Corrigé bac pro maritime 2026 : physique-chimie

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Proposition de corrigé — non officielle. Baccalauréat professionnel maritime, session 2026, E12 physique-chimie, durée une heure. Les deux questions et tous leurs sous-items sont traités.

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Première question — Énergie électrique, 10 points

1. De la production au logement — 2 points

Un schéma simplifié peut s’écrire : production → transformateur élévateur → transport à haute ou très haute tension → poste source → distribution en moyenne tension → transformateur de quartier → basse tension → branchement et installation du logement.

Les grandes centrales alimentent notamment le réseau de transport géré par RTE, avec des niveaux tels que 400 kV et 225 kV. Des réseaux de répartition utilisent aussi 90 kV ou 63 kV. Les postes sources abaissent la tension pour la distribution HTA, souvent autour de 20 kV, gérée par Enedis ou une entreprise locale de distribution. Un poste HTA/BT la réduit ensuite à 400 V entre phases et 230 V entre phase et neutre, tension usuelle d’un logement alimenté en monophasé.

Ce parcours est simplifié : des producteurs de moindre puissance peuvent être raccordés directement à la distribution. Enedis décrit les deux réseaux et leurs niveaux de tension.

2. Pourquoi transporter à haute tension ? — 2 points

À puissance transportée donnée, augmenter la tension réduit l’intensité du courant. Dans une relation simplifiée, P = UI ; en alternatif, le facteur de puissance et la configuration du réseau interviennent aussi.

Les pertes par effet Joule valent Pⱼ = RI². Diminuer I réduit fortement l’échauffement des conducteurs : diviser I par deux divise ces pertes par quatre. La haute tension permet ainsi le transport à grande distance avec moins de pertes, moyennant des équipements et des distances d’isolement adaptés.

3. Lecture de la plaque du moteur — 3 points

La plaque indique MOT. 1~, donc un moteur monophasé. Les paramètres demandés sont :

• tension d’alimentation : 230 V ;
• intensité nominale absorbée : 22,41 A ;
• facteur de puissance nominal : cos φ = 0,97, sans unité.

Les valeurs 50 Hz et 1 440 tr/min correspondent respectivement à la fréquence et à la vitesse nominale ; ce ne sont pas la tension ni le facteur de puissance.

4. Puissance absorbée — 2 points

En monophasé, la puissance active électrique absorbée vaut Pₐ = UI cos φ. Il ne faut pas ajouter le facteur √3, réservé à une formule usuelle du triphasé équilibré.

Pₐ = 230 × 22,41 × 0,97 = 4 999,671 W ≈ 5,00 kW.

5. Pourquoi la plaque annonce-t-elle 4 kW ? — 1 point

Les 4 kW correspondent à la puissance mécanique utile nominale disponible sur l’arbre. Les quelque 5 kW calculés sont la puissance électrique absorbée. La différence, environ 1 kW, représente les pertes : échauffement des enroulements, pertes magnétiques, frottements et ventilation.

Le rendement nominal est η = Pᵤ/Pₐ ≈ 4/5 = 0,80, soit environ 80 %. Il est distinct du facteur de puissance 0,97 : cos φ ne mesure pas le rendement de conversion électrique-mécanique.

Deuxième question — Combustion et émissions, 10 points

1. Interpréter le changement du BBT — 3 points

Le BBT est d’abord bleu : la solution initiale est basique. L’arrivée du gaz issu de la combustion du soufre la fait devenir jaune : le gaz dissous acidifie la solution. Le dioxyde de soufre SO₂ possède donc un caractère acidifiant en présence d’eau.

Le pH décrit ici la solution, pas le gaz sec lui-même. L’expérience ne donne ni une valeur précise du pH ni une concentration. Elle ne montre pas que SO₂ serait du CO₂ : ces deux produits doivent être distingués.

2. Équilibrer la réaction — 2 points

S + 3 O₂ + CH₄ → CO₂ + 2 H₂O + SO₂.

On retrouve de chaque côté un atome de soufre, un de carbone, quatre d’hydrogène et six d’oxygène. L’oxygène réactif est ici le dioxygène O₂, malgré la notation O employée dans la phrase du sujet.

3. Masse de CO₂ dans le modèle proposé — 3 points

La masse molaire de CO₂ est M(CO₂) = 12 + 2 × 16 = 44 g·mol⁻¹. La masse de soufre est 200 000 g, d’où n(S) = 200 000/32 = 6 250 mol.

En appliquant l’équation précédente, avec une mole de méthane consommée pour chaque mole de soufre, une mole de CO₂ est produite par mole de soufre. Donc :

m(CO₂) = 6 250 × 44 = 275 000 g = 275 kg.

Cette réponse est celle du modèle stœchiométrique demandé. La masse de soufre d’un plastique ne suffit pas, à elle seule, à connaître sa masse réelle de CO₂ émise : le soufre brûle en SO₂, tandis que le carbone fournit le CO₂. Il faudrait connaître la composition carbonée du lot et les conditions de combustion. Sans l’hypothèse de proportion S/CH₄ utilisée par le sujet, les 275 kg ne constituent pas une estimation générale de l’incinération du plastique.

4. Limiter les dégagements — 2 points

Première solution : agir sur les matières et éviter une combustion évitable. Un tri adapté, la réduction des déchets et le recyclage des fractions qui s’y prêtent réduisent les quantités incinérées. Limiter la présence de composés soufrés dans les produits ou séparer des flux identifiés réduit aussi le potentiel d’émission de SO₂. La pertinence environnementale de la filière doit être évaluée ; tout plastique n’est pas automatiquement recyclable.

Deuxième solution : traiter séparément les gaz concernés. Un traitement alcalin des fumées peut neutraliser le SO₂ et le transférer vers des résidus à gérer. La réduction des rejets de CO₂ exige une action spécifique, par exemple sa capture dans une installation adaptée, suivie d’une gestion empêchant sa réémission. Un simple filtre à poussières ne retient pas ces deux gaz et un dispositif de désulfuration ne peut pas être présenté comme supprimant à lui seul le CO₂.