semble que certains groupes pharmaceutiques soient déjà assez avancés dans ces recherches.

Gérard Férey est aujourd’hui certainement le chimiste français le plus connu, et sûrement le meilleur candidat français à un prix Nobel de chimie. Rappelons qu’il a commencé sa carrière comme instituteur de village, et que la majeure partie de ses découvertes les plus intéressantes ont été faites dans les 10 dernières années de sa carrière de chercheur. Comme le dit non sans ironie Alain Fuchs, président du CNRS : « Si on se débarrassait de nos cadres au même âge qu’un certain nombre d’entreprises, on se priverait de découvertes extraordinaires… » Un bien beau parcours …

Un article grand public sur le sujet est disponible sur le blog de Sylvestre Huet. Le dossier complet de la médaille d’or du CNRS est téléchargeable sur cette page, avec des schémas et tout.

L’essai du mois

est nettement plus sérieux que le roman du mois. Je sais qu’il est de bon ton de décréter que ceux qui sont pas de chez nous sont nos ennemis, et que notre monde est menacé par le choc des civilisations, selon la formule désormais tristement célèbre d’un professeur américain du nom de Huntington. Cependant, il semble que les choses puissent être vues différemment, et qu’en particulier les différentes civilisations, bien loin d’entrer en collision, n’aient jamais été aussi proches.

C’est du moins la thèse défendue par Youssef Courbage et Emmanuel Todd, qui analysent les données démographiques de nombreux pays sur tous les continents. Au regard de ces chiffres, il parait évident qu’il y a une nette et inéluctable convergence vers le modèle occidental. De quoi se refroidir un peu la tête et cesser de se laisser impressionner par les vociférations xénophobes et va-t-en guerre qui fleurissent des deux côtés de l’Atlantique. On a peine à comprendre d’ailleurs comment diables ces vociférations pourraient aider à résoudre divers problèmes, pourtant fort inquiétants (Iran, Pakistan, Afghanistan pour ne citer que quelques exemples). Et si on réfléchissait un peu ?

Le Rendez-vous des civilisations, par Youssef Courbage et Emmanuel Todd, collection La République des idées, éditions du Seuil.

Le roman du mois

Bien sûr, le seul roman vraiment important à lire, si ce n’est déjà fait, est le Giono à votre programme. Comme je ne l’ai pas lu, je ne peut pas vous en parler, mais je crains qu’il ne tienne pas la route face à La Pierre et le Sabre suivi de La parfaite Lumière de Eiji Yoshikawa, disponibles chez J’ai Lu.

Le héros en est un certain Miyamoto Musachi, personnage historique du Japon du 17è siècle, traversé par les luttes incessantes que se livrent les seigneurs japonais. Musachi est un adolescent indiscipliné et bagarreur, une petite frappe qui ne respecte rien. Chassé de chez lui, il se laisse entrainer dans une guerre à laquelle il ne comprend rien. Il est dans le mauvais camp, et l’armée à laquelle il appartient est décimée lors de la célèbre bataille de Sekigahara, qui vit la victoire de celui qui allait devenir le premier Shôgun. Cette expérience le marque profondément, et l’engage à commencer une nouvelle vie : la voie du sabre. Escrimeur hors pair, il est, semble-t-il, encore célèbre aujourd’hui pour sa technique des deux sabres. Il fut également un excellent dessinateur.

Le roman de Yoshikawa est l’histoire romancée (très romancée) de Musashi, une sorte de roman de cape et d’épée, ou plutôt de kimono et de sabre, tout à fait palpitant, et propre à faire oublier que montrer « qu’une fonction n’est pas paire ne consiste pas à montrer que f(x) n’est pas égale à f(-x) car la valeur x=0 va toujours nous embêter ».

Pour ceux qui veulent en savoir plus sur le personnage, l’article de wikipedia est bien. En outre, on peut y voir quelques uns de ses dessins, dont un autoportrait, ainsi qu’un splendide martin-pêcheur.

Rentrée

Bonjour à toutes et tous.

J’espère que vous avez passé d’excellentes vacances et que vous êtes remonté-e-s à bloc.

La rentrée a lieu le vendredi 03, c’est-à-dire demain, à 11 h. Il y aura normalement un appel fait par le proviseur, puis nous vous accueillerons dans votre salle, la n°205, pour remplir divers papiers et vous donner quelques informations.
La journée se poursuivra à 14 h par un cours de maths, et la semaine se terminera en beauté samedi 04, par deux heures de maths (de 8 à 10) et deux heures de chimie (de 10 à 12), en salle 205. Pensez donc à apporter dès demain votre cahier / classeur de mathématiques, ainsi que votre stylo.
Comme vous le constaterez rapidement, au lycée Fénelon, quand on dit de 8 à 10, ça veut en réalité dire de 8h15 à 10h10.

D’autre part, les TP commenceront dès lundi, autrement dit dans 4 jours. Il vous reste donc environ 96 h pour acquérir une blouse en coton, de préférence qui ferme correctement, et à votre taille. Il serait encore mieux de penser l’apporter lundi … Pour celles et ceux qui portent des lentilles, il est recommandé de chausser plutôt ses lunettes (si on en a), le jour du TP.

Je vous souhaite une très bonne rentrée, et une très bonne année.