Enseignement scientifique Terminale
Durée 1h – 10 points – Thème « Le futur des énergies »
Sujet n°ENSSCI3218
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Le secteur du numérique contribue significativement aux émissions de gaz à effet de serre (GES), notamment à travers la consommation d’énergie des serveurs, des centres de données, des appareils utilisateurs ainsi que des réseaux. Selon certaines estimations, le numérique représenterait près de 4 % des émissions mondiales de GES.
Document 1 – Outils numériques et émission de CO2
Un adolescent utilise quotidiennement les outils numériques suivants :
- 3 heures par jour de streaming video en haute définition ;
- 10 emails par jour ;
- 2 heures de visioconférence par jour.
Le tableau ci-dessous montre la quantité de CO2 produite par ces utilisations.
| Utilisation | Quantité de CO2 produite |
| Streaming vidéo en haute définition (HD) | 30 g par heure |
| 1,1 g par jour | |
| Visioconférence | 60 g par heure |
Source : d’après https://impactco2.fr/outils/usagenumerique
1- Calculer la quantité de CO2 émise quotidiennement par cet adolescent.
Quantité de CO₂ émise quotidiennement par cet adolescent =$3\times30+10\times1,1+2\times60=221\ g$.
Ainsi, cet adolescent émet quotidiennement 221 g de CO₂.
2- Calculer l’empreinte carbone annuelle des activités numériques de cet adolescent en kg de CO2
Empreinte carbone annuelle des activités numériques de cet adolescent en kg de CO2 :
$=221\times365=80\ 665\ g=80,665\ Kg\ de\ CO_2.$
Dans un article de mai 2024 du site de l’agence BpiFrance, l’empreinte carbone d’un voyage en TGV a été estimée à 3,5 g de CO2 par kilomètre par voyageur.
3- Calculer la distance que cet adolescent pourrait parcourir avec son empreinte carbone numérique annuelle. Cette distance sera arrondie au centième.
| 3,5 g de CO2 | 1 km |
| 80,665 Kg=80 665 g | D |
$D=\frac{80\ 665\times1}{3,5}$
$D=20\ 047\ km$
Ainsi, avec son empreinte carbone numérique annuelle, cet adolescent pourrait parcourir un peu plus de 20 000 km.
Document 2 – Capacité des forêts françaises à stocker du carbone
Les diverses études sur le sujet montrent qu’un arbre absorbe 10 à 40 kg de CO2 par an.
« L’arbre va absorber du carbone pour sa croissance, mais c’est insuffisant, car si on le laisse grandir et mourir, le carbone va être relâché dans l’atmosphère quand il va pourrir. L’intérêt est de transformer l’arbre en produits de bois qui vont séquestrer longtemps le carbone, comme des planches de bardage, des lames de parquets, des fenêtres ou du mobilier. » (Dominique Cacot, ingénieure Centre National de la Propriété Forestière Nouvelle Aquitaine).
Le reboisement à grande échelle pose d’autres problèmes : les projets peuvent entrer en concurrence avec des cultures alimentaires ou des forêts naturelles, et les arbres plantés peuvent être inadaptés à leur environnement. « Ce sont souvent des essences à croissance rapide comme les eucalyptus, les pins, mais cela peut finir par poser des problèmes de biodiversité, d’assèchement des sols » (Alain Karsenty, chercheur au Centre international pour la recherche agronomique et le développement – Cirad).
Source: d’après https://ecotree.green/combien-de-co2-absorbe-un-arbre
4- Pour compenser uniquement son empreinte carbone numérique annuelle, calculer en arrondissant à l’entier.
a. le nombre minimum d’arbres que cet adolescent devrait planter.
b. le nombre maximum d’arbres que cet adolescent devrait planter.
Les diverses études sur le sujet montrent qu’un arbre absorbe 10 à 40 kg de CO2 par an.
Calculons le nombre maximum d’arbres que cet adolescent devrait planter pour compenser uniquement son empreinte carbone numérique annuelle.
| 1 arbre | 10 kg de CO2 |
| $N_{max}$ | $80,665\ Kg$ |
$N_{max}=\frac{80,665\times1}{10}$
$N_{max}=8\ arbres.$
Calculons le nombre minimum d’arbres que cet adolescent devrait planter pour compenser uniquement son empreinte carbone numérique annuelle.
| 1 arbre | 40 kg de CO2 |
| $N_{min}$ | $80,665\ Kg$ |
$N_{min}=\frac{80,665\times1}{40}$
$N_{min}=2\ arbres.$
Ainsi, pour compenser uniquement son empreinte carbone numérique annuelle, cet adolescent devrait planter au minimum 2 arbres et au maximum 8 arbres.
On traitera les questions 5 et 6 après lecture du document 3, page suivante.
5- Déterminer les circonférences du pin et du chêne 75 ans après leur plantation.
Déterminons les circonférences du pin et du chêne 75 ans après leur plantation.
Le graphique ci-dessous représente la circonférence de pins et de chênes au cours du temps (après leur plantation en 1925).
$1925+75=2000.$
Graphiquement, 75 ans après leur plantation, en l’an 2000 :
la circonférence de pins est de 120 cm
la circonférence de chênes est de 60 cm
Planter un arbre est souvent présenté comme une solution pour compenser l’empreinte carbone d’une activité humaine productrice de CO2, mais cette approche présente plusieurs limites.
6- Rédiger un paragraphe argumenté expliquant ces limites, en utilisant les documents et vos connaissances.
Un arbre met plusieurs décennies à absorber une quantité significative de CO₂, par exemple si on plante des pins, on obtient une circonférence de 120 cm en 100 ans (voir question précédente), ce qui correspond à 0,8 t/ha de CO₂ stocké.
Les émissions issues des activités humaines, comme les transports (document 5), sont immédiates et importante.
De plus, l’absorption du CO₂ dépend de la croissance de l’arbre : s’il meurt prématurément ou est coupé, le carbone stocké peut être relâché dans l’atmosphère (document 2).
Par ailleurs, les projets peuvent entrer en concurrence avec des cultures alimentaires ou des forêts naturelles, et les arbres plantés peuvent être inadaptés à leur environnement. « Ce sont souvent des essences à croissance rapide comme les eucalyptus, les pins, mais cela peut finir par poser des problèmes de biodiversité, d’assèchement des sols » (document 2).
Ainsi, planter un arbre pour compenser l’empreinte carbone d’une activité humaine productrice de CO2, mais cette approche présente plusieurs limites.
Document 3 – Capacité de stockage de carbone et âge des arbres
Source : d’après Siriki Fané et al. Département du Génie Rural et des Eaux et Forêts
Le graphique ci-dessous représente la circonférence de pins et de chênes au cours du temps (après leur plantation en 1925).
Source : d’après thèse Thomas Perot