DNB 2021MétropoleCorrigé complet

Fonte des glaciers de montagne et hydroélectricité

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences8 questions

Notions BO couvertes

T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T2.1·Vitesse v=d/t, trajectoire, mouvement uniforme/varié T3.1·Sources, conversions, formes d'énergie, chaîne énergétique T3.2·Bilan énergétique, rendement

PDF du sujet officiel

Le réchauffement climatique est la principale cause de la fonte et de la régression des glaciers de montagne dans le monde.

D'après Futura Sciences

1.Les causes de la fonte des glaciers

L'augmentation de la température de l'air est responsable d'une fonte plus importante des glaciers. Cette augmentation est liée à l'excédent de gaz à effet de serre (vapeur d'eau H₂O, dioxyde de carbone CO₂, méthane CH₄…) libérés dans l'atmosphère par les activités humaines. Un deuxième phénomène responsable de la fonte est la diminution des précipitations : les apports de neige hivernale ne compensent plus la fonte estivale.

Question 1a

2 pts

T3.1

En vous appuyant sur l'introduction, citer deux causes essentielles responsables de la fonte des glaciers de montagne.

Question 1b

3 pts

T1.3

Donner le nom et le nombre des atomes présents dans la molécule de méthane (CH₄).

Question 1c

4 pts

T1.2

Le méthane intervient comme réactif dans des combustions complètes qui produisent du CO₂ et de l'eau. Choisir l'équation correcte parmi :

(1) CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂
(2) CH₄ + 2 O₂ → 2 CO₂ + H₂O
(3) CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Justifier le choix.

2.Fonte des glaciers et hydroélectricité

Les eaux de fonte des glaciers contribuent à alimenter des lacs de retenue et participent au fonctionnement de centrales hydroélectriques.

Schéma de principe d'une centrale hydroélectrique : lac de retenue en altitude, conduite forcée, turbine couplée à un alternateur, retour vers la rivière — Principe d'une centrale hydroélectrique (d'après EDF).

Question 2a

2 pts

T3.1

Citer la forme d'énergie emmagasinée au niveau du lac de retenue parmi : nucléaire, cinétique, potentielle, chimique, thermique.

Question 2b

2 pts

T3.1T3.2

Diagramme de conversion de l'alternateur : entrée 1 → alternateur → sorties 2 + énergie thermique — Diagramme de conversion d'énergie de l'alternateur (les flèches 1 et 2 sont à identifier).

Sans recopier le diagramme, affecter à chaque numéro une forme d'énergie parmi : électrique, chimique, cinétique, lumineuse, thermique.

3.Évolution de la Mer de Glace

Le graphique ci-dessous présente l'évolution, au cours du temps, de l'épaisseur en un point de la Mer de Glace (un glacier des Alpes).

Graphique de l'épaisseur (en m) de la Mer de Glace en fonction de l'année, de 1990 à 2020 — Épaisseur de la Mer de Glace en fonction des années (ecologie.gouv.fr).

Question 3a

3 pts

T1.1

On donne que la diminution de l'épaisseur entre 1990 et 2000 est de 4 mètres. Déterminer la diminution entre 2000 et 2010. Justifier.

Question 3b

4 pts

T1.1

Comparer les deux diminutions obtenues pour une même durée de dix ans. Commenter et formuler une hypothèse à propos du réchauffement climatique.

4.Vitesse d'écoulement de la Mer de Glace

Un glacier n'est pas immobile : la glace s'écoule lentement vers l'aval, comme un fleuve. Une échelle abandonnée par le physicien Horace Benedict de Saussure en 1788 a été retrouvée 4 370 m plus en aval en 1832.

Question 4

5 pts

T2.1

Établir le raisonnement permettant de calculer la vitesse d'écoulement de la glace. Effectuer le calcul et exprimer le résultat en mètres par an.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.