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DIPLÔME NATIONAL DU BREVET
Session 2019 – Emirats Arabes Unis |
SCIENCES
Série générale
Durée de l’épreuve : 1 h 00 – 50 points
Le candidat traite les 2 disciplines sur la même copie
L’usage de tout modèle de calculatrice, avec ou sans mode examen, est autorisé.
L’utilisation du dictionnaire est interdite
PHYSIQUE – CHIMIE
Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Le savon de Marseille
Fabriqué à partir d’un corps gras (beurre, huile, suif … ) et de soude, le savon possède des propriétés propices au lavage et à l’hygiène corporelle.
1. La fabrication du savon de Marseille {10 points)
1.1. La réaction entre l’huile d’olive et la soude est une étape de la fabrication du savon de Marseille. L’équation de la réaction chimique est:
C57H104O6 + 3 HO– —-> 3 C18H33O2– + C3H8O3
1.1.1. Indiquer la nature des entités chimiques de formules C18H33O2– et C3H8O3 en choisissant parmi les termes : atome, molécule, ion.
1.1.2. Donner le nom et le nombre de chaque atome présent dans la formule chimique C57H104O6 du constituant majoritaire de l’huile d’olive.
1.2. Le document 1 présente l’étiquette d’une bouteille de solution d’hydroxyde de sodium (soude).
Document 1 :
1.2.1. La solution d’hydroxyde de sodium est très basique. Parmi les propositions A, B et C, indiquer celle correspondant à la valeur de son pH.
A : pH > 7 B : pH = 7 C : pH < 7
1.2.2. Nommer l’ion responsable du caractère basique de la solution d’hydroxyde de sodium.
1.2.3. Citer deux moyens de protection à recommander pour utiliser la solution l’hydroxyde de sodium en toute sécurité.
2. L’huile d’olive et son extraction (8 points)
2.1. Le broyage des olives
Les olives sont placées dans une meule pour être écrasées par une pierre. Autrefois, un âne entraînait la pierre, comme représenté ci-dessous. Le mouvement de l’âne était alors circulaire et uniforme.
Document 2 : Schéma du principe de fonctionnement de la meule
Donner la signification des termes circulaire et uniforme.
2.2. Extraction du jus
Après avoir broyé puis pressé les olives, un jus composé d’huile d’olive et d’eau est récupéré.
L’huile d’olive est non miscible avec l’eau et sa masse volumique est plus petite que celle de l’eau.
Schématiser le mélange eau – huile d’olive, après repos, dans un récipient. Légender le schéma.
2.3. Modernisation de la meule
Le graphique ci-contre indique le nombre de tours effectués par l’âne en fonction du temps.
Aujourd’hui, l’âne a été remplacé par un moteur dont la vitesse de rotation est de 6 tr/min (6 tours par minute).
Montrer que l’utilisation du moteur à la place de l’âne permet d’écraser les olives plus rapidement en explicitant le raisonnement suivi.
3. Un label à conserver (7 points)
Pour obtenir le label « savon de Marseille », l’unique corps gras autorisé est l’huile d’olive. Au port de Marseille, de nombreuses huiles différentes arrivent quotidiennement par bateau.
Un industriel possède une savonnerie qui produit exclusivement du savon de Marseille. Il demande à un stagiaire, de réaliser une expérience permettant de vérifier que l’huile reçue est effectivement de l’huile d’olive.
Voici l’expérience réalisée par le stagiaire :
Document 3 : Masse volumique de quatre huiles prélevées au port de Marseille
Lecture : La masse volumique de l’huile d’arachide est comprise entre 0,914 et 0,917 g/ml
A partir de l’expérience ci-dessus et en s’appuyant sur le document 3, indiquer si le stagiaire pourra conclure sur la nature de l’huile testée. Un raisonnement et des calculs sont attendus.
SVT
Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Le défi des biocarburants
Le Mercredi 6 septembre 2017, le ministre de la transition écologique et solidaire a présenté en conseil des ministres le projet de loi mettant fin à la recherche ainsi qu’à l’exploitation des hydrocarbures. La production de carburants à partir de végétaux (appelés biocarburants) est donc désormais l’un des enjeux du 21 e siècle. On se propose d’étudier quelques aspects de cette production d’avenir.
Document 1a : Observation microscopique de l’algue Haematococcus pluvialis
Source : Site internet du Muséum national d’histoire naturelle
Document 1b : Système de culture de l’algue Haematococcus pluvialis
Pour pouvoir cultiver Haematococcus pluvialis il faut utiliser un dispositif comme celui qui est photographié ci-contre afin d’obtenir une production d’huile nécessaire à la synthèse de biocarburants.
Ce dispositif permet de contrôler les différents facteurs permettant la croissance rapide d’Haematococcus pluvialis :
– la lumière
– le CO2 dissous dans l’eau de mer
– la température
– l’agitation du milieu.
Source: A partir de: Journal de la Société de Biologie, 202 (3), 201-211 (2008). La production de biocarburant lipidique avec des microalgues : promesses et défis
1. À l’aide du document 1, identifier la substance qui est exploitée par l’être humain pour fabriquer des biocarburants à partir d’Haematococcus pluvialis. (4 points)
Document 2 : Productivité en huile obtenue à partir de différentes cultures agricoles alimentaires (colza, tournesol) et d’algues
Source : A partir de : Journal de la Société de Biologie, 202 (3), 201-211 (2008). La production de biocarburant lipidique avec des microalgues : promesses et défis
2. À partir du document 2 comparer la productivité des différentes cultures, en vous appuyant sur des valeurs chiffrées. (8 points)
Document 3 : Différentes générations de biocarburants
Au cours des dernières années, on a successivement obtenu plusieurs générations de biocarburants, en utilisant de la matière d’origine variée.
| Type de biocarburant | 1ère génération | Dernière génération |
| Origine de la matière | production agricole alimentaire (blé, maïs, colza, tournesol, … ) |
Algues |
| Partie du végétal utilisée | essentiellement les graines |
Toute l’algue |
D’après: Rapport du sénat: « Le défi alimentaire à l’horizon 2050 », 2011-2012.
Document 4 : Tableau comparant les pourcentages de surfaces nécessaires pour produire les deux types de biocarburants
| Génération de biocarburant | Pourcentage de la surface agricole nécessaire à la production de 10 % des besoins en carburant |
| 1ère génération | 72 |
| Dernière génération | 4,5 |
3. À partir des documents 3 et 4, expliquer l’intérêt de la dernière génération de biocarburants. Justifier avec des valeurs chiffrées. (13 points)
