Brevet 2017 Polynésie septembre : le sujet de sciences et son corrigé

L'épreuve de sciences du brevet 2017 en Polynésie, session de septembre, série générale, a pour thème le sport. La page de garde officielle annonce une épreuve d'une heure, notée sur 50 points dont 5 points pour la présentation de la copie et l'utilisation de la langue française, avec une copie distincte par discipline. Le document proposé ici réunit cette page de garde et la partie de physique-chimie, notée sur 25 points et prévue pour 30 minutes, avec son corrigé détaillé question par question.

Le fil conducteur est le saut à ski : un sauteur glisse le long d'un tremplin puis s'envole pour atterrir le plus loin possible. Réussir dépend de l'énergie, de la vitesse et du poids, sans oublier le règlement. Les questions mêlent mouvement, énergie, conversion d'unités, chimie et calcul du poids, ce qui en fait un bon sujet de révision de fin de collège.

Physique-chimie : le saut à ski

Partie 1 : mouvement et énergie

Cette première partie, sur 12,5 points, s'appuie sur un schéma de la piste avec les repères A, B, C, D et E. La question 1.1 demande sur quelle portion le mouvement est rectiligne. La trajectoire n'est une ligne droite qu'entre A et B, elle devient courbe ensuite : le mouvement est rectiligne sur la portion AB. Attention, le mot rectiligne décrit la forme de la trajectoire et ne dit rien de la vitesse. Entre A et B, le sauteur va d'ailleurs de plus en plus vite.

La question 1.2.1 fait justifier que l'énergie cinétique est nulle au départ. La bonne démarche consiste à écrire la relation du cours, Ec = 1/2 × m × v², puis à utiliser l'information de l'énoncé : le sauteur est immobile, donc v = 0 m/s et l'énergie cinétique vaut 0 J. Justifier, c'est relier une loi du cours à une donnée du sujet.

La question 1.2.2 porte sur l'énergie potentielle entre A et C, et se traite sans calcul. L'énergie potentielle dépend de l'altitude : plus le skieur est haut, plus elle est grande. Le point C est plus bas que le point A, donc l'énergie potentielle diminue. Pendant la descente, elle se convertit en énergie cinétique, ce qui explique que la vitesse augmente entre A et C.

La question 1.3 indique que la vitesse au point C atteint 25 m/s et demande à quel mode de déplacement elle correspond. Le document 1 est un graphique de conversion : on se place à 25 m/s sur l'axe horizontal, on monte jusqu'à la droite et on lit 90 km/h sur l'axe vertical. Le calcul 25 × 3,6 = 90 le confirme. Dans le document 2, qui donne la marche à 6 km/h, le scooter à 45 km/h, la voiture à 90 km/h et le train à 250 km/h, cette vitesse est celle d'une voiture. Le piège est de comparer directement 25 m/s aux valeurs en km/h : on répondrait alors à tort que le sauteur va moins vite qu'un scooter.

Partie 2 : être prêt pour le jour J

Cette courte partie, sur 3 points, porte sur l'alimentation du sportif. Le sucre commercial a pour formule C12H22O11 et l'organisme le transforme en glucose, de formule C6H12O6. Il faut dire, avec un argument, si cette transformation est chimique ou physique. Les deux formules sont différentes : les molécules ne contiennent pas les mêmes nombres d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Une espèce disparaît et une nouvelle apparaît, la transformation est donc chimique. Dans une transformation physique, comme une fusion ou une dissolution, les molécules resteraient les mêmes.

Partie 3 : la réglementation sur le poids minimal

Cette dernière partie, sur 7 points, présente une règle de la Fédération internationale de ski qui impose un poids minimal selon la taille du sauteur, pour préserver sa santé. Le document 3 donne ce poids minimal en newtons et le document 4 la taille et la masse en kilogrammes de deux sauteurs, Louis et Arthur. Le sujet rappelle qu'un objet de 1 kg a un poids de 9,8 N.

La démarche attendue consiste à calculer le poids de chaque sauteur avec P = m × g et g = 9,8 N/kg, puis à le comparer au minimum correspondant à sa taille. Louis mesure 180 cm pour 68,1 kg : son poids vaut environ 667 N, au-dessus du minimum de 666 N, il respecte la règle. Arthur mesure 170 cm pour 60,8 kg : son poids vaut environ 596 N, en dessous du minimum de 598 N. Le sauteur pénalisé est donc Arthur. Le piège classique est de comparer directement la masse en kilogrammes au poids en newtons du règlement.

Gérer son temps sur l'heure d'épreuve

L'épreuve de sciences dure une heure au total, soit environ 30 minutes par discipline. Pour la physique-chimie, comptez une quinzaine de minutes pour la partie 1, la plus longue, puis le reste pour les parties 2 et 3. Commencez par lire l'ensemble des documents avant de répondre. Gardez quelques minutes à la fin pour relire les unités et vérifier que chaque réponse se termine par une phrase de conclusion, car la présentation et la qualité de la langue comptent aussi dans la note.

Conclusion

Ce sujet de septembre 2017 balaie plusieurs notions essentielles du programme de 3e à partir d'une seule situation sportive : la description d'un mouvement, les conversions d'énergie, la conversion des vitesses, la distinction entre transformation chimique et physique, et la relation entre poids et masse. Le fil rouge est le soin apporté aux unités : convertir avant de comparer évite la plupart des erreurs. Traitez le sujet en temps limité, puis comparez votre copie au corrigé détaillé pour repérer vos points faibles.