Brevet 2025 Polynésie : la physique-chimie et la mission Artémis II

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, suit la préparation de la mission Artémis II, qui doit envoyer un équipage autour de la Lune. Sept questions courtes se répartissent en deux parties : le vaisseau spatial et ses matériaux (14 points), puis le décollage de la fusée (11 points).

Questions 1 et 2 : l'atome d'aluminium

Le document 1 est un extrait de la classification périodique. Dans la case de l'aluminium, le nombre du bas est le numéro atomique Z = 13 : le noyau contient 13 protons. Le nombre du haut, A = 27, est le nombre de nucléons, c'est-à-dire les protons et les neutrons ensemble. On en déduit 27 − 13 = 14 neutrons. Le piège classique consiste à confondre les deux nombres. Pour la question 2, il faut écrire la soustraction et dire ce que représente chaque nombre : le résultat seul ne suffit pas.

Questions 3 et 4 : la masse volumique

Le document 2 montre une balance qui affiche 16,4 g et deux éprouvettes graduées. Une graduation vaut 2 mL : on lit 26 mL avant l'ajout de l'échantillon et 32 mL après. Le volume de l'échantillon est la différence, soit 6 mL, et non 32 mL. La masse volumique vaut alors 16,4 ÷ 6, environ 2,7 g/mL après l'arrondi au dixième. La question 4 compare cette valeur au tableau du document 3 : l'argent, le zinc et le fer ont des masses volumiques bien plus grandes. À volume égal, l'aluminium est donc le métal le plus léger, ce qui facilite le décollage du vaisseau.

Questions 5 à 7 : le décollage de la fusée

La question 5 demande de vérifier l'équation de combustion du dihydrogène, 2 H2 + O2 → 2 H2O. On compte 4 atomes d'hydrogène et 2 atomes d'oxygène de chaque côté de la flèche : les atomes se conservent. La question 6 porte sur la modélisation des forces : la poussée F et le poids P sont verticaux et de sens opposés, et la fusée décolle si F est plus grande que P. Seule la proposition B dessine une flèche F plus longue que la flèche P. Enfin, la question 7 fait calculer le poids avec P = m × g. Il faut d'abord convertir 2 500 tonnes en 2 500 000 kg, sinon on obtient un résultat mille fois trop petit. Le poids vaut 2,5 × 10⁷ N, inférieur à la poussée de 4 × 10⁷ N : la fusée peut décoller.

Conseils pour réussir

Cette partie récompense la rigueur plus que les longs calculs. Lis les documents avec soin, surtout les graduations de l'éprouvette, garde les unités à chaque ligne et termine chaque réponse par une phrase qui répond à la question posée. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la copie attendue, les pièges à éviter et les méthodes à retenir.