TIPE classes préparatoires scientifiques 2015-2016

[Barry]

Bonsoir, le thème des TIPE des classes préparatoires scientifiques pour l'année 2015-2016 est tombé le mois dernier: "Structures: organisation, complexité, dynamique"

Comme vous l'imaginez, j'aimerais bien rattacher mon TIPE à la météorologie. Pour ce faire, j'ai commencé à en parler à mon prof de physique, en lui expliquant que je pourrait travailler l'aspect dynamique avec la dynamique de l'atmosphère (-> dynamique des fluides ?)

Il m'a conseillé aussi d'exploiter les mathématiques, où les applications à la météorologie sont nombreuses (ce qui pourrait peut-être rejoindre l'idée de complexité, voire d'organisation pour le maillage effectué par les modèles...).

Voilà comme vous voyez je n'ai pas encore creusé la question en profondeur.

Je voulais dans un premier temps avoir vos avis sur plusieurs points:

- Est-ce que ça vaut vraiment le coup d'essayer de rattacher mon TIPE à la météo ?

- A-t-on facilement accès aux ressources et informations potentiellement utiles au TIPE ?

- Pour les anciens taupins, y a-t-il dans le programme de maths et de physique les chapitres adaptés ? Je n'ai pas encore entendu parler de mécanique des fluides...

Merci de votre attention

[imaginee]

Ca m'intéresserait également /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Aigoual 62]

Je suis dans le même cas que toi, j'aimerais beaucoup faire un TIPE rattaché à la météorologie.

J'ai pensé aux drones qui vont être de plus en plus utilisés en météo, des tests ont déjà eu lieu dans les Pyrénées, d'autres sont prévus en Irlande et à Chypre.

Au moins ça relie le coté SI et la météo (je suis en PCSI-PSI). J'ai également pensé à d'autres idées mais c'est trop complique d'après ma professeur de physique...

Du coup je ne sais pas trop quoi faire...

J'ai commencé à étudier la thermodynamique même si l'on n'a pas encore abordé ce domaine...

En plus le thème s'y porte assez bien, dynamique de l'atmosphère, complexité des prévisions, structure des drones (par exemple)...

[adri34]

Ah les TIPE ! J'aurais dû les faire ^^

Bonne idée aigoual62 ! Vraiment pas mal ! Après il faut arriver à rattacher les trois sujets en 10 min ^^ !

La dynamique des fluides il y en a au programme de Sup je crois !

La thermo c'est pas dur ^^ enfin les bases. Mais ça aussi vous allez en faire !

Par contre pour la dynamique en météo, eh ben c'est pas facile si gaet34 passe par là il t'en dira des nouvelles !

Les maths et toi Barry ^^! Par contre je sais pas trop comment tu vas les intégrer dans les mailles d'un model ! Ca existe les matrices 3D ? J'ai peut être dit une bêtise ^^

[Fred59_]

Les maths et toi Barry ^^! Par contre je sais pas trop comment tu vas les intégrer dans les mailles d'un model ! Ca existe les matrices 3D ? J'ai peut être dit une bêtise ^^

Bientôt les espaces vectoriels...

Normalement si vous êtes en prépa vous allez manger un peu de thermodynamique et de mécanique des fluides. Pas suffisamment bien sûr pour appréhender de manière globale un modèle météo, mais ça offre déjà de bonnes possibilités d'expliquer certains mécanismes.

Bien entendu la météo c'est bourré de maths et y'a de larges possibilités de développer sur le sujet (résolution d'équation aux dérivées partielles, fonctions harmoniques sphériques, calcul numérique et stabilité...).

[Barry]

La dynamique des fluides il y en a au programme de Sup je crois !

La thermo c'est pas dur ^^ enfin les bases. Mais ça aussi vous allez en faire !

Par contre pour la dynamique en météo, eh ben c'est pas facile si gaet34 passe par là il t'en dira des nouvelles !

N'importe quel domaine peut être difficile si tu creuses assez. Forcément les deux formules de thermodynamique que tu vois en terminale c'est pas difficile, mais la thermodynamique en météo c'est sûrement d'un autre gabarit. Rien qu'en cherchant des notions assez basiques en météo (Theta E par exemple) on arrive rapidement dans du haut niveau !

Oui j'attends aussi son intervention, j'ai pu lire qu'il a suivi un cursus prépa.

Bientôt les espaces vectoriels...

Normalement si vous êtes en prépa vous allez manger un peu de thermodynamique et de mécanique des fluides. Pas suffisamment bien sûr pour appréhender de manière globale un modèle météo, mais ça offre déjà de bonnes possibilités d'expliquer certains mécanismes.

Bien entendu la météo c'est bourré de maths et y'a de larges possibilités de développer sur le sujet (résolution d'équation aux dérivées partielles, fonctions harmoniques sphériques, calcul numérique et stabilité...).

Et oui, on est même à la fin des deux chapitres d'espaces vectoriels, ensuite ce sera applications linéaires, calcul matriciel et construction du calcul intégral...

D'accord, comme l'insinue Adrian c'est vrai que j'aurais tendance à me diriger vers les maths donc tout ça peut m'intéresser. J'essayerai de me renseigner sur les chapitres qu'on va voir en fin de Sup et en Spé, en espérant que certains m’éclaircissent un peu ces notions.

Ah au fait pour info je suis en MPSI option science de l'ingénieur (donc il faudrait éviter de trop s'enfoncer dans l'informatique).

[Fred59_]

Et oui, on est même à la fin des deux chapitres d'espaces vectoriels, ensuite ce sera applications linéaires, calcul matriciel et construction du calcul intégral...

D'accord, comme l'insinue Adrian c'est vrai que j'aurais tendance à me diriger vers les maths donc tout ça peut m'intéresser. J'essayerai de me renseigner sur les chapitres qu'on va voir en fin de Sup et en Spé, en espérant que certains m’éclaircissent un peu ces notions.

Ah au fait pour info je suis en MPSI option science de l'ingénieur (donc il faudrait éviter de trop s'enfoncer dans l'informatique).

Le calcul matriciel, ça peut être intéressant pour aborder par exemple les méthodes d'interpolation optimale, les filtres de Kalman, qui sont très intéressants pour l'assimilation des observations météo au sein d'un modèle numérique. Ça devient cela dit vite pointu également. Personnellement je m'intéresse plutôt aux problématiques de numérisation et aux problèmes qui s'en émanent, donc ça s'enfonce un peu parfois dans l'informatique (mais ça reste une branche des maths!).

[WindSwirl]

Pour ma part, j'ai fait prépa MP et l'année dernière j'ai présenté mon TIPE sur le sujet suivant : les conditions de formation d'une tornade.

D'abord, une réponse rapide à tes questions :

• comme disait mes profs en prépa, tu choisis un sujet qui t'intéresse ; donc si c'est la météo, tu prends dedans (et puis c'est pas les sujets qui manquent dans ce domaine).
  
• dans mon cas, j'ai pu trouvé les infos sur internet ou dans des bouquins assez facilement ; et pour les chapîtres, j'ai surtout utilisé la dynamique des fluides (qui n'était pas vraiment dans mon programme de prépa mais ça n'empêche pas (par contre faut maitrîser ton sujet et que ce ne soit pas trop compliqué)).
  

Maintenant, je vais te détailler mon TIPE (à dominante physique) pour que tu te fasses une (petite) idée.

Mon plan était le suivant :

• I / une expérience pour trouver les paramètres nécessaires (expérimentalement) à la formation d'une tornade
  
• II / la formation d'une tornade dans la nature + calculs théoriques
  
• III / étude comparative des conditions atmosphériques lors de tornades en France
  

Pour l'expérience, la mienne était très (trop) simple : une casserole avec de l'eau qui chauffe (air chaud vs air froid), des panneaux en bois autour et espacés de quelques cm entre eux (cisaillement des vents), et le tour est joué (si si je vous jure ça marche, on obtient bien une tornade ). Avec du bon matériel, on peut facilement faire un meilleur montage et obtenir une belle tornade. Par une petite analyse vidéo, on calcule la vitesse des vents.

Pour la deuxième partie, j'ai raconté comment un orage évolue pour engendrer une tornade (type A) et les conditions pour avoir une tornade de type B. Puis il y avait les calculs théoriques : c'était l'étude de la vorticité d'un tourbillon et les relations entre vitesse des vents et la distance depuis le centre de la tornade (assez simple avec seulement quelques intégrales, c'est pareil que de calculer des champs électromagnétiques).

Enfin, pour la dernière partie, j'ai dressé un tableau avec plusieurs tornades ayant eu lieu en France et fait une comparaison simple des conditions atmosphériques lors de celles-ci (MUCAPE, MULI, SRH,...).

Voilà, j'espère que ça a aidé, et bonne chance pour la suite de tes études en prépa.

[adri34]

Ta bien raison barry fais de la si ^^ c'est ce que j'aurais pris si j'avais continué !!

J'ai fait les espaces vectoriels et applications linéaires, mais bon pas à ce niveau. Pour la thermo, j'en fais ! C'est pas celle du lycée quand même ! Voyons J'ai des dérivées partielles et des différentielles ! Ca change tout !

Je suis d'accord un modèle c'est très compliqué, il faut mettre un nombre et un calcul pour chaque point de la grille ! En 3D ! Et puis les calculs c'est pas du gâteau !

Oui gaet34 est ingénieur météo à bordeaux ! Il sera très bien placé pour t'expliquer son parcours et de donner de bons éléments !

[Barry]

Merci du partage de ton expérience WindSwirl ! C'est toujours rassurant quand les anciens nous racontent leurs péripéties /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Tu étais à Besançon ?

Pour Fred59: c'est sûr que l'on ne peut pas vraiment distinguer informatique et maths, je vais attendre donc les prochaines vacances pour m'intéresser aux aspects que tu soulèves, histoire d'avoir du temps et d'avoir fait les chapitres sur les matrices /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci beaucoup à tous en tout cas !

[music85]

- Pour les anciens taupins, y a-t-il dans le programme de maths et de physique les chapitres adaptés ? Je n'ai pas encore entendu parler de mécanique des fluides...

Merci de votre attention

Je suis actuellement en spé (MP), et en ce qui concerne la physique, la sup pose les bases de la thermodynamique (les 2 principes) et on étudie les machines thermiques. En spé, on aborde les transferts thermiques par conduction (peut-être intéressant pour ton sujet, je suis en plein dedans), puis la statique des fluides (peut-être intéressant aussi, je ne l'ai pas encore abordé). Les anciens pourront sûrement en dire davantage.

En math, si tu es amené à manier des matrices comme l'a dit adri34, l'incontournable en spé est bien sûr toute la partie du programme d'algèbre sur la réduction des endomorphismes et une utilisation intéressante peut être le calcul des puissances n-ièmes d'une matrice (processus d'évolution défini par récurrence). Peut-être faudrait-il creuser un peu sur ça ?

Et comme le dit WindSwirl, choisissez autant que faire se peut un sujet qui vous plaît pour votre TIPE, les thèmes d'année étant plutôt larges.

Bon courage pour la suite !

[gaet34]

Salut,

"De mon temps" en PC, il y avait un gros chapitre de spé en physique sur la dynamique des fluides, disons que ça prenait 5 à 6 semaines de cours en fin d'année, dans une année très courte (7 mois).

A l'époque dans le programme, on avait exposé les équations de Navier-Stokes et joué avec pour aborder des problèmes classiques de méca flu (vidange de réservoir, équations de surfaces libres, vitesse du son dans l'air, propagations d'ondes de choc dans un fluide, etc)

Je ne sais pas ce qu'il en est maintenant et je sais aussi que les MP n'étudiaient pas la dynamique des fluides, et que les PSI avaient un programme un peu allégé mais quand même balèze en méca flu.

Je sais que le programme a changé depuis, j'espère que la mécanique des fluides est toujours abordée en prépa car les écoles d'ingé qui recrutent derrière sont nombreuses et de mieux en mieux cotées (par exemple l'INP-ENSEEIHT à Toulouse où j'ai fait une partie de mon cursus et qui est un gros débouché parmi les CCP, et aussi l'ENM).

Le témoignage de WIndSwirl sur les tornades est intéressant.

Personnellement aux TIPE, j'avais présenté un sujet de physico-chimie en 3/2 (thème : surface) et sur les éoliennes en 5/2 (thème : mouvement).

Ce qui compte pour réussir son TIPE, c'est proposer une expérience intéressante dans le cadre du sujet. Et le problème dans la météo, c'est que les expériences scientifiquement un peu poussées sont dehors, dans la nature... mais je trouve l'expérience de WindSwirl très originale !

Si tu trouves une idée d'expérience originale et faisable techniquement qui a trait à la météo, on pourra discuter du bagage théorique requis, mais dis toi que derrière chaque phénomène météo observé à petite ou grande échelle, il existe des équations derrière qui permettent de les expliquer, mais pas forcément de les résoudre /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[WindSwirl]

Merci du partage de ton expérience WindSwirl ! C'est toujours rassurant quand les anciens nous racontent leurs péripéties

Tu étais à Besançon ?

Pour Fred59: c'est sûr que l'on ne peut pas vraiment distinguer informatique et maths, je vais attendre donc les prochaines vacances pour m'intéresser aux aspects que tu soulèves, histoire d'avoir du temps et d'avoir fait les chapitres sur les matrices

Merci beaucoup à tous en tout cas !

Non je suis à Besançon que depuis la rentrée pour mes études d'ingénieur.

Sinon je rejoins gaet34 sur les expériences pour le TIPE : il est vrai qu'en choisissant le domaine de la météo, les expériences que tu peux faire (ni trop simple ni trop compliqué) ne sont pas très nombreuses.

Mais bon, en cherchant bien, tu devrais trouver ton bonheur

[kivouar]

Il faut forcement faire une expérience maintenant au TIPE?

[Aigoual 62]

Après avoir réfléchi sur les sujets, je pense étudier les cyclones, je n'ai pas encore de plan, mais pour l'expérience j'avais déjà vaguement entendu parler des bulles de savon qui permettent justement de mieux les étudier. A approfondir, ce n'est pas encore définitif.

Qu'en pensez vous ?

[Barry]

Bon et bien j'ai parlé à mon prof de physique et pas de mécanique des fluides au programme de MP/MP*...

Ça m'orienterait à priori sur une dominante mathématique, mais du coup pour trouver une expérience ça va être coton (il faudrait que je trouve une autre branche de la physique pour raccorder ça à du concret, genre thermodynamique)...

Il faut forcement faire une expérience maintenant au TIPE?

Oui, et crois moi je m'en passerais bien

[adri34]

Tu as de quoi faire avec les maths je pense déjà (avec les modèles météo puisque tu partais sur ça). Après la thermo, ça reste assez limité même en prépa je pense. Et puis c'est tellement complexe. Après sur quoi tu comptes cibler le sujet. la météo c'est vaste !

Si tu as déjà choisi ce sujet, fais nous en part pour peut être te donner des pistes à développer. Ca m'intéresse aussi !

[Barry]

Alors du coup je pense que ça pourrait être intéressant de prendre un phénomène météo particulier, et de l'étudier selon deux versant: sa modélisation (aspect plutôt mathématique, lié à la notion d'organisation) et sa formation/ son développement (point de vue physique, notion de dynamique).

A priori j'aurais tendance à m'orienter vers les orages, mais rien de fixé.

Pour la thermo, je sais qu'on en fait en sup et encore en spé donc peut être que ça suffira à construire quelque chose d'intéressant ...

Au fait, je voulais vous demander, est-ce qu'il faut tirer une problématique claire sur un sujet précis ? Doit-on faire un travail d'analyse d'un phénomène ou de recherche d'une solution à un problème posé ? Il y a vraiment peu d'indications sur internet et les TIPE restent assez flous