Brevet 2018 Amérique du Sud sujet 2 : le sujet de sciences et son corrigé

L'épreuve de sciences du brevet 2018 en Amérique du Sud (sujet 2), série générale, dure une heure et est notée sur 50 points. Elle réunit deux disciplines traitées sur la même copie : la physique-chimie, avec un sujet sur le véhicule hybride, et les SVT, avec un sujet sur les modes de transport et leurs impacts environnementaux. Chaque partie est notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes. Le document proposé ici contient le sujet officiel complet, de la page de garde à la dernière question, ainsi qu'un corrigé détaillé question par question.

Les deux parties se répondent : la physique-chimie montre comment une voiture hybride récupère de l'énergie au freinage, les SVT expliquent pourquoi réduire les émissions des transports aide à limiter le réchauffement climatique. C'est un sujet idéal pour réviser les conversions d'énergie et l'effet de serre en même temps.

Physique-chimie : véhicule hybride

Sources, formes et conversions d'énergie

La question 1 demande la source d'énergie du moteur à combustion. D'après le document 1, ce moteur consomme du carburant stocké dans le réservoir : la source est le carburant, essence ou fuel. Répondre « énergie chimique » est une erreur fréquente, car c'est une forme d'énergie et non une source.

La question 2 consiste à nommer les énergies A, B, C et D de deux diagrammes énergétiques. Un moteur est un convertisseur : il reçoit une énergie, en fournit une énergie utile et en perd une partie. Pour le moteur à combustion, l'énergie chimique devient de l'énergie cinétique (A) et de l'énergie thermique. Pour le moteur électrique, l'énergie électrique (B) devient de l'énergie cinétique (C) et de l'énergie thermique (D). Le corrigé présente les deux diagrammes complétés.

Énergie cinétique et recharge de la batterie

La question 3.1 demande de vérifier que l'énergie cinétique d'un véhicule de 1 300 kg roulant à 50 km/h vaut 125 kJ. On convertit d'abord la vitesse en m/s en divisant par 3,6, puis on applique la formule de l'énergie cinétique, avec la masse en kilogrammes et la vitesse en mètres par seconde. Le calcul donne environ 125 400 J, soit 125 kJ. Garder la vitesse en km/h ou oublier de l'élever au carré conduit à un résultat faux.

La question 3.2 demande le nombre de freinages nécessaires pour recharger une batterie de 4 680 kJ. Seuls 60 % de l'énergie cinétique sont convertis en énergie électrique, soit 75 kJ par freinage. Le quotient vaut 62,4 : après 62 freinages, la batterie n'est pas pleine, il en faut donc 63. Diviser directement par 125 kJ est le piège principal.

Ville ou autoroute

La question 4 demande d'en déduire pourquoi le véhicule hybride est surtout destiné à la ville. Puisqu'il faut de nombreux freinages pour recharger la batterie, il est plus efficace en ville, où l'on freine souvent, que sur autoroute, où l'on freine rarement. La réponse doit citer le résultat de la question précédente.

SVT : modes de transport et impacts environnementaux

L'effet de serre et son renforcement

Le sujet s'ouvre sur la COP 23, organisée à Bonn en novembre 2017. La question 1.1 demande de montrer, avec le document 1, que l'effet de serre est important pour notre planète. Sans lui, la température moyenne à la surface de la Terre serait de −18 °C ; elle est actuellement de 15 °C. L'effet de serre la réchauffe donc de 33 °C. Il faut penser à utiliser la température donnée dans l'astérisque du document.

La question 1.2 porte sur la conséquence de l'augmentation des gaz à effet de serre depuis la révolution industrielle : ces gaz s'accumulent dans l'atmosphère, renforcent l'effet de serre et provoquent une élévation de la température à la surface de la Terre, c'est-à-dire le réchauffement climatique. Le corrigé rappelle de bien distinguer l'effet de serre naturel de son renforcement par les activités humaines.

Exploiter les graphiques

La question 2.1 s'appuie sur le diagramme circulaire : la vapeur d'eau contribue à 60 % de l'effet de serre et le dioxyde de carbone à 26 %. La question 2.2 demande les trois secteurs les plus émetteurs en France en 2013 : les transports (135,7 millions de tonnes d'équivalent CO2), le résidentiel-tertiaire-institutionnel (98,9) et l'agriculture et la sylviculture (92,1). Le piège est de lire les barres grises de 1990, où l'industrie manufacturière arrivait en tête.

La question 2.3 demande de décrire l'évolution des émissions des transports entre 1990 et 2013. Elles passent d'environ 121 millions de tonnes d'équivalent CO2, valeur lue sur l'axe, à 135,7 millions, soit une augmentation d'environ 15 millions de tonnes. Une bonne réponse donne le sens de l'évolution, puis les valeurs de départ et d'arrivée avec l'unité.

Argumenter avec trois documents

La question 3 demande de justifier l'affirmation de Monsieur X, qui prend le train plutôt que sa voiture pour limiter le réchauffement climatique. Le document 3 montre que le train émet 14 g de CO2 par kilomètre et par personne contre 104 g pour la voiture, soit environ 7 fois moins. Le document 2 rappelle que le CO2 est le deuxième gaz à effet de serre et que les transports sont le premier secteur émetteur. Le document 1 relie ces gaz au réchauffement climatique. Il faut enchaîner ces informations jusqu'à la conclusion.

Gérer son temps sur une heure

Consacre environ 30 minutes à chaque discipline. Commence par lire rapidement l'ensemble du sujet pour repérer les questions qui demandent un calcul ou une argumentation longue, comme les questions 3.2 de physique-chimie et 3 de SVT. Garde quelques minutes à la fin pour relire tes unités, tes conversions et tes phrases de conclusion.

Conclusion

Ce sujet de sciences du brevet 2018 Amérique du Sud (sujet 2) fait travailler des compétences essentielles en fin de 3e : identifier une forme d'énergie, calculer une énergie cinétique, lire un graphique avec précision et construire une argumentation à partir de plusieurs documents. Fais le sujet en conditions réelles, puis compare ta copie au corrigé détaillé, question par question, pour repérer les méthodes à retenir et les pièges à éviter.