La voiture à hydrogène : de quoi parle le sujet ?

Cette partie de physique-chimie du brevet de septembre 2020 en Métropole part d'une question d'actualité : comment réduire la pollution des voitures ? Le texte présente la pile à hydrogène, qui combine le dihydrogène et le dioxygène de l'air pour produire de l'eau, de l'énergie électrique et de l'énergie thermique. Il précise aussi que le dihydrogène n'existe pas à l'état naturel sur Terre et que plus de 90 % du dihydrogène produit vient de ressources fossiles. L'épreuve compte 25 points et se fait en 30 minutes.

Les questions clés

Question 1 : lire le texte avec attention

Il faut d'abord extraire un inconvénient environnemental : la voiture ne pollue pas là où elle roule, mais la fabrication de son carburant pollue. On montre ensuite qu'il s'agit d'une transformation chimique, car des réactifs (dihydrogène et dioxygène) disparaissent et un produit nouveau, l'eau, apparaît. Enfin, on complète le diagramme d'énergie : énergie chimique en entrée, énergie thermique et énergie électrique en sortie.

Question 2 : écrire un protocole

Pour montrer la présence d'eau dans le liquide produit, on utilise le sulfate de cuivre anhydre de la banque de données. On dépose la poudre blanche dans une coupelle, on ajoute quelques gouttes de l'échantillon avec la pipette, puis on observe : si la poudre devient bleue, l'échantillon contient de l'eau.

Question 3 : exploiter un graphique

La courbe des émissions de monoxyde de carbone n'est pas une droite passant par l'origine : il n'y a pas proportionnalité. Entre 100 et 110 km/h, les émissions passent d'environ 47 à 70 L/h, soit une hausse d'environ 23 L/h, près de 8 fois les 3 L/h observés entre 40 et 50 km/h. Pour le trajet de 55 km en 30 minutes, on calcule une vitesse de 110 km/h, on lit 70 L/h sur le graphique, puis on trouve environ 35 L émis en une demi-heure. Comme 70 L/h est inférieur à 96,8 L/h, la norme Euro 5 est respectée.

Les pièges à éviter

Pour le protocole, ne prends pas la solution de sulfate de cuivre II : elle est déjà bleue et contient de l'eau. Pour la vitesse, diviser 55 par 30 donne des kilomètres par minute : il faut d'abord convertir 30 minutes en 0,5 heure. Sur le graphique, repère bien la valeur d'une petite graduation, qui vaut ici 2 L/h.

Nos conseils

Quand on te demande un argument, reprends l'information du texte puis explique en une phrase pourquoi elle répond à la question. Rédige un protocole en étapes numérotées, avec des verbes à l'infinitif, et termine par l'observation attendue et sa conclusion. Pour un calcul, écris la formule, l'application numérique avec les unités, puis une phrase de conclusion.