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Exercice 1 — Des notions à ne pas confondre
/ 4 pts- Énergie renouvelable et non renouvelable : définis chacune par un critère de temps, deux exemples de chaque.
- Photosynthèse et respiration cellulaire : équation simplifiée, lieu, moment, rôle énergétique.
- Bois et charbon viennent tous deux de la photosynthèse et émettent du CO₂ en brûlant. Pourquoi l'un peut-il être neutre en carbone et pas l'autre ?
- Énergie bas carbone et énergie renouvelable : le nucléaire est-il l'un, l'autre, les deux ? Justifie.
Exercice 2 — Expérience : de quoi la photosynthèse a-t-elle besoin ?
/ 4 ptsDes brins d'élodée (plante aquatique) de même masse sont placés dans quatre tubes d'eau identiques, fermés. On mesure la variation du dioxygène dissous (mg/L) en 30 minutes.
| Tube | Conditions | O₂ au départ | O₂ après 30 min |
|---|---|---|---|
| 1 | lumière, eau enrichie en CO₂ | 8,0 | 11,6 |
| 2 | obscurité, eau enrichie en CO₂ | 8,0 | 7,1 |
| 3 | lumière, eau sans CO₂ (dégazée) | 8,0 | 7,3 |
| 4 | lumière, eau enrichie en CO₂, sans élodée | 8,0 | 8,0 |
- Quel est le rôle du tube 4 ? Que permet-il d'affirmer ?
- Compare les tubes 1 et 2, puis 1 et 3. Quelles sont les deux conditions nécessaires à la production d'O₂ ?
- Dans les tubes 2 et 3, l'O₂ diminue. Explique ce qui se passe et pourquoi cela prouve que la plante respire en permanence.
- Calcule la variation nette d'O₂ dans le tube 1 puis estime l'O₂ réellement produit par la photosynthèse en 30 min, en tenant compte de la respiration (tube 2). Explique le raisonnement.
Exercice 3 — Comparer deux électricités
/ 4 ptsOrigine de l'électricité de deux pays et émissions par source sur le cycle de vie.
| Source | g CO₂ par kWh | Part dans le pays A | Part dans le pays B |
|---|---|---|---|
| Charbon | 820 | 5 % | 40 % |
| Gaz | 490 | 10 % | 20 % |
| Nucléaire | 12 | 60 % | 0 % |
| Hydraulique | 24 | 15 % | 10 % |
| Éolien et solaire | 25 | 10 % | 30 % |
- Calcule les émissions moyennes d'un kWh dans chaque pays (g CO₂/kWh), en détaillant le calcul pour A.
- Le pays B a trois fois plus d'éolien et de solaire que A, mais émet beaucoup plus. Explique ce paradoxe.
- Une voiture électrique consomme 15 kWh aux 100 km ; une voiture essence émet 120 g CO₂/km. Dans quel pays la voiture électrique est-elle vraiment plus propre ? Justifie par un calcul.
- Le pays B veut baisser ses émissions rapidement. Propose la mesure la plus efficace d'après le tableau, et une limite de cette mesure.
Exercice 4 — Le budget énergie d'une famille
/ 4 ptsConsommation annuelle d'une famille de quatre personnes vivant en maison, et émissions associées.
| Poste | Consommation par an | Facteur d'émission |
|---|---|---|
| Chauffage au gaz | 14 000 kWh | 0,23 kg CO₂ / kWh |
| Électricité (France) | 4 500 kWh | 0,06 kg CO₂ / kWh |
| Voiture essence | 18 000 km à 6,5 L / 100 km | 2,3 kg CO₂ / L |
| Un aller-retour en avion Marseille-Lisbonne pour 4 | — | 0,35 t CO₂ par personne |
- Calcule les émissions annuelles de chaque poste en tonnes de CO₂, puis le total.
- Quel poste pèse le plus ? Quelle part du total représente-t-il (arrondi à l'unité) ?
- La famille isole sa maison (chauffage −40 %) et remplace la chaudière par une pompe à chaleur consommant 3 fois moins d'énergie, en électricité. Calcule les nouvelles émissions du chauffage et nomme les deux leviers utilisés.
- Propose une mesure de sobriété pour la voiture, chiffre son effet si elle réduit les kilomètres de 30 %, et compare à l'abandon du voyage en avion.
Exercice 5 — Un parc éolien en débat
/ 4 ptsUne commune rurale étudie 6 éoliennes de 3 MW chacune, produisant en moyenne 25 % du temps l'équivalent de leur puissance maximale. Un foyer consomme en moyenne 4 700 kWh par an.
| Arguments entendus en réunion publique |
|---|
| « Elles défigurent le paysage et font du bruit à 500 m des maisons. » |
| « Elles ne tournent pas sans vent : à quoi bon ? » |
| « Elles rapportent 200 000 € par an à la commune et remplacent du gaz importé. » |
| « Des chauves-souris et des oiseaux migrateurs passent par ici. » |
- Calcule l'énergie produite en un an par le parc (kWh), puis le nombre de foyers alimentés.
- Réponds à l'argument « à quoi bon » : définis l'intermittence et explique comment on y remédie.
- Classe les quatre arguments (environnement, économie, cadre de vie). Lequel est le plus solide scientifiquement, et pourquoi ?
- Rédige une conclusion argumentée (position, deux arguments, une condition) à défendre au conseil municipal.
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