Modèle : Concours enseignants nov. 2016 - SVT - Épreuve de spécialité

Ce sujet est l'épreuve de spécialité — Sciences de la vie et de la Terre des concours de recrutement des enseignants contractuels du secondaire (collégial et qualifiant), session de novembre 2016. Durée : 5 heures, coefficient 1. Deux sujets obligatoires de 20 points chacun, à rédiger en trois parties (introduction, développement, conclusion). Voici une correction proposée.

💡 Méthode : chaque sujet est une synthèse argumentée à partir de documents. Le jury note l'exploitation des documents (« le document 3 montre que… »), l'apport de connaissances personnelles et la structure. Citez chaque document au moins une fois et illustrez par des exemples précis (espèces, régions, chiffres). Sur ce scan, la page contenant les documents 1 et 2 de l'annexe 1 manque : la correction du sujet 1 s'appuie sur les documents 3 à 5.

Sujet 1 — Facteurs écologiques et répartition de la végétation au Maroc (20 points)

Introduction

Le Maroc, situé entre l'Atlantique, la Méditerranée et le Sahara, et traversé par de hautes chaînes (Rif, Moyen Atlas, Haut Atlas, Anti-Atlas), présente une grande diversité de formations végétales : forêts humides, forêts sclérophylles, steppes, formations sahariennes. Problématique : quels facteurs écologiques expliquent cette répartition, et comment les facteurs abiotiques la déterminent-ils ?

I. Les facteurs écologiques

• Facteurs abiotiques : climatiques (précipitations, température, humidité, lumière, vent), édaphiques (nature et pH du sol, texture, profondeur, réserve en eau), topographiques (altitude, exposition des versants, pente).
• Facteurs biotiques : relations entre êtres vivants (compétition, parasitisme, symbioses comme les mycorhizes, rôle des animaux dans la pollinisation et la dissémination) et action de l'homme (défrichement, surpâturage, incendies, reboisement).

II. Influence des facteurs abiotiques sur la répartition de la végétation

1. Le climat : quotient pluviothermique et étages bioclimatiques (document 3). Le climagramme d'Emberger croise le quotient pluviothermique Q₂ (qui augmente avec les précipitations annuelles P et diminue avec l'écart entre la moyenne des maxima du mois le plus chaud M et la moyenne des minima du mois le plus froid m ; Q₂ = 2000 P / (M² − m²), températures en kelvins) et m en abscisse (variantes froide, fraîche, tempérée, chaude). Il définit les étages humide, subhumide, semi-aride, aride et saharien.

2. Correspondance bioclimats / végétation (documents 4 et 5). La comparaison des deux cartes montre :

• Bioclimats perhumide et humide (Rif, Moyen Atlas) → forêts humides : cédraie (Cedrus atlantica), sapin du Maroc (Abies marocana) dans le Rif, chêne zéen.
• Bioclimat subhumide et semi-aride (plaines atlantiques du Nord-Ouest, plateau central, piémonts) → forêts sclérophylles : chêne-liège (Maâmora), chêne vert, thuya de Berbérie, oléastre, lentisque.
• Bioclimat aride (Haouz, versants sud, Hauts Plateaux de l'Oriental) → formations arborées présteppiques et steppes : steppes à alfa (Stipa tenacissima) et armoise dans l'Oriental, genévriers et chêne vert clairsemés.
• Littoral aride du Sud-Ouest (Souss et côte atlantique du Sud-Ouest), adouci par l'influence océanique → formations arborées macaronésiennes : arganier (Argania spinosa), euphorbes cactoïdes.
• Bioclimat saharien (Sud et provinces sahariennes) → formations arborées et steppes sahariennes (acacias, Acacia raddiana, végétation contractée le long des oueds) et steppes du littoral océanique, où l'humidité des brouillards atlantiques compense la faiblesse des pluies.

3. Le relief : altitude et exposition.

• L'altitude fait baisser la température et augmenter les précipitations : étagement de la végétation (thuya et chêne vert en bas, cèdre en moyenne montagne, genévrier thurifère et steppes atlasiques des hautes altitudes au-delà de la limite supérieure des arbres dans le Haut Atlas).
• L'exposition : les versants nord et ouest, exposés aux vents humides atlantiques, sont plus arrosés et plus boisés que les versants sud et est, situés à l'abri (effet de foehn) : c'est pourquoi l'est de la Moulouya et les Hauts Plateaux, pourtant au nord, sont arides.
• La continentalité : l'éloignement de l'océan accroît les écarts thermiques et la sécheresse.

4. Le sol. À climat égal, la nature du substrat sélectionne les espèces : le chêne-liège exige des sols siliceux acides (sables de la Maâmora) et évite le calcaire ; le thuya et le chêne vert tolèrent les sols calcaires ; les sols salés portent une végétation halophile.

Conclusion

La répartition de la végétation au Maroc résulte d'abord du climat (gradient nord-ouest humide → sud-est saharien), modulé par le relief (altitude, exposition) et le sol. Les facteurs biotiques, surtout l'action humaine, modifient cette répartition naturelle (dégradation en matorral, recul des forêts) : d'où l'importance de la conservation et du reboisement adaptés à chaque étage bioclimatique.

Sujet 2 — Magmatisme et tectonique des plaques (20 points)

Introduction

Le magmatisme n'est pas réparti au hasard : il se concentre aux frontières des plaques, dans les zones de divergence (dorsales, rifts) et de convergence (subduction). Problématique : comment la dynamique des plaques crée-t-elle les conditions de la fusion partielle du manteau, et pourquoi les magmas diffèrent-ils selon le contexte ?

I. Structure interne du globe (cadre nécessaire)

• Croûte continentale (granitique, 30 à 70 km) et océanique (basaltes et gabbros, 6 à 10 km), séparées du manteau par le Moho.
• Manteau péridotitique (jusqu'à 2900 km), noyau externe liquide et noyau interne solide.
• Découpage mécanique : lithosphère rigide (croûte + manteau supérieur, ~100 km) découpée en plaques, qui se déplace sur l'asthénosphère ductile. Le manteau est solide : le magma ne vient pas d'une couche liquide, il naît d'une fusion partielle locale.

II. Magmatisme des zones de divergence

• Document 1 : sous la dorsale, la péridotite asthénosphérique remonte. Sa température baisse peu, alors que la pression diminue fortement : le géotherme de la dorsale recoupe le solidus de la péridotite sèche à faible profondeur (une centaine de kilomètres au plus), d'où une fusion partielle par décompression adiabatique (fusion de quelques % à 20 % environ de la roche).
• Document 2 : le magma basaltique s'accumule dans une chambre magmatique sous l'axe de la dorsale, puis cristallise : lentement en profondeur → gabbros (structure grenue) ; dans les fissures → complexe filonien (dolérites) ; en surface → basaltes en coussins (structure microlitique). La péridotite résiduelle, appauvrie, forme la base de la lithosphère. On obtient la succession de la lithosphère océanique : sédiments, basaltes, filons, gabbros, Moho, péridotites.
• Document 3 : dans le rift est-africain et l'Afar, la divergence commence en domaine continental : failles normales, fossés d'effondrement et volcanisme cénozoïque abondant, souvent alcalin, parfois bimodal. L'Afar montre le passage du rift continental à l'océanisation (golfe d'Aden, mer Rouge).
• Caractères : volcanisme surtout effusif, magma basaltique fluide, pauvre en eau et en silice.

III. Magmatisme des zones de convergence (subduction)

• Document 4 : dans une zone de subduction, le géotherme est déprimé (lithosphère froide plongeante) et ne recoupe jamais le solidus de la péridotite sèche. En revanche, il recoupe le solidus de la péridotite hydratée, situé à des températures plus basses.
• Origine de l'eau : la croûte océanique, hydratée à la dorsale (métamorphisme hydrothermal), se déshydrate au cours de la subduction par métamorphisme (faciès schistes verts → schistes bleus → éclogites). L'eau libérée vers 100 km hydrate le manteau du coin situé au-dessus de la plaque plongeante et abaisse sa température de fusion : fusion partielle par hydratation.
• Produits : magmas andésitiques riches en silice, en eau et en gaz (série calco-alcaline), visqueux : volcanisme explosif (andésites, rhyolites ; nuées ardentes), et plutons de granitoïdes (granodiorites) qui cristallisent en profondeur. Exemples : Cordillère des Andes, Japon, « ceinture de feu » du Pacifique.
• Collision : la fusion partielle de la croûte continentale épaissie donne des granites d'anatexie.

Conclusion

Le magmatisme est une conséquence directe de la tectonique des plaques : en divergence, la décompression produit un magma basaltique qui crée la lithosphère océanique ; en convergence, l'hydratation du manteau produit un magma andésitique qui fait croître la croûte continentale. Le magmatisme participe ainsi au cycle de la lithosphère : création à la dorsale, recyclage en subduction.