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Brevet 2025

Sciences – Polynésie 2025 : correction détaillée

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

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 : la mission Artémis II25 points

Partie 1 : l'aluminium du vaisseau (atome, masse volumique). Partie 2 : le décollage de la fusée (équation de réaction, forces, poids).

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1 : extrait de la classification périodique ; Document 2 : masse de l'échantillon sur la balance (16,4 g) ; Document 2 : mesure du volume de l'échantillon (V₁ puis V₂) ; Propositions A, B et C : actions mécaniques sur la fusée. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1D'après l'extrait de la classification périodique (aluminium : ²⁷₁₃Al), quel est le nombre de protons dans le noyau de l'atome d'aluminium ?Touche pour voir la correction

À retenir Dans le symbole ᴬ_Z X, Z (en bas) est le numéro atomique : le nombre de protons. A (en haut) est le nombre de nucléons.

Démarche
  1. Le symbole de l'aluminium est ²⁷₁₃Al.
  2. Z = 13 : le noyau contient 13 protons.

Réponse13 protons

2En déduire le nombre de neutrons du noyau de l'atome d'aluminium.Touche pour voir la correction

À retenir Nombre de nucléons A = protons + neutrons, donc neutrons = A − Z.

Démarche
  1. A = 27 nucléons et Z = 13 protons.
  2. Neutrons : 27 − 13 = 14.

Réponse14 neutrons

Vérification 13 protons + 14 neutrons = 27 nucléons ✓.

3L'échantillon d'aluminium a une masse de 16,4 g. Le volume d'eau passe de V₁ = 26 mL à V₂ = 32 mL. Calculer sa masse volumique ρ = m/V en g/mL, au dixième près.Touche pour voir la correction

À retenir Le volume d'un solide immergé est la différence des deux lectures : V = V₂ − V₁.

Démarche
  1. Volume de l'échantillon : V = V₂ − V₁ = 32 − 26 = 6 mL.
  2. ρ = m ÷ V = 16,4 ÷ 6 ≈ 2,73 g/mL.
  3. Arrondi au dixième : 2,7 g/mL.

Réponseρ ≈ 2,7 g/mL

Vérification Lecture sur le schéma, graduations de 2 mL : le niveau est à 26 mL avant (une graduation sous celle de 28 mL, deux sous 30 mL) et à 32 mL après (une graduation au-dessus de 30 mL). Le résultat 2,7 g/mL concorde avec la valeur de l'aluminium.

Piège Lis les deux niveaux avec soin : l'éprouvette est graduée de 2 mL en 2 mL (5 graduations entre deux nombres, par exemple entre 20 et 30 mL), pas de 1 mL en 1 mL. Une graduation d'écart change le résultat. 2,7 g/mL est bien la valeur connue de l'aluminium.

4Masses volumiques en g/mL : argent 10,5 ; zinc 7,1 ; fer 7,9 ; aluminium ρ = 2,7. Quel est l'intérêt d'utiliser l'aluminium pour un vaisseau spatial ?Touche pour voir la correction

À retenir À volume égal, le matériau de plus faible masse volumique est le plus léger.

Démarche
  1. Aluminium : 2,7 g/mL (résultat de la question 3), contre 7,1 ; 7,9 et 10,5 g/mL pour les autres métaux.
  2. L'aluminium est le moins dense : à volume égal, il est le plus léger.
  3. Un vaisseau plus léger demande moins d'énergie et de carburant pour être lancé.

RéponseL'aluminium a la plus faible masse volumique : il est le plus léger, ce qui allège le vaisseau

5Vérifier que, dans l'équation 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, les atomes d'hydrogène et d'oxygène sont correctement redistribués.Touche pour voir la correction

À retenir Une équation est équilibrée si le nombre d'atomes de chaque élément est le même à gauche et à droite (conservation des atomes).

Démarche
  1. À gauche : 2 H₂ contient 2 × 2 = 4 atomes d'hydrogène ; O₂ contient 2 atomes d'oxygène.
  2. À droite : 2 H₂O contient 2 × 2 = 4 atomes d'hydrogène et 2 × 1 = 2 atomes d'oxygène.
  3. 4 H et 2 O de chaque côté : l'équation est équilibrée.

Réponse4 H et 2 O de chaque côté : équation équilibrée

6Au décollage, la fusée subit la poussée F (vers le haut) et son poids P (vers le bas). Elle décolle si F > P. Quelle proposition A, B ou C modélise correctement les deux actions ?Touche pour voir la correction

À retenir La longueur d'une flèche est proportionnelle à la valeur de la force. Pour décoller, la flèche de la poussée doit être plus longue que celle du poids.

Démarche
  1. Proposition A : les flèches F et P ont la même longueur : les forces s'équilibrent, la fusée ne décolle pas.
  2. Proposition C : la flèche F est plus courte que P : la fusée retomberait.
  3. Proposition B : la flèche F (vers le haut) est plus longue que P (vers le bas) : F > P, la fusée décolle.

RéponseProposition B

Piège Les deux flèches sont opposées : seule leur longueur relative distingue les trois propositions.

7La fusée a une masse de 2 500 tonnes et subit une poussée F = 4 × 10⁷ N. Vérifier, en calculant son poids P (g = 10 N/kg), qu'elle peut décoller.Touche pour voir la correction

À retenir Poids : P = m × g, avec m en kg et g en N/kg (donc P en newtons).

Démarche
  1. Conversion : m = 2 500 t = 2 500 × 1 000 = 2 500 000 kg = 2,5 × 10⁶ kg.
  2. P = m × g = 2,5 × 10⁶ × 10 = 2,5 × 10⁷ N.
  3. F = 4 × 10⁷ N > P = 2,5 × 10⁷ N : la fusée peut décoller.

RéponseP = 2,5 × 10⁷ N < F = 4 × 10⁷ N : elle décolle

Piège Convertir les tonnes en kilogrammes avant de multiplier par g.

Exercice 2 : Technologie : la machine à recycler les bouteilles25 points

Une machine trie et broie les bouteilles plastiques. On justifie l'intérêt du recyclage, on vérifie des dimensionnements, on analyse des flux et on complète un programme.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1 : la machine à recycler et volume de 100 bouteilles entières, compactées, broyées ; Document 2 : le broyeur, ouverture d'alimentation et exigences ; Document 3 : diagramme d'utilisation avec les 7 flux ; Document 4 : principe de fonctionnement et programme à compléter. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1À l'aide du document 1, justifier l'importance de recycler les bouteilles plastiques (depuis 2015, 6,9 milliards de tonnes de déchets plastiques ; 9 % recyclés, 12 % incinérés, 79 % en décharge ou dans la nature ; près d'un million de bouteilles vendues par minute).Touche pour voir la correction

À retenir Pour justifier, on s'appuie sur des chiffres du texte et on en tire une conséquence.

Démarche
  1. Production énorme : 6,9 milliards de tonnes de déchets plastiques depuis 2015, et près d'un million de bouteilles vendues chaque minute.
  2. Seulement 9 % sont recyclés ; 79 % s'accumulent dans les décharges ou dans la nature.
  3. Ces déchets polluent les milieux naturels : il faut donc recycler davantage.

RéponseTrès peu de plastique est recyclé (9 %) alors que 79 % finissent dans la nature ou en décharge : le recyclage réduit la pollution

2Citer deux avantages qui justifient le broyage des bouteilles (volume occupé par 100 bouteilles, 100 bouteilles compactées, 100 bouteilles broyées).Touche pour voir la correction

À retenir Les schémas comparent les volumes : ils montrent la place gagnée par le broyage.

Démarche
  1. Les bouteilles broyées occupent bien moins de volume que les bouteilles entières ou simplement compactées.
  2. Avantage 1 : moins de place pour le stockage et le transport (moins de camions, coûts réduits).
  3. Avantage 2 : le broyage fournit des paillettes de plastique, prêtes à être recyclées.

RéponseVolume très réduit (stockage et transport) ; obtention de paillettes prêtes à recycler

3.1Groupe 1 : puissance 2 MW, diamètre d'ouverture 40 cm, hauteur d'alimentation 1,5 m. Les exigences : un enfant de moins de 8 ans ne doit pas pouvoir mettre la main dans l'ouverture ; elle laisse passer au maximum des bouteilles ordinaires de 2 L. Ces résultats sont-ils vraisemblables ?Touche pour voir la correction

À retenir Un résultat vraisemblable a un ordre de grandeur réaliste et respecte les exigences. 1 MW = 1 000 000 W et 1 kW = 1 000 W.

Démarche
  1. 2 MW = 2 000 000 W : c'est la puissance de milliers d'appareils ménagers, absurde pour un broyeur de bouteilles (de l'ordre du kW).
  2. Un diamètre de 40 cm est bien plus grand qu'une bouteille de 2 L (diamètre d'environ 10 cm) : l'exigence 2 (ouverture limitée au passage d'une bouteille de 2 L) n'est pas respectée, et une main d'enfant passerait facilement.

RéponseNon : puissance démesurée (2 MW) et ouverture trop grande (40 cm)

Piège Attention aux préfixes : M (méga) vaut mille fois k (kilo).

3.2Groupe 2 : puissance 1 500 W, diamètre 20 cm, hauteur 1,5 m. Ces résultats sont-ils vraisemblables ?Touche pour voir la correction

À retenir 1 500 W = 1,5 kW : un ordre de grandeur courant pour un appareil électrique.

Démarche
  1. 1 500 W est une puissance d'appareil domestique (sèche-cheveux, four) : plausible.
  2. 20 cm est plus grand que le diamètre d'une bouteille de 2 L (environ 10 cm) : elle passe, et l'ouverture reste du même ordre de grandeur, bien plus petite que les 40 cm des autres groupes.
  3. Une ouverture à 1,5 m de hauteur est hors de portée d'un enfant de moins de 8 ans.

RéponseOui : puissance réaliste, ouverture adaptée et hors de portée d'un jeune enfant

Vérification Les deux exigences du document 2 sont respectées.

3.3Groupe 3 : puissance 1,5 kW, diamètre 40 cm, hauteur 1 m. Ces résultats sont-ils vraisemblables ?Touche pour voir la correction

À retenir Il suffit qu'une seule exigence soit violée pour que la proposition ne soit pas acceptable.

Démarche
  1. 1,5 kW = 1 500 W : puissance réaliste.
  2. Diamètre 40 cm : bien plus grand que nécessaire, une main d'enfant passe : exigence 1 non respectée.
  3. Hauteur 1 m : à portée d'un enfant de moins de 8 ans : exigence 1 non respectée aussi.

RéponseNon : la puissance convient, mais l'ouverture est trop grande et trop basse (exigence 1 non respectée)

4Indiquer par une croix, pour chacun des 7 flux du diagramme d'utilisation, s'il s'agit d'un flux d'énergie ou d'information (le flux 1, de la carte de commande vers l'écran, est un flux d'information).Touche pour voir la correction

À retenir Un flux d'énergie alimente ou fait fonctionner (électricité, mouvement) ; un flux d'information transporte des mesures ou des ordres.

Démarche
  1. Flux 1 : carte de commande → écran : information.
  2. Flux 2 : capteurs → carte de commande : information (mesures).
  3. Flux 3 : alimentation → carte de commande : énergie.
  4. Flux 4 : alimentation → circuit de puissance : énergie.
  5. Flux 5 : carte de commande → circuit de puissance : information (ordres).
  6. Flux 6 : circuit de puissance → moteur 1 : énergie.
  7. Flux 7 : circuit de puissance → servo-moteur : énergie.

RéponseÉnergie : 3, 4, 6, 7 ; information : 1, 2, 5

Piège Les flux 5 (ordres) et 4 (alimentation) partent de blocs voisins mais ne sont pas de même nature.

5Compléter le programme (6 réponses) d'après le principe de fonctionnement : le tapis amène la bouteille ; si la masse dépasse 50 g il recule ; sinon on analyse la transparence (luminosité > 80 : transparent, orientation 0° ; sinon couleur, 30°) ; le broyeur et le tapis sont activés 5 s puis arrêtés.Touche pour voir la correction

À retenir Un programme suit le texte pas à pas : conditions « si », actions, durées.

Démarche
  1. Si une bouteille est présente : avancer le tapis pendant 3 s, puis l'arrêter.
  2. Si masse > 50 : reculer le tapis pendant 3 s, puis l'arrêter (la bouteille est rendue).
  3. Sinon, si luminosité > 80 : orienter la trappe à 0° (paillettes transparentes) ; sinon, orienter la trappe à 30° (paillettes de couleur).
  4. Activer le broyeur, avancer le tapis, attendre 5 s, arrêter le broyeur, puis arrêter le tapis.

Réponseavancer ; reculer ; 80 ; 0° ; 30° ; arrêter

Vérification Le dernier bloc « … tapis » doit être « arrêter » : le texte dit que le tapis et le broyeur s'arrêtent au bout de 5 s.

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