Brevet 2026 Sciences : sujet et corrigé

PHYSIQUE-CHIMIE – Durée 30 minutes – 10 points

Les démarches engagées et les essais, même non aboutis, seront pris en compte.

Formule 1

Le circuit de Monza, en Italie, est un circuit de course automobile de Formule 1 comportant 11 virages.

![Circuit de Monza en vue de dessus]

Les voitures, à l'arrêt sur la zone de départ (point A), peuvent atteindre une vitesse de $330\text{ km/h}$ au point B.

Question 1 (1 point) : décrire le mouvement d'une voiture entre les points A et B, au départ de la course, en utilisant le vocabulaire proposé dans la liste suivante :
rectiligne, uniforme, accéléré, circulaire, ralenti
Aucune justification n’est attendue.

L’essence utilisée peut être assimilée à de l'octane de formule chimique ${\text{C}}_8{\text{H}}_{18}$. Dans le moteur, l'octane réagit avec le dioxygène pour produire de l'eau et du dioxyde de carbone.

$$\text{octane}+\text{dioxygeˋne}\to \text{dioxyde de carbone}+\text{eau}$$

Question 2 (1 point) : donner le nom et le nombre d’atomes présents dans la molécule d’octane.

Question 3 (1 point) : donner le nom et la formule chimique du gaz produit lors de la combustion, qui contribue au réchauffement climatique et à l'acidification des océans.

Lors de la course, une voiture a consommé $100\text{ kg}$ d'essence et $351\text{ kg}$ de dioxygène. Elle a rejeté $309\text{ kg}$ de dioxyde de carbone.

Question 4 (2 points) : déterminer, en expliquant la démarche, la masse d'eau rejetée dans l'atmosphère lors de la course par la voiture.

Face aux enjeux environnementaux, la fédération internationale de l'automobile a mis en place un groupe de réflexion sur l'utilisation de moteurs à hydrogène pour ne plus utiliser d'essence. En effet, lors de son utilisation le moteur à hydrogène ne produit que de l'eau.

• Énergie fournie par la combustion en fonction du volume de dihydrogène consommé (en L)
• Énergie fournie par la combustion en fonction de la masse de dihydrogène consommé (en kg)

Lors de la course, la combustion des $100\text{ kg}$ d’essence a fourni une énergie de $1200\text{ kWh}$.

Question 5 (1,5 points) : déterminer la masse et le volume de dihydrogène nécessaires pour produire la même quantité d’énergie que celle fournie par la combustion de l’essence lors de la course à l'aide des deux graphiques ci-dessus.

Question 6 (1 point) : en déduire un avantage et un inconvénient de remplacer l'essence par du dihydrogène.

Le dihydrogène nécessaire pour effectuer la course est fabriqué en consommant $2400\text{ kWh}$ d’énergie électrique. Cette énergie est produite par des centrales électriques.

Source : GIEC, 2018

Question 7 (2,5 points) : identifier en précisant le raisonnement quels types de centrales électriques permettent la fabrication du dihydrogène pour la course en émettant moins de dioxyde de carbone que celui produit par la combustion des $100\text{ kg}$ d’essence.
Une réponse rédigée en deux à quatre lignes est attendue. La qualité de la rédaction sera évaluée.

SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE – Durée 30 minutes – 10 points

Le syndrome du museau blanc chez les chauves-souris

Le syndrome du museau blanc (SMB) est une infection due à un champignon. Il est responsable de la disparition de 5,5 millions de chauves-souris en Amérique du Nord depuis 2006, les menaçant d’extinction.
Source : National Library of Medicine

Document 1 : caractéristiques du champignon responsable du syndrome du museau blanc

P. destructans est un champignon microscopique. Il a été introduit en 2006, en Amérique du Nord par un touriste européen. Il peut vivre sur les parois des cavernes, des grottes à des températures comprises entre $2^{\circ }\text{C}$ et $20^{\circ }\text{C}$. Ce champignon responsable du SMB se transmet aux chauves-souris par contacts et se développe sur les parties du corps de l’animal dépourvues de poils (museau, ailes, oreilles et pattes) qui deviennent blanches. Ce champignon n’est pas dangereux pour l’Homme.

Filaments de P. destructans observé au microscope ($\times 1500$)
Source : John Neville, Georgia State University

Question 1 (2 points) : à l’aide du document 1, compléter le QCM sur l’annexe.

Document 2 : température corporelle et besoins en énergie d’une chauve-souris au cours de l’hibernation

La chauve-souris est un animal qui hiberne d’octobre à avril, elle ne s’alimente plus pendant cette période. Son métabolisme est au ralenti (baisse du rythme cardiaque, ralentissement de la respiration…). Elle est plongée dans un profond sommeil appelé torpeur avec quelques courtes phases de réveil pour faire sa toilette, uriner, s’hydrater.

• Graphique : Température corporelle au cours des mois d'octobre à avril.
• Légende :
  • Période de réveil : Durée d'une phase de réveil : $3\text{ h}$
  • Torpeur
  • Besoins moyen en énergie par jour d'hibernation : $0,31\text{ kJ/j}$

Question 2 (2 points) : à l’aide du graphique du document 2, compléter le tableau sur l’annexe.

Document 3 : température corporelle et besoins en énergie d’une chauve-souris atteinte du SMB au cours de l’hibernation

• Graphique : Température corporelle au cours des mois d'octobre à avril pour une chauve-souris atteinte.
• Légende :
  • Période de réveil : Durée d'une phase de réveil : $18\text{ h}$
  • Torpeur
  • Besoins moyen en énergie par jour d'hibernation : $0,65\text{ kJ/j}$

Source : Journal de physiologie comparée. Université de Toronto / Frontiers in Ecology of Environment (2009)

Question 3 (2 points) : comparer les informations des documents 2 et 3 afin d’indiquer les effets du champignon P. destructans sur l’organisme des chauves-souris qui hibernent et s’épuisent par manque d’énergie ce qui entraine leur mort. Des valeurs chiffrées sont attendues.

Document 4 : une étude expérimentale

Une étude a été menée pour mettre en évidence l’action de bactéries sur le champignon P. destructans. Les expériences sont réalisées à une température comprise entre $2$ et $20^{\circ }\text{C}$, avec des petits morceaux de peau prélevés sur les ailes de chauves-souris.

• Protocole de l’expérience 1 : Morceaux de peau infectée par P. destructans dans une boîte de pétri fermée avec milieu de culture.
  • Résultat obtenu après 21 jours : Développement du champignon P. destructans sur les morceaux de peau.
• Protocole de l’expérience 2 : Morceaux de peau infectée par P. destructans + Dépôt de bactéries R. rhodochrous dans une boîte de pétri fermée avec milieu de culture.
  • Résultat obtenu après 21 jours : Disparition du champignon P. destructans sur les morceaux de peau.

Source : Microbiome cutané et maladie fongique émergente du syndrome du museau blanc chez les chauves-souris d’Amérique du Nord Université de Montréal.

Un traitement expérimental produit à partir de bactéries R. rhodochrous pourrait être appliqué sur les parois des cavernes et des grottes mais aussi sur les chauves-souris.

Question 4 (4 points) : à partir de l’ensemble des documents, expliquer comment ce traitement expérimental pourrait permettre de limiter la disparition massive des chauves-souris atteintes du SMB en Amérique du Nord.
La réponse sera rédigée en 20 lignes maximum.

ANNEXE (à rendre avec la copie)

Question 1 (2 points) : à l’aide du document 1, pour chaque affirmation, cocher la bonne réponse.

1. Le SMB est une infection due à :

   • un virus,
   • une bactérie,
   • un champignon microscopique.

2. P. destructans se développe :

   • quelle que soit la température,
   • à des températures situées entre $2^{\circ }\text{C}$ et $20^{\circ }\text{C}$,
   • à des températures supérieures à $20^{\circ }\text{C}$.

3. P. destructans infecte :

   • les organes internes des chauves-souris,
   • les poils des chauves-souris,
   • les parties du corps de la chauve-souris dépourvues de poils.

4. La transmission de P. destructans à une chauve-souris se fait par :

   • voies aériennes (projection de salive),
   • contacts,
   • la salive lors d’une morsure.

Question 2 (2 points) : à l’aide du document 2, compléter le tableau ci-dessous.