Ressources · 3ᵉ · SVT
Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives
Ressources stock ou flux, origine des combustibles fossiles, biomasse, renouvelables et nucléaire, CO₂ et réserves, transition énergétique.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives
Durée : 55 min – Sans document – Sur 20 points · SVT 3ᵉ
Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.
Exercice 1 – Des notions à ne pas confondre ★★
(4 pts)Réponds en quelques lignes à chaque question.
- a)Stock et flux : définis chacun, puis classe le pétrole, la lumière du Soleil, les déchets verts d’une commune et la houille.
- b)Intermittent et pilotable : définis-les, puis explique comment un pays très équipé en solaire peut éclairer ses villes la nuit.
- c)Photosynthèse et combustion : explique pourquoi brûler du pétrole rend à l’air ce que la photosynthèse lui avait pris.
- d)Une chaufferie brûle du bois venu d’une forêt rasée et jamais replantée. Est-elle neutre en carbone ? Justifie.
Exercice 2 – Lire la coupe d’un gisement ★★
(4 pts)Coupe d’un gisement de pétrole et de gaz, avec un puits.
- a)Nomme les éléments 1 à 5.
- b)La couche 1 contient beaucoup de matière organique. D’où vient-elle, et dans quelles conditions s’est-elle accumulée ?
- c)Que représentent les flèches ? Explique pourquoi le pétrole et le gaz se trouvent dans la couche 2 et ne sont pas arrivés jusqu’à la surface.
- d)Pourquoi le fluide 4 est-il au-dessus du fluide 5 ? Entre quelles températures environ la couche 1 a-t-elle été chauffée pour donner du pétrole ?
Exercice 3 – Comparer deux électricités ★★★
(4 pts)Électricité de deux pays (nombres choisis) et émissions par source sur le cycle de vie (GIEC, 2014).
| Source | g de CO2 par kWh | Pays A | Pays B |
|---|---|---|---|
| Charbon | 820 | 5 % | 40 % |
| Gaz | 490 | 10 % | 20 % |
| Nucléaire | 12 | 60 % | 0 % |
| Hydraulique | 24 | 15 % | 10 % |
| Éolien | 11 | 10 % | 30 % |
- a)Calcule les émissions moyennes d’un kWh dans chaque pays (détaille A ; arrondis à l’unité).
- b)Le pays B a trois fois plus d’éolien que A, mais il émet bien plus. Explique ce paradoxe.
- c)Calcule les émissions d’un kWh dans B si tout son charbon était remplacé par du gaz, puis par de l’éolien. Quel choix est le plus efficace pour le climat ?
- d)Le pays A produit 60 % de son électricité avec le nucléaire. Donne deux limites de ce choix.
Exercice 4 – Les émissions de CO2 d’une famille ★★★
(4 pts)Une famille de quatre personnes, en un an (facteurs arrondis, choisis pour l’exercice) : chauffage au gaz, 14 000 kWh (0,23 kg de CO2 par kWh) ; électricité, 4 500 kWh (0,05 kg par kWh) ; voiture à essence, 15 000 km à 6 L aux 100 km (2,3 kg par litre) ; un voyage en avion pour les 4 (0,4 t par personne).
- a)Calcule les émissions de chaque poste en tonnes de CO2, puis le total.
- b)Quel poste pèse le plus ? Quelle part du total représente-t-il (arrondie à l’unité) ?
- c)Isolation (chaleur −40 %), puis pompe à chaleur (3 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité) : nouvelles émissions du chauffage ? Quels leviers ?
- d)Propose une mesure de sobriété pour la voiture, chiffre son effet si elle réduit les kilomètres de 30 % et compare au voyage en avion.
Exercice 5 – Un méthaniseur en débat ★★★
(4 pts)Un agriculteur veut un méthaniseur (fumier et lisier de fermes voisines, maïs semé exprès sur 40 ha). Biogaz injecté dans le réseau : environ 5 000 000 kWh par an ; un logement chauffé au gaz en consomme environ 12 500 (nombres choisis).
Arguments entendus : « Odeurs et camions ! » ; « Ce maïs prend la place de cultures pour nous nourrir. » ; « Ce gaz remplacera du gaz fossile importé. » ; « Le résidu remplacera des engrais chimiques. »
- a)Explique pourquoi le biogaz est renouvelable et d’où vient, à l’origine, son énergie.
- b)Combien de logements chauffés ? S’il remplace du gaz fossile (0,23 kg de CO2 par kWh), combien de tonnes de CO2 évitées par an ?
- c)Classe les arguments (pour ou contre ; cadre de vie, alimentation, climat, sol). Lequel montre une limite de la biomasse vue en cours ?
- d)Rédige un avis argumenté : ta position, deux arguments et une condition.
Bon courage !
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Corrigé et barème – Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives
Durée : 55 min – Sans document – Sur 20 points · SVT 3ᵉ
Exercice 1 – Des notions à ne pas confondre ★★
(4 pts)- a)Stock : formé en millions d’années, consommé bien plus vite qu’il ne se reforme. Flux : renouvelé à l’échelle humaine. Pétrole et houille : stocks. Lumière du Soleil et déchets verts (tontes et tailles, renouvelées chaque année) : flux. (1)
- b)Intermittent : ne produit pas à la demande (solaire, éolien). Pilotable : on règle la production selon les besoins (barrage, nucléaire, centrale au gaz). La nuit, il utilise l’électricité stockée le jour (batteries, barrages) ou des sources pilotables. (1)
- c)La photosynthèse du plancton ou des végétaux a pris du CO2 à l’air et stocké l’énergie solaire dans la matière organique, devenue pétrole. La combustion libère cette énergie et rejette le carbone sous forme de CO2 : en quelques siècles, on rend à l’air un carbone enfoui pendant des millions d’années. (1)
- d)Non : le CO2 rejeté n’est repris par aucune repousse. Ici, la forêt disparaît et son carbone reste dans l’air. (1)
Piège — Les déchets verts sont un flux (renouvelable) même s’ils rejettent du CO2 quand on les brûle : renouvelable et bas carbone sont deux questions différentes.
Exercice 2 – Lire la coupe d’un gisement ★★
(4 pts)- a)1 : roche mère ; 2 : roche réservoir, poreuse (imprégnée d’eau salée sous le pétrole) ; 3 : roche couverture, imperméable ; 4 : gaz naturel ; 5 : pétrole. (1)
- b)Du plancton qui a fabriqué sa matière par photosynthèse. Mort, il s’est déposé sur un fond pauvre en dioxygène, mêlé à la vase, sans être entièrement décomposé, puis il a été enfoui sous d’autres sédiments. (1)
- c)Les flèches montrent la montée du pétrole et du gaz, plus légers que l’eau, à travers les roches poreuses. Ils sont bloqués par la roche couverture imperméable (3) et s’accumulent au sommet du dôme de la roche réservoir. (1)
- d)Le gaz est plus léger que le pétrole : il se place au-dessus. La roche mère a été chauffée entre environ 60 et 120 °C, à quelques kilomètres de profondeur, pendant des millions d’années. (1)
Repère — Roche mère (où il se forme), roche réservoir (où il s’accumule), roche couverture (qui le bloque) : trois rôles à ne pas mélanger.
Exercice 3 – Comparer deux électricités ★★★
(4 pts)- a)A : 0,05 × 820 + 0,10 × 490 + 0,60 × 12 + 0,15 × 24 + 0,10 × 11 = 41 + 49 + 7,2 + 3,6 + 1,1 = 101,9, soit environ 102 g par kWh. B : 328 + 98 + 0 + 2,4 + 3,3 = 431,7, soit environ 432 g par kWh. (1)
- b)Ce qui compte, c’est la part des sources très émettrices : 60 % de charbon et de gaz dans B (426 g sur 432), contre 15 % dans A, qui produit 60 % au nucléaire. (1)
- c)Charbon → gaz : 0,60 × 490 + 0,10 × 24 + 0,30 × 11 = 294 + 2,4 + 3,3 = 299,7, soit environ 300 g. Charbon → éolien : 0,20 × 490 + 0,10 × 24 + 0,70 × 11 = 98 + 2,4 + 7,7 = 108,1, soit environ 108 g. L’éolien est bien plus efficace, s’il est complété par du stockage ou des sources pilotables. (1)
- d)L’uranium est une ressource non renouvelable, souvent importée ; les déchets radioactifs le restent des centaines de milliers d’années ; le risque d’accident (Tchernobyl en 1986, Fukushima en 2011) impose une sûreté coûteuse. (1)
Méthode — Moyenne pondérée : chaque facteur d’émission est multiplié par la part de la source (5 % = 0,05), puis on additionne.
Exercice 4 – Les émissions de CO2 d’une famille ★★★
(4 pts)- a)Gaz : 14 000 × 0,23 = 3 220 kg = 3,22 t. Électricité : 4 500 × 0,05 = 225 kg = 0,225 t. Voiture : 15 000 ÷ 100 × 6 = 900 L ; 900 × 2,3 = 2 070 kg = 2,07 t. Avion : 4 × 0,4 = 1,6 t. Total : 3,22 + 0,225 + 2,07 + 1,6 = 7,115, soit environ 7,1 t. (1)
- b)Le chauffage au gaz : 3,22 ÷ 7,115 ≈ 0,453, soit environ 45 %. (1)
- c)Après isolation : 14 000 × 0,6 = 8 400 kWh de chaleur. Pompe à chaleur : 8 400 ÷ 3 = 2 800 kWh d’électricité ; 2 800 × 0,05 = 140 kg = 0,14 t, au lieu de 3,22 t. Leviers : efficacité (isolation, pompe à chaleur) et substitution (le gaz fossile remplacé par une électricité bas carbone). (1)
- d)Par exemple : vélo pour les petits trajets, covoiturage, train. −30 % de kilomètres : 2,07 × 0,3 ≈ 0,6 t évitée. Renoncer au voyage en avion éviterait 1,6 t, environ 2,6 fois plus. (1)
Attention — Avec −40 %, il reste 60 % du besoin : on multiplie par 0,6, et non par 0,4.
Exercice 5 – Un méthaniseur en débat ★★★
(4 pts)- a)Fumier, lisier et maïs se renouvellent chaque année : c’est de la biomasse, un flux. Son énergie vient du Soleil, captée par la photosynthèse des plantes (le maïs, l’herbe et les grains mangés par les animaux). (1)
- b)5 000 000 ÷ 12 500 = 400 logements. 5 000 000 × 0,23 = 1 150 000 kg = 1 150 t de CO2 fossile évitées par an (le CO2 du biogaz brûlé, lui, a été pris dans l’air récemment). (1)
- c)Contre : odeurs et camions (cadre de vie) ; maïs semé exprès (alimentation). Pour : gaz fossile remplacé (climat, indépendance) ; résidu, le digestat (sol, moins d’engrais chimiques). La limite de la biomasse : les cultures dédiées à l’énergie occupent des terres qui pourraient nourrir des êtres humains. (1)
- d)Exemple : favorable, car le biogaz est renouvelable, remplace du gaz fossile pour 400 logements et recycle les déchets d’élevage ; condition : pas de maïs semé exprès, et des fosses couvertes contre les odeurs. Un avis défavorable argumenté est accepté. (1)
Méthode — Un avis argumenté donne une position, des arguments tirés du document et du cours, et une condition ou une limite.
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Ce contrôle de SVT 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives » : 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 — Des notions à ne pas confondre ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Lire la coupe d’un gisement ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Comparer deux électricités ★★★/ 4 pts
- Exercice 4 — Les émissions de CO₂ d’une famille ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Un méthaniseur en débat ★★★/ 4 pts
Notions évaluées
Ressource énergétique, stock, flux, renouvelable, non renouvelable, combustible fossile, kilowattheure, photosynthèse, matière organique, plancton, tourbe, lignite, houille, anthracite, Carbonifère, roche mère, roche réservoir, roche couverture, combustion, biomasse, bois-énergie, biogaz, méthaniseur, biocarburant, neutralité carbone, règle des 10 %, solaire photovoltaïque, éolien, hydraulique, géothermie, énergie marémotrice, intermittence, pilotable, stockage, nucléaire, fission, uranium, déchets radioactifs, cycle de vie, passe à poissons, CO₂, méthane, particules fines, durée des réserves, transition énergétique, sobriété, efficacité, substitution, accord de Paris, empreinte carbone.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les compréhension.
- 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 « Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives » ?
- 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 SVT de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Ressources énergétiques : combustibles fossiles et alternatives » du programme officiel de SVT en troisième, soit : besoins en énergie et ressources énergétiques renouvelables (flux) ou non (stocks) ; origine biologique des combustibles fossiles (photosynthèse, accumulation sans dioxygène, enfouissement, transformation), charbon, pétrole et gaz, roche mère, réservoir et couverture ; biomasse et bois-énergie, neutralité carbone sous condition, énergie le long des chaînes alimentaires ; électricité renouvelable et nucléaire, cycle de vie, intermittence, impacts sur le vivant ; CO₂, méthane, particules fines, durée des réserves ; transition énergétique : sobriété, efficacité, substitution, accord de Paris, neutralité carbone en 2050, empreinte carbone.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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