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Brevet 2025

Sciences – Asie 2025 : correction détaillée

Série générale · 1 h · 50 points · physique-chimie + SVT

Corrigé

Correction rédigée par l'équipe BAC Révision, non officielle. Les énoncés sont reformulés avec leurs données : refais toujours les calculs et compare avec ton professeur.

Où trouver le sujet ? Cette page présente la correction. Le sujet officiel complet (PDF) et ses figures sont dans l'application BAC Révision.

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Exercice 1 : Physique-chimie : sécurité électrique d'un voilier25 points

Autour d'un circuit électrique de voilier : montages, oxydation du cuivre, puissance et tension. Plusieurs questions demandent un calcul avec une loi à connaître : P = U × I et la loi d'additivité des tensions.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Circuit : lampe, résistance de 47 Ω, interrupteur fermé et batterie ; Tension aux bornes d'une résistance de 47 Ω en fonction de l'intensité. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1Les appareils récepteurs du voilier fonctionnent indépendamment les uns des autres. Sont-ils branchés en série ou en dérivation ? Justifier.Touche pour voir la correction

À retenir En dérivation, chaque appareil est sur sa propre branche : si l'un est éteint ou retiré, les autres continuent de fonctionner. En série, tous les appareils sont sur la même boucle.

Démarche
  1. Le texte précise que les appareils fonctionnent indépendamment les uns des autres.
  2. Cela n'est possible que si chaque appareil est branché sur sa propre branche, en parallèle de la batterie.

RéponseEn dérivation (chaque appareil fonctionne indépendamment des autres)

Piège En série, si un appareil s'arrête (lampe grillée), toute la boucle s'interrompt.

2L'atmosphère humide favorise l'oxydation des connexions en cuivre. Proposer un moyen de protéger les connexions de l'oxydation.Touche pour voir la correction

À retenir L'oxydation exige le contact du métal avec le dioxygène de l'air (et l'humidité) : on protège en isolant le métal de l'air.

Démarche
  1. Isoler le cuivre de l'air et de l'humidité : recouvrir les connexions de graisse, de vernis, de peinture ou de gaine thermorétractable.
  2. Ou utiliser des connecteurs étanches.

RéponseRecouvrir les connexions d'une protection isolante (graisse, vernis ou gaine étanche)

3Choisir l'équation qui modélise l'oxydation du cuivre parmi : 2 Cu + O₂ → 2 CuO ; 2 Cu + 2 O₂ → CuO ; Cu + 2 O₂ → 2 CuO ; 2 CuO → 2 Cu + O₂. Donner deux éléments de justification.Touche pour voir la correction

À retenir Une équation est correcte si elle est équilibrée (mêmes atomes de chaque côté) et si elle décrit le bon sens de la réaction (réactifs à gauche, produits à droite).

Démarche
  1. L'oxydation du cuivre est la réaction du cuivre avec le dioxygène de l'air : réactifs Cu et O₂, produit CuO.
  2. 2 Cu + O₂ → 2 CuO est équilibrée : 2 atomes Cu et 2 atomes O de chaque côté.
  3. Les équations 2 et 3 ne sont pas équilibrées (par exemple 4 atomes d'oxygène à gauche pour 1 ou 2 à droite).
  4. La 4e décrit la transformation inverse : le CuO se décompose, ce n'est pas une oxydation.

Réponse2 Cu + O₂ → 2 CuO (équilibrée, et le cuivre réagit avec le dioxygène)

Vérification À gauche : 2 Cu + 2 O. À droite : 2 CuO = 2 Cu + 2 O. ✓

4L'atome de cuivre Cu peut perdre deux électrons pour former un ion cuivre (II). Écrire la formule de cet ion.Touche pour voir la correction

À retenir Un atome qui perd des électrons (charges −) devient un ion positif : il porte autant de charges + que d'électrons perdus.

Démarche
  1. Le cuivre perd 2 électrons : il porte 2 charges positives en excès.
  2. Formule de l'ion : Cu²⁺.

RéponseCu²⁺

Piège La charge s'écrit en exposant, après le symbole : Cu²⁺ (pas Cu₂).

5Une lampe à incandescence a une puissance nominale de 6 W et une tension nominale de 12 V. Montrer que l'intensité du courant est de 0,5 A quand elle fonctionne normalement.Touche pour voir la correction

À retenir Puissance électrique : P = U × I, donc I = P ÷ U (P en watts, U en volts, I en ampères).

Démarche
  1. P = 6 W et U = 12 V.
  2. I = P ÷ U = 6 ÷ 12 = 0,5 A.

RéponseI = 6 ÷ 12 = 0,5 A

Vérification 12 × 0,5 = 6 W ✓.

6Recopier le schéma du circuit (lampe, résistance de 47 Ω, interrupteur fermé, batterie) en ajoutant les appareils de mesure de la tension aux bornes de la résistance et de l'intensité qui la traverse.Touche pour voir la correction

À retenir Un voltmètre se branche en DÉRIVATION aux bornes du dipôle ; un ampèremètre se branche en SÉRIE dans la boucle.

Démarche
  1. Voltmètre (symbole circulaire avec la lettre V) : placé en dérivation, c'est-à-dire sur une branche reliée aux deux bornes de la résistance.
  2. Ampèremètre (symbole circulaire avec la lettre A) : intercalé en série dans le circuit, par exemple entre la résistance et le reste de la boucle.

RéponseUn voltmètre en dérivation aux bornes de la résistance et un ampèremètre en série dans le circuit

Piège Un ampèremètre en dérivation provoquerait un court-circuit : il se met toujours en série.

7Quel est l'effet de l'ajout d'une résistance électrique sur l'intensité du courant dans un circuit en série ?Touche pour voir la correction

À retenir Loi d'Ohm : à tension fixée, I = U ÷ R : plus la résistance totale est grande, plus l'intensité est faible.

Démarche
  1. Ajouter une résistance en série augmente la résistance totale du circuit.
  2. La tension du générateur restant la même, l'intensité du courant diminue.

RéponseL'intensité du courant diminue

Vérification C'est pourquoi la lampe brille faiblement : 0,19 A au lieu de 0,5 A.

8À l'aide du graphique (tension U en fonction de l'intensité I pour R = 47 Ω), déterminer la tension aux bornes de la résistance quand I = 0,19 A.Touche pour voir la correction

À retenir On lit la tension (axe vertical) du point de la courbe dont l'abscisse (intensité) est 0,19 A.

Démarche
  1. On se place sur 0,19 A en abscisse et on monte jusqu'à la droite.
  2. On lit l'ordonnée : environ 9 V (8,9 V).

Réponse≈ 9 V (environ 8,9 V)

Vérification Loi d'Ohm : U = R × I = 47 × 0,19 = 8,93 V ✓.

9L'interrupteur fermé a une tension nulle. Déterminer la tension aux bornes de la lampe (batterie de 12 V, résistance : 8,9 V) par un calcul et commenter.Touche pour voir la correction

À retenir Loi d'additivité des tensions dans un circuit en série : la tension aux bornes de la source est égale à la somme des tensions aux bornes des autres dipôles.

Démarche
  1. U_batterie = U_lampe + U_résistance + U_interrupteur, avec U_interrupteur = 0.
  2. 12 = U_lampe + 8,9 + 0.
  3. U_lampe = 12 − 8,9 = 3,1 V.
  4. Commentaire : la lampe reçoit environ 3 V alors que sa tension nominale est 12 V : elle ne reçoit qu'environ un quart de la tension nécessaire, d'où son éclat très faible.

RéponseU_lampe ≈ 3,1 V, très inférieure à 12 V : la lampe brille faiblement

Piège La tension aux bornes de la résistance « prend » l'essentiel des 12 V : celle de la lampe est ce qui reste.

Exercice 2 : SVT : les volcans comme source d'énergie25 points

Le volcan Krafla, en Islande, est exploité pour son énergie géothermique. On exploite une carte, des données sismiques et des chiffres de consommation pour justifier le choix de la géothermie.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1 : carte géologique de l'Islande et localisation du Krafla ; Document 2b : vitesse des ondes sismiques à 2 km de profondeur ; Document 3 : consommation d'énergie en Islande et centrale du Krafla. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1.1D'après la carte, l'Islande se trouve : uniquement sur la plaque nord-américaine, uniquement sur la plaque eurasiatique, ou à cheval sur les deux ?Touche pour voir la correction

À retenir La carte place les noms des plaques de part et d'autre de l'île, avec la dorsale médio-atlantique qui la traverse.

Démarche
  1. La carte indique la plaque nord-américaine à l'ouest et la plaque eurasiatique à l'est de l'île.
  2. La dorsale médio-atlantique, limite entre ces plaques, traverse l'Islande.

RéponseÀ cheval sur les plaques nord-américaine et eurasiatique

1.2Les deux plaques nord-américaine et eurasiatique : se rapprochent, s'éloignent ou coulissent l'une par rapport à l'autre ?Touche pour voir la correction

À retenir Une dorsale est une zone où deux plaques s'écartent : du magma remonte et forme de la croûte nouvelle.

Démarche
  1. Sur la carte, les flèches de mouvement s'éloignent l'une de l'autre de part et d'autre de la dorsale.
  2. Une dorsale correspond à un écartement des plaques.

RéponseElles s'éloignent l'une de l'autre

1.3Le volcan Krafla : produit des coulées de lave fluide et est explosif ; produit des nuées ardentes et est explosif ; produit des coulées de lave fluide et est effusif ; ou produit des nuées ardentes et est effusif ?Touche pour voir la correction

À retenir Un volcan effusif émet une lave fluide qui s'écoule en coulées ; un volcan explosif émet des nuées ardentes, des cendres et des projections.

Démarche
  1. La photographie du Krafla montre une coulée de lave fluide.
  2. Une lave fluide qui s'écoule caractérise un volcan effusif.

RéponseIl produit des coulées de lave fluide : c'est un volcan effusif

Piège Les deux propositions mélangeant « lave fluide » et « explosif » (ou « nuées ardentes » et « effusif ») sont contradictoires.

2Avec des valeurs chiffrées du document 2b, comparer les vitesses des ondes sismiques au niveau du forage IDDP-1 (zone D) à celles des zones A, B et C sur les bords du volcan.Touche pour voir la correction

À retenir Une comparaison chiffrée cite une valeur (ou un intervalle) pour chaque zone avec son unité, puis dit laquelle est la plus grande.

Démarche
  1. Lire la légende : l'échelle de gris va de 4 km/s (gris très clair) à 6 km/s (noir), avec un pas de 0,25 km/s par teinte. Les teintes les plus claires correspondent aux vitesses les plus faibles.
  2. Zone D (autour du forage IDDP-1) : la teinte est très claire, entre 4,25 et 4,75 km/s, soit environ 4,5 km/s.
  3. Zones A, B et C (bords du volcan) : teintes nettement plus sombres. A : environ 5,25 à 5,75 km/s ; C : environ 5,5 à 5,75 km/s (avec des taches presque noires proches de 6 km/s) ; B : un peu plus clair, environ 5 à 5,5 km/s.
  4. Comparaison : au niveau du forage, les ondes sismiques sont environ 1 km/s plus lentes que sur les bords du volcan (≈ 4,5 km/s contre 5 à 6 km/s).

RéponseZone D : environ 4,5 km/s ; zones A, B, C : environ 5 à 6 km/s. Les ondes sont environ 1 km/s plus lentes en D

Vérification Lecture sur une échelle de gris : précision de l'ordre de ± 0,25 km/s ; la conclusion (D nettement plus lente que A, B, C) ne dépend pas de cette marge de lecture.

Piège Cite des chiffres des deux côtés : « c'est plus lent » seul ne suffit pas.

3À l'aide des documents 2a et 2b, expliquer comment les données sismiques confirment qu'une chambre magmatique a été découverte à environ 2 km de profondeur.Touche pour voir la correction

À retenir Une vitesse sismique plus faible indique un milieu plus chaud (document 2a).

Démarche
  1. Document 2a : une vitesse plus faible des ondes sismiques indique un milieu plus chaud.
  2. Document 2b : à 2 km de profondeur, les ondes sont les plus lentes (≈ 4,5 km/s) au centre du volcan, autour du forage IDDP-1, contre 5 à 6 km/s sur les bords.
  3. Une zone nettement plus chaude que ses bords à cet endroit est compatible avec du magma, c'est-à-dire de la roche en fusion : cela confirme la chambre magmatique atteinte par le forage.

RéponseVitesses plus faibles au centre donc milieu plus chaud, compatible avec la présence de magma à 2 km

Vérification Le forage de 2009 a effectivement atteint le sommet de la chambre magmatique.

4À l'aide de l'ensemble des documents, expliquer en quoi les caractéristiques de l'Islande justifient son choix de développer l'énergie géothermique.Touche pour voir la correction

À retenir Une réponse complète relie une cause géologique (la dorsale), une ressource (la chaleur du sous-sol) et un résultat chiffré (la production d'énergie).

Démarche
  1. Document 1 : l'Islande est située sur la dorsale médio-atlantique, entre deux plaques qui s'écartent. Les volcans y sont nombreux et le magma y est proche de la surface.
  2. Documents 2a et 2b : une chambre magmatique se trouve à seulement 2 km de profondeur sous le Krafla : la chaleur est facilement accessible.
  3. Document 3 : la géothermie fournit déjà 64 % de la consommation d'énergie de l'Islande ; la centrale du Krafla produit 480 GWh (de quoi alimenter environ 115 000 logements).
  4. Document 3 : avec des fluides à 900 °C, la chaleur de la chambre magmatique pourrait fournir 10 fois plus d'énergie, une source quasi illimitée.

RéponseIslande sur une dorsale : sous-sol très chaud, géothermie abondante (64 % de l'énergie consommée)

Vérification 480 GWh ÷ 10 × 2 400 = 115 200 logements (environ).

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