PARTIE 2 (6 points) - LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE
 
Il est régulièrement fait mention du réchauffement climatique dans les différents média suite à la multiplication de catastrophes naturelles telles que les inondations et les tempêtes.

 Document 1 : expérience

Deux flacons transparents et étanches de volume égal à 1 L contiennent initialement de l’air ambiant et de l’air enrichi en dioxyde de carbone à la température ambiante de 21,0 °C. Une lampe de puissance égale à 100 W est placée entre les deux flacons, à la distance de 10 cm de chacun d’eux. Elle est allumée durant 30 minutes. On relève la température en fin d’expérience dans chaque flacon.

Source : d’après http://blinks3.free.fr/

Document 2 : pouvoir de réchauffement global (PRG) et durée de séjour pour différents gaz à effet de serre (GES)


Les différents gaz ne contribuent pas de manière équivalente à l’effet de serre. On compare leurs effets grâce au pouvoir de réchauffement global (PRG) en prenant pour référence le dioxyde de carbone pour lequel le PRG vaut 1.

Ainsi, si un gaz présente un PRG de 100, cela signifie que 1 kg de ce gaz aura la même contribution à l’effet de serre que 100 kg de dioxyde de carbone.

La durée de séjour d’un gaz est la durée de présence de ce dernier dans l’atmosphère.

Source : d’après http://les.cahiers-developpement-durable.be/

Document 3 : valorisation d’un gaz à effet de serre (GES), le méthane

La décomposition des matières organiques dans les marais ou dans les rizières produit naturellement du méthane. Ce procédé de fermentation peut être reproduit à partir de déchets ménagers ou industriels comme le lisier(1). Par exemple, le lisier engendré par une seule vache pendant une année permet de produire environ 400 m3 de méthane.
Ce gaz ainsi produit peut être valorisé en servant à produire de l’énergie, ce qui contribue par conséquent à réduire la consommation d’énergies fossiles et à diminuer l’effet de serre.

(1) mélange de déjections animales et d’eau.

Source : d’après http://www.agreoledeveloppement.fr

 
Question 1 :

1.1. Indiquer quel phénomène est mis en évidence par l’expérience du document 1.
1.2. Parmi les chaînes énergétiques proposées ci-dessous, choisir celle associée à la lampe utilisée dans l’expérience du document 1.
Indiquer la bonne réponse (A, ou B, ou C) directement sur votre copie, sans recopier la chaîne énergétique.



1.3. Donner le numéro de la proposition qui permet de compléter la phrase ci-dessous :
« Si on remplace le dioxyde de carbone dans l’expérience du document 1 par la même quantité de méthane, …………………………………………………………………………… »
Proposition 1 : la température finale du flacon de droite sera plus élevée que celle de l’expérience du document 1.
Proposition 2 : la température finale du flacon de droite sera inchangée par rapport à celle de l’expérience du document 1.
Proposition 3 : la température finale du flacon de droite sera plus faible que celle de l’expérience du document 1.

Question 2 :

À partir des documents, donner deux arguments afin d’expliquer pourquoi les gaz fluorés, utilisés dans les aérosols pour en propulser le contenu, devraient être remplacés par le dioxyde de carbone dans un souci environnemental.

Question 3 :

La combustion d’un litre de fioul domestique permet de produire une énergie environ égale à 10 kWh d’énergie.
La combustion d’un mètre cube de méthane permet de produire une énergie environ égale à 6 kWh d’énergie.
3.1. Déterminer l’énergie produite par la combustion du méthane issu du lisier d’une seule vache pendant une année.
3.2. En déduire le volume de fioul économisé pendant une année. Commenter le résultat sachant que la consommation moyenne annuelle d’une famille française se chauffant au fioul domestique est environ égale à 2000 L.