Le sujet en bref
Le sujet associe physique-chimie et SVT, 25 points chacune. En physique-chimie, autour de la hausse du niveau de la mer : composition de l’atome de sodium, lecture d’un graphique de masse volumique et calcul d’une distance par radar. En SVT, il fallait croiser les documents pour montrer qu’un petit crustacé, l’idotée, transporte les cellules sexuelles mâles d’une algue rouge.
Physique-chimie : la hausse du niveau de la mer (25 points)
Le sujet part de la montée du niveau marin pour traiter trois thèmes : la composition de l’atome de sodium, la dilatation thermique de l’eau et la mesure d’une distance par un satellite.
Question 1 (2 points)
Citer deux conséquences de la hausse du niveau marin moyen.
Le second paragraphe du texte de la page 2 donne les conséquences. Il suffit d’en citer deux.
Par exemple : des zones côtières de plus en plus nombreuses sont exposées aux inondations, et l’eau de mer peut s’infiltrer dans les eaux souterraines.
Le texte cite aussi la dégradation de la qualité de l’eau, des problèmes de santé et la destruction des récoltes.
Deux conséquences parmi : inondations des zones côtières, infiltrations d’eau de mer dans les eaux souterraines, eau de moins bonne qualité, problèmes de santé, récoltes détruites.
Conseil : La dilatation thermique et la fonte des glaciers continentaux sont les causes de la hausse, pas ses conséquences.
Question 2a (question 2 : 7 points)
Trouver le symbole du sodium.
Dans l’extrait de la classification périodique, la case « Sodium » porte le symbole Na.
Le symbole du sodium est Na.
Question 2b (question 2 : 7 points)
Trouver combien de protons contient le noyau d’un atome de sodium.
La légende indique que le nombre écrit en bas à gauche du symbole est le numéro atomique Z. Le texte rappelle que ce numéro est le nombre de protons du noyau.
Pour le sodium, la case indique ²³₁₁Na, donc Z = 11.
Le noyau d’un atome de sodium contient 11 protons.
Question 2c (question 2 : 7 points)
Trouver le nombre de neutrons du noyau d’un atome de sodium, en expliquant la démarche.
La légende indique que le nombre écrit en haut à gauche du symbole est le nombre de nucléons A. Pour le sodium, A = 23.
Les nucléons sont les particules du noyau : les protons et les neutrons. Le nombre de neutrons est donc la différence entre le nombre de nucléons et le nombre de protons.
Nombre de neutrons = A − Z = 23 − 11 = 12
Vérification : 11 protons + 12 neutrons = 23 nucléons.
Le noyau d’un atome de sodium contient 12 neutrons.
Conseil : Le sujet demande la démarche : écris que le noyau contient des protons et des neutrons, puis pose la soustraction.
Question 3a (question 3 : 8 points)
Lire sur le graphique la masse volumique de l’eau à 5 °C.
Le premier point de la courbe correspond à 5 °C. Sur l’axe vertical, une petite graduation vaut 0,1 kg/m³.
Ce point se trouve juste au-dessus de la graduation 999,9 kg/m³, sous la ligne 1000,0 kg/m³.
À 5 °C, la masse volumique de l’eau vaut environ 999,9 kg/m³.
Conseil : Avant de lire une valeur, cherche ce que vaut une petite graduation. Ici, 0,5 kg/m³ est partagé en 5, et l’axe ne commence pas à 0.
Question 3b (question 3 : 8 points)
Expliquer sans calcul, à partir du graphique, pourquoi l’eau monte dans le tube quand sa température augmente.
Ce que montre le graphique. Le dispositif est placé dans une pièce à 25 °C : l’eau se réchauffe à partir de 5 °C. Entre 5 °C et 25 °C, la courbe descend. La masse volumique de l’eau diminue, d’environ 999,9 kg/m³ à environ 997,0 kg/m³.
Ce que montre la balance. La masse de l’ensemble reste constante. La masse d’eau ne change donc pas.
Le raisonnement. La masse volumique est la masse par unité de volume, soit ρ = m/V. Si la masse reste la même et que la masse volumique diminue, le volume de l’eau augmente. C’est la dilatation thermique.
La conséquence dans le montage. Le ballon est rempli d’eau et fermé par un bouchon. En supposant que le volume du ballon ne change pas, l’eau ne peut occuper plus de place qu’en montant dans le tube en verre. Le niveau monte donc.
En chauffant, l’eau voit sa masse volumique diminuer alors que sa masse reste constante : son volume augmente, et le surplus monte dans le tube.
Conseil : Le correcteur attend les trois maillons : la masse volumique baisse, la masse reste constante, donc le volume augmente. Cite la balance : c’est elle qui prouve que la masse ne change pas.
Question 4 (8 points)
Calculer la distance altimétrique pour un aller-retour de 8,9 ms, puis commenter le résultat.
La démarche. Le signal fait un aller-retour : il parcourt deux fois la distance altimétrique pendant la durée mesurée. On calcule d’abord la distance totale parcourue, puis on la divise par 2.
La relation. La vitesse s’écrit v = d/t, donc d = v × t, avec d en km, v en km/s et t en s.
Distance parcourue à l’aller et au retour : d = 300 000 × 0,0089 = 2 670 km.
Distance altimétrique : 2 670 ÷ 2 = 1 335 km.
Vérification par un autre chemin : l’aller seul dure 0,0089 ÷ 2 = 0,00445 s, et 300 000 × 0,00445 = 1 335 km.
Le commentaire. Le résultat est très proche de l’altitude de l’orbite donnée dans le texte, 1 336 km. C’est cohérent, car le satellite se trouve à peu près à cette altitude au-dessus de la mer.
L’écart de 1 km est très faible devant 1 336 km. Il n’a rien d’anormal, car la durée n’est donnée qu’avec un seul chiffre après la virgule : pour une distance de 1 336 km, l’aller-retour durerait 2 × 1 336 ÷ 300 000 ≈ 0,00891 s, soit encore environ 8,9 ms.
La distance altimétrique vaut environ 1 335 km, ce qui est cohérent avec l’altitude de 1 336 km.
Conseil : Quatre choses sont demandées : la démarche, la relation, le calcul et un commentaire. Sans division par 2, tu trouves 2 670 km : la comparaison avec 1 336 km doit t’alerter.
SVT : l’idotée, « abeille des mers » (25 points)
Un petit crustacé, l’idotée, participe à la reproduction d’une algue marine, la gracilaire. Il faut comprendre son rôle à partir de quatre documents.
Question 1 (3 points)
Dire, grâce au document 1, lequel des schémas A et B montre comment les cellules sexuelles de l’algue rouge se rencontrent.
Le document 1 indique que le pied mâle libère ses cellules sexuelles dans l’eau, alors que les ovules restent fixés sur les rameaux du pied femelle. La cellule-œuf forme ensuite un renflement sur le pied femelle.
Le schéma A montre une cellule sexuelle mâle qui rejoint une cellule sexuelle femelle fixée sur un rameau, puis une cellule-œuf sur ce rameau.
Le schéma B montre une cellule sexuelle femelle libérée dans l’eau et une fécondation en pleine eau, ce qui contredit le document 1.
Le schéma A.
Question 2 (7 points)
Choisir l’hypothèse des chercheurs parmi les trois propositions et la justifier par deux informations des documents 1 et 2.
Il faut recopier la proposition 1 : le transport des cellules sexuelles mâles vers les cellules sexuelles femelles.
Information du document 1. Les cellules sexuelles mâles ne peuvent pas se déplacer seules, alors que les ovules sont fixés sur les rameaux du pied femelle. Seules les cellules mâles doivent donc être amenées jusqu’aux cellules femelles.
Information du document 2. L’idotée passe d’une algue rouge à l’autre, et de nombreuses cellules sexuelles mâles sont collées sur son corps. Elle peut donc les emporter d’un pied à un autre.
Les propositions 2 et 3 ne conviennent pas : elles supposent que les cellules femelles sont transportées, or elles restent fixées sur le pied femelle.
Proposition 1 : l’idotée transporte les cellules sexuelles mâles vers les cellules sexuelles femelles.
Conseil : À ce stade, c’est une hypothèse : le document 2 montre que le transport est possible, pas encore qu’il favorise la fécondation. Le document 3 sert à le tester.
Question 3 (9 points)
Choisir la conclusion des chercheurs parmi les trois propositions et la justifier avec des valeurs du document 3.
Il faut recopier la proposition 2 : la fécondation de l’algue rouge est favorisée par la présence de l’idotée.
Le montage. Les deux aquariums contiennent une algue rouge mâle et une algue rouge femelle. L’aquarium A contient 20 idotées et l’aquarium B n’en contient aucune. Le sujet ne détaille pas les autres conditions : on suppose qu’elles sont identiques, et l’aquarium B sert alors de témoin.
Les résultats. Le nombre moyen de cellules-œufs pour 5 cm de rameau est d’environ 4,1 dans l’aquarium A et d’environ 0,2 dans l’aquarium B.
Comme 4,1 ÷ 0,2 = 20,5, il y a environ 20 fois plus de cellules-œufs avec les idotées. C’est un ordre de grandeur : la barre B est si petite qu’une lecture de 0,15 ou de 0,25 donnerait un rapport d’environ 27 ou 16.
Pourquoi pas les autres propositions. La proposition 1 est fausse, car le résultat change beaucoup selon la présence des idotées. La proposition 3 est fausse, car il se forme quand même quelques cellules-œufs sans idotée : 0,2 n’est pas 0.
Sur un rameau entier de 20 à 50 cm, soit 4 à 10 fois 5 cm, et en supposant une répartition régulière, cela représente environ 16 à 41 cellules-œufs avec idotées, contre environ 0,8 à 2 sans idotée.
Proposition 2 : la fécondation est favorisée par l’idotée (environ 4,1 cellules-œufs pour 5 cm de rameau avec les idotées, contre environ 0,2 sans elles).
Conseil : Le piège est la proposition 3, car la barre B est très petite. Regarde-la bien : elle n’est pas nulle. Pense à donner l’unité complète, pour 5 cm de rameau.
Question 4 (6 points)
Expliquer, à partir de tous les documents, pourquoi l’idotée est qualifiée d’« abeille des mers ».
Le rôle de l’abeille (document 4). Le pollen contient les cellules sexuelles mâles des plantes à fleurs. Il s’accroche sur les soies des insectes : les photographies montrent les soies de la tête d’une abeille et les crochets du pollen de pissenlit. L’abeille transporte ainsi le pollen des fleurs vers les ovules d’autres fleurs.
Le rôle de l’idotée (documents 1, 2 et 3). Les cellules sexuelles mâles de l’algue rouge ne se déplacent pas seules et les ovules restent fixés sur le pied femelle. L’idotée, qui passe d’une algue à l’autre, porte des cellules sexuelles mâles collées sur son corps. Sa présence multiplie par environ 20 le nombre de cellules-œufs.
La comparaison. Dans les deux cas, un animal passe d’une fleur à l’autre ou d’une algue à l’autre et transporte sur son corps des cellules sexuelles mâles jusqu’aux cellules sexuelles femelles. Il contribue ainsi à la fécondation.
Conclusion. L’idotée joue pour l’algue rouge, dans la mer, le rôle que l’abeille joue pour les plantes à fleurs : d’où le nom d’« abeille des mers ».
Comme l’abeille avec le pollen, l’idotée transporte sur son corps les cellules sexuelles mâles jusqu’aux cellules femelles : elle favorise la fécondation de l’algue rouge en milieu marin.
Conseil : Le sujet demande l’ensemble des documents : fais une vraie comparaison, en citant au moins un fait pour l’abeille et un fait pour l’idotée, puis conclus sur le point commun.
Les erreurs à éviter sur ce sujet
Physique-chimie, question 1 : citer la dilatation thermique et la fonte des glaciers.
Citer par exemple les inondations des zones côtières et les infiltrations d’eau de mer dans les eaux souterraines.
La dilatation et la fonte des glaciers expliquent la hausse du niveau marin : ce sont ses causes.
Physique-chimie, question 2c : répondre 23 neutrons.
Calculer A − Z = 23 − 11 = 12 neutrons.
A compte tous les nucléons, donc les protons et les neutrons ensemble.
Physique-chimie, question 3b : écrire que l’eau monte parce que sa masse augmente.
Écrire que la masse reste constante et que le volume augmente, car la masse volumique diminue.
La balance montre que la masse de l’ensemble ne change pas. C’est le volume qui varie.
Physique-chimie, question 4 : donner 2 670 km comme distance altimétrique.
Diviser par 2 : 2 670 ÷ 2 = 1 335 km.
La durée de 8,9 ms correspond à un aller-retour, donc à deux fois la distance entre le satellite et la mer.
SVT, question 3 : choisir la proposition 3 parce qu’il n’y a presque rien dans l’aquarium B.
Choisir la proposition 2, car il y a environ 0,2 cellule-œuf pour 5 cm de rameau sans idotée.
La fécondation reste possible sans idotée, mais elle est beaucoup plus rare.
Questions fréquentes
Combien de temps dure l’épreuve de sciences du brevet 2023 ?
Elle dure 1 heure et elle est notée sur 50 points. Le sujet indique 30 minutes et 25 points pour la physique-chimie, et autant pour la SVT.
Quelles disciplines tombaient au brevet de sciences 2023 ?
La physique-chimie et la SVT. Le candidat traite les deux disciplines sur la même copie.
La calculatrice est-elle autorisée pour ce sujet ?
Oui. Le sujet autorise la calculatrice avec mode examen actif et la calculatrice sans mémoire de type collège. Le dictionnaire est interdit.
Une réponse incomplète rapporte-t-elle des points ?
Le sujet précise que les démarches engagées et les essais, même non aboutis, sont pris en compte. Écris donc ton raisonnement même si tu ne vas pas au bout, en particulier à la question 4 de physique-chimie.
Les cours à revoir
Proposition de corrigé rédigée par Meilleur Étudiant, sans valeur officielle : le ministère ne publie pas de corrigé, et le barème réel appartient aux correcteurs. Ce sujet date d’avant la note sur 20 du brevet : son barème suit l’ancienne notation. Une erreur ? Écris-nous à contact@meilleuretudiant.fr.