Le sujet de physique-chimie du bac 2026 Asie-Pacifique, jour 2

L'épreuve écrite de spécialité physique-chimie dure 3 h 30 et est notée sur 20 points. Le sujet du jour 2 de la session 2026 en Asie-Pacifique comporte trois exercices de poids inégal : un jeu d'évasion sur 11 points, la datation d'une roche lunaire sur 4 points et la phytoremédiation d'une terre viticole sur 5 points. Le premier exercice est entièrement consacré à la physique et traverse trois chapitres : mouvement dans un champ de pesanteur, circuit RC et interférences lumineuses. Les deux autres relèvent de la radioactivité et de la chimie des solutions, avec un titrage indirect fondé sur l'oxydoréduction.

Ce sujet récompense avant tout la maîtrise du cours. Beaucoup de questions demandent une définition, une démonstration classique ou l'application d'une méthode bien identifiée. Les points se perdent surtout sur la rédaction, les conversions d'unités et quelques pièges de lecture. Voici une analyse exercice par exercice, suivie de conseils de gestion du temps.

Exercice 1 : un jeu d'évasion (11 points)

Les joueurs d'une salle d'évasion doivent franchir trois étapes, chacune associée à un chapitre de physique de terminale. Cet exercice représente plus de la moitié de la note : il mérite environ deux heures.

Le tir du projectile

Les trois premières questions forment une démonstration classique. On applique la deuxième loi de Newton au projectile, soumis à son seul poids dans un référentiel supposé galiléen, pour obtenir a_x = 0 et a_z = -g, le signe venant de l'orientation de l'axe (Oz) vers le haut. On intègre ensuite deux fois en fixant chaque constante par une condition initiale, puis on élimine le temps pour obtenir l'équation de la trajectoire, une portion de parabole. La position initiale n'est pas l'origine : le projectile part de la hauteur H = H_T + H_B.

La question 4 demande la hauteur de table à régler pour que le projectile atteigne la serrure. Il suffit d'écrire que le point C vérifie l'équation de la trajectoire, d'isoler H_T en littéral, puis de calculer. On obtient H_T = 0,53 m, valeur compatible avec la plage de réglage de 40 à 80 cm. Une calculatrice en radians ou l'oubli de convertir H_B en mètres fait sortir le résultat de cette plage, ce qui doit alerter.

La décharge du condensateur

La deuxième énigme repose sur un circuit RC. La loi des mailles, la loi d'Ohm et la relation entre intensité et tension aux bornes du condensateur conduisent à l'équation différentielle de la décharge, avec τ = RC. Il faut ensuite vérifier que la fonction exponentielle proposée est solution, puis déterminer A = U₀ par la condition initiale.

La partie graphique demande de l'attention. L'aiguille tourne pendant que la tension passe de 4,0 V à 1,0 V : la durée de rotation est la différence de deux dates lues sur l'annexe, et seule la courbe R₁ donne les 14 s attendues. La constante de temps se lit à 37 % de U₀, soit 1,85 V, ce qui donne τ ≈ 10 s. On en déduit R = τ/C ≈ 2,1 × 10⁵ Ω, à condition d'exprimer la capacité de 47 μF en farads.

Les fentes de Young

La dernière étape porte sur les interférences lumineuses. Il faut nommer le phénomène sans le confondre avec la diffraction, définir l'interfrange, puis déterminer l'écartement des fentes. Le point délicat est le comptage : cinq franges brillantes consécutives délimitent quatre interfranges, donc i = 0,50 cm. La relation de l'interfrange donne alors un écartement b = 39 μm, après conversion de la longueur d'onde, de la distance à l'écran et de la longueur ℓ en mètres.

Exercice 2 : dater une roche lunaire (4 points)

Ce court exercice de radioactivité porte sur la méthode de datation rubidium-strontium. Il commence par une série de questions de cours rapides : reconnaître une paire d'isotopes (même numéro atomique, nombres de masse différents), écrire l'équation de désintégration du rubidium 87 en strontium 87 avec les lois de conservation, identifier la particule émise, un électron, et donc une radioactivité β^-. Viennent ensuite la définition du temps de demi-vie et la démonstration de la relation λ = ln(2)/t_1/2 à partir de la loi de décroissance radioactive.

La dernière question demande d'exploiter l'ensemble des données. La relation théorique entre rapports isotopiques est une droite dont la pente vaut exp(λt_R) - 1. En l'identifiant à la pente de la modélisation, 0,0650, on obtient un âge de 4,43 × 10⁹ ans, soit environ 4,4 milliards d'années. Le commentaire attendu compare cet âge à celui de la Lune et de la Terre, formées il y a environ 4,5 milliards d'années : la roche date des débuts de la Lune. Oublier le « -1 » ou omettre le commentaire fait perdre des points faciles.

Exercice 3 : la phytoremédiation d'une terre viticole (5 points)

Ce dernier exercice étudie la dépollution d'un sol chargé en cuivre grâce à des plantes. La première étape est un titrage indirect : les ions cuivre réagissent avec un excès d'ions iodure en formant du diiode, qui est ensuite titré par les ions thiosulfate.

Les premières questions vérifient les bases : définition de l'équivalence, identification de l'oxydant (le diiode) et du réducteur (les ions thiosulfate) à l'aide des demi-équations électroniques, relation à l'équivalence avec le bon placement du facteur 2. Un tableau d'avancement montre ensuite que les ions cuivre sont limitants et que la quantité de diiode formé vaut la moitié de leur quantité initiale. En combinant ces relations, on retrouve n₀(Cu²⁺) = c₂ × V_E = 3,0 × 10^-4 mol.

Il reste à passer du prélèvement de 50,0 mL au litre de solution qui contient tout le cuivre d'un kilogramme de terre, soit un facteur 20. La masse obtenue est de 0,381 g, soit environ 0,38 g de cuivre par kilogramme. La question finale, à prise d'initiative, cherche le nombre minimal de cycles de culture pour descendre sous 150 mg par kilogramme, sachant que chaque cycle en retire 90 mg. L'inégalité donne N ≥ 2,6 environ, donc trois cycles, ce que confirme une vérification sur deux et trois cycles.

Gestion du temps

Une répartition proportionnelle aux points donne environ 1 h 56 pour l'exercice 1, 42 minutes pour l'exercice 2 et 53 minutes pour l'exercice 3. Il est souvent judicieux de commencer par l'exercice 2 : ses questions de cours se traitent vite et mettent en confiance. L'exercice 1, long et découpé en trois parties indépendantes, permet de passer à l'énigme suivante en cas de blocage, puisque chaque partie peut se traiter sans les autres. Gardez quelques minutes à la fin pour relire les unités et compléter l'annexe, qui doit être rendue avec la copie.

Dans chaque exercice, repérez les questions qui donnent le résultat à démontrer : même si vous n'arrivez pas à faire la démonstration, vous pouvez utiliser ce résultat pour la suite. C'est le cas des équations horaires et de l'équation de la trajectoire dans l'exercice 1, de la relation entre λ et la demi-vie dans l'exercice 2 et de la quantité d'ions cuivre dans l'exercice 3.

Les compétences évaluées

Au-delà des chapitres, ce sujet teste quelques savoir-faire transversaux. Le premier est la rédaction d'une démonstration : nommer le système, le référentiel, les lois utilisées, et justifier chaque étape. Le deuxième est la lecture graphique, présente dans l'exercice 1 avec les courbes de décharge à exploiter sur l'annexe. Le troisième est l'identification d'une modélisation avec une relation théorique, au cœur de la datation de l'exercice 2. Le dernier est la gestion des unités et des chiffres significatifs : centimètres, microfarads, nanomètres et millilitres doivent tous être convertis avant les applications numériques.

Ce qu'il faut revoir avant de s'entraîner sur ce sujet

En physique

Pour l'exercice 1, il faut savoir mener sans hésiter la démonstration complète du mouvement dans un champ de pesanteur uniforme : deuxième loi de Newton, primitives successives, conditions initiales, puis élimination du temps. Côté électricité, revoyez l'établissement de l'équation différentielle d'un circuit RC, la vérification d'une solution exponentielle et les deux méthodes de détermination graphique de la constante de temps : la lecture à 37 % de la tension initiale pour une décharge, ou la tangente à l'origine qui coupe l'axe des temps à t = τ. Enfin, l'expression de l'interfrange i = λD/b doit être connue et maniée avec les bonnes unités.

En chimie

L'exercice 2 suppose de maîtriser la notion d'isotope, les lois de conservation du nombre de masse et du nombre de charge, les différents types de radioactivité et la loi de décroissance radioactive, avec le passage de la demi-vie à la constante radioactive par le logarithme népérien. L'exercice 3 mobilise les demi-équations électroniques, le tableau d'avancement, la relation à l'équivalence d'un titrage et le principe du titrage indirect, dans lequel on dose une espèce formée par une première réaction plutôt que l'espèce elle-même. Une fois ces points revus, le sujet peut se traiter en conditions réelles, en 3 h 30 et sans consulter le cours.

Conclusion

Le sujet du jour 2 en Asie-Pacifique est un bon entraînement pour vérifier que le cours de terminale est solide : mécanique de Newton, circuit RC, interférences, radioactivité et titrage indirect y sont abordés de façon classique. La différence se fait sur la rigueur : signes, conversions, comptage des interfranges, facteurs stœchiométriques et commentaires demandés. Traitez-le en temps limité, puis comparez votre copie au corrigé détaillé question par question pour repérer vos erreurs et les pièges à éviter le jour de l'épreuve.