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DIPLÔME NATIONAL DU BREVET
Session 2022 – Nouvelle-Calédonie |
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
Les essais et les démarches engagés, même non aboutis, seront pris en compte.
Activités humaines et conséquences
Depuis plus de 260 ans, avec le début de la révolution industrielle, les activités humaines n’ont cessé d’augmenter entraînant la production et le rejet massif de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
La production d’électricité est la première cause d’émission de gaz à effet de serre. Parmi ces derniers, c’est le dioxyde de carbone (CO2) qui est le plus produit, notamment lors de la combustion des ressources fossiles. L’augmentation des concentrations atmosphériques en CO2 et autres gaz à effet de serre est responsable d’importants changements climatiques. Outre le réchauffement climatique, l’augmentation du taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère provoque également une acidification des océans et modifie la croissance des végétaux.
Question 1-A (1 point) : Donner la cause principale de l’augmentation du taux de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, d’après le texte d’introduction ci-dessus.
Question 1-B (3 points) : Donner trois conséquences de l’augmentation du taux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, toujours d’après le texte d’introduction.
Document 1 : acidification des océans
Le dioxyde de carbone (CO2) réagit avec l’eau (H2O) des océans suivant la transformation chimique suivante :
L’augmentation du taux de CO2 sur Terre entraîne donc à son tour une augmentation de la concentration en ions hydrogène H+. Cette augmentation est responsable d’une modification du pH de l’eau de mer. L’eau de mer devient plus acide : c’est ce qu’on appelle l’acidification des océans.
Avant la survenue de ce phénomène, la valeur du pH moyen des océans était de 8,2.
Question 2 (4 points) : Cocher la bonne proposition.
– Si le taux de CO2 continu d’augmenter, à l’avenir, le pH moyen des océans sera :
inférieur à 8,2 égal à 8,2 supérieur à 8,2
Justifier la réponse : ………………………………………………………………….
– Le matériel qui permet de mesurer l’acidité d’une solution est le :
thermomètre dynamomètre papier pH voltmètre
Question 3 (5 points) : Rédiger le protocole simple de l’expérience à réaliser pour mesurer le pH d’un échantillon d’eau de mer.
Pour tenter de limiter sa production de gaz à effet de serre et ainsi essayer de réduire son impact sur l’environnement, l’Homme cherche depuis quelques décennies à produire son énergie électrique de manière plus propre et pérenne en exploitant davantage les sources d’énergie renouvelables.
Pour cela, il dispose de nombreuses technologies bien connues comme les éoliennes, les centrales hydroélectriques de lac, les panneaux photovoltaïques et d’autres moins répandues comme les centrales marémotrices.
Document 2 : les centrales marémotrices
Une centrale marémotrice exploite l’énergie issue des marées dans des zones littorales qui présentent un marnage* important.
À l’image de ce qui se passe pour une éolienne, une centrale marémotrice se compose d’une turbine mise en rotation par le mouvement de l’eau. Un alternateur, entraîné par la turbine, produit un courant électrique continu, transformé ensuite en courant alternatif.
*Marnage : grande différence de niveau entre la marée haute et la marée basse
Question 4 (4 points) : Compléter le diagramme énergétique d’une centrale marémotrice ci-dessous
en choisissant parmi les propositions suivantes : vent, énergie électrique, eau, énergie
nucléaire, soleil, énergie thermique, énergie mécanique
Document 3 : les marées
La marée est un phénomène naturel au cours duquel le niveau d’eau en mer monte puis descend de façon répétitive.
Il s’agit d’un phénomène physique dû aux forces d’attraction exercées par la Lune et le Soleil conjuguées au mouvement de rotation de la Terre sur elle-même.
Question 5 (4 points) : Cocher une seule bonne proposition dans chaque cas.
Document 4 : la valeur de la force gravitationnelle Terre-Lune, notée FT/L, se calcule en utilisant l’expression suivante :
Avec :
La constante gravitationnelle : G = 6,67×10-11 m3.kg-1.s-2
La masse de la Terre : mT = 5,97×1024 kg
La masse de la Lune : mL = 7,36×1022 kg
La distance entre la Terre et la Lune : d = 3,84×108 m
Question 6 (4 points) : Calculer la valeur de la force gravitationnelle Terre-Lune (FT/L) en détaillant le calcul et en précisant l’unité.
SVT
Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Les essais et les démarches engagés, même non aboutis, seront pris en compte.
Les récifs coralliens
Document 1 : La disparition des coraux en Nouvelle-Calédonie.
D’après Didier, SVT, Edition 2017
Depuis quelques années, on observe la décoloration (blanchissement) et la disparition d’une partie des coraux sur les côtes calédoniennes. Ces coraux possèdent dans leur organisme des algues appelées zooxanthelles qui réalisent la photosynthèse*. Ces algues utilisent les sels minéraux que rejettent les coraux. Les coraux quant à eux, récupèrent une partie de la matière organique. On parle d’association symbiotique. Les algues sont sensibles à l’augmentation de la température, la symbiose est rompue et les coraux blanchissent.
*Photosynthèse : synthèse de matière organique par les végétaux chlorophylliens (plantes vertes et algues) à partir de matière minérale (dioxyde de carbone, eau, sels minéraux) en présence de lumière.
QUESTION 1 : d’après le document 1, indiquer comment se nourrissent les algues zooxanthelles ainsi que les coraux. (4 points)
Pour mieux comprendre les facteurs impliqués dans le blanchissement des coraux, des fragments de corail, contenant initialement la même quantité de zooxanthelles, sont placés dans différentes conditions de température, à la lumière, pendant 12 heures.
Document 2 : Influence de la température sur le nombre de zooxanthelles des fragments de corail.
D’après Hatier, SVT, Edition 2017
QUESTION 2 : à partir du document 2, indiquer comment varie le nombre de zooxanthelles quand la température augmente. Les valeurs du graphique sont attendues. (4 points)
Document 3 : Conséquences de l’augmentation du CO2 sur les écosystèmes marins.
D’après ocean-climate.org
QUESTION 3 : en utilisant obligatoirement les documents 1, 2 et 3, donner cinq arguments pour expliquer comment l’Homme est à l’origine du blanchissement des coraux. (8 points)
Document 4 : Ressources énergétiques et dégagement de CO2 dans le monde.
D’après Magnard, SVT, Edition 2017
kWh : kilowatt heure
Document 5 : Les différentes énergies utilisées en Nouvelle-Calédonie pour produire de l’électricité pour les particuliers.
D’après LNC du 17 avril 2019 (DIMENC/Enercal)
QUESTION 4 : à l’aide des documents 4 et 5, indiquer ce que peut faire la Nouvelle-Calédonie si elle veut diminuer ses émissions de CO2 pour produire son électricité. Deux propositions sont attendues. (4 points)
Document 6 : Quelques activités humaines locales et leurs conséquences sur les récifs coralliens.
D’après Belin, SVT, Edition 2017
QUESTION 5 : à partir des informations du document 6, donner au moins un exemple d’action individuelle et un exemple d’action collective que l’Homme peut réaliser pour préserver les coraux. (5 points)
