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Brevet 2025

Sciences – Nouvelle-Calédonie 2025 : correction détaillée

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

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 : Technologie : lampadaires intelligents KARA™25 points

Un système de détection de mouvement ajuste l'éclairage public. On analyse sa fonction, ses composants, ses choix de communication et sa programmation.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Événements détectés, actions sur l'éclairage et programme du calculateur ; Document 6 : zone d'éclairage au sol selon la hauteur du lampadaire. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1Quelle est la fonction d'usage d'un lampadaire équipé du système KARA™ : éclairer en continu jour et nuit, éclairer en ajustant l'intensité uniquement lors du passage d'un véhicule ou d'un piéton la nuit, ou éclairer la nuit en continu même sans présence ?Touche pour voir la correction

À retenir La fonction d'usage dit à quoi sert l'objet pour son utilisateur, d'après sa description.

Démarche
  1. Le document 1 précise que le système détecte les personnes ou véhicules et ajuste automatiquement l'intensité lumineuse en conséquence.
  2. La proposition qui décrit cet ajustement lors d'un passage, la nuit, est la deuxième.

RéponseÉclairer en ajustant l'intensité lumineuse uniquement lors du passage d'un véhicule ou d'un piéton la nuit

Piège « En continu » est exactement ce que le système permet d'éviter.

2Relier chaque solution technique (module de communication sans fil, poteau, optique à LED, calculateur, capteur optique) à sa fonction technique.Touche pour voir la correction

À retenir Une fonction technique répond à la question « que fait cet élément ? ». Chaque solution technique réalise une fonction.

Démarche
  1. Module de communication sans fil : mettre en réseau les lampadaires et gérer à distance l'éclairage.
  2. Poteau du lampadaire : supporter l'ensemble du système.
  3. Optique à LED : émettre de la lumière.
  4. Calculateur : ajuster l'intensité de l'éclairage.
  5. Capteur optique : détecter la présence d'un véhicule ou d'un piéton, et mesurer la luminosité ambiante.

RéponseModule sans fil → réseau et gestion à distance ; poteau → supporter ; LED → lumière ; calculateur → ajuster ; capteur → détecter et mesurer

Vérification Chaque fonction est reliée à exactement un composant (le capteur en réalise deux).

3Deux lampadaires sont distants de 35 m et échangent des données avec un débit strictement inférieur à 2 Mbits/s. Parmi infrarouge (20 m sans obstacle, 1 Mbit/s, faible consommation), Bluetooth (1 à 60 m, 3 Mbits/s, faible) et Wifi (1 à 100 m, 100 Mbits/s, importante), choisir et justifier.Touche pour voir la correction

À retenir On choisit la technologie qui satisfait toutes les contraintes : portée au moins égale à la distance, débit maximal suffisant, consommation la plus faible possible.

Démarche
  1. Infrarouge : portée de 20 m (sans obstacle) < 35 m, et débit maximal de 1 Mbit/s < 2 Mbits/s : double insuffisance. Éliminé.
  2. Wifi : portée et débit suffisants, mais consommation importante, alors que l'objectif du système est d'économiser l'énergie.
  3. Bluetooth : portée jusqu'à 60 m, donc 35 m est couvert ; débit maximal de 3 Mbits/s, supérieur aux 2 Mbits/s du besoin ; consommation faible. C'est le seul à remplir les trois conditions.

RéponseLe Bluetooth (portée 60 m ≥ 35 m, débit 3 Mbits/s ≥ 2 Mbits/s, consommation faible)

Piège La portée doit être supérieure à 35 m : 20 m ne suffit pas.

4aCompléter le programme du calculateur avec les numéros des événements (1 voiture, 2 piéton, 3 vélo) et des actions (4 : 0 %, 5 : 20 %, 6 : 50 %, 7 : 100 %). Le programme met d'abord la luminosité à 0 % (4), puis teste successivement voiture (1), un 2e événement, un 3e événement.Touche pour voir la correction

À retenir Le document 5 donne la règle : piéton 100 %, vélo 50 %, voiture 20 %. On applique chaque règle à un « si ».

Démarche
  1. Voiture : éclairage à 20 % : action n° 5.
  2. Deuxième test, déjà associé à 50 % (n° 6) : l'événement est le vélo (n° 3).
  3. Troisième test : piéton (n° 2), avec l'action 100 % (n° 7).

RéponseVoiture → 5 ; vélo (3) → 6 ; piéton (2) → 7

Vérification Chaque numéro correspond à la règle du document 5 : voiture 20 %, vélo 50 %, piéton 100 %.

4bExpliquer pourquoi le système n'éclaire qu'à 20 % lors du passage d'une voiture.Touche pour voir la correction

À retenir Un véhicule à moteur possède ses propres phares : il n'a pas besoin de la même quantité de lumière qu'un piéton.

Démarche
  1. Une voiture éclaire elle-même la route avec ses phares, alors qu'un piéton ou un vélo n'ont pas d'éclairage aussi puissant et ont besoin de plus de lumière du lampadaire.
  2. Le lampadaire n'a donc besoin que d'un éclairage faible, ce qui réduit la consommation d'énergie (économie de 70 % avec le système).

RéponseLa voiture a ses propres phares : un éclairage faible du lampadaire suffit, ce qui économise l'énergie

5D'après le tableau (hauteur du lampadaire, longueur et largeur de la zone éclairée : 4 m → 24 × 7 ; 5 m → 30 × 9 ; 6 m → 36 × 10), trouver la hauteur pour un éclairage au sol de 270 m².Touche pour voir la correction

À retenir L'aire d'une zone rectangulaire éclairée = longueur × largeur.

Démarche
  1. H = 4 m : 24 × 7 = 168 m².
  2. H = 5 m : 30 × 9 = 270 m².
  3. H = 6 m : 36 × 10 = 360 m².
  4. L'aire de 270 m² correspond à H = 5 m.

Réponse5 mètres (30 × 9 = 270 m²)

Piège L'unité de la hauteur est le mètre (m), pas le m².

Exercice 2 : Physique-chimie : le lait calédonien25 points

Autour du lait : atomes et protéines, mesure de masse, énergie électrique de la stérilisation et acidité de la fermentation.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1 : de la protéine au noyau de l'atome ; Document 2 : extrait du tableau périodique ; Document 3 : masse de la fiole jaugée sans lait et avec 100 mL de lait ; Diagramme énergétique du système de chauffage ; Graphiques A, B et C : évolution du pH. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1-1Compléter le texte : « Les … sont des molécules organiques indispensables à la vie, principalement composées d'… comme C, H, O et N. L'azote a une taille d'environ …. Il est composé en son centre d'un … 100 000 fois plus petit. Il est électriquement neutre car il y a autant d'… chargés négativement que de … chargés positivement. » (atomes, vide, 10⁻¹⁵ m, protéines, électrons, protons, 10⁻¹⁰ m, noyau, 10⁻⁹ m)Touche pour voir la correction

À retenir Un atome (≈ 10⁻¹⁰ m) est formé d'un noyau (≈ 10⁻¹⁵ m) de protons chargés + et d'électrons chargés − qui l'entourent. Neutre : autant de + que de −.

Démarche
  1. Molécules organiques indispensables à la vie : les protéines (document 1, tailles 10⁻⁹ m).
  2. Composées d'atomes (carbone, hydrogène, oxygène, azote).
  3. Taille de l'atome d'azote : 10⁻¹⁰ m (document 1).
  4. Noyau 100 000 fois plus petit : 10⁻¹⁰ ÷ 10⁻¹⁵ = 10⁵ = 100 000.
  5. Neutralité : autant d'électrons (−) que de protons (+).

Réponseprotéines ; atomes ; 10⁻¹⁰ m ; noyau ; électrons ; protons

Vérification Le rapport des tailles 10⁻¹⁰ m ÷ 10⁻¹⁵ m = 100 000 est celui donné par le texte.

1-2Donner le nombre d'électrons de l'atome d'azote (¹⁴₇N) et de l'atome de carbone (¹²₆C). Justifier avec le document 2.Touche pour voir la correction

À retenir Le nombre en bas à gauche du symbole est le nombre de protons Z. Un atome neutre a autant d'électrons que de protons.

Démarche
  1. Azote : Z = 7, donc 7 protons et 7 électrons.
  2. Carbone : Z = 6, donc 6 protons et 6 électrons.

RéponseAzote : 7 électrons ; carbone : 6 électrons

Piège Le nombre en haut (14 ou 12) compte les nucléons (protons + neutrons), pas les électrons.

2-1Écrire le protocole expérimental, avec le matériel, pour déterminer précisément la masse de 100 mL de lait.Touche pour voir la correction

À retenir Pour la masse d'un liquide, on mesure le récipient vide puis plein, et on soustrait. Une fiole jaugée garantit un volume précis.

Démarche
  1. Matériel : balance électronique, fiole jaugée de 100 mL, lait.
  2. Peser la fiole jaugée vide : noter sa masse m₁.
  3. Remplir la fiole de lait jusqu'au trait de jauge (100 mL).
  4. Peser la fiole pleine : noter sa masse m₂.
  5. La masse de lait est m₂ − m₁.

RéponsePeser la fiole jaugée vide, la remplir à 100 mL de lait, la peser à nouveau et soustraire

Piège On ne pèse pas le lait seul : la fiole a elle-même une masse, qu'il faut retrancher.

2-2La fiole vide pèse 146,0 g et pèse 249,0 g avec 100 mL de lait. En déduire la masse de cet échantillon.Touche pour voir la correction

À retenir Masse du contenu = masse totale − masse du récipient vide.

Démarche
  1. m = 249,0 − 146,0 = 103,0 g.

Réponse103,0 g

Vérification Masse volumique du lait : 103 g ÷ 100 mL = 1,03 g/mL, un peu supérieure à celle de l'eau (1 g/mL).

3Le système de chauffage a une puissance de 4 kW et stérilise 10 L de lait en 15 minutes. Calculer l'énergie électrique E (en kWh) pour stériliser 30 L (E = P × t, t en heures).Touche pour voir la correction

À retenir Énergie électrique : E = P × t, avec P en kW et t en heures pour obtenir des kWh.

Démarche
  1. 30 L est 3 fois 10 L : la durée est 3 × 15 = 45 minutes.
  2. 45 min = 45 ÷ 60 = 0,75 h.
  3. E = P × t = 4 × 0,75 = 3 kWh.

RéponseE = 3 kWh

Piège Convertir les minutes en heures avant de calculer : 4 × 45 = 180 serait faux.

4Compléter les deux formes d'énergie du diagramme énergétique du système de chauffage (entrée et sortie).Touche pour voir la correction

À retenir Un chauffage électrique reçoit de l'énergie électrique et la convertit en énergie thermique (chaleur).

Démarche
  1. Le système de chauffage est alimenté en électricité : énergie d'entrée électrique.
  2. Il chauffe le lait : énergie utile de sortie thermique.

RéponseEntrée : énergie électrique ; sortie : énergie thermique

Vérification Le système de chauffage convertit l'énergie électrique reçue en énergie thermique.

5Le lait qui vieillit fermente et produit de l'acide lactique et des ions H⁺. Quel graphique (A, B ou C) représente l'évolution du pH après l'ouverture ? Justifier.Touche pour voir la correction

À retenir Plus une solution contient d'ions H⁺, plus elle est acide, et plus son pH est faible.

Démarche
  1. La fermentation produit des ions H⁺ : leur quantité augmente avec le temps.
  2. Le lait devient donc de plus en plus acide : son pH diminue.
  3. Seul le graphique A montre un pH qui décroît au cours du temps.

RéponseGraphique A (le pH diminue car le lait devient plus acide)

Piège Un pH qui augmente ou qui reste constant ne correspond pas à un lait qui devient de plus en plus acide.

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