L'épreuve de sciences du brevet 2021 des Centres étrangers

L'épreuve de sciences du brevet dure 1 heure et elle est notée sur 50 points. En 2021, le sujet des Centres étrangers réunit deux disciplines : la physique-chimie, avec un sujet sur le triathlon, et la technologie, avec un sujet sur le radar de recul. Chaque partie vaut 25 points et correspond à environ 30 minutes de travail. Les deux disciplines se traitent sur la même copie, et les pages de technologie sont à rendre avec elle, car on y répond directement. S'entraîner sur le sujet complet permet de travailler les connaissances et aussi la gestion du temps, qui compte beaucoup le jour de l'examen.

Physique-chimie : le triathlon

La partie de physique-chimie suit une athlète dans les trois épreuves d'un triathlon. Chaque épreuve fait appel à un thème différent du programme de 3e.

La natation : décrire un mouvement

Sur une chronophotographie, les positions de la nageuse sont alignées : la trajectoire est rectiligne. Les clichés sont pris à intervalles de temps égaux et l'écart entre deux positions grandit : la vitesse augmente. Le mouvement est donc rectiligne et accéléré. Pour justifier, il faut citer ces deux idées ensemble, les durées égales et les distances de plus en plus grandes.

Le cyclisme : masse volumique et poids

Pour choisir le vélo le plus léger, on compare les masses volumiques des deux cadres, qui ont le même volume. La fibre de carbone vaut 1,8 × 10³ kg/m³ et l'aluminium 2,7 × 10⁶ g/m³, soit 2,7 × 10³ kg/m³ après conversion. Le vélo en fibre de carbone est donc le plus léger. Le piège est de comparer les puissances de dix sans tenir compte des unités.

Ensuite, le graphe de la pression des pneus est gradué en newton. Pour une cycliste de 65 kg, on calcule d'abord le poids : P = m × g = 65 × 10 = 650 N. La lecture du graphe donne alors une pression de 6,5 bar.

La course à pied : chimie et énergie

La formule C₆H₁₂O₆ indique qu'une molécule de glucose contient 6 atomes de carbone, 12 atomes d'hydrogène et 6 atomes d'oxygène. La réaction entre le glucose et le dioxygène est une transformation chimique, car des espèces disparaissent et d'autres apparaissent : le dioxyde de carbone et l'eau. Le muscle reçoit une énergie chimique et la convertit en énergie cinétique et en énergie thermique.

Le dernier calcul demande le nombre de verres de boisson énergisante pour 30 minutes de course : 65 × 30 = 1 950 kJ pour une heure, donc 975 kJ pour une demi-heure. Avec 335 kJ par verre, on obtient environ 2,9 : il faut 3 verres, car on arrondit au-dessus.

Technologie : l'aide au stationnement

La partie de technologie étudie le radar de recul d'une voiture : des capteurs à ultrasons détectent un obstacle, et le conducteur est prévenu par des bips et par des voyants verts, orange ou rouges.

Fonction d'usage, capteur et ultrasons

Le radar de recul sert à faciliter la manœuvre de stationnement en signalant les obstacles situés à l'arrière du véhicule. Il faut dire à quoi sert l'objet, pas comment il fonctionne. Un capteur est un élément capable de prélever une information. Pour mesurer la distance, le capteur utilise le délai entre l'émission et la réception de l'onde : plus l'obstacle est proche, plus ce délai est court.

Chaîne d'information et choix d'un capteur

La chaîne d'information se complète avec ACQUÉRIR (capteur ultrason), TRAITER (ordinateur de bord) et COMMUNIQUER (buzzer et écran avec voyants). Pour choisir un capteur, on vérifie les deux exigences : détecter dès 2 m et répondre en moins de 500 ms. Seul le modèle A les respecte toutes les deux. Le modèle B, plus rapide, ne détecte qu'à partir de 0,6 m, et le modèle C est trop lent avec 530 ms.

Le programme à compléter

La question la plus lourde demande de remplir 8 cases d'un programme par blocs. Chaque bloc « si » contient un indice : une durée d'attente, une couleur ou un son continu. On retrouve la ligne correspondante du tableau des signaux, puis on reporte les distances, la durée de 0,5 s et le code de l'orange : rouge 255, vert 150, bleu 20.

Gérer son temps sur 1 heure

Prévois environ 30 minutes par discipline. Commence par lire rapidement tout le sujet pour repérer les questions courtes, comme les définitions et les questions à cocher, qui rapportent des points vite. En physique-chimie, garde du temps pour les calculs du vélo et de la boisson, où il faut convertir et rédiger. En technologie, réserve plusieurs minutes au programme, qui compte pour 8 points. Termine par une relecture des unités et des cases à compléter.

Conclusion

Ce sujet complet est un bon entraînement pour l'épreuve de sciences du brevet : il mêle lecture de documents, calculs avec unités, chimie, chaîne d'information et programmation. Fais-le d'abord en 1 heure, puis compare tes réponses avec le corrigé détaillé, qui explique les pièges et les méthodes question par question.