Corrigé du brevet de sciences 2024 (Polynésie française)

Sur le document 1, les sons graves vont de 20 Hz à 200 Hz.

Or 20 Hz < 85 Hz < 200 Hz.

Ce signal appartient au domaine des sons graves.

On convertit la limite du document 1 : 20 kHz = 20 × 1 000 Hz = 20 000 Hz.

Comme 25 000 Hz > 20 000 Hz, ce signal se trouve dans le domaine des ultrasons.

Le texte de la partie A indique que le son doit appartenir à certains domaines pour que l’oreille humaine le perçoive. Les ultrasons sont inaudibles pour l’être humain.

C’est un ultrason : l’oreille humaine ne le perçoit pas, donc les marins ne l’entendraient pas.

Conseil : Compare des valeurs dans la même unité : ici, tout en hertz.

Un rayon lumineux se représente par une droite, avec une flèche qui indique le sens de propagation de la lumière. Ce sens va de la source vers l’œil.

Le schéma A ne convient pas : le trait est courbe et n’a pas de flèche.

Le schéma B ne convient pas : le trait est droit, mais aucune flèche n’indique le sens.

Le schéma C ne convient pas : la flèche va du marin vers la bouée, à l’envers.

Le schéma D convient : le trait est droit et la flèche va de la bouée vers le marin.

Le schéma D est correct.

Conseil : Ici, le piège est le schéma C : la lumière ne part pas de l’œil, elle y entre.

La lumière arrive presque instantanément. Le décalage de 2 s correspond donc à la durée du trajet du son entre la bouée et le marin.

La distance parcourue est le produit de la vitesse par la durée : d = v(son) × t.

d = 330 × 2 = 660 m

Vérification : 660 ÷ 330 = 2 s.

La bouée se trouve à d = 660 m du marin.

Longueur du segment. 1 cm représente 2 000 N. On cherche combien de fois 2 000 N sont contenus dans 12 000 N.

Longueur = 12 000 ÷ 2 000 = 6 cm

Tracé. Dessine un triangle à la règle. Depuis le centre du triangle, trace un segment vertical de 6 cm dirigé vers le bas, avec une flèche à son extrémité. Note P à côté.

Un segment fléché vertical de 6 cm, dirigé vers le bas, partant du centre du triangle.

Conseil : Ici, le segment doit être vertical et dirigé vers le bas. Mesure ses 6 cm à la règle.

On ne peut pas comparer directement des kilogrammes et des newtons. On calcule donc le poids d’une masse de 1 500 kg, qui correspond à la force maximale du câble.

F = m × g = 1 500 × 10 = 15 000 N

Or 15 000 N ≥ 12 000 N : la force que peut exercer le câble est au moins égale au poids de la bouée.

Vérification par un autre chemin : la masse de la bouée vaut P ÷ g = 12 000 ÷ 10 = 1 200 kg, ce qui est inférieur à 1 500 kg.

Le bateau-grue peut exercer 15 000 N, soit plus que les 12 000 N du poids : il peut sortir la bouée.

Dans H₂O, le symbole H désigne l’hydrogène, et le chiffre 2 indique qu’il y a deux atomes d’hydrogène. Le symbole O désigne l’oxygène : sans chiffre, il y a un seul atome.

2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.

Une solution est acide si son pH est inférieur à 7, neutre s’il vaut 7, basique s’il est supérieur à 7.

D’après le document 2, le pH va de 7,5 à 8,2. Ces deux valeurs sont supérieures à 7.

L’eau de mer est une solution basique, car son pH est supérieur à 7.

Un atome est électriquement neutre : il a autant d’électrons que de protons. L’atome de sodium a 11 protons, donc 11 électrons.

Pour devenir l’ion Na⁺, il perd un électron. Les protons et les neutrons, situés dans le noyau, ne changent pas.

Nombre d’électrons de l’ion : 11 − 1 = 10

Vérification de la charge : 11 charges positives et 10 charges négatives laissent une charge positive en excès, ce qui correspond bien à Na⁺.

L’ion Na⁺ contient 11 protons, 12 neutrons et 10 électrons.

Masse volumique de la bouée. On applique la relation rappelée par le sujet.

ρ(bouée) = m/V = 1 200/4,6 ≈ 260,87 kg/m³

Valeur minimale pour l’eau. L’eau doit avoir une masse volumique au moins égale à 4 fois celle de la bouée : ρ(eau) ≥ 4 × ρ(bouée).

4 × 260,87 ≈ 1 043 kg/m³

Comparaison avec le document 2. Mer Rouge : 1 035 kg/m³, c’est moins que 1 043 kg/m³, la bouée ne convient pas. Océan Atlantique (1 025 kg/m³) et mer Baltique (1 010 kg/m³) : elle ne convient pas non plus.

Mer Morte : 1 240 kg/m³, c’est plus que 1 043 kg/m³, la bouée convient.

Vérification par un autre chemin, en divisant chaque valeur par 260,87 : 1 240 ÷ 260,87 ≈ 4,75 pour la mer Morte, ce qui est au moins égal à 4. Pour la mer Rouge, 1 035 ÷ 260,87 ≈ 3,97, ce qui est inférieur à 4.

Cette bouée ne peut être employée que dans la mer Morte.

Conseil : Pour la mer Rouge, le rapport vaut 3,97 : l’arrondir à 4 ferait accepter ce lieu à tort. Garde les décimales jusqu’à la comparaison.

Ce que dit le document 2. Un parasite vit aux dépens d’un autre être vivant, son hôte. Il l’utilise par exemple pour se nourrir, et l’hôte n’en tire aucun bénéfice.

Ce que dit le document 1. Le puceron perce la tige du Lupin avec son stylet et se nourrit de la sève qu’il y prélève. La plante ne reçoit rien de lui.

Conclusion. Le puceron utilise la plante pour se nourrir : c’est le parasite. La plante n’y gagne rien : c’est l’hôte.

Le puceron est le parasite et la plante (le Lupin) est l’hôte.

Conseil : La question attend une justification : associe chaque information du document 1 à un élément de la définition du document 2.

A : fausse. La sève brute contient 99 % d’eau, mais aussi des acides aminés et protéines (0,7 mg/mL) et des ions minéraux (0,19 mg/mL).

B : exacte. La sève élaborée contient 80 % d’eau.

C : fausse. La sève brute contient 0,19 mg/mL d’ions minéraux et la sève élaborée 1,7 mg/mL : c’est le contraire.

D : exacte. La sève brute contient 0 mg/mL de saccharose.

Les bonnes réponses sont B et D.

Conseil : Il peut y avoir plusieurs bonnes réponses : ne t’arrête pas à la première trouvée. Compare bien 0,19 et 1,7 : 1,7 est le nombre le plus grand.

Argument 1 : la proportion d’eau. La gouttelette contient 80 % d’eau (document 4). C’est la valeur de la sève élaborée, alors que la sève brute en contient 99 % (document 3).

Argument 2 : la matière organique. La gouttelette contient 16 % de matière organique (document 4). Le document 3 indique que le saccharose, les acides aminés et les protéines sont de la matière organique.

Sève élaborée : 154 + 13 = 167 mg/mL de matière organique.

Sève brute : 0 + 0,7 = 0,7 mg/mL de matière organique.

Attention : 16 % et 167 mg/mL ne sont pas dans la même unité, donc on ne peut pas dire que ces deux valeurs sont égales. En revanche, l’écart entre les deux sèves est très net : seule la sève élaborée est riche en matière organique, comme la gouttelette.

Les pourcentages d’eau le confirment. Avec 99 % d’eau, la sève brute ne laisse que 1 % pour tout le reste : elle ne peut pas contenir 16 % de matière organique. Avec 80 % d’eau, la sève élaborée laisse 20 %, soit les 16 % + 4 % de la gouttelette.

Les ions minéraux ne sont pas un bon argument ici : les deux sèves en contiennent, et les 4 % du document 4 ne se comparent pas directement aux mg/mL du document 3.

Conclusion. Par sa teneur en eau et sa richesse en matière organique, la gouttelette correspond à de la sève élaborée.

La gouttelette est de la sève élaborée : comme celle-ci, elle contient 80 % d’eau et elle est riche en matière organique, contrairement à la sève brute.

Conseil : Chaque argument doit comparer une valeur du document 4 à une valeur du document 3. Pense à additionner le saccharose, les acides aminés et les protéines pour obtenir la matière organique.

Ce que prélèvent les pucerons (documents 1 et 4). Les pucerons enfoncent leur stylet dans la tige et se nourrissent de sève. Le liquide prélevé contient 16 % de matière organique. La photographie du document 1 montre de nombreux pucerons sur une même tige.

Le besoin des organes (document 5). Dans les fleurs, les feuilles, la tige et les racines, la matière organique et le dioxygène subissent une transformation chimique qui libère de l’énergie. Cette énergie permet le fonctionnement et la croissance des organes.

La déduction. Si les pucerons sont très nombreux, ils détournent une grande quantité de sève élaborée. On peut penser qu’il arrive alors moins de matière organique aux organes.

Ces organes produiraient donc moins d’énergie. Ils fonctionneraient moins bien et grandiraient moins, ce qui expliquerait l’affaiblissement des fleurs, des feuilles et des racines.

Une forte infestation prive les organes d’une partie de leur matière organique, donc d’énergie : leur fonctionnement et leur croissance diminuent, et ils dépérissent.

Conseil : Enchaîne les étapes dans l’ordre : prélèvement de sève, moins de matière organique, moins d’énergie, dépérissement. Cite les trois documents demandés.