Corrigé du brevet de sciences 2025 (Amérique du Nord)

Le texte d’introduction indique que le celluloïd est inflammable.

Le pictogramme A (tête de mort) signale un produit toxique et le pictogramme B (liquide qui attaque une main et une surface) un produit corrosif. Le pictogramme C représente une flamme : il signale un produit inflammable.

Pictogramme C (la flamme).

L’équation montre trois réactifs, l’acrylonitrile, le butadiène et le styrène, qui disparaissent. Un produit différent se forme : l’ABS.

Dans une transformation physique, comme un changement d’état, les espèces restent les mêmes. Ici, de nouvelles espèces apparaissent et les réactifs sont consommés.

C’est une transformation chimique : des réactifs sont consommés et un nouveau produit, l’ABS, se forme.

Dans une formule chimique, chaque symbole désigne un atome et le chiffre placé en indice donne leur nombre. Sans indice, il y a un seul atome.

C₃ : 3 atomes de carbone. H₃ : 3 atomes d’hydrogène. N : 1 atome d’azote.

La molécule compte donc 3 + 3 + 1 = 7 atomes au total.

3 atomes de carbone, 3 atomes d’hydrogène et 1 atome d’azote.

La légende de l’extrait de classification montre que le nombre du bas, Z, est le numéro atomique. Il donne le nombre de protons du noyau.

Pour l’azote N, on lit Z = 7 et A = 14.

L’atome d’azote possède 7 protons, car son numéro atomique est Z = 7.

Conseil : Ne prends pas le nombre du haut. Ici, A = 14 est le nombre de nucléons, c’est-à-dire de protons et de neutrons réunis.

Un atome est électriquement neutre. Les charges positives des protons sont exactement compensées par les charges négatives des électrons.

Un atome possède donc autant d’électrons que de protons. L’azote a 7 protons.

L’atome d’azote possède 7 électrons, car un atome est électriquement neutre.

Rectiligne : sur la chronophotographie, les positions 1 à 5 sont alignées sur une droite verticale. La trajectoire est une portion de droite.

Accéléré : les positions sont de plus en plus écartées de 1 à 5. Entre deux images, la balle parcourt une distance de plus en plus grande, donc sa vitesse augmente. Le texte de la page 4 le confirme : la vitesse est nulle en position 1 et maximale en position 5.

Le mouvement de la balle est rectiligne et accéléré.

Conseil : Un mot décrit la trajectoire, l’autre décrit l’évolution de la vitesse. Il faut un mot de chaque sorte.

La formule demande une masse en kilogrammes. Conversion : m = 2,7 g = 0,0027 kg.

Epp₁ = m × g × h

Epp₁ = 0,0027 × 9,8 × 0,50

Epp₁ = 0,01323 J

Epp₁ ≈ 0,013 J.

Conseil : Le piège est la conversion. Avec m = 2,7 sans conversion, tu trouverais une énergie 1 000 fois trop grande.

La bonne expression est la relation B : Ec = (1/2) × m × v². La masse n’y est pas au carré et la vitesse y est au carré.

m est la masse de l’objet, en kilogrammes (kg).

v est la valeur de la vitesse de l’objet, en mètres par seconde (m/s).

Relation B : Ec = (1/2) × m × v², avec m en kg et v en m/s.

Énergie mécanique. C’est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de position : Em = Ec + Epp.

Position 1. La vitesse est nulle, donc Ec = 0. Toute l’énergie est potentielle : Em = Epp₁ = 0,01323 J.

Position 5. L’altitude est mesurée à partir du point d’impact, donc h = 0 et Epp = 0. Toute l’énergie est cinétique : Em = Ec.

Conservation. Les frottements sont négligés, donc Em ne change pas : Ec en position 5 = Epp₁ = 0,01323 J.

Calcul de la vitesse. (1/2) × m × vmax² = 0,01323, donc vmax² = 2 × 0,01323 ÷ m.

vmax² = 2 × 0,01323 ÷ 0,0027 = 9,8

vmax = √9,8 ≈ 3,1 m/s

Vérification par un autre chemin : en égalant les deux énergies, la masse se simplifie et vmax² = 2 × g × h = 2 × 9,8 × 0,50 = 9,8. On retrouve la même valeur.

Ordre de grandeur : 3,1 m/s correspond à environ 11 km/h (3,1 × 3,6 ≈ 11), ce qui est plausible pour une balle qui tombe de 50 cm.

vmax ≈ 3,1 m/s.

Conseil : N’oublie pas la racine carrée à la fin : 9,8 est la valeur de v², pas celle de v. Le sujet demande de détailler le raisonnement : écris ce que vaut chaque énergie en position 1 et en position 5.

Ce qu’on observe. Au jour 1, de gros déchets de cuisine sont posés sur la terre noire : des tranches de pain, des feuilles vertes, un petit fruit rouge et des débris bruns. On ne voit que quelques vers, sur le bord rouge du bac.

Au jour 7, le pain et les feuilles ont disparu et il ne reste que quelques petits fragments jaunes et orangés. La surface est presque entièrement noire et de très nombreux vers sont visibles.

L’explication. Le texte indique que les vers de terre mélangent et décomposent les déchets organiques, et qu’ils fabriquent ainsi du compost.

En sept jours, les déchets ont donc été en grande partie mélangés et décomposés par les vers. La matière noire que l’on voit à leur place serait le compost en formation, qui contient de la matière organique et de la matière minérale, notamment des nitrates et des phosphates.

En 7 jours, les vers de terre ont mélangé et décomposé presque tous les déchets de cuisine, qui se transforment en compost.

Conseil : Donne d’abord les différences que tu vois, puis l’explication. Utilise aussi le texte du document 1A : la question parle de l’ensemble de ses informations.

Affirmation 1 : à cocher. Le document 1B montre que les déjections contiennent beaucoup plus de nitrates (22,0 contre 1,7 mg/L) et de phosphates (150,0 contre 8,3 mg/L) que le sol de culture.

Affirmation 2 : à ne pas cocher. D’après le document 1A, les vers décomposent des déchets organiques déjà existants. Produire de la matière organique avec de la matière minérale, c’est le rôle des végétaux verts.

Affirmation 3 : à cocher. Aucun document ne le dit mot pour mot : c’est une déduction. Le compost est fabriqué par l’action des vers (document 1A). Il contient des nitrates et des phosphates, justement abondants dans les déjections du document 1B. On peut donc penser qu’il est riche en déjections, et rien dans les documents ne le contredit.

Affirmation 4 : à ne pas cocher. La photographie du jour 7 montre que les déchets ont presque disparu en une semaine seulement.

Il faut cocher la première et la troisième affirmation. La troisième repose sur une déduction : en s’en tenant à ce qui est écrit mot pour mot, on ne cocherait que la première.

Conseil : Il peut y avoir plusieurs bonnes réponses : « la ou les » est souligné sur l’annexe. Ne t’arrête pas à la première affirmation exacte, et pense à rendre l’annexe avec ta copie.

Valeurs lues sur le premier graphique, en vers de terre par m² : avec labour, environ 60 avec engrais chimique et environ 190 avec fumier. Sans labour, environ 200 avec engrais chimique et environ 360 avec fumier.

Le labour : effet négatif. À fertilisant identique, il y a moins de vers avec labour. Avec engrais chimique, on passe d’environ 200 sans labour à environ 60 avec labour, soit plus de 3 fois moins (200 ÷ 60 ≈ 3,3). Avec fumier, on passe d’environ 360 à environ 190, soit presque 2 fois moins (360 ÷ 190 ≈ 1,9).

Le type de fertilisant : le fumier a un effet positif par rapport à l’engrais chimique. Avec labour, on passe d’environ 60 vers par m² avec engrais chimique à environ 190 avec fumier, soit environ 3 fois plus (190 ÷ 60 ≈ 3,2). Sans labour, on passe d’environ 200 à environ 360, soit 1,8 fois plus (360 ÷ 200 = 1,8).

Les pesticides : effet négatif. Sur le second graphique, plus la quantité de pesticides augmente, moins il y a de vers. Pour A. chlorotica, on passe d’environ 25 vers par m² sans pesticide à environ 6 pour une quantité de 7 unités, soit environ 4 fois moins. Pour L. castaneus, on passe d’environ 7,5 vers par m² à presque 0.

Labour : négatif. Fumier : plus favorable que l’engrais chimique. Pesticides : négatifs, pour les deux espèces.

Conseil : Pour le labour et le fertilisant, ne fais varier qu’un seul facteur à la fois. Comparer 60 et 360 ne prouve rien sur le labour seul, car le fertilisant change aussi. Le graphique n’a pas de sol sans fertilisant : on peut seulement comparer le fumier et l’engrais chimique.

Le rôle des vers dans le sol. Les vers de terre décomposent la matière organique des déchets (document 1A). Leurs déjections sont très riches en matière minérale : environ 13 fois plus de nitrates (22,0 ÷ 1,7 ≈ 13) et environ 18 fois plus de phosphates (150,0 ÷ 8,3 ≈ 18) que dans le sol de culture (document 1B).

Le lien avec les cultures. Une plante verte prélève dans le sol, par ses racines, de l’eau et des sels minéraux comme les nitrates et les phosphates. Avec le dioxyde de carbone de l’air et la lumière, elle fabrique sa matière organique par photosynthèse. Un sol riche en matière minérale permet donc une bonne croissance des plantes, comme le précise le document 1A pour le compost.

Le lien avec notre alimentation. Nous nous nourrissons de ces plantes cultivées, ou d’animaux d’élevage qui les ont mangées. Si les vers de terre disparaissaient, les sols deviendraient moins fertiles, les récoltes risqueraient de baisser et il serait plus difficile de nourrir l’humanité, aujourd’hui et pour les générations futures.

Les pratiques à encourager. D’après le document 2, il faut réduire le travail du sol en profondeur et préférer le fumier aux engrais chimiques : c’est sans labour et avec fumier que l’on trouve le plus de vers, environ 360 par m².

Les pratiques à limiter. Il faut limiter le labour, les engrais chimiques et les pesticides. Avec labour et engrais chimique, il n’y a qu’environ 60 vers par m², soit 6 fois moins (360 ÷ 60 = 6). Les pesticides font aussi chuter le nombre de vers, pour les deux espèces étudiées.

Les vers fertilisent les sols en recyclant la matière organique en matière minérale, utile aux cultures qui nous nourrissent. Il faut encourager le non-labour et le fumier, et limiter le labour, les engrais chimiques et les pesticides.

Conseil : Une bonne réponse enchaîne les idées jusqu’à l’alimentation humaine : vers, matière minérale, plantes, récoltes. La question demande aussi tes connaissances : ici, la nutrition des plantes.