Collège · 3ᵉ · Physique
Enjeux énergétiques contemporains
Mix énergétique, transition énergétique, efficacité et sobriété
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Enjeux énergétiques contemporains » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en physique, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : De la source à l'usage : la chaîne énergétique, Renouvelable ou non : les ressources et le mix mondial, Le rendement d'un convertisseur, Énergie et climat : les émissions de CO₂. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en physique.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Physique
Enjeux énergétiques contemporains
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Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — Le mix électrique français (lecture d'un tableau)
/ 4 pts- En 2023, la France a produit 495 TWh d'électricité.
Classer les cinq sources nommées en renouvelables et non renouvelables, puis calculer la part des renouvelables citées.Source Part de la production Émissions (g CO₂/kWh) Nucléaire 65 % 12 Hydraulique 12 % 24 Éolien 10 % 11 Gaz naturel 6 % 490 Solaire 4 % 45 Autres 3 % — - Calculer l'électricité produite à partir du gaz, en TWh puis en kWh (écriture scientifique).
- Calculer les émissions de CO₂ dues au gaz, puis celles dues au nucléaire, en millions de tonnes (Mt). Commenter.
- Expliquer pourquoi une électricité bas carbone ne suffit pas à rendre l'énergie française bas carbone.
Exercice 2 — Voiture thermique ou électrique ? (chaîne énergétique)
/ 4 pts- Une voiture thermique consomme 5,8 L d'essence aux 100 km. L'essence libère 32 MJ par litre en brûlant. Calculer l'énergie chimique consommée pour 100 km.
- Le moteur a un rendement de 28 %. Calculer l'énergie mécanique utile pour 100 km et l'énergie perdue. Sous quelle forme est-elle perdue ?
- Une voiture électrique équivalente consomme 15 kWh aux 100 km. Convertir en MJ et comparer à l'énergie consommée par la voiture thermique.
- L'essence émet 2,3 kg de CO₂ par litre. Calculer les émissions aux 100 km de la voiture thermique, puis celles de la voiture électrique rechargée en France (60 g/kWh) et rechargée avec de l'électricité au charbon (820 g/kWh). Conclure.
Exercice 3 — Rendement d'une bouilloire (démarche expérimentale)
/ 4 pts- On mesure le rendement d'une bouilloire électrique. L'énergie reçue par l'eau se calcule par E = m × c × Δθ, avec c = 4 180 J par kg et par °C.
Calculer l'énergie électrique consommée, en joules.Grandeur mesurée Valeur Masse d'eau 0,80 kg Température initiale 18 °C Température finale 98 °C Puissance indiquée 2 200 W Durée de chauffe 3 min 12 s - Calculer l'énergie utile reçue par l'eau.
- Calculer le rendement de la bouilloire. Où est passée l'énergie manquante ?
- Proposer un geste de sobriété et un geste d'efficacité pour réduire l'énergie consommée pour faire son thé.
Exercice 4 — Rénover un logement (calculs)
/ 4 pts- Un appartement est chauffé par une chaudière à gaz de rendement 88 % qui consomme 11 500 kWh de gaz par an (0,227 kg de CO₂ par kWh). Calculer la chaleur utile fournie au logement.
- Calculer les émissions annuelles de CO₂, en tonnes.
- On remplace la chaudière par une pompe à chaleur de COP 3,2 qui fournit la même chaleur utile. Calculer l'électricité consommée, puis les émissions (60 g/kWh) et le pourcentage de réduction.
- Les occupants baissent aussi le thermostat de 20 °C à 19 °C, ce qui réduit le besoin de chaleur de 7 %. Calculer la nouvelle consommation électrique et nommer les deux leviers de la transition mis en œuvre.
Exercice 5 — Analyse critique et prise d'initiative
/ 4 pts- Une publicité affirme : « Notre radiateur électrique a un rendement de 100 % : c'est donc le chauffage le plus écologique. » La première partie est-elle exacte ? La conclusion est-elle justifiée ? Argumenter.
- « Les énergies renouvelables ne dépendent d'aucune ressource naturelle. » Vrai ou faux ? Justifier.
- Une commune hésite entre un parc éolien de 12 MW (qui produit en moyenne 25 % du temps à pleine puissance) et une centrale solaire de 20 MW (14 %). Calculer la production annuelle de chaque projet en GWh (une année = 8 760 h).
- La commune consomme 30 GWh par an. Peut-elle affirmer qu'elle sera « autonome en électricité » avec le parc éolien ? Combien de foyers (4 700 kWh par an chacun) ce parc alimente-t-il en moyenne ?
Ce contrôle de physique 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Enjeux énergétiques contemporains » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Le mix électrique français (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 2 — Voiture thermique ou électrique ? (chaîne énergétique)/ 4 pts
- Exercice 3 — Rendement d'une bouilloire (démarche expérimentale)/ 4 pts
- Exercice 4 — Rénover un logement (calculs)/ 4 pts
- Exercice 5 — Analyse critique et prise d'initiative/ 4 pts
Notions évaluées
De la source à l'usage : la chaîne énergétique, Renouvelable ou non : les ressources et le mix mondial, Le rendement d'un convertisseur, Énergie et climat : les émissions de CO₂, Le cas de la France : mix électrique et mix énergétique, La transition énergétique : sobriété, efficacité, décarbonation.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Enjeux énergétiques contemporains » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Enjeux énergétiques contemporains » du programme officiel de physique en troisième, soit De la source à l'usage : la chaîne énergétique, Renouvelable ou non : les ressources et le mix mondial, Le rendement d'un convertisseur, Énergie et climat : les émissions de CO₂.
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