Oui
Énergie et conversions
Puissance et énergie électrique
Sujet Brevet Corrigé - Énergie éolienne - Physique-chimie - Pondichéry 2017
1 mai 2017
Physique-chimie
🌬️ À Pondichéry, en 2017, la partie de physique-chimie du brevet porte sur l'énergie éolienne : pourquoi ne pas tout miser sur les éoliennes ? Cette partie sur 25 points se traite en 30 minutes.
- Reconnaître les énergies renouvelables et leurs sources.
- Compléter la chaîne énergétique d'une éolienne.
- Calculer une énergie cinétique et vérifier un rendement de 60 %.
- Estimer la surface d'un parc éolien et argumenter avec ce résultat.
Le sujet officiel et son corrigé détaillé en PDF sont gratuits, avec méthodes et pièges expliqués question par question.
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Brevet 2017 Pondichéry : l'énergie éolienne
La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points pour 30 minutes, part d'un constat : dans certaines zones du sud de la France particulièrement venteuses, on voit de nombreux champs d'éoliennes. Le sujet se demande pourquoi ce choix n'a pas été fait à grande échelle. Quatre questions mènent de la reconnaissance des énergies renouvelables jusqu'à un raisonnement chiffré sur la place de l'éolien.
Questions 1 et 2 : sources d'énergie et chaîne énergétique
La question 1 s'appuie sur une image : il faut nommer les cinq énergies renouvelables représentées (solaire, éolienne, hydraulique, biomasse, géothermique) et associer à chacune sa source, comme le Soleil, le vent ou la chaleur du sous-sol. La question 2 demande de reproduire et compléter la chaîne énergétique de l'éolienne. L'énergie cinétique du vent arrive sur les pales, qui transmettent une énergie mécanique à l'alternateur, lequel fournit de l'énergie électrique au réseau. Les pales et l'alternateur s'échauffent : une partie de l'énergie est perdue sous forme thermique.
Question 3 : énergie cinétique et affirmation de Betz
En 3a, on calcule l'énergie cinétique d'une masse d'air de 1 kg avec la formule Ec = ½ × m × v². On obtient 4,5 J à 3 m/s et 40,5 J à 9 m/s : l'énergie est multipliée par 9, car la vitesse est au carré. En 3b, le tableau permet de vérifier que 10 510 MW.h sur 17 530 MW.h représentent environ 60 % : l'affirmation du physicien Betz est confirmée.
Question 4 : un parc éolien pour toute la France ?
Il faut d'abord convertir la consommation française, 478 200 GW.h, en 478 200 000 MW.h, puis diviser par la production d'une éolienne (4 030 MW.h). Il faudrait 118 661 éoliennes, soit environ 2,85 millions d'hectares : la surface d'un département moyen. Ce résultat sert de premier argument en 4b, avec un second : le vent n'est pas régulier et toutes les zones ne sont pas assez venteuses.
Les pièges et nos conseils
Sur la chaîne énergétique, une flèche porte une forme d'énergie, alors que les ovales contiennent les objets qui la convertissent : écrire « vent » sur une flèche est une erreur fréquente. En 3b, on divise l'énergie obtenue par l'énergie reçue, pas l'inverse. En 4a, l'oubli de la conversion des GW.h en MW.h fausse tout le calcul. Pour argumenter, appuie-toi sur le résultat chiffré obtenu juste avant.