Brevet 2021 Amérique du Nord : l'épreuve de sciences complète

L'épreuve de sciences du brevet 2021 en Amérique du Nord dure 1 heure et est notée sur 50 points. Pour la série générale, elle réunit deux disciplines traitées sur la même copie : la physique-chimie, autour de la neige, et les sciences de la vie et de la Terre, autour de l'infertilité d'un couple. Chaque partie vaut 25 points et correspond à environ 30 minutes de travail. Le sujet compte six pages, dont une annexe à rendre avec la copie. La calculatrice est autorisée, le dictionnaire ne l'est pas.

Les deux parties mobilisent des compétences différentes : calculer et raisonner sur des grandeurs physiques d'un côté, lire des documents et argumenter de l'autre. Ce sujet est un bon entraînement pour apprendre à passer rapidement d'une discipline à l'autre.

Physique-chimie : la neige

L'introduction rappelle les trois conditions nécessaires à la formation de la neige : un air assez humide, une température assez basse et des particules solides dans l'air. Un document décrit ensuite la croissance d'un flocon, depuis une gouttelette d'environ 10 µm jusqu'à un flocon de l'ordre du millimètre.

Molécule et ordres de grandeur

La question 1 demande la formule de la molécule d'eau, H₂O, et sa composition : deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. Le chiffre en indice indique le nombre d'atomes de l'élément écrit juste avant. La question 2 fait classer par taille croissante un atome d'oxygène, une molécule d'eau et un flocon de neige : atome d'oxygène, puis molécule d'eau, puis flocon. Attention au sens : « croissante » signifie du plus petit au plus grand.

L'hypothèse de la ville

La question 3 cherche pourquoi il neigerait plus souvent dans les grandes villes. En relisant les trois conditions de l'introduction, on voit que seule la présence de particules solides est favorisée en ville, par la pollution : c'est la proposition C. Seule la lettre est attendue.

Le toit de l'abri de bus

La question 4, sur 14 points, est la plus importante de la partie. Le toit mesure 3,6 m sur 1,6 m et ne supporte pas plus de 2 000 N. Une couche de 50 cm, soit 0,50 m, de neige fraîche représente un volume de 2,88 m³. Avec une masse volumique de 40 kg/m³, sa masse est de 115,2 kg et son poids de 1 152 N, en prenant g = 10 N/kg. Ce poids est inférieur à 2 000 N : le toit résiste. Les pièges classiques consistent à laisser l'épaisseur en centimètres ou à utiliser la hauteur de l'abri, 2,2 m, à la place de l'épaisseur de neige.

SVT : l'infertilité d'un couple

Madame X, 42 ans, ne parvient pas à avoir d'enfant, alors que son conjoint ne présente pas d'anomalie de fertilité. Trois documents permettent de comprendre son cas et de proposer une solution.

Fertilité et âge

Le graphique du document 1 montre que le taux de fertilité féminin diminue avec l'âge : environ 47 % entre 20 et 24 ans, environ 34 % entre 35 et 39 ans, puis une chute à environ 17 % entre 40 et 44 ans et 2 à 3 % après 45 ans. L'âge de 42 ans n'est pas écrit sur l'axe : il faut repérer la tranche 40-44 ans. Le taux de Madame X est donc d'environ 17 %.

Des trompes bouchées

La question 2 renvoie par erreur au document 3 : ce sont les hystérographies du document 2 qui donnent la réponse. Chez la femme fertile, on voit l'utérus, les trompes et les ovaires ; chez Madame X, seulement l'utérus. Ses trompes sont bouchées. Or la fécondation a lieu dans une trompe : les spermatozoïdes ne peuvent pas rejoindre l'ovule.

L'annexe sur la PMA

La question 3 se traite sur l'annexe à rendre. Lors d'une insémination artificielle, la fécondation a lieu au niveau des trompes, proche de l'ovaire. Lors d'une fécondation in vitro, elle se fait à l'extérieur de l'organisme féminin et l'embryon est ensuite placé dans l'utérus. Le pourcentage d'enfants nés grâce à une PMA en 2015, 3,1 %, se lit dans le texte du document 3.

Le choix de la technique

La question 4, sur 9 points, demande de justifier le choix entre les deux techniques. L'insémination artificielle échouerait, car les spermatozoïdes devraient traverser des trompes bouchées. La fécondation in vitro convient : les ovules sont prélevés dans l'ovaire, fécondés hors du corps, et l'embryon est déposé dans l'utérus. Le succès n'est pas certain, puisque le taux de fertilité à 42 ans n'est que d'environ 17 %. Il faut écarter une technique avec un argument autant que retenir l'autre.

Gérer son temps sur 1 heure

Commence par lire rapidement l'ensemble du sujet, puis consacre environ 30 minutes à chaque discipline. En physique-chimie, les trois premières questions sont courtes : traite-les en une dizaine de minutes pour garder du temps pour le calcul de la question 4. En SVT, l'annexe se remplit vite si tu as bien lu le document 3 ; réserve plusieurs minutes à la rédaction de la question 4, qui rapporte le plus de points. N'oublie pas de rendre l'annexe avec ta copie.

Conclusion

Ce sujet équilibré fait travailler les bases du programme de 3e : la lecture d'une formule chimique, les ordres de grandeur, la chaîne volume, masse et poids, la lecture d'un graphique, le lieu de la fécondation et le principe de la PMA. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec la réponse attendue sur la copie, les pièges à éviter et les méthodes à retenir.