DNB 2021Métropole (rattrapage)Corrigé complet

RT 2020 : photovoltaïque, isolants, combustion du glucose, classement énergétique

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences7 questions

Notions BO couvertes

T1.2·Transformations chimiques (combustions, équations bilan, conservation)T1.3·Atomes/molécules/ions/modèles T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

PDF du sujet officiel

La RT 2020 vise à construire des logements bien isolés et économes en énergie. On étudie le photovoltaïque, les matériaux isolants, la combustion du glucose (ouate de cellulose), et le classement énergétique d'une maison.

1.Partie 1, Panneaux photovoltaïques (3 pts)

Diagramme de conversion d'énergie d'un panneau photovoltaïque : entrée 1, sortie 2, pertes 3 — Diagramme de conversion d'un panneau photovoltaïque.

Question 1

3 pts

T3.5

On s'intéresse aux panneaux photovoltaïques de la toiture d'une habitation. Sans recopier le diagramme de conversion d'énergie ci-dessous, associer sur votre copie chacun des trois numéros à une forme d'énergie choisie parmi les suivantes : énergie électrique, énergie lumineuse, énergie cinétique, énergie chimique, énergie thermique.

2.Partie 2, Choix du matériau isolant (8,5 pts)

Tableau de 3 matériaux isolants : laine de verre, paille, ouate de cellulose avec conductivité et caractère biosourcé — Document, Matériaux isolants (conductivité λ, biosourcé).

Question 2a

4 pts

T3.5

En vous aidant du tableau précédent, classer sur votre copie les trois matériaux indiqués du moins isolant au plus isolant. Justifier la réponse.

Question 2b

4.5 pts

T3.5

Parmi les trois matériaux indiqués, choisir celui qui permet de répondre au mieux à la RT 2020. Fournir deux arguments justificatifs.

3.Partie 3, La cellulose et le glucose (7 pts)

Modèle moléculaire du glucose C6H12O6 — Modèle moléculaire du glucose C₆H₁₂O₆.

Question 3a

3 pts

T1.3

En vous aidant des informations ci-dessus, donner le nom et le nombre des atomes présents dans une molécule de glucose.

Question 3b

4 pts

T1.2

Donner le nom et la formule chimique des deux produits formés lors de la combustion du glucose.

4.Partie 4, Classement énergétique de la maison (6,5 pts)

Maison de 100 m², puissance moyenne perdue P = 0,85 kW (= puissance de chauffage compensant les pertes). Le constructeur indique classe A.

Donnée

120 jours × 24 h de chauffage par an.

Classement énergétique des bâtiments, en kWh par an et par mètre carré : moins de 15 (maison passive A++), 15 à 50 (A, bâtiment basse consommation RT 2012), 51 à 90 (B), 91 à 150 (C, maison RT 2005), 151 à 230 (D), 231 à 330 (E, moyenne du parc français), 331 à 450 (F), plus de 451 (G, maison ancienne d'avant 1975) — Document, Classement énergétique des bâtiments.

Question 4a

3 pts

T3.5

Montrer que, pour cette maison, l'énergie électrique consommée par an est égale à environ 2 500 kWh. Préciser la relation utilisée.

Question 4b

3.5 pts

T3.5

À l'aide du classement de la consommation énergétique des bâtiments en kWh par an et par mètre carré et d'un calcul, indiquer si l'affirmation du constructeur à propos du classement énergétique de la maison est exacte.

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.