Absorbe une partie du rayonnement
ultraviolet solaire.
ADN
Les UV peuvent être
mutagènes (endommager l'ADN).
SAVOIR-FAIRE
Mettre en relation des
spectres d'absorption de l'ozone et de l'ADN
dans le domaine UV.
III | SCHÉMA
J'écoute
Chaîne de protection
IV | ESPRIT CRITIQUE
J'écoute
4« Trou dans la couche d'ozone »
QUESTION DU PROGRAMME
L'expression est-elle scientifiquement robuste ?
Lien avec le cours 1 : distinguer fait, modèle, métaphore médiatique.
IV | ESPRIT CRITIQUE
À noter
Ce qu'il faut comprendre
Ce n'est pas un « trou » au sens d'un vide géométrique.
C'est une forte diminution de la teneur en ozone
(surtout au-dessus de l'Antarctique au printemps austral).
On mesure en unités Dobson (épaisseur équivalente).
FORMULATION PLUS JUSTE
« Appauvrissement / diminution saisonnière de l'ozone stratosphérique. »
IV | SOCIÉTÉ
J'écoute
Science → décision mondiale
DÉCOUVERTE
Mesures + modèles : rôle de composés
(ex. CFC) dans la destruction catalytique de l'ozone.
RÉPONSE
Protocole de Montréal (1987) :
réduction des substances appauvrissant l'ozone.
Exemple de culture scientifique utile à la citoyenneté
(objectif C du programme).
IV | ACTIVITÉ
À faire
Reformuler (binômes, 3 min)
CONSIGNE
Transformez ce titre de presse en phrase scientifiquement plus juste :
« Un trou géant dévore la couche d'ozone et menace la planète. »
Critères : précision (quoi / où / comment) + ton factuel.
LIVRABLE 1 | LANCEMENT
À vivre
5Premier livrable : Science, climat et société
CONSIGNE
En groupe, choisissez une des
10 problématiques du thème 1. Produisez un livrable qui
problématise, s'appuie sur des sources
et communique clairement (esprit critique + vulgarisation).
Format au choix (poster, dissertation, podcast, vidéo, démo, discussion LLM annotée…).
Chaque sujet comporte un calcul obligatoire (formule fournie).
Rendu : 1 livrable majeur avant les prochaines vacances.
Déclarez l'usage éventuel d'IA (charte du cours 1).
Eau liquide : condition rare et décisive pour la vie
O₂ → ozone : comment l'atmosphère protège le vivant
« Trou d'ozone » : métaphore ou fait scientifique ?
Climat ou météo ? Distinguer pour raisonner
GES et +1 °C : de la mesure au forçage radiatif
Rétroactions : ce qui amplifie ou amortit
L'océan face au réchauffement (énergie et CO₂)
Climato-scepticisme : débat scientifique ou biais ?
Modèles et scénarios du climat futur
Chaque groupe se positionne sur une problématique (slides suivantes).
LIVRABLE 1 | P1 | 1.1
À faire
1. Atmosphère primitive / actuelle
À FAIRE
Expliquer le passage N₂/CO₂/H₂O → ~78 % N₂ + 21 % O₂ + traces,
et ce que cela change pour le vivant.
Quels gaz dominent à l'origine / aujourd'hui ? Rôle de H₂O liquide puis de la photosynthèse ?
Quels indices reconstituent cette histoire ? Sources / puits de O₂ aujourd'hui ?
CALCUL OBLIGATOIRE
Pourcentage volumique :
\( p = \dfrac{n_{\mathrm{gaz}}}{n_{\mathrm{tot}}} \times 100 \).
Avec \( n_{\mathrm{tot}} = 100 \) mol d'air actuel : \( n_{\mathrm{O_2}} = 21 \) mol, \( n_{\mathrm{N_2}} = 78 \) mol.
Calculez aussi la variation relative de O₂ si on passe de \( p_i = 1\,\% \) (hypothèse simplifiée)
à \( p_f = 21\,\% \) : \( \tau = \dfrac{p_f - p_i}{p_i} \).
PISTES DE SOURCES
Manuel ES Tle (1.1) ; CNRS / INSU ; NASA / ESA ; Eduscol thème 1.
LIVRABLE 1 | P2 | 1.1
À faire
2. Eau liquide et vie sur Terre
À FAIRE
Via le diagramme d'état, montrer pourquoi (T, P) terrestres permettent
l'hydrosphère, et pourquoi c'est décisif pour la vie.
À 1 bar : états à \(0^{\circ}\mathrm{C}\) et \(100^{\circ}\mathrm{C}\) ? Effet d'une forte baisse de P ?
Comparez brièvement avec Mars ou une lune glacée du système solaire.
CALCUL OBLIGATOIRE
Conversion Kelvin / Celsius :
\( T(\mathrm{K}) = \theta(^{\circ}\mathrm{C}) + 273{,}15 \).
Convertissez \( \theta = -60^{\circ}\mathrm{C} \) (ordre de grandeur d'une nuit martienne)
et \( \theta = 15^{\circ}\mathrm{C} \) (ordre de grandeur terrestre), puis placez les couples
\( (T,\, P) \) sur le diagramme (prenez \( P_{\mathrm{Terre}} = 1\,\mathrm{bar} \),
\( P_{\mathrm{Mars}} \approx 0{,}006\,\mathrm{bar} \)) pour conclure sur l'état de H₂O.
PISTES DE SOURCES
Diagramme du polycopié ; NASA Solar System Exploration ; Eduscol 1.1.
LIVRABLE 1 | P3 | 1.1
À faire
3. De l'O₂ à l'ozone protecteur
À FAIRE
Relier O₂, UV, formation d'O₃ et protection du vivant (UV / ADN).
Chaîne qualitative UV → dissociation O₂ → O₃ ; où se forme l'ozone utile ?
Lien avec les spectres d'absorption ozone / ADN (savoir-faire programme).
CALCUL OBLIGATOIRE
Énergie d'un photon :
\( E = \dfrac{h c}{\lambda} \)
avec \( h = 6{,}63 \times 10^{-34}\,\mathrm{J\cdot s} \),
\( c = 3{,}00 \times 10^{8}\,\mathrm{m\cdot s^{-1}} \).
Calculez \( E \) pour \( \lambda = 240\,\mathrm{nm} \) (UV capable de dissocier O₂)
et comparez à \( \lambda = 500\,\mathrm{nm} \) (visible). Conclusion pour la chimie de l'ozone.
PISTES DE SOURCES
Cours 2 ; NASA Ozone Watch ; spectres UV (manuel) ; OMS / Anses (UV santé).
LIVRABLE 1 | P4 | 1.1
À faire
4. « Trou dans la couche d'ozone »
À FAIRE
L'expression est-elle scientifiquement robuste ?
Relier mesures (Dobson) et protocole de Montréal.
Appauvrissement saisonnier / Antarctique ; rôle des CFC ; science → décision mondiale.
Épaisseur équivalente d'ozone (STP) :
\( e = 0{,}01 \times D \) (en mm) si \( D \) est en unités Dobson (UD).
Pour \( D_{\mathrm{moy}} = 300\,\mathrm{UD} \) et \( D_{\mathrm{min}} = 100\,\mathrm{UD} \) (ordre de grandeur « trou »),
calculez \( e_{\mathrm{moy}} \), \( e_{\mathrm{min}} \) et la variation relative
\( \tau = \dfrac{D_{\mathrm{min}} - D_{\mathrm{moy}}}{D_{\mathrm{moy}}} \).
PISTES DE SOURCES
UNEP Ozone Secretariat ; NASA Ozone Watch ; CNRS ; titres de presse vs données.
LIVRABLE 1 | P5 | 1.2
À faire
5. Climat ou météo ?
À FAIRE
Distinguer climatologie et météorologie, et montrer pourquoi la confusion
nourrit de mauvais raisonnements.
Échelles de temps ; indicateurs (T, océans, glaces) ; un hiver froid « réfute-t-il » le réchauffement ?
CALCUL OBLIGATOIRE
Moyenne et anomalie :
\( \overline{T} = \dfrac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} T_i \)
et \( \Delta T = T - T_{\mathrm{ref}} \).
Sur 5 valeurs mensuelles inventées ou relevées (ex. \( 2{,}1 \); \( -1{,}4 \); \( 0{,}3 \); \( 4{,}0 \); \( -0{,}8 \) en \(^{\circ}\mathrm{C}\)),
calculez \( \overline{T} \). Puis, avec \( T_{\mathrm{ref}} = 0{,}0^{\circ}\mathrm{C} \), calculez l'anomalie d'un mois « froid »
et discutez climat vs météo.
PISTES DE SOURCES
Météo-France ; GIEC glossaire ; NOAA / Copernicus ; un article de presse à décortiquer.
LIVRABLE 1 | P6 | 1.2
À faire
6. GES et +1 °C depuis ~150 ans
À FAIRE
Relier GES, forçage radiatif, équilibre radiatif et hausse de T moyenne.
Forçage radiatif ; rôle de l'IR thermique ; où est stockée l'énergie (océans…) ?
CALCUL OBLIGATOIRE
Forçage radiatif du CO₂ (formule simplifiée Myhre) :
\( \Delta F = 5{,}35 \,\ln\!\left(\dfrac{C}{C_0}\right) \) en \(\mathrm{W\cdot m^{-2}}\).
Avec \( C_0 = 280\,\mathrm{ppm} \) (préindustriel) et \( C = 420\,\mathrm{ppm} \) (ordre actuel),
calculez \( \Delta F \). Interprétez le signe et l'ordre de grandeur.
PISTES DE SOURCES
GIEC AR6 ; NOAA Mauna Loa ; NASA GISS / Copernicus ; spectres d'absorption (manuel).
LIVRABLE 1 | P7 | 1.2
À faire
7. Rétroactions climatiques
À FAIRE
Identifier actions / rétroactions (vapeur d'eau, albédo, permafrost)
et au moins une rétroaction stabilisatrice.
Positive vs négative ; perte de glace → albédo ; permafrost ; puits chlorophyllien.
CALCUL OBLIGATOIRE
Puissance moyenne absorbée par la Terre :
\( P_{\mathrm{abs}} = (1 - A)\,\dfrac{S}{4} \)
avec \( S = 1361\,\mathrm{W\cdot m^{-2}} \) (constante solaire).
Calculez \( P_{\mathrm{abs}} \) pour \( A = 0{,}30 \) puis \( A = 0{,}25 \) (albédo plus bas).
Quelle variation \( \Delta P_{\mathrm{abs}} \) ? Lien avec une rétroaction albédo.
Rôle d'amortisseur (énergie, CO₂), dilatation thermique,
glaces continentales vs glaces de mer.
Irréversibilité à l'échelle des siècles ; incidence sur le niveau des mers.
CALCUL OBLIGATOIRE
Dilatation thermique (ordre de grandeur) :
\( \Delta h \approx H\,\beta\,\Delta T \)
avec \( \beta \approx 2{,}0 \times 10^{-4}\,\mathrm{K^{-1}} \).
Pour une couche \( H = 1000\,\mathrm{m} \) et \( \Delta T = 0{,}5\,\mathrm{K} \),
estimez \( \Delta h \) (en m puis en cm). Discutez : ce n'est qu'une partie de la hausse du niveau des mers.
Débat scientifique ou biais d'argumentation ?
Décortiquer 2 à 3 arguments fréquents.
Peer review vs cherry-picking ; confusion climat / météo ; rôle du consensus.
CALCUL OBLIGATOIRE
Variation relative (outil anti cherry-picking) :
\( \tau = \dfrac{x_f - x_i}{x_i} \).
Sur une série d'anomalies (ex. \( -0{,}2 \); \( 0{,}0 \); \( 0{,}1 \); \( 0{,}4 \); \( 0{,}9 \) en \(^{\circ}\mathrm{C}\)),
calculez \( \tau \) entre le 1er et le dernier point, puis seulement entre les 2 derniers.
Montrez comment le choix de la fenêtre change le message.
Qu'est-ce qu'un modèle climatique, comment le valide-t-on,
que signifient scénarios / fourchettes du XXIe siècle ?
Lois physiques + numérique ; OMM / ONU / GIEC / COP ; atténuation vs adaptation.
CALCUL OBLIGATOIRE
Règle d'ordre de grandeur (conversion approximative) :
\( \Delta C \approx \dfrac{E}{7{,}8} \)
où \( E \) est en Gt de CO₂ et \( \Delta C \) en ppm.
Pour un budget restant \( E = 400\,\mathrm{GtCO_2} \), estimez \( \Delta C \).
Avec \( C_{\mathrm{actuel}} = 420\,\mathrm{ppm} \), calculez \( C_{\mathrm{futur}} \approx C_{\mathrm{actuel}} + \Delta C \)
et discutez la limite de cette règle (ce n'est pas un modèle climatique).
PISTES DE SOURCES
GIEC (SSP) ; OMM ; ONU Climat ; Nobel 2021 (Manabe / Hasselmann) ; Eduscol 1.3.
LIVRABLE 1 | CHOIX
À faire
Positionnement des groupes (5 min)
Formez un groupe (2 à 4) ou travaillez en solo si besoin.
Choisissez une problématique (P1 à P10).
Notez : sujet + format provisoire + 2 sources à ouvrir cette semaine.
Un groupe = une problématique (évitez les doublons si possible).
RAPPEL
Le livrable doit montrer que vous savez distinguer
fait, modèle,
opinion… et citer vos sources.
D'ici là : avancer sur le livrable 1
(problématique + sources + plan du format).
Cours gratuit | Enseignement scientifique terminale | Lucas Tachen Migheli
Comment l'atmosphère, l'eau et l'ozone protègent la Terre ?
Thème 1.1 | Publié le
| Mis à jour le
Ce diaporama gratuit d'enseignement scientifique terminale traite le thème 1.1 du programme : composition de l'atmosphère primitive et actuelle, liquéfaction de l'eau et lecture du diagramme d'état, formation et rôle protecteur de l'ozone stratosphérique. Il clarifie l'expression « trou dans la couche d'ozone » et relie les savoirs au protocole de Montréal.
Pensé pour la classe et les révisions à la maison, le cours alterne phases à noter, à écouter et à faire. Idéal pour élèves de terminale et parents qui veulent un vocabulaire aligné sur le Bulletin officiel. Auteur : Lucas Tachen Migheli (e-prof).
Quelle est la différence entre ozone stratosphérique et pollution à l'ozone ?
L'ozone en haute altitude filtre les UV ; près du sol, c'est un polluant. Le « trou » désigne un amincissement saisonnier au-dessus des pôles, pas un trou physique.
Pourquoi étudier le diagramme d'état de l'eau en ES terminale ?
Il relie pression, température et changements d'état : base pour comprendre la vapeur d'eau dans l'atmosphère et le cycle de l'eau.
Ce cours est-il gratuit ?
Oui. Accessible en ligne sans inscription, sous licence CC BY-NC-SA 4.0.