Tu n'as pas encore vu le chapitre et le contrôle arrive ? On commence par le strict nécessaire : les définitions et le vocabulaire, à savoir restituer tels quels. Rien à calculer, rien à analyser.

1Production primaire d'une forêt
Une forêt tempérée reçoit $2\,000\,000$ kJ/m²/an d'énergie solaire. La PPB des arbres est de $16\,000$ kJ/m²/an et leur respiration consomme $10\,400$ kJ/m²/an.
  1. Expliquer en une phrase pourquoi la PPN est inférieure à la PPB.
Voir le corrigé
c) \(\text{La respiration cellulaire des producteurs consomme une partie de l'énergie fixée par photosynthèse pour leur propre métabolisme.}\) \(\text{Donc PPN} \lt \text{PPB : seule la PPN est disponible pour les consommateurs primaires.}\)
2Cycle du carbone et rôle des décomposeurs
Dans une forêt, on constate que la litière (feuilles mortes, débris végétaux) disparaît progressivement sans s'accumuler indéfiniment.
  1. Quel groupe d'organismes est responsable de cette disparition ? Nommer le processus.
Voir le corrigé
a) \(\text{Les décomposeurs (bactéries et champignons) dégradent la litière.}\) \(\text{Le processus est la décomposition (ou minéralisation) : la matière organique est transformée en éléments minéraux.}\)

Ça te dit quelque chose. Ici on applique directement une définition du cours à un cas simple : tu reconnais la notion, tu la poses, tu conclus.

1Production primaire d'une forêt
Une forêt tempérée reçoit $2\,000\,000$ kJ/m²/an d'énergie solaire. La PPB des arbres est de $16\,000$ kJ/m²/an et leur respiration consomme $10\,400$ kJ/m²/an.
  1. Calculer la PPN de cette forêt en kJ/m²/an.
  2. Calculer le rendement photosynthétique (rapport PPB sur énergie solaire reçue, exprimé en %).
Voir le corrigé
a) \(\text{PPN} = \text{PPB} - R = 16\,000 - 10\,400 =\) \(5\,600 \text{ kJ/m}^2\text{/an}\)
b) \(\eta_{\text{photo}} = \dfrac{16\,000}{2\,000\,000} \times 100 =\) \(0{,}8\,\%\)
2Cycle du carbone et rôle des décomposeurs
Dans une forêt, on constate que la litière (feuilles mortes, débris végétaux) disparaît progressivement sans s'accumuler indéfiniment.
  1. Quel gaz est rejeté dans l'atmosphère lors de cette dégradation et par quelle réaction ?
Voir le corrigé
b) \(\text{Dégradation de matière organique} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + \text{énergie}\) \(\text{Le CO}_2 \text{ est rejeté par la respiration cellulaire (aérobie) des décomposeurs.}\)

On s'échauffe sur une situation que tu n'as pas vue en cours. Même méthode, contexte nouveau — c'est exactement ce qu'on te demandera de transposer.

1Transferts trophiques dans un lac/ 6 pts
Dans un écosystème lacustre, la PPN des algues est de $8\,000$ kJ/m²/an. La chaîne alimentaire est : algues → zooplancton → poissons herbivores → brochet. Le rendement de transfert est de $10\,\%$ à chaque niveau trophique.
  1. Calculer l'énergie disponible pour le zooplancton.
  2. Calculer l'énergie disponible pour les poissons herbivores.
  3. Calculer l'énergie disponible pour le brochet.
  4. Quelle fraction (en %) de la PPN des algues parvient finalement au brochet ?
Voir le corrigé
a) \(E_{\text{zooplancton}} = 8\,000 \times 0{,}10 =\) \(800 \text{ kJ/m}^2\text{/an}\)
b) \(E_{\text{poissons herbivores}} = 800 \times 0{,}10 =\) \(80 \text{ kJ/m}^2\text{/an}\)
c) \(E_{\text{brochet}} = 80 \times 0{,}10 =\) \(8 \text{ kJ/m}^2\text{/an}\)
d) \(\dfrac{8}{8\,000} \times 100 = (0{,}10)^3 \times 100 =\) \(0{,}1\,\% \text{ de la PPN des algues parvient au brochet.}\)

Format contrôle. Ces questions demandent d'enchaîner plusieurs étapes et de justifier chaque maillon du raisonnement. Prends le temps de rédiger.

1Analyse d'une pyramide d'énergie/ 3 pts
Le tableau suivant donne les flux d'énergie dans un écosystème de prairie (en kJ/m²/an) :
  • Producteurs : 5 000
  • Consommateurs primaires : 500
  • Consommateurs secondaires : 45
  1. Calculer le rendement de transfert entre producteurs et consommateurs primaires (en %).
  2. Calculer le rendement de transfert entre consommateurs primaires et secondaires (en %).
  3. Ces valeurs sont-elles conformes à la règle des 10 % ? Justifier brièvement.
Voir le corrigé
a) \(\eta_1 = \dfrac{500}{5\,000} \times 100 =\) \(10\,\%\)
b) \(\eta_2 = \dfrac{45}{500} \times 100 =\) \(9\,\%\)
c) \(\eta_1 = 10\,\% \text{ et } \eta_2 = 9\,\% \approx 10\,\%\) \(\text{Oui, conforme. Les légères variations autour de 10\,\% sont normales dans les écosystèmes réels.}\)
2Cycle du carbone et rôle des décomposeurs
Dans une forêt, on constate que la litière (feuilles mortes, débris végétaux) disparaît progressivement sans s'accumuler indéfiniment.
  1. Expliquer en quoi ce processus est indispensable pour les producteurs primaires.
Voir le corrigé
c) \(\text{Sans décomposeurs, N, P, K... resteraient bloqués dans la matière organique morte.}\) \(\text{La minéralisation libère ces éléments sous forme assimilable, permettant aux producteurs de les absorber pour synthétiser de nouvelles molécules organiques.}\)

Tu veux prendre de l'avance ? Analyse de documents, exploitation d'expérience, questions ouvertes : on est déjà dans le registre de l'année suivante.

1Régime alimentaire et surface agricole/ 3 pts
Besoin ≈ 3 650 000 kJ/an (10 000 kJ/j) ; surfaces recalculees ≈ 2 433 m2 et 24 333 m2, rapport 10 inchange.. La PPN d'une culture agricole est de $15\,000$ kJ/m²/an. Le rendement de transfert entre la plante et l'humain est de $10\,\%$ ; le rendement entre la plante et le bœuf est également de $10\,\%$.
  1. Si l'humain se nourrit exclusivement de végétaux, quelle surface minimale (en m²) faut-il cultiver pour le nourrir ?
  2. Si l'humain se nourrit exclusivement de bœufs, quelle surface faut-il cultiver ?
  3. Conclure sur l'impact du régime alimentaire sur la surface agricole nécessaire.
Voir le corrigé
a) \(\text{Énergie végétale nécessaire} = \dfrac{1\,095\,000}{0{,}10} = 10\,950\,000 \text{ kJ/an}. \quad S = \dfrac{10\,950\,000}{15\,000} =\) \(730 \text{ m}^2\)
b) \(\text{Énergie bœuf nécessaire} = \dfrac{1\,095\,000}{0{,}10} = 10\,950\,000 \text{ kJ/an}. \quad \text{Énergie végétale pour bœufs} = \dfrac{10\,950\,000}{0{,}10} = 109\,500\,000 \text{ kJ/an}. \quad S = \dfrac{109\,500\,000}{15\,000} =\) \(7\,300 \text{ m}^2\)
c) \(\dfrac{7\,300}{730} = 10\) \(\text{Un régime à base de viande de bœuf nécessite 10 fois plus de surface agricole qu'un régime végétarien, en raison des pertes d'énergie à chaque niveau trophique supplémentaire.}\)