QCM : Production et transport de l’électricité (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Après le refroidissement de la Terre, la température de l’atmosphère passe sous 100 °C et la vapeur d’eau devient liquide. Quel processus explique cette transformation et la formation des océans ?

La solidification de l’eau atmosphérique
La vaporisation de l’eau atmosphérique
La fusion de l’eau atmosphérique
La liquéfaction de l’eau atmosphérique

La liquéfaction de l’eau atmosphérique

Explication

Sous 100 °C, l’eau passe de l’état gazeux à l’état liquide : c’est la liquéfaction, qui entraîne la formation des océans. La solidification forme de la glace, la vaporisation produit un gaz et la fusion transforme un solide en liquide.

2. Un géologue observe des roches sédimentaires marines formées de lits rouges contenant de l’hématite et du fer ferrique Fe³⁺. De quel type de roche s’agit-il ?

Des carbonates marins
Des fers rubanés
Des roches volcaniques
Des stromatolithes

Des fers rubanés

Explication

Les fers rubanés sont des roches sédimentaires marines constituées de lits bruns ou rouges, essentiellement formés d’hématite contenant du fer ferrique. Les stromatolithes sont des structures liées à l’activité bactérienne, les carbonates ne sont pas de l’hématite et les roches volcaniques ne sont pas des roches sédimentaires.

3. Dans un écosystème, des animaux respirent tandis que des végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse. Comment classer ces deux processus selon leur effet sur le dioxygène ?

La respiration et la photosynthèse sont des sources
La respiration est un puits et la photosynthèse une source
La respiration et la photosynthèse sont des puits
La respiration est une source et la photosynthèse un puits

La respiration est un puits et la photosynthèse une source

Explication

La respiration consomme du dioxygène et constitue donc un puits, tandis que la photosynthèse des végétaux chlorophylliens en libère et constitue une source. Inverser ces rôles, ou attribuer le même rôle aux deux processus, confond leur effet sur le dioxygène.

4. Une mesure dans l’atmosphère révèle une absorption importante du rayonnement solaire à environ 260 nm par la couche d’ozone. Quel effet protecteur en découle pour les êtres vivants ?

Une réduction des mutations de l’ADN causées par les UV
Une augmentation des mutations de l’ADN causées par les UV
Une augmentation des mutations de l’ADN causées par la lumière visible
Une réduction des mutations de l’ADN causées par la lumière visible

Une réduction des mutations de l’ADN causées par les UV

Explication

La couche d’ozone absorbe une partie des ultraviolets, avec un maximum vers 260 nm, ce qui limite les mutations de l’ADN et protège les êtres vivants. L’ADN peut lui-même absorber ces UV et subir des mutations; la lumière visible n’est pas le rayonnement visé ici.

5. Que désigne le forçage radiatif positif dans le bilan énergétique de la Terre ?

Un déséquilibre où la Terre absorbe plus d’énergie qu’elle n’en émet vers l’espace
Une hausse du rayonnement infrarouge émis vers l’espace par les gaz à effet de serre
Un équilibre où l’énergie solaire absorbée égale le rayonnement infrarouge émis
Une diminution de l’énergie solaire absorbée par l’atmosphère et les océans

Un déséquilibre où la Terre absorbe plus d’énergie qu’elle n’en émet vers l’espace

Explication

Un forçage radiatif positif correspond à un excédent d’énergie absorbée par le système Terre-atmosphère par rapport à l’énergie émise vers l’espace, ce qui favorise le réchauffement. Un bilan équilibré entre absorption et émission ne constitue pas un forçage positif.

6. Lors de la construction d’un modèle climatique, comment les interactions entre les différentes mailles sont-elles définies ?

Elles sont ajustées pour rendre identiques les paramètres de toutes les mailles.
Elles sont déduites uniquement des observations futures du climat terrestre.
Elles sont précisées selon les équations du modèle pour les mailles adjacentes.
Elles sont fixées selon les émissions humaines mesurées dans chaque maille.

Elles sont précisées selon les équations du modèle pour les mailles adjacentes.

Explication

Les interactions des mailles adjacentes sont décrites à l’aide des équations du modèle, après définition des paramètres de chaque maille. Les observations servent plutôt à vérifier la pertinence des résultats du modèle qu’à définir directement ses interactions.

7. Quel rôle jouent les modèles climatiques dans l’évaluation de la responsabilité humaine dans le réchauffement depuis l’ère industrielle ?

Ils déterminent les variations naturelles du climat et attribuent principalement le réchauffement à ces variations.
Ils servent à mesurer directement les émissions de chaque activité et à en établir la part exacte dans le réchauffement.
Ils permettent de comparer des simulations et montrent que les activités humaines en sont en majeure partie responsables.
Ils prévoient l’évolution du climat en supposant que les émissions de gaz à effet de serre restent constantes.

Ils permettent de comparer des simulations et montrent que les activités humaines en sont en majeure partie responsables.

Explication

La convergence d’une vingtaine de modèles indique que les activités humaines sont en majeure partie responsables du réchauffement planétaire depuis 1850. Les modèles évaluent cette responsabilité, mais ne mesurent pas directement les émissions de chaque activité pour en fixer une part exacte.

8. Dans les scénarios climatiques du GIEC, quand le scénario RCP 2.6 prévoit-il que les émissions atteignent leur pic ?

Vers 2050, avant une stabilisation à un niveau moyen
Après 2050, en poursuivant leur hausse au rythme actuel
Avant 2050, avec ensuite de très faibles émissions
Avant 2100, après une stabilisation à un niveau faible

Avant 2050, avec ensuite de très faibles émissions

Explication

Le scénario RCP 2.6, le plus optimiste, prévoit un pic des émissions avant 2050, suivi de très faibles émissions. Le scénario RCP 4.5 prévoit plutôt une stabilisation à un niveau faible avant la fin du siècle, sans préciser un pic avant 2050.

9. En quoi les panneaux photovoltaïques diffèrent-ils des centrales hydroélectriques quant à la transformation énergétique qui produit l’électricité ?

Les panneaux entraînent un alternateur grâce à des pales, tandis que les centrales hydroélectriques convertissent directement le rayonnement solaire en courant continu.
Les panneaux convertissent directement le rayonnement solaire en courant continu, tandis que les centrales hydroélectriques entraînent une turbine reliée à un alternateur.
Les panneaux transforment l’énergie nucléaire en courant continu, tandis que les centrales hydroélectriques produisent l’électricité par réaction électrochimique.
Les panneaux convertissent l’énergie chimique en courant alternatif, tandis que les centrales hydroélectriques convertissent la chaleur en énergie mécanique.

Les panneaux convertissent directement le rayonnement solaire en courant continu, tandis que les centrales hydroélectriques entraînent une turbine reliée à un alternateur.

Explication

Les cellules photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en courant continu, ensuite rendu compatible avec le réseau par un onduleur. À l’inverse, la chute d’eau fait tourner une turbine qui entraîne un alternateur, et non une conversion directe du rayonnement solaire.

10. Quel impact environnemental peut résulter des procédés d’extraction et de séparation des terres rares ?

Le rejet de substances telles que des acides, des solvants, des métaux lourds et des éléments radioactifs
La consommation de silice pure pour produire des aimants permanents sans résidus
La formation de gaz à effet de serre lors de la combustion des terres rares extraites
La diminution des besoins en eau et en énergie lors de la purification des minerais

Le rejet de substances telles que des acides, des solvants, des métaux lourds et des éléments radioactifs

Explication

L’extraction et la séparation des terres rares peuvent produire des rejets chimiques et des contaminants, dont des métaux lourds et des éléments radioactifs. La consommation de silice pure concerne plutôt la purification du silicium solaire, et non le traitement des terres rares.

11. Pourquoi une STEP peut-elle restituer de l’électricité lorsque la demande augmente après avoir consommé de l’électricité pendant une période de faible demande ?

Elle transforme l’électricité en chaleur, puis convertit directement cette chaleur en courant lors de la restitution.
Elle utilise l’électricité pour pomper l’eau vers un bassin supérieur, puis la turbine lors de la restitution.
Elle ralentit le débit de l’eau pendant les périodes creuses, puis entraîne une turbine avec l’eau du bassin inférieur.
Elle conserve l’électricité dans l’eau du bassin inférieur, puis la libère grâce à une réaction chimique.

Elle utilise l’électricité pour pomper l’eau vers un bassin supérieur, puis la turbine lors de la restitution.

Explication

Le pompage transfère l’eau du bassin inférieur vers le bassin supérieur, où l’énergie est stockée sous forme d’énergie potentielle gravitationnelle, puis le turbinage la restitue sous forme électrique. L’eau n’emmagasine pas l’énergie par une réaction chimique : c’est son déplacement en altitude qui rend le stockage possible.

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Quels gaz composent l’atmosphère primitive, selon les proportions indiquées ?

Environ 80 % d’eau, 15 % de CO₂, 5 % de N₂ et aucun O₂.

Quel changement d’état de l’eau atmosphérique a entraîné la formation des océans ?

La condensation de l’eau gazeuse en eau liquide.

Quel est l’effet de la respiration des êtres vivants sur le dioxygène ?

Elle consomme du dioxygène.

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