Brevet 2021 Asie sujet 2 : l'épreuve de sciences complète

L'épreuve de sciences du brevet dure 1 heure et réunit deux disciplines parmi la physique-chimie, les SVT et la technologie. Pour ce sujet 2 d'Asie en 2021, le sujet associe la physique-chimie et les SVT. Chaque partie est notée sur 25 points, pour un total de 50 points, et les deux disciplines se traitent sur la même copie. La calculatrice est autorisée. Les thèmes se répondent bien : d'un côté les courants marins et la masse volumique de l'eau, de l'autre la dispersion des graines et l'invention du velcro. Dans les deux cas, il s'agit d'exploiter des documents, des tableaux et des graphiques pour construire une explication.

Physique-chimie : la circulation thermohaline

La situation

Sous la surface des océans circule un immense réseau de courants marins qui déplacent des masses d'eau gigantesques : c'est la circulation thermohaline. Le sujet explique qu'elle repose sur des différences de masse volumique de l'eau, elles-mêmes liées à la salinité et à la température. Les sept questions, réparties en trois parties, te font construire cette explication étape par étape.

Partie 1 : l'influence de la salinité

La question 1 demande de choisir la relation qui donne la masse volumique : c'est ρ = m / V, avec m la masse et V le volume. L'unité du tableau, le g/mL, est un bon indice : des grammes divisés par des millilitres. La question 2 applique cette relation à un échantillon de 50,0 mL d'eau de l'Atlantique Nord de masse 51,2 g : on trouve 1,024 g/mL, soit environ 1,02 g/mL. Le piège classique est de diviser dans le mauvais sens, ce qui donne environ 0,98 g/mL, une valeur impossible pour une eau salée, plus dense que l'eau douce.

La question 3 te fait ranger les données du tableau : quand la salinité passe de 0 à 35, 55 puis 200 g de sel par litre, la masse volumique passe de 1,00 à 1,02, 1,04 puis 1,24 g/mL. Plus l'eau est salée, plus sa masse volumique est grande. La question 4 vérifie que tu ne confonds pas « augmenter ensemble » et « être proportionnelles » : l'eau douce a une salinité nulle mais une masse volumique de 1,00 g/mL, donc les deux grandeurs ne sont pas proportionnelles.

Partie 2 : l'influence de la température

Le graphique montre que la masse volumique passe d'environ 1 000 kg/m³ à 5 °C à environ 990 kg/m³ à 45 °C : elle diminue quand la température augmente. Il faut bien donner le sens de variation, pas seulement dire qu'elle « change ». L'expérience du ballon confirme ce résultat : chauffée de 15 °C à 45 °C, l'eau monte dans le tube, donc son volume augmente alors que sa masse reste 250,0 g. Avec ρ = m / V, la masse volumique diminue.

Partie 3 : pourquoi les eaux polaires coulent

La dernière question rassemble tout : une eau froide et très salée a une grande masse volumique. Plus dense que les eaux qui l'entourent, elle passe en dessous, comme l'eau sous l'huile.

Conseils

Écris toujours la relation avant le calcul, garde les unités et cite des valeurs du tableau ou du graphique pour justifier chaque réponse.

SVT : le fruit comme source d'inspiration

La situation

Une plante à fleurs ne peut pas se déplacer. Pourtant, elle colonise de nouveaux milieux grâce à ses fruits et à ses graines. Le document 1 présente quatre modes de dispersion : par la plante elle-même, par l'eau, par le vent et par les animaux. Le sujet passe ensuite des fruits à une invention humaine célèbre, le velcro.

Question 1 : relier chaque fruit à son mode de dispersion

Il faut observer les quatre fruits du document 2. L'érable porte deux ailes et le pissenlit un plumet léger en forme de parachute : ils sont dispersés par le vent. Le cerisier donne un fruit charnu que les animaux mangent, la graine étant rejetée plus loin dans leurs crottes. La luzerne est couverte de crochets qui s'accrochent à la fourrure. Le piège est de répondre seulement « par les animaux » pour ces deux derniers : les cas sont différents et la caractéristique doit être citée.

Question 2 : lire le graphique du document 3

Le graphique donne le pourcentage de fruits encore accrochés, alors que la question porte sur les fruits décrochés. Il faut donc soustraire à 100. Après 2 heures, 10 % des fruits de brome et 80 % des fruits de bardane sont tombés ; après 24 heures, 50 % des fruits de brome et 100 % des fruits de bardane. Le système du brome, avec ses soies, est donc le plus efficace : ses fruits restent accrochés plus longtemps et voyagent plus loin avec l'animal.

Question 3 : définir le biomimétisme

À partir de l'exemple de George de Mestral, qui a observé les fruits de bardane accrochés à son chien, tu dois écrire une phrase générale : le biomimétisme consiste à observer les êtres vivants et à imiter leurs formes ou leur fonctionnement pour créer des inventions. Le découpage du mot aide : « bio », le vivant, et « mimétisme », imiter.

Question 4 : les propriétés de la bardane

Cette question sur 8 points demande d'utiliser l'ensemble des documents. Les crochets de la bardane s'accrochent fortement aux poils et aux mailles, ils finissent par se décrocher et ils sont élastiques, car ils reprennent leur forme. Ce sont exactement les qualités du velcro, qui s'attache, se détache et peut resservir.

Conseils

Cite toujours le numéro du document que tu utilises, rédige une propriété par paragraphe et termine par une phrase de conclusion qui répond à la question.

Gérer son temps sur 1 heure

Le sujet conseille 30 minutes par discipline. Commence par lire rapidement tout le sujet pour repérer les questions les plus longues : en physique-chimie, les questions 6 et 7 valent 6 points chacune ; en SVT, la question 1 et la question 4 valent 8 points chacune. Ne t'attarde pas sur une lecture de graphique : une valeur approchée, avec son unité, suffit. Garde quelques minutes à la fin pour relire tes unités, tes pourcentages et les numéros des documents cités. Si tu bloques sur une question, passe à la suivante : chaque partie reste faisable même si une réponse manque, car toute démarche, même incomplète, est prise en compte dans la notation.

Conclusion

Ce sujet est un très bon entraînement à la lecture de documents scientifiques. En physique-chimie, tout tourne autour de la relation ρ = m / V et du sens de variation d'une grandeur. En SVT, la réussite passe par des réponses complètes qui citent les documents et la caractéristique observée. Fais-le en conditions réelles, puis compare ta copie au corrigé détaillé question par question.