Brevet 2022 Sciences : sujet et corrigé

PHYSIQUE – CHIMIE
Durée 30 minutes – 25 points

Dans tout le sujet, les réponses aux questions s’appuient sur la lecture du dossier documentaire.

Exercice 1 (6 points) : Les gaz à effet de serre

Pour limiter le réchauffement climatique, le protocole de Kyoto dresse régulièrement la liste des gaz à effet de serre dont l’usage doit être limité.
Les trois gaz majoritairement ciblés sont le dioxyde de carbone, le protoxyde d’azote et le méthane.

En vous appuyant sur les documents 1 et 2 du dossier documentaire, écrire le nom et la formule de chacun des trois gaz ciblés majoritairement par le protocole de Kyoto.

Exercice 2 (19 points) : Réchauffement climatique et niveau des océans.

Le réchauffement climatique entraine une augmentation du volume des océans, souvent attribuée à la seule fonte des glaciers. Afin de vérifier scientifiquement cette information, Maeva a prélevé deux échantillons identiques d’eau de l’océan pacifique.

La température de l’eau du premier échantillon est de $20^{\circ }\text{C}$ (schéma 1)
Le deuxième échantillon est porté à la température de $80^{\circ }\text{C}$ (schéma 2)

1. A l’aide du document 3 du dossier documentaire, vérifier par un calcul que la masse du premier échantillon, arrondie au gramme, est de $103\text{ g}$.

2. a- Relever le volume $V_2$ de l’échantillon porté à $80^{\circ }\text{C}$.
   b- À l’aide du document 4 du dossier documentaire, calculer la valeur de la masse volumique de l’eau à $80^{\circ }\text{C}$.
   c- Valider votre réponse avec le tableau du document 3 du dossier documentaire.

3. Expliquer pourquoi cette expérience permet d’expliquer que le réchauffement climatique entraine une élévation du niveau des océans ?
   Votre réponse devra inclure les mots « température », « volume » et « niveau des océans ».

Dossier Documentaire

Document 1 : Gaz à effet de serre
(Infographie montrant les gaz : $C{O}_2$, $C{H}_4$, $N_{2}O$, $S{F}_6$, $PFC$, $HFC$)

Document 2 : Extrait de la classification périodique des éléments

Document 3 : Masses volumiques $\rho$ de l’eau de mer en fonction de la température

Document 4 : Calcul de la masse $m$ d’un corps de volume $V$ et de masse volumique $\rho$
$$m=\rho \times V$$
avec $m$ en g, $V$ en mL et $\rho$ en g/mL

SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Durée 30 minutes - 25 points

L’eau, une ressource à préserver

Document 1 : Les ressources en eau
(Schéma montrant : Eau de la Terre = eau salée 97% / eau douce 3%)

Question 1 : A l’aide du document 1,
1.1 Comparer la proportion d’eau douce et d’eau salée sur Terre. (2 points)
1.2 Expliquer pourquoi il est important de préserver l’eau douce. (2 points)

Document 2 : Disponibilité en eau douce dans le monde
(Carte mondiale présentant les ressources en eau par personne et par an, en $m^3$, avec des zones de pénurie et d'abondance. Le document mentionne également que 1 personne sur 6 n'a pas accès à l'eau potable.)

Question 2 : Expliquer pourquoi tout habitant de la Terre n’a pas un accès équivalent à l’eau en quantité et en qualité. (6 points)

Document 3 : Evolution de la consommation domestique journalière d'eau potable
(Graphique en litres par jour et par habitant en France : 2004 : 165 L ; 2011 : 148 L ; 2012 : 145 L ; 2013 : 143 L)

Document 4 : La consommation d'eau par habitant en France
En 2018, la consommation des Français baisse légèrement. En effet, la consommation domestique est en baisse depuis 10 ans, ce qui peut s'expliquer par plusieurs facteurs :

• Les comportements éco-citoyens (privilégier la douche à un bain, utiliser des régulateurs de débit, etc.)
• La sensibilisation de la population par les différents médias (affiches, campagne télévisée …)
• Les équipements sanitaires et électroménagers à consommation d'eau réduite
• La maintenance des usines (d'épuration, de dessalement, de traitement des eaux) et des réseaux de distribution d'eau potable
• La volonté d'économiser et de réduire le coût de la facture d'eau

Question 3 : Décrire et justifier, à l’aide des documents 3 et 4, l’évolution de la consommation d’eau en France. (6 points)

Document 5 : Répartition de la consommation d’eau
Infographie "OÙ VA L'EAU ?" :

• 93% de l'eau utilisée à la maison est dédiée à l'hygiène et au nettoyage.
• 7% à l'alimentation.
  Détail des usages domestiques :
• Bains / Douches : 39%
• Sanitaires : 20%
• Linge : 12%
• Vaisselle : 10%
• Cuisine : 6%
• Divers : 6%
• Voiture / Jardin : 6%
• Boisson : 1%

Question 4 : Repérer, à l’aide du document 5, les 3 activités les plus consommatrices d’eau à la maison. (4 points)

Question 5 : Expliquer, à l'aide de l'ensemble des documents et de vos connaissances, en quoi adopter un comportement éco-citoyen dans sa vie quotidienne contribue à la préservation de l'eau. (5 points)