Brevet 2021 Métropole septembre : la physique-chimie dans une maison économe en énergie

La partie de physique-chimie de ce sujet, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, part d'une situation concrète : la réglementation thermique RT 2020, qui demande des logements bien isolés et peu gourmands en énergie. Les quatre questions font passer par l'énergie, les matériaux, la chimie et l'électricité. Le niveau est celui de la classe de 3e et chaque réponse s'appuie sur un document du sujet.

Question 1 : le panneau photovoltaïque

Il faut associer les trois numéros du diagramme de conversion à une forme d'énergie. Le panneau reçoit de la lumière : la flèche qui entre est l'énergie lumineuse. Il fournit de l'énergie électrique et il s'échauffe : les deux flèches qui sortent sont l'énergie électrique et l'énergie thermique. Retiens qu'une flèche qui entre représente une énergie reçue et une flèche qui sort une énergie fournie.

Question 2 : choisir un isolant

Le tableau donne la conductivité thermique de la laine de verre (0,035), de la paille (0,045) et de la ouate de cellulose (0,042). Le piège classique est de classer dans le mauvais sens : plus la conductivité est grande, plus la chaleur passe facilement, donc moins le matériau isole. Du moins isolant au plus isolant, on obtient paille, ouate de cellulose, laine de verre. Pour la RT 2020, deux critères comptent : le matériau doit être biosourcé et bien isolant. On écarte la laine de verre, qui n'est pas biosourcée, puis on compare les deux matériaux restants : la ouate de cellulose l'emporte.

Question 3 : le glucose et sa combustion

La formule C6H12O6 indique 6 atomes de carbone, 12 atomes d'hydrogène et 6 atomes d'oxygène. Les produits de la combustion se lisent à droite de la flèche de l'équation : le dioxyde de carbone CO2 et l'eau H2O. Attention à ne pas citer le dioxygène, qui est un réactif, et à ne pas intégrer le nombre placé devant une formule dans la formule elle-même.

Question 4 : l'énergie consommée et la classe énergétique

La relation à utiliser est E = P × t. La durée doit être en heures : 120 jours de 24 h font 2 880 h. Avec une puissance de 0,85 kW, on trouve 2 448 kWh, soit environ 2 500 kWh par an. En divisant par la surface de 100 m², on obtient environ 25 kWh par an et par mètre carré, une valeur comprise entre 15 et 50 : la maison est bien de classe A, comme l'affirme le constructeur.

Nos conseils

Cite toujours le document qui te donne l'information, écris la relation avant le calcul et vérifie les unités : kilowatts et heures donnent des kilowattheures. Quand une question pose deux critères, élimine d'abord les propositions qui en ratent un, puis compare les autres. Le corrigé détaillé reprend chaque question avec ce qu'il faut écrire sur la copie.