Bac ES 2010 – Amérique du Nord

Sujets ES des épreuves Enseignement Scientifique Session 2010 – Amérique du Nord

Durée de l’épreuve : 1 h 30

Coefficient : 2

L’usage de la calculatrice et l’usage d’un dictionnaire sont interdits.

Le candidat traitera le thème obligatoire et un thème au choix parmi les deux proposés.

 

THEME OBLIGATOIRE

 

DU GÉNOTYPE AU PHÉNOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES

 

Le syndrome d’Hutchinson-Gilford

 

Document 1 :

Document 2 :

Le gène LMNA code pour la synthèse de lamine, protéine intervenant dans la structure du noyau des cellules.

 

Première question (10 points)
Saisir et organiser des informations

 

Etablir un tableau comparatif du génotype et du phénotype aux différentes échelles, d’un individu sain et d’un individu atteint de progéria.

 

Deuxième question (10 points)
Restituer des connaissances

 

Présenter la relation entre un gène et une protéine et comment cette protéine est responsable de l’établissement du phénotype.

 

THEME AU CHOIX

 

UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : L’EAU

 

Le dessalement est-il écologique ?

 

Document :

En pleine expansion, le dessalement de l’eau de mer apporte une solution aux régions côtières victimes de la sécheresse. Solution incontournable pour les uns, le dessalement de l’eau de mer est très critiqué par les autres. La production mondiale d’eau dessalée s’élève actuellement à 0,45% de la consommation d’eau douce journalière sur notre planète. Longtemps cantonnées aux richissimes pays du golfe Persique, les usines colonisent désormais d’autres zones côtières, en Californie, en Espagne, aux Caraïbes et au Sud-est asiatique.
À l’heure où nombre d’États cherchent à réduire leur consommation énergétique cette expansion est un défi. Bien que le coût énergétique du dessalement varie du simple au double selon le procédé utilisé, il reste trop élevé dans tous les cas. Le procédé le plus ancien, l’évaporation par distillation [….] consomme jusqu’à deux fois plus d’énergie que la plus moderne, l’osmose inverse. De plus, l’évaporation par distillation, pour qu’elle soit économiquement viable, nécessite d’implanter les unités près d’une centrale thermique afin que les deux usines fonctionnent en cogénération.
Dans les communautés où l’usine est l’unique source de fourniture d’eau douce, le dessalement peut ainsi accroître la demande énergétique dans des proportions allant jusqu’à 15 %, ainsi aux îles Canaries, les eaux dessalées représentent 14 % de l’ensemble de la dépense énergétique.
À l’heure actuelle, les usines de dessalement sont essentiellement alimentées par des énergies fossiles qui émettent des polluants atmosphériques, notamment du dioxyde de carbone (002); des oxydes de soufre et d’azote et des particules solides.
Même si on résolvait la question énergétique, il resterait un second problème, toutes les usines de dessalement produisent et rejettent dans le milieu marin d’importantes quantités de saumure* contenant des résidus chimiques et des particules métalliques. Le premier risque vient du sel. En Méditerranée occidentale par exemple, la teneur en sel du concentré rejeté par le dessalement risque de porter préjudice aux Posidonia oceanica (plantes à fleurs aquatiques) très sensibles aux variations du taux de salinité de leurs habitats naturels, classés habitat prioritaire par la directive européenne pour la conservation des habitats de la faune et de la flore. Une recommandation préconise d’éviter les rejets dans cet écosystème ou de respecter rigoureusement les seuils de salinité. Les rejets chimiques soulèvent d’autres inquiétudes, le chlore est utilisé pour limiter la contamination biologique des installations. C’est un biocide** très efficace qui, une fois libéré dans le milieu marin, peut toucher des organismes non ciblés.
Outre ces effets toxiques potentiels, on craint également que les rejets de chlore ne forment des acides acétiques halogènes, dont beaucoup auraient des propriétés cancérigènes.

*saumure : eau contenant du sel en très grande quantité.
**biocide : produit toxique pour les êtres vivants.

D’après les dossiers de la Recherche août 2009

 

Première question (10 points)
Saisir des informations

 

Présenter l’avantage du dessalement de l’eau de mer et les différents inconvénients de cette technique.

 

Deuxième question (10 points)
Mobiliser des connaissances

 

Après avoir défini une nappe phréatique, présenter les différentes précautions à prendre pour sa gestion.

 

THEME AU CHOIX

 

UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : LE BOIS

 

Le bois, un matériau d’usage courant

 

Document 1 : des traitements traditionnels du bois

Le traitement des bois vise à les prévenir contre les nombreuses agressions qu’ils peuvent rencontrer en intérieur ou en extérieur : insectes (termites, capricornes), champignons, pluie…
Le CCA est un mélange de cuivre, de chrome et d’arsenic, chaque composant ayant son utilité : le chrome (34 % dans une préparation) est l’agent de fixation, le cuivre (13 % dans une préparation) est le fongicide, l’arsenic (25 % dans une préparation) est l’insecticide. L’eau (28 % dans une préparation) assure l’étalement de la préparation.
La présence du chrome et d’arsenic suffit à classer les bois traités CCA en déchets dangereux.
Le chrome, notamment le « chrome 6 » utilisé dans le CCA est cancérigène et dangereux en combustion. L’arsenic (As) est un toxique cancérigène puissant. Certains poteaux en pin sont traités avec 1 kg-1,5 kg de pentoxyde d’arsenic… Une dose énorme qui pourrait tuer plusieurs dizaines de personnes si elle était ingérée.

http://www.senat.fr/rap/l00-261/l00-26195.html

Document 2 : un traitement 100% d’origine végétale

Le bois a l’avantage d’être peu coûteux, renouvelable et facile à transformer, mais il est sensible aux attaques biologiques, d’insectes (termites, capricornes) ou de champignons. Les moyens de lutte utilisés aujourd’hui sont des insecticides et fongicides* tels que des créosotes (jus de pyrolyse du bois) ou des cocktails de chrome, cuivre et arsenic, l’utilisation de ces derniers ayant été fortement limitée par la directive communautaire du 6 janvier 2003. Ces produits toxiques seront interdits par la communauté européenne à l’horizon 2008. Pour les remplacer, l’unité de chimie agro-industrielle de l’INRA – INPT – ENSIACET a développé un nouveau produit de traitement du bois : l’ASAM.
L’ASAM est un dérivé de l’huile de colza, obtenu après réaction chimique. Au cours du traitement du bois, l’ASAM transforme la cellulose en ester de cellulose, que les insectes xylophages ne peuvent consommer. L’ASAM n’est donc pas un insecticide, il agit en privant les insectes de leur nourriture, la cellulose. De plus, l’ASAM réduit le risque de moisissure du bois. Pendant le traitement, la solution huileuse d’ASAM remplit les alvéoles du bois et l’empêche de gonfler grâce à ses propriétés hydrophobes**. Le traitement à l’ASAM permettrait ainsi de valoriser des essences européennes en leur conférant des qualités d’imputrescibilité, qualités aujourd’hui recherchées dans les bois exotiques (teck, iroko, ipé).

*fongicide : produit qui détruit les champignons
**hydrophobe : dans ce contexte signifie « repoussant l’eau »

D’après http://www.boisforet-info.com , 5 avril 2006.

 

Première question (10 points)
Saisir et ordonner des informations

 

Présenter les avantages du traitement ASAM du bois, par rapport aux traitements traditionnels.

 

Deuxième question (10 points)
Restituer des connaissances

 

Le bois possède des usages variés. Cette grande diversité d’utilisation est due à ses multiples propriétés. Indiquer cinq des propriétés du bois en les reliant à des usages.