Agir : Défis du XXIème siècle

En quoi la science permet-elle de répondre aux défis rencontrés par l’Homme dans sa volonté de développement tout en préservant la planète ?

Économiser les ressources et respecter l’environnement

Enjeux énergétiques

Nouvelles chaînes énergétiques. Économies d’énergie.

Extraire et exploiter des informations sur des réalisations ou des projets scientifiques répondant à des problématiques énergétiques contemporaines.

Faire un bilan énergétique dans les domaines de l’habitat ou du transport.

Argumenter sur des solutions permettant de réaliser des économies d’énergie.

Apport de la chimie au respect de l’environnement

Chimie durable :

- économie d’atomes ;

- limitation des déchets ;

- agro ressources ;

- chimie douce ;

- choix des solvants ;

- recyclage.

Valorisation du dioxyde de carbone.

Extraire et exploiter des informations en lien avec :

- la chimie durable,

- la valorisation du dioxyde de carbone

pour comparer les avantages et les inconvénients de procédés de synthèse du point de vue du respect de l’environnement.

Contrôle de la qualité par dosage

Dosages par étalonnage :

- spectrophotométrie ; loi de Beer-Lambert ;

- conductimétrie ; explication qualitative de la loi de Kohlrausch, par analogie avec la loi de Beer-Lambert.

Dosages par titrage direct. Réaction support de titrage ; caractère quantitatif.

Équivalence dans un titrage ; repérage de l'équivalence pour un titrage pH-métrique, conductimétrique et par utilisation d’un indicateur de fin de réaction.

Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce à l’aide de courbes d’étalonnage en utilisant la spectrophotométrie et la conductimétrie, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.

Établir l’équation de la réaction support de titrage à partir d’un protocole expérimental.

Pratiquer une démarche expérimentale pour déterminer la concentration d’une espèce chimique par titrage par le suivi d’une grandeur physique et par la visualisation d’un changement de couleur, dans le domaine de la santé, de l’environnement ou du contrôle de la qualité.

Interpréter qualitativement un changement de pente dans un titrage conductimétrique.

Synthétiser des molécules, fabriquer de nouveaux matériaux

Stratégie de la synthèse organique

Protocole de synthèse organique :

- identification des réactifs, du solvant, du catalyseur, des produits ;

- détermination des quantités des espèces mises en jeu, du réactif limitant ;

- choix des paramètres expérimentaux : température, solvant, durée de la réaction, pH ;

- choix du montage, de la technique de purification, de l’analyse du produit ;

- calcul d’un rendement ;

- aspects liés à la sécurité ;

- coûts.

Effectuer une analyse critique de protocoles expérimentaux pour identifier les espèces mises en jeu, leurs quantités et les paramètres expérimentaux.

Justifier le choix des techniques de synthèse et d’analyse utilisées.

Comparer les avantages et les inconvénients de deux protocoles.

Sélectivité en chimie organique

Composé polyfonctionnel : réactif chimiosélectif, protection de fonctions.

 Extraire et exploiter des informations :

- sur l'utilisation de réactifs chimiosélectifs,

- sur la protection d’une fonction dans le cas de la synthèse peptidique,

pour mettre en évidence le caractère sélectif ou non d’une réaction.

Pratiquer une démarche expérimentale pour synthétiser une molécule organique d’intérêt biologique à partir d’un protocole.

Identifier des réactifs et des produits à l’aide de spectres et de tables fournis.

Transmettre et stocker de l’information

Chaîne de transmission d’informations

Identifier les éléments d’une chaîne de transmission d’informations.

Recueillir et exploiter des informations concernant des éléments de chaînes de transmission d’informations et leur évolution récente.

Images numériques

Caractéristiques d’une image numérique : pixellisation, codage RVB et niveaux de gris.

Associer un tableau de nombres à une image numérique.

Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un capteur (caméra ou appareil photo numériques par exemple) pour étudier un phénomène optique.

Signal analogique et signal numérique

Conversion d’un signal analogique en signal numérique. Échantillonnage ; quantification ; numérisation.

 Reconnaître des signaux de nature analogique et des signaux de nature numérique.

Mettre en œuvre un protocole expérimental utilisant un échantillonneur-bloqueur et/ou un convertisseur analogique numérique (CAN) pour étudier l’influence des différents paramètres sur la numérisation d’un signal (d’origine sonore par exemple).  

Procédés physiques de transmission

Propagation libre et propagation guidée.

Transmission :

- par câble ;

- par fibre optique : notion de mode ;

- transmission hertzienne.

Débit binaire. Atténuations.

Exploiter des informations pour comparer les différents types de transmission.

Caractériser une transmission numérique par son débit binaire.

Évaluer l’affaiblissement d’un signal à l’aide du coefficient d’atténuation.

Mettre en œuvre un dispositif de transmission de données (câble, fibre optique).

Stockage optique

Écriture et lecture des données sur un disque optique. Capacités de stockage.

Expliquer le principe de la lecture par une approche interférentielle.

Relier la capacité de stockage et son évolution au phénomène de diffraction.