Idée de TIPE aéro

[GunMan]

Bonjour à tous !

Voilà, je suis en première année de prépa (Maths Physiques Sciences de l'Ingénieur), et j'ai à préparer pour la fin de l'année les fameux "TIPE" : Travaux d'Initiative Personnelle Encadrés... Plus d'infos ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/Travail_d' ... cadr%C3%A9

Le but est d'étudier en détail un phénomène, de façon théorique et de façon expérimentale, le projet devant associer dans mon cas la Physique et les Mathématiques - en faisant quelque chose d'original et sans re-démontrer classiquement ce qui a déjà été fait par de nombreux scientifiques.

J'ai pensé à plusieurs sujets :
- Vol des planeurs (étant pilote de planeur, je pourrais faire toute les expériences de vol nécessaires sur une machine).
- Furtivité (Radar Cross Section, ou encore Radar Absorbant Materials).
- Ferrofluides (utilisés dans la peinture absorbant radar).

Le problème de ces trois sujets, c'est, déjà, de trouver une problématique à résoudre, il ne s'agit pas de décrire le sujet de fond en comble. Ensuite, Vol des planeurs, et furtivité... ce sont des sujets "bateaux" et extremement difficiles à traîter : le premier utilise la mécanique des fluides (qui n'est pas au programme en MPSI), le second l'electromagnétisme (qui n'est au programme qu'en deuxième année). En ce qui concerne les ferrofluides, le sujet est ludique, mais après avoir synthétisé le fluide et s'être amusé avec, il ne reste plus grand chose à faire, étant donné qu'il est difficile de fabriquer soi-même de la peinture absorbante radar... Difficile également de trouver des applications théoriques comme l'épreuve le demande.

Voilà, donc.. je suis un peu à sec en terme d'idées. J'aimerais tout de même rester dans le domaine aéronautique. Je pense aux autodirecteurs infrarouges, ou à la propulsion des missiles, mais, j'ai du mal à trouver un lien avec la théorie et à problématiser ces sujets.

D'avance, je vous remercie tous de bien vouloir me filer un coup de main. Je sais qu'il y a ici quelques aérodynamiciens et d'autres ingénieurs qui pourront sûrement me guider Je suis entièrement ouvert si vous trouvez des sujets qui peuvent coller, dans le domaine de l'aéronautique.

Merci

Gun.

[TOPOLO]

Pour le vol en planeur, tu peux te satisfaire de la mécanique du vol (mécanique du solide indéformable et torseur de efforts + equa diff du second degrés).
Juste une idée en l'air: influence du poid du pilote sur la stabilité longitudinale (periode et amplitude des oscilliation en tangage apres sollicitation de la la commande de profondeur par un dirac de +10cm)... c'est assez simple (surtout sur une profondeur monbloc et au voisinage de l'incidence de finesse max car autour de ce point le Cz est linéaire et Cx est une parabole, donc pas besoin de fonction compliquée et donc il existe une résolution analytique de l'équa diff)

[GunMan]

Excellente idée vi Enfin expérimentalement on pourra jamais envoyer un Dirac seul on aura toujours une rampe avec un coefficient très élevé vu le temps de trajet du manche, non ?
Il faut que je me penche sur la question.

J'avais aussi pensé à l'influence du profil sur la polaire... Mais là, ça devient chaud, thermo, méca-flotte, navier/stokes...

[TOPOLO]

L'influence du profil... soit tu utilise les profil NACA à polaire documenté et tu n'as rien d'autre à faire que de lire les tables, soit tu veux calculer la polaire à partir de la géométrie du profil et la c'est Navier-Stokes 2D, éléments finsi et tutii-quanti (pas intéressant en gros).

Pour le Dirac... justement c'est là que la confrontation mesure/prédiction est intéressante, qu'est-ce qu'un Dirac dans la vrai vie ?

[GunMan]

Vi, je vois bien de quoi tu veux parler.

Autre sujet possible, les LCO, le fluttering, ou le buffeting. Mais là il va falloir trouver quelque chose pour mesurer expérimentalement la fréquence des vibrations sur un point donné de l'aile.

[Hood]

Tu peux faire un sujet Rafale vs Typhoon. C'est originale et c'est déjà tout prêt dans les archives du forum.

Plus sérieusement, pour un peu rebondir sur l'idée de Topolo, tu pourrais faire un étude "Performances en vol à voile, vaut il mieux un jockey ou un rugbyman aux commandes ?"

L'idée sera effectivement d'évaluer l'influence de la masse et du centrage sur la perfo de la machine : vitesse de transition, Vz max, finesse max de l'appareil. Influence entre une petite jeunette de 50kg et un gros moustachu ventru de 100kg...

Ca fait appel aux équations de performances qui sont relativement simples, et à l'équilibre méca de l'appareil. Tu peux pousser le vice si tu veux faire des maths, à trouver l'optimum de masse pilote sur un profil de vol (genre par hasard un triangle de 500km avec une répartition aléatoire de de cumulus pour un classe standard), faut il mieux etre léger ou lourd pour gagner la médaille ?

[maverick6]

L'an prochain, le thème aura changé et ton sujet ne rentrera peut être plus dedans. Le TIPE la première année ... tu devrais attendre la fin de l'année, tu connaîtra alors le sujet de l'an prochain . Sinon, tu peux t'intéresser à des phénomènes d'écoulement d'air par exemple, comme l'effet de bulbe laminaire par exemple ...

[pOy-yOq]

L'an prochain, le thème aura changé et ton sujet ne rentrera peut être plus dedans. Le TIPE la première année ... tu devrais attendre la fin de l'année, tu connaîtra alors le sujet de l'an prochain . Sinon, tu peux t'intéresser à des phénomènes d'écoulement d'air par exemple, comme l'effet de bulbe laminaire par exemple ...

Pas vraiment d'accord, vu les thèmes -si ça n'a pas changé- tu peux facilement remettre ta problématique dans le nouveau. Et c'est quand même un bon entrainement (pour ma part j'avais voulu faire ça sur les hélices et c'était tellement nul qu'on a du abandonner à la fin de l'année! )

[PiF]

Pour le Dirac... justement c'est là que la confrontation mesure/prédiction est intéressante, qu'est-ce qu'un Dirac dans la vrai vie ?

En faisant une grosse approximation, Tsar bomba.

[pipo2000]

our le Dirac... justement c'est là que la confrontation mesure/prédiction est intéressante, qu'est-ce qu'un Dirac dans la vrai vie ?

Le Dirac c'est un truc de Taupin avec aucune réalité physique. Dans le même genre, il serait intéressant d'étudier les lois de commandes d'un pilote automatique ou de l'assistance au décrochage (en première approximation tu peux utiliser des filtres de premier et deuxième ordre qui collent très bien au programme sup/spé).

Par contre le coup des tests en vol.... comment dire.... t'es en prépa gunman! alors concentre toi sur les concours tu auras l'occasion de réaliser des trucs sympa plus tard. Là tu vas juste t'attirer un paquet d'emmerdes pour pas grand chose comparé à un essai statique ou une simulation plus réaliste et moins chronophage.
Le TIPE c'est sympa et ça rappelle les exposés mais ton but n'est pas d'épater la galerie: c'est d'intégrer. Alors essaie d'être efficace pour pouvoir passer plus de temps sur les matières dont le coefficient et la variance de note sont plus important (en TIPE les notes vont de 14 à 20 alors qu'en math ça va de 0 à 20)



good luck t'es presques au bout alors ne lâche rien et reste droit dans tes bottes poru atteindre l'objectif.

[Nephtis]

en TIPE les notes vont de 14 à 20 alors qu'en math ça va de 0 à 20)

J'ai eu 14 à mon TIPE, et je pensais que c'était bien:sweatdrop:sweatdrop:sweatdrop


M'enfin au moins j'ai intégré ce que je voulais:Jumpy:


Sinon d'accord avec toi, le TIPE, faut pas y passer trop de temps et dépenser trop d'énergies. Au final tu y passe des heures, et le jour J, les 10min devant le jury te paraissent ridicules... Alors fais efficace!

[pipo2000]

éhéh, mais félicitation pour ce 14 .

[pOy-yOq]

Haha je crois que j'ai eu quelque chose comme 9 à mon TIPE! Ça compense avec ceux qui ont eu 20!

[GunMan]

Merci pour vos idées. Je vais essayer de creuser tout ça

Et merci pour les encouragements Pipo2000 J'vais en avoir besoin, à deux jours du conseil de classe... cough :x

[Shadok]

Bonjour Gunman,

Pour ton Tipe ne soit pas trop ambitieux, sinon tu ne feras rien de personnel, point capital, un Tipe n'est pas un exposé de docs récupérées ici ou là. En ce qui concerne le vol du planeur c'est une bonne idée. Cependant, il faut quelques connaissances en mécanique du solide, ce qui est au programme de deuxième année. Cependant, si tu es motivé, ce n'est pas très difficile mais fais toi aider par ton professeur qui te guidera efficacement pour apprendre ces connaissances (ce n'est pas du temps perdu car tu devras les apprendre l'an prochain). Ensuite, il est hors de question d'utiliser de la mécanique des fluides (pour faire quelque chose de sérieux il faut être au niveau école d'ingénieur), de plus c'est totalement inutile dans une première approche, contente toi d'une modélisation simple des forces subies par l'avion en fonction de sa vitesse et de l'angle d'incidence en mettant en évidence le décrochage (approche formulée par Topolo également). Prend une fonction simple. Tu peux ensuite faire des calculs analytiques, et quand ça se complique tu fais une simulation sur ordinateur (Mathématica, Maple ou Caml si tu es en option info par exemple). En 3D, pour un virage par exemple, ce peut être une deuxième étape. En ce qui concerne les vols, ne perd pas trop de temps, ou alors pendant les grandes vacances si tu vois que tu peux orienter ton travail dans le cadre des nouveaux sujets de Tipe pour l'an prochain. Du coup tu seras bien avancé car tu auras déjà posé les équations.
Bon courage !

[Shadok]

Le Dirac c'est un truc de Taupin avec aucune réalité physique.

Le Dirac n'est pas un truc de taupin (hors programme en prépa), c'est une distribution fondamentale inventée par le grand physicien Dirac lui-même, un des pères de la physique quantique (prix Nobel de physique en 1933). Cet objet, introduit par les physiciens dans le cadre de leurs théories, a eu une définition mathématique précise lorsque Laurent Schwartz a crée la théorie des distributions, ce qui lui valut la médaille Fields en 1950 (le "Nobel" des mathématiques). Cette théorie est féconde et offre des outils très puissants pour l'étude des équations différentielles.
De plus, comme le suggère Topolo, le Dirac a son intérêt pour le physicien car il permet de modéliser très simplement un choc ...

Alors essaie d'être efficace pour pouvoir passer plus de temps sur les matières dont le coefficient et la variance de note sont plus important (en TIPE les notes vont de 14 à 20 alors qu'en math ça va de 0 à 20)

Non, la moyenne tourne très légèrement au-dessus de 11 et la variance, relativement importante, est un peu au-dessus de 4. Source officielle :
http://www.scei-concours.fr/cadre_tipe.htm

Cela dit, il est vrai qu'il faut rester centré sur les cours (y compris français et langues pour lesquels il y a un écart-type important)

[pipo2000]

Le Dirac n'est pas un truc de taupin (hors programme en prépa), c'est une distribution fondamentale inventée par le grand physicien Dirac lui-même, un des pères de la physique quantique (prix Nobel de physique en 1933). Cet objet, introduit par les physiciens dans le cadre de leurs théories, a eu une définition mathématique précise lorsque Laurent Schwartz a crée la théorie des distributions, ce qui lui valut la médaille Fields en 1950 (le "Nobel" des mathématiques). Cette théorie est féconde et offre des outils très puissants pour l'étude des équations différentielles.
De plus, comme le suggère Topolo, le Dirac a son intérêt pour le physicien car il permet de modéliser très simplement un choc ...

Que le Dirac ai une importance historique importante je suis d'accord, c'est même pour cela que c'est un truc de taupin. Mais comme tu le précises toi même on dispose d'outils un plus récents pour résoudre les problèmes.
En fait je réagissait juste à la fameuse phrase " j'applique un dirac sur le manche du planeur". Je ne suis pas jury de TIPE mais je sais que ça me ferait fortement sourire si j'entendais ça.

Non, la moyenne tourne très légèrement au-dessus de 11 et la variance, relativement importante, est un peu au-dessus de 4. Source officielle :
http://www.scei-concours.fr/cadre_tipe.htm

Cela dit, il est vrai qu'il faut rester centré sur les cours (y compris français et langues pour lesquels il y a un écart-type important)

J'ai cherché les chiffres à l'adresse indiquée mais ne les ai pas trouvé (ça m'intéresse si tu peux préciser).
Si les stats sont sur la note globale, il ne faut pas oublier que l'épreuve est divisée en deux parties. Et que la deuxième (présentation d'un texte inconnu) possède surement une variance plus grande que la présentation d'un travail généralement bien préparé.

[TOPOLO]

Je ne suis pas jury de TIPE mais je sais que ça me ferait fortement sourire si j'entendais ça.

et pourtant tu pourrais l'entendre dans tout plein de BE, c'est justement un raccourci d'ingénieur... tout le monde sait que l'excitation ne sera pas un dirac, mais par contre, on va, pour simplifier, considérer que s'en est un (c'est la différence entre un taupin futur ingé et un doctorant, le permier trouvera en 10' une solution à 90% juste, le second trouvera en 3 ans une solution à 91%)

[pOy-yOq]

c'est la différence entre un taupin futur ingé et un doctorant, le permier trouvera en 10' une solution à 90% juste, le second trouvera en 3 ans une solution à 91%

Honnêtement je ne pense pas qu'on puisse comparer quelqu'un en classe préparatoire et quelqu'un qui fait son doctorat. Ça n'a à mon avis rien à voir: un taupin ça résout à 100% (ou pas d'ailleurs) un problème qui est bien délimité dans son programme de prépa; c'est quand même bien différent d'un poste de recherche.

Quant au fait d'"appliquer un dirac sur ton manche à balais" et bien je suis pas mal de l'avis de pipo2000, ça me ferait beaucoup rire si j'étais jury!

[F-MATH]

Salut

Je suis un peu près d'accord avec tous ce qui a été dit au-dessus.
De plus moi pour mon TIPE (c'était l'année dernière et j'étais en TSI donc c'est peut être différent pour les MPSI, car nous le TIPE c'était en SI), il était bien d'avoir des contacts avec quelqu'un en entreprise pour avoir des docs technique et éventuellement pouvoir récupérer un système pour l'étude expérimentale. Tu verras qu'avoir des contacts dans le civil et récupérer des docs et un système c'est chaud. Alors pour un système millitaire qui risque d'être secret ...

Sinon pour les notes moi j'ai eu 9 j'étais loin de 14:sweatdrop. Mais le problème c'est qu'il y a qu'une note pour le TIPE et l'ADS et les coefficient ne sont pas donné.

@+

F-MATH

[Seekles]

Ça tombe bien Gun, j'ai passé mon TIPE il y a maintenant 2 ans sur un sujet assez aéro. Si tu veux je te le passe avec quelques tuyaux, ça peut t'aider de voir un sujet déjà potassé (j'ai eu 17,5 avec mon sujet).

[pipo2000]

et pourtant tu pourrais l'entendre dans tout plein de BE, c'est justement un raccourci d'ingénieur...

On ne doit pas fréquenter les même praticiens dans ce cas ;o)

tout le monde sait que l'excitation ne sera pas un dirac, mais par contre, on va, pour simplifier, considérer que s'en est un

Je dirais plutôt que tout le monde sait que la notion de Dirac est à prendre avec de grosses pincettes (notamment pour ce qu'il implique au niveau énergétique). On y préférera cent fois la notion d'échelon voir de premier ordre, mais comme pour au dessus ça doit être une question d'environnement technique et on va pas polémiquer sur de la sémantique (sachant que oui je comprend quand on me dit le mot Dirac, juste je me demande pourquoi ce terme?)

(c'est la différence entre un taupin futur ingé et un doctorant, le permier trouvera en 10' une solution à 90% juste, le second trouvera en 3 ans une solution à 91%)

euh....non en fait je ne vois pas le rapport... un vécu personnel à développer peut être?

[Shadok]

Que le Dirac ai une importance historique importante je suis d'accord, c'est même pour cela que c'est un truc de taupin. Mais comme tu le précises toi même on dispose d'outils un plus récents pour résoudre les problèmes.
En fait je réagissait juste à la fameuse phrase " j'applique un dirac sur le manche du planeur". Je ne suis pas jury de TIPE mais je sais que ça me ferait fortement sourire si j'entendais ça.

J'ai cherché les chiffres à l'adresse indiquée mais ne les ai pas trouvé (ça m'intéresse si tu peux préciser).
Si les stats sont sur la note globale, il ne faut pas oublier que l'épreuve est divisée en deux parties. Et que la deuxième (présentation d'un texte inconnu) possède surement une variance plus grande que la présentation d'un travail généralement bien préparé.

Comme je l'ai précisé plus haut, la distribution de Dirac ne peut pas être réduite à un « truc de taupin » ou à une curiosité historique. Il y deux raisons à cela :


La première, qui est déjà suffisante, est que les distributions ne sont pas au programme des classes préparatoires ! (voir les programmes ici :http://www.prepas.org/ProgrammesCPGE/)


La deuxième est que cette distribution est loin d'avoir un rôle uniquement historique, elle est utilisée un peu partout actuellement en mathématiques, physique et en sciences de l'ingénieur.
Quelques exemples :

Pour les ingénieurs, en théorie du signal notamment par le produit de convolution :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Produit_de_convolution/
Si on connait la réponse d'un système linéaire à une impulsion de Dirac (c'est ainsi que c'est vu par les ingénieurs), appelée réponse impulsionnelle, on connait la réponse du système à toute excitation par produit de convolution de cette réponse impulsionnelle par l'excitation.
là encore, un livre récent (décembre 2008) pour ingénieurs et physiciens :
http://www.springerlink.com/content/568rr94t13378665/


En mathématique maintenant, un exemple important de méthode de résolution grâce aux fonctions de Green qui s'appuient sur la distribution de Dirac :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_de_Green


En physique quantique où la distribution de Dirac est partout :
http://www.espci.fr/enseignement/download.php?e=pq&id=2
(voir page 13 et suivantes)
et pour finir, dans l'excellent petit livre de Roland Omnès, professeur émérite de physique à l'université d'Orsay, « Les indispensables de la physique quantique » (Editions Odile Jacob,paru en 2006), donne dans son « Appendice mathématique (ou le minimum de mathématiques indispensables) » (ce sont ses propre termes), une introduction très claire (page 206) de la distribution de Dirac … (j'ai donné comme référence ce livre car il peut intéresser les non physiciens).
Il y a quantité innombrable d'autres exemples.

(Je viens de tomber quelques jours après sur ce cours de physique :
http://www.phys.ens.fr/cours/notes-de-c ... action.pdf
il suffit de feuilleter ...)




En ce qui concerne les notes à l'épreuve de Tipe, je maintiens ce que j'ai écris.
Dans la colonne « rapport » du site que j'ai indiqué, il suffit simplement de cliquer sur l'année « 2009 » pour avoir le dernier rapport. A l'intérieur, il y a les moyennes séparées des épreuves C et D.L'épreuve C est celle du sujet du post. On peut y lire les moyennes et écarts-type indépendamment de l'épreuve D. D'ailleurs il est faux d'écrire que la variance est plus grande sur l'épreuve d'analyse de document, c'est le contraire ! (de peu cependant).
Le document direct :
http://www.scei-concours.fr/tipe/rappor ... N_2009.pdf

Pour finir, la distribution de Dirac intervient lorsque l'on veut modéliser une excitation dont la durée est très inférieure au temps caractéristique du système étudié. C'est ce que voulait dire Topolo il me semble.

[GunMan]

@Seekles : Ca m'interesse énormément !

Pour les autres, à propos du Dirac :

Cette notion n'est pas abordée en physique en MPSI (et peut être meme pas en spé d'ailleurs), je connais légèrement la notion d'impulsion de Dirac par la SII qui ne l'aborde que très vaguement au début de l'année sur les signaux qu'on peut envoyer en entrée.

Le Dirac, tel que je le connais, n'est qu'un échelon entre une date T et une date T+dt. Mais je me trompe peut être, je suis loin d'être une référence en SII.
Donc quand Topolo me parle d'appliquer un dirac en profondeur, je vois mal de quoi il peut s'agir d'autre qu'une action aussi brève que possible sur le manche, c'est évidemment une énorme approximation mais autrement je ne vois pas de quoi il peut s'agir, et je voudrais bien que Topolo développe précisément ce qu'il a alors en tête.

[Shadok]

@Seekles : Ca m'interesse énormément !

Pour les autres, à propos du Dirac :

Cette notion n'est pas abordée en physique en MPSI (et peut être meme pas en spé d'ailleurs)

Oui, je répète encore que ce n'est pas au programme des CPGE. Donc ce n'est pas non plus au programme de spé ... (deuxième année de CPGE)

Le Dirac, tel que je le connais, n'est qu'un échelon entre une date T et une date T+dt. Mais je me trompe peut être

Oui, tu te trompes, mais une partie de l'idée est là. Le Dirac est nul partout sauf en 0 et son intégrale est 1. Ce qui est contradictoire avec la notion de fonction. Donc ce n'est pas une fonction, mais on peut le considérer comme la limite de la suite de fonctions comme celle que tu as décrite. Par exemple, fonction nulle partout sauf sur l'intervalle [0,epsilon] et valant 1/epsilon sur cet intervalle. La limite lorsque epsilon tend vers 0 n'est pas une fonction et on abien l'intégrale toujours égale à 1 (on dit aussi que cette suite ne converge pas dans l'espace des fonctions). D'où la nécessité d'inventer de nouveaux objets mathématiques pour lesquelles on peut considérer qu'il y a convergence : ce sont les distributions. Les fonctions apparaissent alors comme des cas particuliers de distributions.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonction_%CE%B4_de_Dirac