Brevet 2018 Centres étrangers groupe 2 : l'épreuve de sciences complète

L'épreuve de sciences du brevet dure 1 heure et compte 50 points. Elle réunit deux disciplines parmi trois, notées chacune sur 25 points et prévues pour 30 minutes. Dans ce sujet des Centres étrangers (groupe 2), session 2018, les deux disciplines sont la physique-chimie et la technologie. Le candidat les traite sur la même copie, et les deux pages du document réponse de technologie sont à rendre avec elle. La calculatrice est autorisée. Les deux parties parlent de la vie en ville : un véhicule électrique pour se déplacer et une ferme verticale pour produire des légumes au plus près des habitants.

Physique-chimie : le gyropode

Le gyropode est un véhicule électrique monoplace, silencieux et peu encombrant. La partie se découpe en trois temps.

Le mouvement

Une chronophotographie montre la poignée du gyropode à intervalles de temps identiques. Les écarts entre positions successives sont égaux, donc la vitesse est constante ; les positions sont alignées, donc la trajectoire est une droite. Le mouvement est rectiligne et uniforme. Chaque terme doit être justifié par une observation : c'est là que beaucoup d'élèves perdent des points.

La batterie

La classification périodique permet de trouver le lithium, de symbole Li, pour Z = 3. Le bon modèle d'atome est celui qui place 3 protons dans le noyau et 3 électrons autour, car l'atome est électriquement neutre. Le diagramme d'énergie se complète avec l'énergie chimique reçue par la batterie, l'énergie électrique fournie au moteur et l'énergie thermique dissipée.

L'autonomie

Sur le graphique, la puissance à 12 km/h vaut environ 110 W. Avec E = P × t et une énergie de 680 Wh, la batterie tient environ 6,2 h, soit environ 6 heures, et le gyropode parcourt environ 72 km. À 24 km/h, la puissance monte à environ 280 W : la durée tombe à environ 2,4 h et la distance à environ 58 km. Rouler deux fois plus vite fait donc parcourir moins de distance, parce que la puissance est multipliée par plus de 2.

Technologie : la ferme urbaine

La partie de technologie décrit une ferme urbaine à Singapour : des portiques portent des plateaux de légumes qui tournent grâce à l'eau de pluie, stockée dans un réservoir puis envoyée vers une turbine et un générateur.

Fonctions et chaîne d'énergie

Le générateur produit l'énergie électrique qui alimente la pompe, et la pompe remonte l'eau dans le réservoir. Dans la chaîne d'énergie, le réservoir alimente, la conduite distribue, la turbine convertit et l'ensemble roue dentée, pignon et chaîne transmet. Il ne faut pas confondre convertir, qui change la nature de l'énergie, et transmettre, qui fait seulement passer le mouvement.

Transmission et logigramme

Le pignon de 10 dents tourne à 1 tr/min ; la roue de 40 dents tourne quatre fois moins vite, à 0,25 tr/min : le système réduit la vitesse. Le logigramme de l'aération se complète avec le document 2 : sous 25°, tout est fermé ; entre 25° et 30°, petite ouverture ; au-delà de 30°, grande ouverture. Un test avec trois températures permet de vérifier qu'aucun cadre n'est inversé.

Un système économique

La dernière question attend plusieurs arguments du document 1 : une grande production sur peu de terrain, un circuit de distribution court qui limite le transport, et l'eau de pluie utilisée comme source d'énergie.

Gérer son temps sur 1 heure

Garde 30 minutes pour chaque discipline et commence par celle où tu te sens le plus à l'aise. En physique-chimie, les parties sur le mouvement et la batterie se traitent vite ; garde du temps pour l'autonomie, qui demande une lecture graphique et plusieurs calculs enchaînés. En technologie, remplis directement le document réponse, puis relis le logigramme en le parcourant avec quelques températures. Garde quelques minutes à la fin pour vérifier les unités et le document réponse à rendre.

Dans les deux disciplines, la rédaction compte autant que le résultat. Pour une lecture graphique, indique la valeur lue avec son unité et précise qu'il s'agit d'une valeur approchée. Pour un calcul, écris la formule, remplace par les valeurs avec leurs unités, puis donne un résultat arrondi raisonnablement. Pour une question sur documents, cite le document utilisé, explique ton raisonnement en une ou deux phrases et termine par une conclusion claire. Si une question te bloque, passe à la suivante : les questions d'une même partie ne dépendent pas toutes les unes des autres, et une réponse précédente peut être reprise même si elle est fausse. Enfin, n'oublie pas d'écrire ton nom sur le document réponse de technologie avant de le glisser dans ta copie.

En conclusion

Ce sujet est accessible si l'on s'appuie sur les documents : presque toutes les réponses se justifient par une observation, une valeur lue ou une phrase citée. Les deux points délicats sont la comparaison des distances à 12 et 24 km/h et le calcul de la vitesse de la roue dentée. Entraîne-toi avec le sujet en temps réel, puis compare ta copie au corrigé détaillé, question par question. Note les erreurs qui reviennent, qu'il s'agisse d'une unité oubliée, d'une justification trop courte ou d'un verbe mal choisi dans une chaîne d'énergie, et retravaille-les avant le jour de l'examen.