La planète bleue

Les océans occupent 71 % de la surface de la Terre et constituent 97 % des réserves d'eau sur Terre.

1.1 Quelques propriétés de l'eau de mer

1.1.1 Pour étudier le comportement des océans, il peut être intéressant de fabriquer en classe un premier modèle de l'eau de mer en dissolvant du sel dans de l'eau, ce qui peut soulever quelques interrogations. Par exemple, un élève de cycle 3 veut verser le sel contenu dans le verre n°1 dans l'eau du verre n°3. Il pense que le niveau de l'eau atteindra alors le haut du verre.

• Le verre n°1 contient un volume $v$ de sel de cuisine.
• Le verre n°2 contient le même volume $v$ d'eau.
• Le verre n°3 contient un volume $V$ d'eau.
• Les trois verres sont identiques et contiennent un volume total $v + V$.

Indiquer si la prévision de l'élève est correcte et justifier votre réponse.

1.1.2 En première approximation, l'analyse des variations de la masse volumique de l'eau pure en fonction de la température peut permettre d'apporter quelques éléments d'explication du comportement des masses d'eau océaniques. La figure qui suit en donne une représentation graphique.

a. Décrire l'évolution de la masse volumique de l'eau liquide pure entre 0 °C et 30 °C sous pression atmosphérique.
b. Les courants marins de l'Atlantique Nord emmènent des eaux de surface tempérées vers le pôle Nord. On admet que la masse volumique de ces eaux évolue en fonction de la température comme celle de l'eau pure décrite dans la figure ci-dessus. Expliquer, en détaillant le raisonnement suivi, le comportement de ces eaux de surface lorsqu'elles se refroidissent à l'approche du pôle.

1.2 Analyse de la température des eaux de surface des océans

La température de surface des océans est surveillée par des modules semblables à celui représenté ci-dessous :

1.2.1 Le bon fonctionnement du module implique le respect de différentes contraintes (énergétiques, structurelles, environnementales, etc.). Proposer deux contraintes qui vous semblent essentielles au fonctionnement de ce module en argumentant votre choix.

1.2.2 En observant la photographie du module, identifier le composant capable d'assurer la fonction technique « Transformer l'énergie lumineuse du soleil en énergie électrique ».

1.2.3 On donne l'algorithme ci-dessous qui décrit le protocole de mesure de température :

Répéter indéfiniment  
    T1 ← mesure de la température de la surface de la mer  
    Attendre 1 minute  
    T2 ← mesure de la température de la surface de la mer  
    Si valeur absolue (T1 – T2) < 0,1 °C  
       Transmettre ( (T1 + T2)/2 )  
       Attendre 4 heures  
    Fin Si  
Fin Répéter  

À quelle(s) condition(s) le module transmet-il une mesure de température ?

1.3 Les végétaux, des acteurs majeurs de la vie océanique

1.3.1 En assurant près de 45 % de la production primaire de matière organique de la planète, le phytoplancton est un acteur majeur de la production de biomasse au niveau océanique. Le graphique ci-dessous présente l'évolution de la concentration en dioxygène d'une culture d'algues vertes unicellulaires, en fonction de l'éclairement.

Décrire et interpréter les variations de la concentration en dioxygène au cours du temps sur le graphique ci-dessus.

1.3.2 La figure suivante schématise un exemple de réseau trophique au niveau océanique.

En exploitant la figure ci-dessus, décrire les conséquences d'une augmentation printanière de la biomasse de phytoplancton sur l'ensemble du réseau trophique.

1.3.3 On entend souvent que la forêt amazonienne serait le « poumon vert » de la planète à l'origine du dioxygène de l'atmosphère, en négligeant, d'une part, le rôle majeur exercé par le phytoplancton et en omettant les processus consommant le dioxygène dans la forêt (notamment la dégradation de la matière organique par les décomposeurs). Cette affirmation peut donc être qualifiée de malentendu, voire de croyance populaire. À partir de vos connaissances, définir ce qu'est un savoir scientifique et quelles en sont les caractéristiques, en comparaison à une croyance.

1.3.4 Dans une classe de CP-CE1 (6 à 8 ans), une séance a été menée sur les caractéristiques des êtres vivants. Pour certains enfants, l'arbre n'est pas vivant, car « ça ne bouge même pas ou quand il y a du vent » (Romain, CE1) ; pour Anne (CP), une plante verte n'est pas vivante « car ça ne sent pas ». Décrire le raisonnement de chacun des deux élèves et expliquer en quoi les végétaux sont des êtres vivants afin de leur répondre.

2.1 Arts plastiques – Questionner la ressemblance (photographie, peinture, sculpture)

Répondre aux deux questions ci-dessous en formulant pour chacune d'elles une réponse courte (15 lignes maximum).

a. Cette célèbre photographie de Dorothea Lange est-elle un témoignage objectif ou une mise en scène ?
b. Quels éléments (lumière, cadrage, expression du visage) renforcent l'effet de réalisme et de ressemblance ? Quels éléments sont au service de l'effet esthétique ?

2.2 Éducation musicale – La période romantique en musique

Répondre aux deux questions ci-dessous en formulant pour chacune d'elles une réponse courte (15 lignes maximum).

« Le romantisme représente avant tout l'aventure du son devenu subjectif : à la limpidité classique s'oppose l'obscurité d'un univers, dans laquelle l'âme erre par des chemins chaque fois différents. […] Le musicien revendique une certaine part d'incompréhension, propre à le rassurer sur sa spécificité et le conforter dans sa lutte pour l'existence. Son art s'adresse à des âmes d'élite, qui ont subi l'initiation par la souffrance. »
Marie-Claire Beltrando-Patier, Histoire de la musique, Bordas, 1982, pp. 371-372.

a. En prenant appui sur la citation ci-dessus, donner trois exemples musicaux susceptibles de démontrer que l'on peut s'évader en musique pour affirmer sa subjectivité. Préciser les dates de la période concernée, les noms des compositeurs des œuvres choisies en exemple et en justifier la pertinence.
b. Questionner la place laissée à l'esprit romantique dans la musique de nos jours, exemples à l'appui.

2.3 Histoire des arts – La danse en images (photographie, peinture, sculpture)

Répondre à la question ci-dessous en formulant une réponse courte (15 lignes maximum) :

Selon vous, l'acte de photographier la danse relève-t-il d'une entreprise documentaire ou d'un geste artistique à part entière ?

3.1 Géographie

Répondre de façon concise à la question suivante :

De quelle manière mesure-t-on les inégalités de développement à l'échelle mondiale ?

3.2 Enseignement moral et civique

Répondre de façon concise à la question suivante :

Quels sont les principes qui définissent la séparation des pouvoirs et la laïcité dans la République française ?

3.3 Histoire

Afin de traiter de la thématique de l'âge industriel en France au XIXe siècle en classe de CM2, indiquer en quelques lignes :

a. À partir des documents suivants, les caractéristiques d'une ville industrielle au XIXe siècle ;
b. Ce que les élèves doivent retenir de cette période.

Document 1 : Anonyme, Vue de la manufacture royale des cristaux et émaux de la reine au Creusot, vers 1782, musée de l'Homme et de l'Industrie (Le Creusot, Saône-et-Loire).

Document 2 : Eugène Cicéri et François Bonhommé, Vue générale des usines du Creusot vers 1838, musée de l'Homme et de l'Industrie (Le Creusot, Saône-et-Loire).

Document 3 : Guy de Maupassant, « Petit voyage : Le Creusot », publié dans le journal Gil Blas le 28 août 1883.

Le ciel est bleu, tout bleu, plein de soleil. Le train vient de passer Montchanin. Là-bas, devant nous, un nuage s'élève, tout noir, opaque, qui semble monter de la terre, qui obscurcit l'azur clair du jour, un nuage lourd, immobile. C'est la fumée du Creusot. On approche, on distingue. Cent cheminées géantes vomissent dans l'air des serpents de fumée, d'autres moins hautes et haletantes crachent des haleines de vapeur ; tout cela se mêle, s'étend, plane, couvre la ville, emplit les rues, cache le ciel, éteint le soleil. Il fait presque sombre maintenant. Une poussière de charbon voltige, pique les yeux, tache la peau, macule le linge. Les maisons sont noires, comme frottées de suie, les pavés sont noirs, les vitres poudrées de charbon. Une odeur de cheminée, de goudron, de houille flotte, contracte la gorge, oppresse la poitrine, et parfois une âcre saveur de fer, de forge, de métal brûlant, d'enfer ardent coupe la respiration, vous fait lever les yeux pour chercher l'air pur, l'air libre, l'air sain du grand ciel ; mais on voit planer là-haut le nuage épais et sombre, et miroiter près de soi les facettes menues du charbon qui voltige. C'est le Creusot. […]