Sujet du brevet 2026 de sciences — Pays du groupe 1 (Série générale)

Partie A – Étude du grêlon

Question 1. D'après l'introduction, un orage de grêle peut causer de graves dommages aux cultures, aux véhicules et aux bâtiments ; il peut aussi être dangereux pour les personnes et les animaux. Deux conséquences possibles : des dommages aux cultures et des dommages aux véhicules (ou aux bâtiments, ou des blessures pour les personnes et les animaux).

Question 2. Un grêlon est de l'eau à l'état solide (de la glace). À l'état solide, les molécules sont collées les unes aux autres et rangées de façon ordonnée : c'est la modélisation B. (La modélisation A, molécules éloignées et en désordre, représente l'état gazeux ; la modélisation C, molécules proches mais en désordre, représente l'état liquide.)

Question 3. La formule ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ indique que la molécule d'eau est constituée de 2 atomes d'hydrogène (symbole H) et de 1 atome d'oxygène (symbole O), soit 3 atomes au total.

Question 4. La formation des grêlons est une transformation physique : c'est une solidification, c'est-à-dire un changement d'état (passage de l'état liquide à l'état solide). Les molécules d'eau ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ restent les mêmes avant et après : seule leur disposition change. Aucune nouvelle espèce chimique n'est formée, ce n'est donc pas une transformation chimique.

Partie B – Étude de la chute d'un grêlon

Question 5. Le grêlon chute verticalement : sa trajectoire est une portion de droite, son mouvement est donc rectiligne. D'après le document 2, sa vitesse augmente au cours des 5 premières secondes : elle passe de 0 m/s à t = 0 s à environ 24 m/s à t = 5 s. Comme la valeur de sa vitesse augmente au cours du temps, le mouvement est accéléré. Durant les 5 premières secondes, le mouvement du grêlon est donc rectiligne accéléré.

Question 6. Au cours de la chute, l'altitude du grêlon diminue et sa vitesse augmente : c'est l'énergie de position (énergie potentielle de pesanteur) qui est convertie en énergie cinétique.

Question 7. La relation correcte est la relation B : $E_c=\frac{1}{2}\times m\times v^2$, avec $E_c$ en joules (J), $m$ en kilogrammes (kg) et $v$ en mètres par seconde (m/s).

Question 8. Vitesse maximale. D'après le document 2, la vitesse du grêlon atteint un palier : sa vitesse maximale, atteinte à l'impact, vaut environ $v=25\text{ m/s}$.

Calcul de l'énergie cinétique à l'impact avec $m=0,013\text{ kg}$ :

$$E_c=\frac{1}{2}\times m\times v^2=\frac{1}{2}\times 0,013\times {25}^2=0,5\times 0,013\times 625\approx 4,1\text{ J}$$

L'énergie cinétique à l'impact vaut environ 4,1 J.

Lecture du document 3. 4,1 J est compris entre 1,75 J et 11,5 J : ce grêlon correspond à la colonne des grêlons de 25 à 40 mm de diamètre. Conséquences : des voitures endommagées ; et, puisque son énergie est supérieure à celle des grêlons qui causent déjà de graves dommages aux cultures (0,23 à 1,75 J), il peut aussi provoquer de graves dommages aux cultures.

Conclusion : à vitesse maximale, ce grêlon (de 25 à 40 mm de diamètre) peut endommager des voitures et causer de graves dommages aux cultures.

Question 1. Je vois dans le document 1 que la couleur jaune est due à une anomalie génétique rare : l'absence de la protéine qui participe à la couleur du homard. Je vois aussi que la couleur bleu sombre du homard breton le rend difficilement repérable par ses prédateurs et par ses proies, alors qu'une couleur plus claire le rend plus visible.

J'en conclus que les homards jaunes sont peu fréquents pour deux raisons. D'abord, l'anomalie génétique qui les rend jaunes est rare : peu de homards naissent jaunes. Ensuite, leur couleur claire les rend très visibles dans leur milieu : ils sont plus facilement repérés et mangés par leurs prédateurs, et ils ont plus de mal à approcher leurs proies pour se nourrir. Ils survivent donc moins longtemps et se reproduisent moins que les homards bleu sombre, si bien qu'ils transmettent moins leur caractère à la génération suivante : c'est un effet de la sélection naturelle.

Question 2. Je vois dans le document 2 que le homard grandit par mues successives : entre deux mues, il ne grandit pas ; lors d'une mue, sa taille augmente brusquement (jusqu'à 20 %). Sa taille n'augmente donc qu'à certains moments : sa croissance est discontinue.

La courbe 1 montre une taille qui augmente régulièrement et sans arrêt (croissance continue), elle ne convient pas. La courbe 2 est « en escalier » : des paliers horizontaux (la taille ne change pas entre deux mues) alternent avec des montées verticales (augmentation brusque de la taille au moment d'une mue).

J'en conclus que la croissance du homard correspond à la courbe 2.

Question 3. D'après le document 3, la courbe atteint son maximum pour une température de l'eau de mer d'environ 21 °C : c'est la température qui permet la croissance la plus importante des homards.

Question 4. Effet bénéfique. Le réchauffement climatique augmente la température des eaux océaniques. D'après le document 3, tant que l'eau se rapproche d'environ 21 °C, la croissance des homards augmente. Le document 4 montre qu'un homard placé à la température idéale fait beaucoup plus de mues et devient beaucoup plus grand qu'un homard placé dans une eau à 7 °C : il atteint plus vite la taille commerciale. Les pêcheurs pourraient donc pêcher plus tôt des homards de taille commerciale.

Effet néfaste. Le document 4 indique aussi que plus l'eau se rapproche de la température idéale de croissance, moins les homards se reproduisent ; c'est l'eau froide (en dessous de 0 °C en hiver) qui favorise la production d'ovules et de spermatozoïdes. Avec des eaux plus chaudes, il y aurait moins de naissances, donc à terme moins de homards à pêcher. De plus, d'après le document 3, au-delà de 21 °C la croissance diminue fortement, jusqu'à devenir nulle vers 27 °C : un réchauffement trop important nuirait aussi à la croissance.

Conclusion : le réchauffement climatique pourrait d'abord avantager les pêcheurs, car les homards grandiraient plus vite, mais il pourrait leur nuire à long terme, car les homards se reproduiraient moins et leur population, donc les prises, diminueraient.