A N N E X E S
PROGRAMME DU CONCOURS SPÉCIAL
INGÉNIEUR DES TRAVAUX DE LA MÉTÉOROLOGIE
I. - Météorologie
A. ― Connaissances générales sur l'atmosphère
1. Notion d'échelle en météorologie, échelles caractéristiques des phénomènes atmosphériques.
2. Les échanges de chaleur par rayonnement électromagnétique :
― généralités sur le rayonnement électromagnétique ;
― grandeurs énergétiques associées au rayonnement ;
― émission et absorption : le corps noir ; loi de Stefan ; loi de Wien ; loi de Kirchoff ;
― rayonnement solaire ;
― rayonnements atmosphérique et terrestre.
3. Observation de l'atmosphère : paramètres, moyens de mesure in situ et par télédétection.
4. L'atmosphère en moyenne : moyennes (zonales, temporelles) du bilan radiatif, des champs de température, de vent et de pression ; tropopause (définitions thermique et dynamique).
5. Notions sur les circulations des zones tropicales : cellules de Hadley ; zone de convergence intertropicale ; mousson ; cyclones.
6. Notions sur les circulations de grande échelle des moyennes latitudes : zone barocline moyenne ; perturbations baroclines ; rail des dépressions.
B. ― Lois d'évolution de l'atmosphère à l'échelle du continuum
1. Particule fluide. Dérivées lagrangienne et eulérienne.
2. Equation d'état.
3. Loi de conservation de la masse (équation de continuité). Formes eulérienne et lagrangienne.
4. Loi de conservation de la quantité de mouvement : équations en repère terrestre (repère local) vectorielles et aux composantes.
5. Loi de conservation de l'énergie : équation de la thermodynamique :
― équation pour la température ;
― transformations thermodynamiques élémentaires ;
― température potentielle ;
― diagramme thermodynamique : émagramme.
6. Cas particulier : l'atmosphère au repos dans le référentiel terrestre (atmosphère standard ; loi de Laplace).
7. Changements d'état de l'eau :
― évaporation et condensation de l'eau ;
― équation d'état de l'air humide, humidités spécifique et relative, rapport de mélange ;
― vapeur sèche/vapeur saturante ;
― chaleurs latentes de vaporisation, fusion et sublimation ;
― processus de saturation d'une particule atmosphérique ;
― représentation sur émagramme des évolutions thermodynamiques d'une particule saturée ;
― température et température potentielle pseudo-adiabatiques du thermomètre mouillé.
8. Lois sur les mouvements de rotation :
― équation du moment cinétique ;
― circulation : théorème cinématique de Kelvin ;
― cas atmosphérique : théorème de circulation de Bjerknes, terme barocline, terme de Coriolis et applications ;
― décomposition d'un champ vectoriel en parties divergente et rotationnelle ;
― vecteur tourbillon (définition, loi d'évolution en coordonnée altitude z) ;
― tourbillon vertical ;
― tourbillon potentiel ; application : écoulements sur relief à grande échelle.
C. ― Applications à différents contextes atmosphériques
1. Notions d'analyse en ordre de grandeur.
2. Approximations « traditionnelles » : pellicule mince, plan tangent (f-plan, bêta-plan).
3. Force de flottabilité, stabilité et instabilité dans le modèle de la particule, notion de convection atmosphérique (niveau de convection libre, CAPE, CIN).
4. Analyse en ordre de grandeur des équations à grande échelle :
― continuité ;
― thermodynamique ;
― mouvement sur la verticale (approximation hydrostatique) ;
― mouvement sur l'horizontale (approximation géostrophique ; vent géostrophique en coordonnée verticale z ou pression P ; vent agéostrophique).
5. Equilibre du vent thermique - Applications.
6. Les équations à grande échelle (système quasi-géostrophique ― quasi-géostrophisme ― en coordonnée verticale z) :
― équation quasi-géostrophique du mouvement horizontal ;
― équation quasi-géostrophique de balance géostrophique (analyse en ordre de grandeur de l'équation de la divergence) ;
― équation quasi-géostrophique du tourbillon ;
― équation quasi-géostrophique de la thermodynamique ;
― notion : tourbillon potentiel quasi-géostrophique et principe d'inversibilité.
7. Ecoulements près de la surface, turbulence :
― définition et équations de la couche limite atmosphérique ; couche limite de surface ;
― stratification thermique ;
― coefficients d'échange turbulent et longueur de mélange de Prandtl ;
― mise en équations de l'énergie cinétique turbulente ;
― définitions du nombre de Richardson de flux et de gradients ;
― couche de surface neutre : profil logarithmique de vent ;
― couche de surface non neutre : formulation de similitude de Monin-Obukhov des profils de vent et de température ;
― spirale et pompage d'Ekman dans la couche planétaire.
II. ― Statistiques
1. Probabilités.
2. Représentation graphique des échantillons :
― populations et échantillons, séries statistiques ;
― courbe de fréquences ;
― courbe de fréquences cumulées.
3. Description numérique des échantillons :
― paramètres de position et de dispersion ;
― paramètres complémentaires.
4. Etude des échantillons :
― problèmes d'échantillonnages ;
― estimation des paramètres d'une population ;
― intervalles de confiance (cas des petits et des grands échantillons).
5. Test du khi-deux :
― formulations et utilisations.
6. Contingence :
― table de contingence ;
― indépendance ;
― liaison fonctionnelle.
7. Corrélation :
― lignes et droites de régression ;
― coefficient de corrélation linéaire ;
― rapport de corrélation ;
― significativité des liaisons statistiques.
III. ― Informatique
1. Informatique générale et technologies :
― représentation des nombres, calculs binaires et opérateurs logiques, précision ;
― architecture de Von Neuman ;
― processeurs : registres, unités de calcul, architectures (scalaire/vectorielle Risc/Cisc) ;
― mémoires, mémoire cache, DMA ;
― bus ;
― périphériques, contrôleurs, interruptions ;
― stockage : disques, bandes, stockage optique, mémoires non volatiles ;
― exécution d'un programme, pile ;
― technologies réseau : Modèle OSI, réseau Ethernet.
2. Systèmes d'exploitation :
― différents types de systèmes d'exploitation (SE) ;
― ressources gérées par un SE ;
― noyau et mode noyau, organisation en couches ;
― interpréteurs de commandes ;
― systèmes de fichiers ;
― droits d'accès, sécurité ;
― notion de processus ;
― commandes de base unix.
3. Génie Logiciel et gestion de projet :
― définition et lancement d'un projet informatique ;
― acteurs d'un projet informatique ;
― phases d'un projet, construction d'un scénario de projet ;
― phases de vie d'un logiciel, modèles de cycle de vie ;
― gestion des risques, qualité, documentation ;
― contrats et lots, planification ;
― bilan et capitalisation.
4. Algorithmique :
― formalisme, documentation de l'algorithme ;
― déclarations et définition des données, des procédures et des fonctions ;
― structures de données : constantes, variables, tableaux, définition de nouveaux types et structures ;
― structures de programmation, branchements conditionnels, boucles ;
― procédures et fonctions, paramètres formels, passages d'arguments par valeur et par adresse, récursivité ;
― algorithmes de base, recherche, tri.
5. Programmation d'un langage :
― conception modulaire : rôle et utilisation des modules, compilation, imbrication, visibilité ;
― programmation structurée : branchements conditionnels, boucles ;
― structures de données : tableaux, chaînes de caractères, allocation dynamique, pointeurs ;
― procédures et fonctions : déclaration, appels, arguments, récursivité ;
― opérations d'entrée/sortie : formats, fichiers ;
― tests internes, tests d'intégration, plans de test ;
― documentation, lisibilité ;
― production de logiciel : compilation, bibliothèques de programmes.