Aurélie 12/09/06
d'après concours adjoint technique de recherche et formation, préparateur en traitement des matériaux

( Observatoire Paris 2005)


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Questions d'ordre général : ( réponses écrites en bleu)
  1. Les rayons X sont arêtés par : les vétements, l'air, une feuille de plomb.
  2. Que désigne un picomètre ? un appareil de mesure de longueur, un insecte, une unité de mesure. 10-12 m = 1 pm.
  3. Quelle est l'unité de référence du Système International pour les volumes ? cm3, litre, m3.
  4. L'air contient en volume : 78% de O2, 20 % de O2, 1% de O2.
  5. A quoi correspond un Pascal ? 1kgf, 1N / m², 1 bar.
  6. L'échelle de la maille élémentaire d'un cristal est de l'ordre du millimètre, micromètre, nanomètre.
  7. Ecrire la correspondance en puissance de 10 : micro 10-6 ; nano 10-9, kilo 103, giga 109.
  8. Le sodium appartient à la famille des halogènes, gaz rares, alcalins.
  9. Que signifie ppm ? partie par million, partie par milliard, partie par mille.
  10. Une eau est dite dure si elle contient beaucoup de calcaire, soude, sel.
  11. Parmi les matériaux suivants, quels sont les semi-conducteurs ? cuivre, silicium, mylar, germanium, bore, phosphore.
  12. Pour mesurer le diamètre d'une bille d'environ 3,15 mm vous utiliser une règle graduée, un pied à coulisse, un décamètre, un palmer.
  13. La distance Terre Lune est proche de :280 000 km, 380 000 km, 530 000 km.
  14. Le rayon de la Terre est 6400 km, 4800 km, 8400 km.
  15. La charge d'un proton est égale en valeur absolue à celle de l'électron. vrai ou faux.
  16. Un anémomètre permet de mesurer le taux d'humidité ? vrai faux. mesure la vitesse du vent.
  17. Un hygromètre permet de mesurer la vitesse du vent ? vrai ou faux. mesure du taux d'humidité.
  18. La surface d'une sphère est 4/3 pr3. vrai faux.
  19. Le pgcd de 60,54, 24 vaut 6. vrai faux.
  20. Deux isotopes ont le même numéro atomique. vrai faux.
  21. La glace est plus légère que l'eau. vrai faux.
  22. Une réaction exothermique dégage de la chaleur. vrai faux.
  23. Une colle epoxy est un polymère. vrai faux. un durcisseur et une résine à mélanger.
  24. Donner les instruments qui permettent d'obtenir des volumes avec précision : cuillère à soupe, burette, bécher gradué, fiole jaugée, erlenmeyer gradué.
  25. Les micas font partie des silicates, carbonates, sulfates.
  26. Le granit est une roche effusive, intrusive, méthamorphique.
  27. L'épaisseur d'une lame pétrographique pour l'observation au microscope polarisant est 30 mm, 300 m m, 3 m m.
  28. Le jurassique est une période géologique qui appartient à l'ère secondaire, primaire, tertiaire.
  29. En partant du soleil, la 3ème planète du système solaire est : Vénus, Terre, Mars, Mercure. Mercure, Vénus, la Terre et Mars.
  30. Pour mesurer une différence de potentiel dans un circuit, on place le voltmètre en série, en dérivation.
  31. La capacité de stockage d'un disque dur se mesure en Gbyte, Ghertz, Siemens, Pixels.
  32. La caréctistique principale d'une diode est : de ne laisser passer le courant que dans un sens, de permettre le stockage des charges, d'amplifier le courant.
  33. Parmi les éléments suivants, lequel n'est pas un support de stockage d'informations: DVD, Modem, CR Rom, Disquette.
  34. Parmi les instruments suivants, lequel permet de mesurer l'acidité d'une solution ? spectrophotomètre, conductimètre, pHmètre, ohmètre.
  35. Quelle est la charge d'un électron ? -1,6 10-19 C ; -1,6 1019 C ;+1,6 10-19 C.
  36. Le noyau de l'atome est constitué : de protons ; de neutrons ; de protons et de neutrons.
  37. Le nombre 50 est égale à : 0 ; 5 ; 1 ; 10.
  38. Dans une solution solide Cu60-Zn40, les atomes de zinc sont en site ? substitutionnel ; intersticiel.
  39. Quelles sont les liaisons constitutives d'un polymère ? métalliques ; ioniques ; covalentes.
  40. Quelle est la température de l'azote liquide ? -20 °C ; - 72 °C ; -196 °C.
  41. L'acide sulfurique a pour formule : H2SO4 ; H2S ; SO3.
  42. Le symbole W est celui du : Afnium ; Tungstène ; Vanadium ; Antimoine.
  43. Le symbole I est celui du : Indium ; Iridium ; Ytrium ; Iode.
  44. Sb est le symbole chimique : de l'antimoine, du strontium, du soufre.
  45. La fonte est un alliage : de fer et de carbone ; de fer et de chrome ; de fer et de molybdène.
  46. Quels sont les constituants de base d'un polymère ? carbone-hydrogène ; carbone-silicium ; oxygène- azote.
  47. Dans un cristal de symétrie cristalline cubique : a = b différent de c ; a= b = c ; les angles différent de 90 °.


Partie 2 : questions pratiques.
  1. Citez trois applications utilisant un laser : bistouri en chirurgie, lecture d'un DVD, alignement et niveau en construction, découpe industrielle.
  2. Comment évolue la résistance d'un conducteur métallique avec la température ?
    A une température donnée q, la résistance d'un conducteur métallique s'exprime par : R = R0 (1+aq) avec a positif , q température en °C et R0, résistance à °C. Donc R augmente avec la température.
  3. Par rapport aux propriétés électriques, quel est le comportement d'un métal, d'un semi-conducteur et d'un isolant ? Donner deux exemples pour chaque catégorie.
    Les matériaux semi-conducteurs ( silicium, germanium) présentent une conductivité électrique intermédiaire entre les métaux et les isolants.
    La résistivité
    r ( Wm) est une caractéristique électrique du matériau.
    Conducteur ( aluminium, cuivre , argent...) :
    r est inférieure à 10-5 Wm.
    Isolant ( air, bois, plastiques, porcelaine...) :
    r est supérieure à 105 Wm.
  4. Quelles informations donnent un voltmètre, un ampèremètre, un wattmètre ?
    voltmètre : mesure dune tenion électrique ; ampèremètre : mesure l'intensité du courant ; wattmètre : mesure la puissance électrique.
  5. Factoriser : 16 x²-25 = (4x+5)(4x-5).
  6. Combien pèse 12 mL d'eau ( réponse en g)
    1 L d'eau a une masse de 1kg = 1000 g ; 1 m L d'eau a une masse de 10-3 g ; la masse de 12 m L est donc 12 10-3 g.
  7. Trouver l'arrondi de 115,020291 à 0,01 près par excès : 115,02.
  8. Donner l'incertitude absolue Dy en fonction de D a, D b, D c pour y = a+b c.
    On pose bc = u ; Dy = D a + D u avec D u / u = D b / b + D c / c soit D u = bc[ D b / b + D c / c].
  9. Compléter le schéma ci-dessous en plaçant au dessus des flèches les mots qui correspondent aux changements d'états physiques : fusion ; vaporisation; liquéfaction ; solidification ; condensation ; sublimation.

 


Partie 3 : exercices
  1. - L'éprouvette ci contre est : un cube, une pyramide, un cylindre, une sphère, un parallélépipède.
    - Calculer la hauteur de cette éprouvette et donner le résultat en cm près par excès.
    volume / aire de base = 6334 / 201 = 31,51 cm donc 32 cm.
    - Sachant que la masse volumique de l'éprouvette est 7,82 g/cm3, calculer la masse de l'éprouvette.
    volume fois masse volumique = 6334 *7,82 = 49,5 kg.
  2. R1 = 2 kW ; R2 = 8 kW.
    - Quelle est la tension aux bornes de R1 ?
    - Quelle est la tension Vs aux bornes de R2 ?
    - Quelle est l'intensité I du courant dans les résistances ?
    Les résistances sont en série : 10 = (R1+R2) I soit I= 10 / R1+R2) = 10/10 = 1 mA.
    Tension aux bornes de R1 : U1=R1I= 2*1 = 2 V ; tension Vs aux bornes de R2 : R2I = 8*1 = 8 V
    .
  3. L'ensemble des chercheurs de votre laboratoire utilisent 22,5 g d'un produit X chaque semaine. Vous êtes chargé de tenir et d'approvisionner ce produit en ayant 6 mois d'avance. Ce produit est vendu en flacon de 100 g au prix de 179 euros HT. Combien de flacons devez-vous commander et quel est le montant de la facture TTC ?
    6 mois correspondent à 26 semaines ; masse du produit consommé en 6 mois : 22,5*26 = 585 g.
    Il faut commander 6 flacons ; prix HT : 6*179 = 1074 euros ; TVA à 19,6 % ; prix TTC : 1074*1,196 = 1284,5 euros
    .
  4. Préparation d'une solution d'1L d'acide chlorhydrique molaire.
    Il dispose d'un flacon contenant de l'acide chlorhydrique concentré dont l'étiquette indique : densité d= 1,18 ; HCl 35 % ; masse molaire M=36,46 g/mol
    - Calculer le volume d'acide concentré à prélever.
    masse d'acide pur dans 1 L : 1,18*0,35 = 0,413 kg = 413 g ; quantité de matière (mol) =masse (g) / masse molaire (g/mol) = 413/36,46 = 11,3 mol/L
    Facteur de dilution F= 11,3 / 1 = 11,3 ; volume à prélever : 1 / 11,3 = 0,088 L = 88 mL

    - On dose 20 mL de cet acide préparé par de la soude à 1 mol/L en présence d'hélianthine. Le volume de soude NAOH à l'équivalence est 23 mL. Quelle est la concentration réelle de l'acide chlorhydrique ?
    A l'équivalence CaVa = CbVb soit Ca = CbVb / Va = 1*23/20 = 1,15 mol/L
    - Action de l'acide chlorhydrique sur le fer : on verse quelques mL d'acide chlorhydrique dilué sur de la limaille de fer déposée dans un tube à essai. On observe un dégagement gazeux ainsi qu'une coloration verdâtre de la solution. Que se passe-t-il dans le tube ?
    oxydation du fer par l'acide et dégagement de dihydrogène
    Ecrire les équations chimiques de demi-réaction ainsi que l'équation bilan de la réaction.
    Fe = Fe2+ + 2e- ; 2H+ + 2e- = H2 ; Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
    - Equilibrer les réactions d'oxydo-réduction suivantes :
    MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O.
    2S2O32- = S4O62- + 2e-.
    Cr2O72- + 14 H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O.


Pictogrammes

Donner la signification des pictogrammes.


corrigé
A: irritant ou nocif ; B : Toxique ou très toxique ; C : dangers pour l'environnement ; D : radioactivité ; E : risque biologique

F : risque d'explosions ; G : matières inflammables ; H : matières corrosives ; I : danger électrique ; J : radiations non ionisantes

K : risque d'asphixie; L : douche de sécurité ; M : défense de fumer ; O : protection obligatoire de la vue ; P : sortie et issue de secours


sécurité
  1. Citez les différentes voies de pénétration des substances dangereuses dans l'organisme. Pour chque voie, quelle(s) précaution(s) devez vous prendre pour vous en prémunir ?
    Les trois voies de pénétration d'une substance dangereuse dans l'organisme sont : contact cutané (port de gants appropriés), ingestion (rare sauf accident), inhalation (travail sous hotte aspirante).
  2. L'étiquette est la source d'information la plus synthétique sur la dangerosité d'un produit. Nommer les trois informations qui y figurent obligatoirement pour vous prévenir des risques. ( pictogramme, phrases de risques R ; phrases de sécurité S)
    Quelle est la seconde source réglementaire d'information ?
  3. Quels sont les gestes à faire en cas de projection d'acide concentré sur le corps ? Numéroter dans l'ordre les gestes nécessaires.
    essuyer (2); appeler les pompiers (3); rincer avec une solution de soude ; passer sous la douche (1) ; se déshabiller ; le signaler au responsable hiérarchique (4).
  4. Les feux sont classés en 4 classes: A : feux de solides ; B : feux de liquides ; C : feux de gaz ; D : feux de métaux. On y ajoute les feux d'origine électrique E.
    Dans le tableau suivant associer le ou les type(s) d'extincteurs utilisable(s) pour un type de feu donné.
    agents extincteurs
    type de feux
    A
    B
    C
    D
    E
    eau pulvérisée
    X

    eau pulvérisée avec additif AFFF
    X
    X

    poudre BC
    X
    X
    X

    poudre ABC
    X
    X
    X

    poudre spéciale

    X

    dioxyde de carbone CO2

    X

    X

  5. Vous devez installer un appareil électrique de puissance 1,2 kW fonctionnant en 220 V. Vous avez à disposition les fusibles suivants : 1 A, 3 A, 5 A, 10 A , 15 A. Quel fusible utilisez-vous pour protéger l'installation ? Justifier.
    intensité (A) = puissance (W) / tension (V) = 1200/220 =5,45 A
    La valeur du fusible doit être légèrement supérieure à l'intensité de fonctionnement et la plus proche possible ( donc 5,5 A) : 10 A est bien trop grand, à défaut 5 A serait la valeur la plus appropriée de la liste.


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