PARTIE  2 (6 points) -  LE DÉFI ÉNERGÉTIQUE

Réduire sa consommation énergétique
Dans le cadre de la loi sur la transition énergétique, on doit réduire la consommation énergétique des bâtiments. Pour cela, certains particuliers installent chez eux des puits canadiens.

Document 1 : le puits canadien
Document 1a : principe d’un puits canadien
À seulement quelques mètres de profondeur, la température du sol est d’environ 12 °C(1) toute l’année contrairement à l’air extérieur dont la température peut varier entre – 20 °C et 35 °C(1).
(1) Données pour la France métropolitaine.
Le principe simplifié du puits canadien est de faire passer de l’air extérieur dans un tuyau enterré d’une longueur d’environ 30 mètres où il se réchauffera en hiver ou se refroidira en été.



Dans l’exemple illustré ci-dessus, l’air extérieur à la température de 0 °C entre dans le puits où il se réchauffe jusqu’à atteindre la température de 11 °C à l’entrée dans la maison. L’air soufflé à 11 °C est ensuite réchauffé par le système de chauffage de l’habitation. La VMC (ventilation mécanique contrôlée) fait circuler l’air dans le dispositif et la maison, ce qui renouvelle l’air intérieur. Le regard permet d’inspecter l’installation et de nettoyer les tuyaux.

Document 1b : précautions à prendre lors de l’installation d’un puits canadien
Au niveau des joints d’étanchéité (joints, regard, trappe d’évacuation de l’eau) des infiltrations de radon sont possibles.

Source : d’après http://www.criirad.org

Document 2 : le radon
Document 2.a : le danger du radon
Le radon, de symbole chimique Rn, est un gaz d’origine naturelle, présent dans les sols.
Gaz inodore et incolore, le radon est dangereux pour des personnes exposées à de fortes
concentrations car cet élément radioactif se désintègre en émettant un rayonnement alpha(2), connu
pour être cancérigène.
(²) un rayonnement alpha (α) correspond à l’émission d’un noyau d’hélium  .

Document 2.b : courbe de décroissance radioactive du radon 



 
QUESTIONS :

Question 1 :
Parmi les propositions ci-dessous, identifier celle qui correspond à la désintégration spontanée du radon  .


Question 2 :
À partir du document 2b, déterminer le temps nécessaire pour que la moitié des noyaux radioactifs de radon initialement présents se désintègrent.

Question 3 :
Le propriétaire d’une maison d’une surface de 75 m² utilisait en moyenne par hiver une énergie de 8 000 kWh pour se chauffer. Cette énergie était fournie par une chaudière électrique d’une puissance de 20 kW. Il a fait installer un puits canadien et fait un premier bilan après l’hiver.
Sa chaudière électrique a fonctionné 40 heures de moins qu’auparavant durant la période hivernale.
3.1. Donner l’expression littérale reliant les grandeurs énergie et puissance.
3.2. Montrer par un calcul que le gain énergétique réalisé est de 800 kWh.
3.3. Commenter le résultat obtenu.

Question 4 :
Citer un avantage et un inconvénient d’installer un puits canadien. Justifier brièvement.