Oui
Son et intensité sonore
Titrage
Effet Doppler
Sujet Bac Corrigé - Nuisances sonores sous-marines - Bac S Polynésie 2018 (ancien programme) - Ex 1 - Corrigé (Physique-chimie)
1 juin 2018
Bac S (ancien programme)
🐬 Dans cet exercice de 8 points, tu pars de l'eau de mer pour arriver aux oreilles des dauphins exposés aux sonars militaires.
- Chimie : dilution au dixième, titrage conductimétrique des ions chlorure et calcul de la salinité.
- Ondes : célérité du son dans l'eau, longueur d'onde et harmoniques d'un sifflement.
- Son : niveau d'intensité sonore de 235 dB, atténuation et distance de sécurité.
- Effet Doppler : son plus aigu ou plus grave quand le sous-marin approche.
Le sujet officiel et un corrigé détaillé question par question, avec les pièges à éviter, sont disponibles gratuitement en PDF.
✅ Correction
🫣
Correction Masquée
Avez-vous bien cherché l'exercice ?
Un exercice qui relie chimie de l'eau de mer et acoustique sous-marine
Cet exercice de 8 points du Bac S 2018 Polynésie, prévu pour environ 1 h 20, part d'une question d'actualité : les sonars militaires mettent-ils en danger les dauphins ? Pour y répondre, il faut d'abord caractériser le milieu, l'eau de mer, puis étudier les sons émis par les cétacés et ceux du sonar. L'exercice mobilise ainsi la dilution, le titrage conductimétrique, les ondes mécaniques progressives, le niveau d'intensité sonore, l'atténuation et l'effet Doppler.
Partie 1 : la salinité et la célérité du son
Préparer la solution diluée
Le protocole de dilution au dixième demande un volume prélevé de 5,0 mL pour 50,0 mL de solution. Le corrigé détaille l'usage de la pipette jaugée et de la fiole jaugée. Le piège classique consiste à citer une éprouvette graduée ou un bécher, verrerie trop peu précise.
Interpréter le graphe de conductivité
Avant l'équivalence, chaque ion argent versé précipite avec un ion chlorure : tout se passe comme si un ion chlorure était remplacé par un ion nitrate, de conductivité molaire ionique plus faible, et la conductivité diminue légèrement. Après l'équivalence, les ions argent et nitrate s'accumulent et la conductivité augmente nettement. La méthode conseillée consiste à dresser, pour chaque domaine, la liste des ions et l'évolution de leur quantité.
Vérifier la salinité
L'intersection des deux portions de droite donne un volume équivalent d'environ 11 mL. On en déduit la concentration en ions chlorure de la solution diluée, puis celle de l'eau de mer en multipliant par 10, la chlorinité à l'aide de la densité 1,023, et enfin une salinité d'environ 34 g/kg, voisine de la valeur annoncée de 35 g/kg. Deux erreurs reviennent souvent : oublier le facteur de dilution et confondre gramme par litre et gramme par kilogramme.
Le son dans l'eau, cinq fois plus rapide
À 1000 m de profondeur, la lecture des profils donne une température proche de 6 °C et une salinité de 35 g/kg. La formule empirique conduit à une célérité d'environ 1,49 × 10^3 m/s, soit cinq fois celle du son dans l'air. Attention à ne pas lire les valeurs de surface.
Partie 2 : les sons des dauphins et le sonar
Ondes progressives mécaniques et domaine audible
Il faut définir précisément les deux termes, puis comparer l'intervalle des sifflements, de 1,1 kHz à plus de 24 kHz, au domaine audible humain. La réponse est nuancée : une partie seulement des sifflements est audible, le reste relève des ultrasons.
Longueur d'onde et harmoniques
Pour un sifflement de 24,9 kHz dans l'eau, la longueur d'onde vaut environ 6,0 cm. Les harmoniques de rangs 2 et 3 ont pour fréquences 49,8 kHz et 74,7 kHz. Préciser les rangs évite toute ambiguïté sur le statut du fondamental.
Niveau sonore, atténuation et effet Doppler
Le calcul du niveau d'intensité sonore retrouve 235 dB, à condition d'utiliser le logarithme décimal. Avec une atténuation de 0,16 dB par kilomètre et un seuil de risque de 220 dB, la distance minimale atteint environ 94 km, ce qui montre l'ampleur de la nuisance. Enfin, le sous-marin qui se rapproche à 22,0 km/h produit un son perçu plus aigu, avec un décalage d'environ 12 Hz, négligeable devant 3 kHz. Le piège est de garder la vitesse en kilomètres par heure.
Conseils pour réussir
Soigne les conversions d'unités, justifie chaque lecture graphique et commente toujours un résultat numérique quand l'énoncé le demande. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec les calculs, les points de méthode et les erreurs à éviter.