CONSEILS POUR LES TIPESCONSEILS POUR LES TIPES
1. Les étapes de la réalisation 1.1. Choix du sujet 1.2. Investigations 1.3. Comment traiter le sujet?. 1.4 Réalisation de l'apport 1.5. Plan et fiche synoptique 1.6. Réalisation finale 2. Présentation graphique d'un tipe 2.1. Généralités; typographie, coloris 2.2. Présentation d'une bibliographie 2.3. Présentation d'une sitographie 2.4. Présentation d'un tableau de mesures et d'un graphe expérimental 2.5. Schéma d'un montage 2.6. Photographies 3. Les compétences évaluées lors de l'épreuve
1. Les étapes de la réalisation
Pour cette épreuve, on vous demande de vous mettre vous-même en scène, dans le costume d'un chercheur. Pas question bien sûr d'effectuer un véritable travail de recherche; il s'agit simplement d'un schéma de recherche, avec toutefois un apport personnel pour lequel une certaine originalité est requise. Le travail se déroule en étapes successives.
Il est à noter que les deux étapes préliminaires: rédaction de l'intitulé, puis rédaction de la fiche synoptique, ne peuvent être convenablemenr rélisées, pour la première, que si les points 1 à 3 ci-dessus ont été effectués; pour la seconde, que si 4 et 5 ont été effectués. Autrement dit, le travail du tipe se déroule continûment sur les trois trimestres de l'année de spéciale.
La matière traitée est libre. Un tipe peut être un tipe de chimie, d'informatique, de maths, de physique, de sciences de l'ingénieur; il peut combiner plusieurs de ces matières, mettant en valeur la capacité du candidat à utiliser de façon complémentaire ses connaissances. Un tipe peut très bien avoir une forte connotation concernant une matière non enseignée dans la filière, ou dans une matière dite littéraire: la biologie, la géologie, l'histoire des sciences, l'épistémologie, la philosophie, les arts ne sont aucunement interdits; ils apportent, bien au contraire, une ouverture, des liens entre la pratique scientifique et l'ensemble de la connaissance.
Le sujet, outre le fait qu'il doit rentrer dans le thème, ou du moins avoir affaire au thème, doit s'appuyer sur une problématique ouverte, c'est-à-dire un questionnement qui soit encore d'actualité. Il doit, cependant, rester abordable, au moins sous certains de ses aspects, au niveau classe prépa. Enfin le sujet abordé doit être assez vaste pour permettre le choix d'une ou plusieurs directions de travail, sans être trop vague néanmoins. Voyons quelques exemples.
Il s'agit d'enquêter et de chercher des ressources.
1.3. Comment traiter le sujet?
Tous les éléments de l'enquête étant réunis, il est possible de décider des grandes lignes du tipe, et en quoi consistera l'apport personnel. Par exemple, dans le cas du sujet n° 6 ci-dessus, on s'intéressera aux coefficients d'absorption et de diffusion de différents matériaux; on étudiera aussi les phénomènes de diffusions multiples, ou d'interférences, ou de diffraction, qui peuvent gêner les télécommunications. On peut penser pour l'apport personnel à quelques expériences qualitatives à l'aide de téléphones portables, puis à des mesures quantitatives dans un laboratoire disposant de matériel micro-ondes, ainsi qu'à des expériences analogues en optique (modèle réduit du phénomène étudié). Un calcul informatique, aboutissant au tracé de figures colorées, sera aussi envisagé. Il ne s'agira pas de tout traiter, il faudra faire des choix en fonction des disponibilités en temps et en matériel
Doit être fait au courant du second trimestre, et terminé avant les épreuves écrites des concours. Ce travail peut être commencé dès le premier trimestre. L'apport personnel peut prendre des aspects variés: réalisation d'une synthèse originale sur le sujet; expérimentations à but pédagogique ou à but novateur; expériences réelles ou expériences simulées; modélisation du système par un système analogue, etc. La réalisation d'un modèle informatique est toujours souhaitable dès lors que le sujet s'y prête.
La fiche ci-dessous ne constitue pas un modèle à suivre, dans la mesure où la rédaction est tout à fait libre et peut largement différer de cet exemple dans sa structuration.
FICHE
SYNOPTIQUE
La matière peut généralement se répartir entre gaz, liquides et solides. Cependant, elle se présente assez souvent sous la forme d'un grand nombre de particules solides comme le sable, au point que l'on pourrait parler d'un quatrième état de la matiére.
Introduction
Le sable comme tout autre matériau grannulaire possède des propriétés physiques bien particulières. En effet, même si les granules de sable pris individuellement sont tous des particules à l'état solide, un ensemble de grains possède des caractéristiques qui tiennent à la fois des solides et des liquides, selon la manière dont on excite le système.
I) Etude théorique
1) Définitions.
2) Structure du sable.
3) Quelques aspects du comportement du sable.
-observations du comportement solide-liquide du sable.
II) Expériences réalisées
1) Expérience n°1: chute libre d'une bille sur du sable plus ou moins mouillé.
2) Expérience n°2: écoulement du sable sur un plan incliné.
3) Expérience n°3: mesure du temps de l'écoulement du sable dans un tube selon la taille des grains.
Conclusions et conséquences pratiques
Le sable possède un comportement original et paradoxal et il est encore l'objet de très actives recherches car il reste beaucoup à apprendre sur ce matériau.
L'étude de son comportement se révèle très fructueuse pour certains domaines comme la construction de grandes routes, de barrages et de bâtiments qui font intervenir la manipulation de grandes quantités de sable ou sont bâtis sur un sol sablonneux.
En plus, la connaissance de certains processus géologiques comme les glissements de terrain, les avalanches et la désertification nécessite une maîtrise du comportement des matériaux granulaires.
Bibliographie
-Jacques DURAN, Sables, poudres et grains, édition Eyrolles Science, 1997.
-Heinrich M. JAEGER & Sidney R. NAGEL, La physique de l'état grannulaire, La Recherche n°249, décembre 1992.
Sites Internet
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/35.html?&theme=2&debut=24
http://www2.cnrs.fr/presse/journal/1975.htm
http://amp2005.blog.lemonde.fr/amp2005/2005/05/le_sable_liquid.html
Visites
E.N.I.T: L'Ecole Nationale des Ingénieurs de Tunis.
E.N.I.S: L'Ecole Nationale des Ingénieurs de Sfax.
Remerciements
Je tiens à remercier:
-M. ROUIS Mohamed Jamel: ingénieur en géologie appliquée et directeur du département géologie à l'ENIS.
-M. AFFES Abdelfatteh: ingénieur en géologie (laboratoire des matériaux de construction à l'ENIS).
-Mme ROUIS BEN AMOR Zaineb: ingénieur en génie civil (laboratoire des matériaux de construction à l'ENIT).
Les transparents sont le support essntiel du candidat lors de l'épreuve. La durée de l'exposé étant très courte, leur nombre doit être restreint. Il est en général conseillé de préparer entre 5 et 10 transparents. Le contenu d'un transparent se doit d'être parfaitement et rapidement lisible. Ecrire peu, en gros caractères; illustrer au maximum par des photographies, des graphes qui en disent plus que de longues phrases. Seules les formules mathématiques indispensables doivent figurer sur les transparents; aucun calcul développé n'y a sa place, sauf pour certains sujets purement mathématiques. Les transparents doivent être extrêmement soignés, voir ci-dessous les conseils de présentation. Outre les transparents, il est possible de donner au jury un document complémentaire, imprimé sur papier, comportant des informations telles que: tableaux de mesures, formules ou éléments de calculs, séries de photographies, etc. Ce document ne comportera, en tout état de cause, qu'un très petit nombre de pages. Comme les transparents, il doit être soigné.
La répétition du tipe, durant la période entre les écrits et les oraux, devant l'encadreur et / ou d'autres personnes est indispensable à la bonne réussite d'un tipe. Ne pas hésiter à répéter plusieurs fois jusqu'à obtention d'une critique satisfaisante de la part de l'assistance.
2. Présentation graphique d'un tipe
La présentation n'est peu-être pas l'essentiel dans un tipe, mais tout sujet, même parfaitement traité dans le fond, se doit d'être mis en forme correctement. Une présentation calamiteuse dessert fortement le candidat. Les quelques conseils qui suivent permettent, moyennant un minimum d'investissements en temps et en énergie, de présenter des documents d'allure professionnelle, à même d'impressionner favorablement le jury.
2.1. Généralités: typographie, coloris
Un transparent ne doit comporter que peu de texte, écrit suffisamment gros pour être lu confortablement de loin. Les règles d'une bonne typographie sont très simples: une seule police pour l'ensemble des documents présentés; un emploi aussi modéré que possible des variantes (gras, italique et souligné). Les italiques sont réservés à des mots étrangers à la langue utilisée, par exemple a priori, stricto sensu, pro parte, etc. Majuscules seulement au début des phrases et des noms propres. Eviter de rompre la continuité d'un texte en détachant certains mots en gras, en souligné ou en une couleur différente: le lecteur n'est pas un imbécile et sait distinguer tout seul les termes importants. Les gros corps et / ou les corps gras doivent être réservés aux titres et sous-titres. La police doit être très lisible et dans cette optique, le choix est restreint: Arial, Comic Sans ou Century Gothic sont les trois principaux types possibles. Eviter Arial Narrow. La très compassée et archaïque police à empattements Times New Roman est laide et d'une lisibilité assez médiocre.
Le choix des coloris est, lui aussi, assez restreint. Le souci de lisibilité devant rester primordial, il importe de conserver un grand contraste entre le fond et les caractères (ou entre le fond et les figures). Des caractères clairs sur fond sombre sont moins lisibles; ce type de présentation doit être réservé à des pages de titre par exemple, comportant peu de texte, écrit en gros. Un fond clair, s'il est coloré, doit rester très pâle: couleurs pastel. Une image de fond respecte la même contrainte: elle doit être pâle et peu contrastée de façon à ne pas nuire à la lisibilité. Inversement, des caractères colorés utiliseront des bleus, des violets ou des bruns foncés. D'une manière très générale, les couleurs vives, saturées, ne doivent être utilisées qu'avec parcimonie et ne concerner que de petites surfaces.
2.2. Présentation d'une bibliographie
Ci-dessous: un exemple de bibliographie. La présentation d'une "biblio" est très conventionnelle; le classement se fait par ordre alphabétique des noms d'auteurs (variante possible: classement par dates). On place successivement pour chaque référence: le numéro utilisé pour la citer dans le texte ou dans l'exposé; le nom de l'auteur (des auteurs) suivi ou précédé des initiales de son ou de ses prénom(s), le titre de l'ouvrage et / ou de l'article, la page référencée éventuellement, le nom de l'éditeur ou de la revue, le lieu d'édition, et enfin l'année d'édition.
[1] Basdevant, J.-L., Problèmes de mécanique quantique,
Lasers moléculaires, p. 153, Ed. Ellipses, Paris, 1996.
[2] Landau, L., Lifchitz, E., Mécanique, Ed. Mir, Moscou, 1970.
[3] Poincaré, H., Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste,
Ed. Gauthier-Villars, Paris, 1892.
[4] Schrödinger, E., J'élève mon chat, Cambridge Un. Press, 1930.
[5] Zabusky, N.J., Proceedings of the symposium on "Nonlinear partial
differential equations", p. 223, Ed. W. Ames, Academic Press,
New York, 1967.
Une bonne bibliographie ne doit contenir que les ouvrages effectivement consultés par le rédacteur. Il est inutile de gonfler artificiellement la liste par des titres de livres qui n'ont pas été ouverts. Ne pas oublier que le jury peut toujours poser une question au sujet de l'une des références citées.
2.3. Présentation d'une sitographie
Il n'existe pas de règle générale. Les exemples ci-dessous, adaptés d'après une publication universitaire, reprennent le schéma utilisé en bibliographie, avec à la fin de chaque citation, l'adresse internet (URL) du site ou de la page web. Cette adresse, complète et sans erreur aucune, est indispensable pour que le lecteur puisse, si nécessaire, retrouver immédiatement la page web citée. Noter que certains sites peuvent être anonymes (pas de nom d'auteur).; dans ce cas, la référence commence par le titre de la page ou du site.
[A] Barwise, J., Etchemendy, J., Machines de Turing,
http://www-csli.stanford.edu/hp/Turing1.html.
[B] Marxen, H., Castors affairés,
http://www.drb.insel.de/~heiner/BB/.
[C] Shallit, J., Le problème du castor affairé, 1998,
http://grail.cba.csuohio.edu/~somos/beaver.ps.
[D] Sloane, N. J. A., Sequences A028444 and A060843 in "The On-Line
Encyclopedia of Integer Sequences."
http://www.research.att.com/~njas/sequences/.
[E] Somos, M., La machine de Turing affairée,
http://grail.cba.csuohio.edu/~somos/bb.html.
De même que pour la bibliographie, la sitographie ne doit contenir que les sites ayant été effectivement consultés. Il convient de se méfier des sites fantaisistes ou douteux quant à l'exactitude ou à la rigueur de leur contenu: les écarter systématiquement de la liste présentée.
2.4. Présentation d'un tableau de mesures et d'un graphe expérimental
On remarquera la présence de l'unité uniquement dans la case qui indique le nom de la grandeur; cette unité est choisie de façon à ce que chaque case contienne un nombre si possible compris entre 0 et 10, sans exposant de 10 qui alourdirait le tableau et gênerait la lecture. La mention des incertitudes dans un tableau est facultative. Elles figurent sur le tableau (imaginaire) ci-dessous, elles peuvent différer d'une mesure à l'autre. Se rappeler que U = 1.720 V et DU = 0.01 V signifie que la valeur exacte de U est, avec une forte probabilité, comprise dans l'intervalle [1.710 V; 1.730 V]. Un tableau de mesures peut être présenté, soit horizontalement comme ci-dessous, soit verticalement; il peut être scindé en plusieurs blocs si nécessaire pour une bonne présentation dans la page.
Concernant le graphe: l'usage d'un grapheur est indispensable pour une bonne présentation. Le graphe sera ensuite retouché sous un logiciel de traitement d'image. Sur l'exemple ci-dessus, sont représentés les points ainsi que les barres d'erreurs lorsque celles-ci sont importantes. Attention aux tracés automatiques de courbes fournis par les grapheurs de base: les courbes obtenues, souvent polynomiales, ne reflètent pas, dans la plupart des cas, la loi physique attendue. Il est préférable de faire tracer la courbe théorique par un logiciel d'aide au calcul, puis de la superposer à l'ensemble des points. Par contre, les tracés de régressions linéaires (méthode des moindres carrés) fournies par les grapheurs sont souvent utiles; se souvenir que la méthode des moindres carrés ne donne de bons résultats que si les erreurs de mesures sont gaussiennes et identiques sur les différents points (même écart-type partout).
Ci-dessus sont indiquées différentes façons de présenter les incertitudes, successivement: sur la valeur en ordonnées seulement; sur la valeur en abscisses seulement; sur les deux coordonnées (3 façons de faire). L'ellipse d'erreur, par exemple, signifie que l'auteur de la mesure estime que la probabilité pour que le point vrai (sans erreur) soit à l'intérieur de l'ellipse est proche de 1. Pour un travail très soigné, on peut choisir et chiffrer cette probabilité, par exemple 0.9, ou 0.95, ou 0.99. La taille de l'ellipse sera différente dans chaque cas. La courbe théorique tombera en-dehors de l'ellipse pour, statistiquement, 10%; ou 5%; ou 1% des points de mesures.
Sur ce type de dessin ne doivent apparaître que les éléments essentiels. Par exemple, on ne représentera pas les supports, ni les alimentations des amplificateurs opérationnels, ni les oscilloscopes, ni les détails d'autres appareils de mesures. Le schéma doit être très lisible, de manière à ce qu'on puisse immédiatement comprendre ce qu'il représente et comment l'ensemble fonctionne. Se rappeler les règles du dessin technique, par exemple pour des parties cachées, ou pour un schéma en coupe ou en perspective. Prendre modèle sur des livres de qualité. Un logiciel de dessin est très utile.
Réaliser de bonnes photographies est difficile et il n'est pas question, à l'occasion d'un tipe, d'atteindre à la perfection. Retenir les règles suivantes.
3. Les compétences évaluées lors de l'épreuve
On peut, au vu de l'exposé qui précède, répertorier quelques points sur lesquels le jury peut penser apprécier le candidat.
août 2006 - Marc Michaut