Sujets ES / L des épreuves Enseignement Scientifique Session ...

|Sujets ES / L des épreuves Enseignement Scientifique |
|Session 2013 - Amérique du Nord |
Durée de l'épreuve : 1 h 30 - Coefficient : 2

L'usage de la calculatrice est strictement interdit.
Le candidat doit traiter les trois parties qui sont indépendantes les unes
des autres.
PARTIE 1 (8 points) |NOURRIR L'HUMANITÉ |

Le 30 octobre 2011, le cap des sept milliards d'êtres humains a été franchi
sur la planète. Subvenir aux besoins alimentaires de ces milliards d'êtres
humains, tout en respectant l'environnement, est un des enjeux actuels
majeurs. Les fermes hors sol peuvent-elles répondre à cette problématique ?
Document 1 : Les sols en danger Par ses activités, l'Homme modifie la structure des sols indispensables à
l'agriculture. Le tableau suivant présente quelques conséquences des
activités humaines sur les sols agricoles. |Activités humaines |Conséquences |
|Urbanisation |Perte annuelle de 60 000 hectares de sol |
| |sous le béton |
|Surpâturage |Altération des complexes argile-humiques du |
|Labours trop profonds |sol et donc accentuation de l'érosion des |
| |sols pour : |
| |. 45 % des sols en Europe |
| |. 25 % des sols en France | Selon l'institut national de la recherche agronomique (INRA), la vitesse de
formation d'un sol est de 0,02 à 0, 1 mm par an alors que l'érosion moyenne
exporte 1 mm de sol en un an.
La résistance et la structure "d'éponge" du sol dépendent du complexe
argilo-humique.

Document 2 : les fermes sur les toits au Québec
|Ces fermes hors sol imaginées au Québec|[pic] |
|sont des serres placées sur les toits | |
|de bâtiments industriels, qui | |
|permettent la culture hors sol de | |
|fruits et légumes avec une utilisation | |
|optimale de l'eau et de l'énergie. | |
|Depuis 2011, une première serre | |
|d'environ 3000 m² approvisionne | |
|localement 2000 personnes en fruits et | |
|légumes chaque semaine. | |
|[pic] |Les serres de ces fermes hors sol sont |
| |capables de recréer des conditions de |
| |température et de lumière propices à la|
| |culture de chaque espèce cultivée. |
| |Elles utilisent l'eau de pluie en |
| |goutte à goutte, et utilisent des |
| |insectes, comme la coccinelle, pour |
| |lutter contre d'autres insectes. Ces |
| |fermes d'un nouveau genre proposent des|
| |fruits et légumes cultivés sans |
| |herbicide, sans fongicide et sans |
| |pesticide. |


Document 3 : les cultures hors sol . Présentation
Les cultures hors sol ou sans sol se définissent comme des cultures de
végétaux effectuant leur cycle complet de production sans que leur système
racinaire soit en contact avec leur environnement naturel : le sol. Dans la
plupart des systèmes hors sol, les racines des végétaux se développent sur
un support solide (ou substrat généralement inerte). L'alimentation est
assurée par un arrosage au goutte à goutte avec une solution nutritive qui
apporte l'eau, l'oxygène dissous, et les éléments minéraux indispensables.
Cette solution nutritive correspond à de l'eau enrichie par des engrais
solubles qui respectent les besoins spécifiques des végétaux. Lorsque la
plante a puisé dans cette solution nutritive ce dont elle a besoin, il
reste la solution de drainage.
Exemple d'organisation d'une culture hors sol
[pic]
. Commentaires de l'INRA :
.
Les cultures hors sol permettent la maîtrise de plusieurs facteurs du
milieu et une forte productivité.
Leur récent développement s'accompagne malheureusement de rejet important
de solution de drainage dans les cours d'eau ou les nappes souterraines.
Pour limiter ce problème tout en gardant les avantages de la culture hors
sol, il est recommandé d'estimer le plus précisément possible les besoins
hydriques et minéraux de la plante et de recycler la solution de drainage. D'après le site de l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) :
http://www.inra.fr
|COMMENTAIRE RÉDIGÉ : |
| |
|Responsable d'un site internet présentant les initiatives en faveur du |
|développement durable, vous rédigez un article ayant pour titre : "Les |
|fermes hors sol, une réponse possible aux besoins alimentaires des milliards|
|d'êtres humains, tout en respectant l'environnement". |
| |
|Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et |
|vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises |
|dans différents champs disciplinaires). |

PARTIE 2 (6 points) |REPRÉSENTATION VISUELLE |


Une élève de première regarde avec une loupe l'écran de son ordinateur.
Elle est étonnée de constater qu'il est constitué de petits points rouges,
verts et bleus. Pour comprendre comment son écran d'ordinateur reproduit
toutes les couleurs avec des points rouges, verts et bleus alors que son
imprimante utilise des cartouches de couleur cyan, magenta et jaune, elle
se documente sur les différentes synthèses des couleurs et elle effectue
des expériences lors d'une séance d'enseignement scientifique.
Document 1 : restitution des couleurs De très nombreux objets de notre vie quotidienne (téléviseurs, ordinateurs,
téléphones portables ...) possèdent des écrans plats en couleur. Si la
technologie varie d'un écran à l'autre (affichage à cristaux liquides LCD,
plasma ...), le principe utilisé est toujours le même : chaque point de
l'image est formé de trois luminophores qui produisent des lumières rouge,
verte et bleue avec des intensités différentes. Ces luminophores sont trop
proches les uns des autres pour que l'?il puisse les distinguer. Le cerveau
fait donc, pour chaque point, la synthèse des lumières reçues par l'?il.
Les imprimantes couleurs possèdent trois cartouches de couleur cyan,
magenta et jaune qui déposent l'encre (pour les imprimantes à jet d'encre)
ou la poudre (pour les imprimantes lasers) pour créer toutes les couleurs.

Document 2 : cercle chromatique
[pic]


|QUESTIONS : |
| |
|Question 1 : |
|Expliquer pourquoi un mélange des trois couleurs cyan, magenta, jaune dans |
|les mêmes proportions permet d'obtenir du noir avec une imprimante à jet |
|d'encre. |
| |
|Question 2 : |
|L'élève de première effectue des expériences pour comprendre comment son |
|écran d'ordinateur et son imprimante reproduisent les couleurs. Elle dispose|
|d'une source de lumière blanche, de trois lumières colorées (rouge, bleue et|
|verte), de six filtres colorés (cyan, magenta, jaune, rouge, vert et bleu) |
|et d'un écran blanc. |
| |
|a- Dans une première expérience, elle superpose les lumières colorées et |
|observe les couleurs sur l'écran. Elle note ses observations sur un schéma |
|récapitulatif. |
|Répondre à la question 2a sur l'annexe 1 à rendre avec la copie. |
| |
|b- Elle souhaite faire une deuxième expérience avec la source de lumière |
|blanche et des filtres colorés pour comprendre comment son imprimante à jet |
|d'encre reproduit la couleur rouge. |
|Répondre à la question 2b sur l'annexe 1 à rendre avec la copie. |
| |
|c- Elle s'aperçoit que sa trousse jaune apparaît rouge lorsqu'elle est |
|éclairée avec de la lumière rouge. Elle réalise