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Thème 2002-2003

Deux thèmes au choix:
A - Contrôle, optimisation
B - Fini, discret et continu

Le texte d'accompagnement est le suivant:

NOR : MENS0200993A
RLR : 470-0
ARRÊTÉ DU 17-4-2002
JO DU 30-4-2002
MEN
DES A9
Vu arrêtés du 3-7-1995 ; A. du 11-3-1998 mod. ; avis du ministre de la défense du 18 -3-2002 ; avis du ministre de l'agriculture et de la pêche du 26-2- 2002 ; avis du CSE du 14-3-2002 ; avis du CNESER du 18-3-2002 Article 1 - Les thèmes des travaux d'initiative personnelle encadrés dans les classes préparatoires de seconde année, affectées ou non d'une étoile, des filières mathématique et physique (MP), physique et chimie (PC), physique et sciences de l'ingénieur (PSI), physique et technologie (PT), technologie et sciences industrielles (TSI), technologie, physique et chimie (TPC) et biologie, chimie, physique et sciences de la Terre (BCPST) sont fixés conformément aux annexes du présent arrêté.
Article 2 - Les dispositions du présent arrêté s'appliquent à l'année scolaire 2002-2003.
Article 3 - La directrice de l'enseignement supérieur est chargée de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République française.

Fait à Paris, le 17 avril 2002

Pour le ministre de l'éducation nationale et par délégation,
La directrice de l'enseignement supérieur
Francine DEMICHEL


Annexe I THEMES DES TRAVAUX D'INITIATIVE PERSONNELLE ENCADRÉS DANS LES CLASSES PRÉPARATOIRES DE SECONDE ANNÉE DES FILIERES MP, PC, PSI, PT, TSI ET TPC POUR L'ANNÉE 2002-2003 Les candidats devront choisir l'un ou l'autre des thèmes suivants de TIPE, A ou B, pour l'année 2002-2003.

A - Contrôle, optimisation

La maîtrise de la nature, pour en tirer le meilleur bénéfice possible, est inscrite dans l'histoire de l'humanité. Les nécessités de la vie en société ont donc très tôt fait émerger les concepts de contrôle et d'optimisation.
Le contrôle, au sens de vérification, est une nécessité omniprésente : on contrôle le déroulement d'une réaction chimique ou l'évolution d'un système physique de façon à en corriger les écarts éventuels par rapport à une situation désirée ; on certifie les procédés industriels et les algorithmes informatiques.
D'autre part, le concept d'optimisation peut se présenter dans toutes les sciences et les techniques. Un rayon lumineux se propage selon une trajectoire minimisant le temps de parcours. On étudie en mathématiques les conditions d'existence et le calcul exact ou approché de "meilleures solutions" à des problèmes issus entre autres des sciences physiques, chimiques, industrielles, biologiques ou économiques. L'informatique développe et met en œuvre des algorithmes de calcul de solutions optimales. En sciences industrielles, on recherche des processus optimisant un ou plusieurs critères de performance, de fiabilité et de facilité de réalisation.
L'étudiant pourra se limiter à un seul des aspects "contrôle" ou "optimisation".

B - Fini, discret et continu

Le scientifique contemporain est accoutumé à un constant va-et-vient entre différentes approches du phénomène à étudier ou de l'objet à construire. Un signal électrique, issu d'un phénomène granulaire, est régi par une loi continue, transformé en un signal numérique discret, et ensuite stocké dans une table ayant un nombre fini de termes. Les équations différentielles régissant une trajectoire sont traitées par des méthodes numériques qui les discrétisent avant de les résoudre. Parfois, comme en physique des particules, plusieurs descriptions cohabitent.
Les rapports entre le fini, le discret et le continu se nouent aussi bien dans la modélisation et l'expérience qui la valide, que dans l'approximation numérique d'une loi continue, l'interpolation continue d'une loi discrète, ou l'extrapolation discrète d'une loi observée lors d'une succession d'expériences. Calcul numérique, structures finies, représentations discrètes et lois continues offrent ainsi une occasion privilégiée d'étudier ce qui relève respectivement de la modélisation et des traitements. Ils conduisent aussi à mettre en question la validité, et de la première, et des seconds.


Annexe II THEME DES TRAVAUX D'INITIATIVE PERSONNELLE ENCADRÉS DANS LES CLASSES PRÉPARATOIRES DE SECONDE ANNÉE DE LA FILIERE BCPST POUR L'ANNÉE 2002-2003
Le thème de TIPE de la filière BCPST pour l'année 2002 - 2003 est intitulé :
L'homme et la Terre

1 - Principes généraux
L'étudiant choisit un sujet de travail, à dominante biologique, ou à dominante géologique, ou mixte. Son choix s'effectue sur la base d'une brève présentation éventuellement pluridisciplinaire du thème annuel.
Ces travaux d'initiative personnelle encadrés constituent avant tout des exercices de méthode. Ils consistent par exemple :
- à effectuer et à analyser des observations simples ;
- à examiner de façon critique des documents et une bibliographie restreinte aux traités et aux articles en français des revues de grande diffusion ;
- à poser des questions et, pour y répondre, à formuler des hypothèses explicatives ;
- à réaliser des montages expérimentaux simples et à interpréter les résultats obtenus ;
- à élaborer ou présenter des modèles analogiques ou numériques et à les comparer aux faits naturels ou expérimentaux.
Les travaux ne peuvent se réduire à une bibliographie.
L'étudiant utilise pour ces travaux les diverses ressources scientifiques disponibles et facilement accessibles (centres de documentation et d'information, muséums, expositions, médias, revues scientifiques de vulgarisation...). Il peut aussi effectuer, si le projet le nécessite, des visites de laboratoires ou d'entreprises.
Les travaux se concrétisent par la rédaction d'un rapport comportant de six à dix pages au maximum illustrations comprises (au maximum 20 000 caractères). Les textes et figures sont originaux sauf, éventuellement, pour des documents servant de base à la question qui est à l'origine de l'étude.
Les étudiants effectuent ces travaux de façon individuelle, ou bien en petit groupe (le groupe de trois étudiants est conseillé), pour tout ou partie de la recherche. Si le travail a été réparti entre les membres du groupe, la part de chacun devra être précisée. En tout cas, chaque étudiant doit s'engager personnellement sur l'intégralité du projet présenté dans son rapport.
2 - Commentaire sur le thème
On entend ici par Terre la planète dans sa totalité, notamment sa surface, ses enveloppes fluides et l'ensemble de la biosphère.
Réalisées avec un objectif de gestion, d'exploitation ou de valorisation, les activités humaines peuvent provoquer des effets plus ou moins importants sur l'environnement, sur les interactions à l'œuvre dans le système Terre. Ces activités humaines peuvent provoquer leurs effets là où elles se sont exercées, ou ailleurs, à différentes échelles d'espace et de temps.
Ces effets peuvent être évalués par l'analyse des événements passés ou par des études prévisionnelles adaptées, qui mettront probablement en évidence des aléas et des risques plus que des certitudes.
Ainsi peuvent être étudiés, à titre indicatif :
- l'élevage et l'agriculture ;
- l'homme et la biodiversité ;
- l'exploitation des ressources naturelles ;
- la gestion des espaces et l'utilisation des sites ;
- l'impact sur l'environnement des ouvrages géotechniques ;
- l'interaction des activités humaines sur l'évolution générale des climats ;
- la combustion du carbone fossile ;
- la production de méthane et d'aérosols ;
- la modification des couverts végétaux ;
- le changement de l'érosion, du transport, de la sédimentation ;
- l'eutrophisation ;
- les grandes modifications hydrologiques ;
- les aménagements littoraux ;
- la pollution des nappes et leur dépollution.
Sont exclus de ce thème les sujets portant exclusivement sur les sols.