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Éditions H&K Publié dans les Annales des Concours 1/20
X Physique A PC 2011 — Corrigé
Ce corrigé est proposé par Emmanuel Bourgeois (Professeur en CPGE) ; il a été
relu par Rémy Hervé (Professeur agrégé à l’université) et Stéphane Ravier (Professeur
en CPGE).
Ce sujet s’intéresse à l’interaction entre sphères colloïdales diélectriques ou ma-
gnétiques. Il se compose de quatre parties.
•La première permet d’établir les forces d’interaction qui existent entre deux
dipôles électriques ou magnétiques placés dans un champ externe. On démontre
les résultats classiques du dipôle électrostatique, pour les appliquer par analogie
à l’interaction magnétique dipôle-dipôle. Même si certains résultats sont fournis,
la bonne compréhension de cette partie conditionne la suite du sujet.
•Ensuite, on étudie l’agrégation de particules colloïdales placées dans un champ
magnétique. On détermine les temps caractéristiques associés à l’agrégation et
à la diffusion de particules, afin de caractériser l’évolution d’une assemblée de
dipôles. Cette partie est la plus longue et la plus difficile ; elle fait appel à des
connaissances de mécanique du point et de diffusion des particules. Un bon
sens physique est nécessaire pour appréhender correctement les différents phé-
nomènes mis en jeu.
•Les deux dernières parties, plus courtes, présentent deux applications des par-
ticules colloïdales : les mesures de propriétés élastiques de gels à l’échelle micro-
scopique et les mesures de viscosité d’un fluide, par des méthodes mécaniques.
Les résultats de la première partie sont constamment exploités, et seules des
connaissances élémentaires en mécanique sont nécessaires.
Ce sujet nécessite un bon recul sur la notion de dipôle, ainsi que sur la diffusion de
particules. Il est de difficulté variable : par exemple, la troisième partie est abordable
dans son intégralité dès la fin de la première année. Comme c’est de plus en plus
souvent le cas, la calculatrice était interdite. Pour s’y préparer, il faut s’entraîner à
travailler en ordres de grandeurs lors des applications numériques. L’énoncé précisant
que des parties sont indépendantes, il faut traiter en priorité ce que l’on maîtrise le
mieux, ce qui impose une lecture préalable du sujet dans son ensemble.
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