Transport et durabilité

Classer du plus faible au plus fort impact environnemental par personne sur un trajet urbain et justifier l'ordre : voiture avec un seul occupant, bus, vélo et métro.

Classer ces énergies de transport de la plus faible à la plus forte émission à l'usage et justifier le classement : essence, électricité d'origine renouvelable, gazole et énergie humaine (vélo).

Un bus urbain consomme l'équivalent de 8 litres de gazole tous les $100\ \text{km}$ et transporte en moyenne 20 passagers ; une voiture consomme 6 litres tous les $100\ \text{km}$ avec un seul occupant. Calculer la consommation par passager et pour $100\ \text{km}$ dans les deux cas et commenter le résultat.

Le graphique compare les émissions de CO₂ par voyageur et par kilomètre de plusieurs modes de transport. Calculer les émissions d'un aller-retour au lycée ($15\ \text{km}$ au total) en voiture et en bus, et exprimer combien de fois une option émet plus que l'autre.

La voiture électrique n'émet pas de gaz en roulant, mais cela signifie-t-il qu'elle est à « zéro émission » ? Répondre en utilisant la notion de cycle de vie : fabrication des batteries et origine de l'électricité.

Vingt élèves qui parcourent $4\ \text{km}$ par jour en voiture pour aller au lycée décident de passer au vélo. Avec ces données par passager : $120\ \text{g}$ de CO₂ par kilomètre en voiture contre $0\ \text{g}$ à vélo, calculer combien de kilogrammes de CO₂ sont évités sur un mois de 20 jours de classe.

La construction d'une ligne ferroviaire à grande vitesse de 400 km a généré une empreinte carbone de 1,5 million de tonnes de CO₂ équivalent en raison des terrassements, des tunnels et du bétonnage des viaducs. Sur ce corridor, voyager en avion émet 120 g de CO₂ par voyageur·km, tandis que le train émet 24 g de CO₂ par voyageur·km avec le mix électrique actuel.

1. a) Calculer combien de trajets complets par passager en train (remplaçant l'avion) sont nécessaires pour compenser l'impact initial de l'infrastructure.
2. b) Si la ligne transporte 3 millions de passagers par an et que 70 % d'entre eux viennent de l'avion, prévoir en combien d'années l'ouvrage sera amorti sur le plan environnemental.
3. c) Justifier comment ce délai d'amortissement varierait si le mix électrique du pays passait de 50 % à 90 % de production renouvelable.

Une voiture de 1300 kg consomme 5,5 L d'essence aux 100 km lorsque le conducteur est seul. Chaque passager supplémentaire de 75 kg augmente la consommation du véhicule d'environ 0,1 L aux 100 km (donnée : brûler 1 L d'essence émet 2,3 kg de CO₂).

1. a) Réfuter par le calcul l'affirmation « covoiturer pollue autant que rouler seul, mais la pollution est simplement répartie », en calculant et en comparant les émissions en grammes de CO₂ par passager·km lorsque le conducteur est seul et lorsque 4 personnes voyagent ensemble.
2. b) Si, dans une zone industrielle de 1200 salariés, on encourage le covoiturage et que le taux d'occupation moyen passe de 1,1 à 2,2 personnes par véhicule, prévoir combien de voitures en moins circuleront et combien de mètres carrés de stationnement seront libérés (estimer 12 m² par place).
3. c) Justifier pourquoi réduire de 10 % le nombre de véhicules aux heures de pointe peut réduire de plus de 30 % le temps perdu dans les embouteillages.

Expliquer ce qu'est une « piste cyclable protégée » et pourquoi elle fait augmenter bien plus l'usage du vélo qu'une simple ligne peinte sur la chaussée.

Qu'est-ce qu'un trajet « intermodal » ? Décrire un exemple réaliste de trajet vers votre lycée combinant vélo, train et marche, et indiquer ce qui est nécessaire pour que cette combinaison soit pratique.

Citer trois avantages de la marche ou du vélo pour aller au lycée qui ne soient pas environnementaux (santé, économies, autonomie) et les expliquer en une phrase.

Expliquer ce qu'est un service de véhicules partagés (voitures ou scooters en location à la minute) et déterminer dans quels cas il peut réduire le nombre total de voitures d'une ville.

Expliquer ce qu'est la « logistique du dernier kilomètre » et décrire deux façons de la rendre plus durable (points de retrait communs, vélos-cargos, camionnettes électriques), avec leurs avantages.

Comparer la trottinette électrique et le vélo pour des trajets urbains de $3\ \text{km}$ : énergie consommée, exercice physique, sécurité et comportement par temps de pluie ou de froid. Défendre une option en reconnaissant les points forts de l'autre.

Une voiture de 1300 kg consomme 5,5 L d'essence aux 100 km lorsque le conducteur est seul. Chaque passager supplémentaire de 75 kg augmente la consommation du véhicule d'environ 0,1 L aux 100 km (donnée : brûler 1 L d'essence émet 2,3 kg de CO₂).

1. a) Réfuter par le calcul l'affirmation « covoiturer pollue autant que rouler seul, mais la pollution est simplement répartie », en calculant et en comparant les émissions en grammes de CO₂ par passager·km lorsque le conducteur est seul et lorsque 4 personnes voyagent ensemble.
2. b) Si, dans une zone industrielle de 1200 salariés, on encourage le covoiturage et que le taux d'occupation moyen passe de 1,1 à 2,2 personnes par véhicule, prévoir combien de voitures en moins circuleront et combien de mètres carrés de stationnement seront libérés (estimer 12 m² par place).
3. c) Justifier pourquoi réduire de 10 % le nombre de véhicules aux heures de pointe peut réduire de plus de 30 % le temps perdu dans les embouteillages.

Expliquer ce qu'est la mobilité durable et citer trois actions concrètes qu'une ville peut mener pour la promouvoir.

Une mairie veut réduire la circulation dans le centre-ville. Analyser ces quatre mesures — piste cyclable, piétonnisation, parking relais en périphérie et navette de bus — et les classer selon la rapidité de mise en œuvre et selon l'effet attendu, en justifiant vos critères.

Une famille effectue deux trajets quotidiens de $10\ \text{km}$ en voiture pendant 220 jours par an. En prenant $120\ \text{g}$ de CO₂ par kilomètre en voiture et $70\ \text{g}$ en bus, calculer les émissions annuelles actuelles et de combien elles diminueraient si la moitié des trajets se faisait en bus.

Un audit de mobilité dans votre lycée (600 élèves) révèle que 45 % arrivent en voiture particulière (avec un taux d'occupation moyen de 1,1 élève/véhicule), 30 % en bus et 25 % à pied ou à vélo, ce qui provoque de graves embouteillages et des situations dangereuses devant l'entrée à 8 h 00.

1. a) Concevoir un plan de mobilité scolaire avec trois mesures techniques ou organisationnelles concrètes visant à réduire d'au moins la moitié les déplacements en voiture en une année scolaire.
2. b) Définir deux indicateurs quantitatifs vérifiables (en précisant leur formule de calcul et leur unité de mesure) permettant à la direction d'évaluer chaque mois l'efficacité du plan.
3. c) Justifier une intervention physique à faible coût sur la voie publique devant l'établissement (urbanisme tactique) qui augmente la sécurité des élèves venant par un mode actif.

Un lycée de 800 élèves a obtenu les pourcentages suivants dans son enquête sur les transports :

• Mode A (mobilité active : à pied, à vélo ou en trottinette sans moteur) : 30 %

• Mode B (transport collectif : car scolaire ou bus urbain) : 40 %

• Mode C (voiture partagée avec 2 élèves ou plus) : 10 %

• Mode D (voiture particulière individuelle avec 1 élève) : 20 %

1. a) Concevoir une formule mathématique permettant d'obtenir un « Indice de durabilité de la mobilité » ($I_{SM}$) noté de 0 à 100. Attribuer à chaque mode un coefficient de pondération compris entre 0 et 1 ($P_A, P_B, P_C, P_D$) en justifiant les valeurs choisies selon leur efficacité énergétique et l'espace occupé sur la voie publique.
2. b) Calculer la valeur actuelle de $I_{SM}$ du lycée avec votre formule.
3. c) Si l'établissement installe des casiers et des abris à vélos couverts et obtient que la moitié des élèves qui venaient en voiture individuelle (mode D) passent à la mobilité active (mode A), calculer le nouvel indice et prévoir combien de voitures par jour cesseront d'engorger l'entrée du lycée.