Ce livre présente les trois journées de stage à l'institut Lasalle Beauvais. Ce stage était proposé aux professeurs investis dans la préparation des élèves de première S au concours des géosciences académiques ou des IESO (international Earth Science Olympiad) et ayant eu un élève primé.

Remerciements

Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont rendu possible cette publication: M Rojat, IGEN de l'éducation nationale pour son intérêt à ce mode de communication, Mme Verschaeve, IPR de l'académie d'Amiens pour ses conseils avisés sur les autorisations à obtenir. Je remercie également M Gérard Vidal, éditeur de cette publication, M Charles-Henri Eyraud IFE/EnsLyon et M LeJan, professeur dans l'académie de Rouen qui m'ont beaucoup soutenu lors de cette réalisation.

Stage à l'institut LaSalle Beauvais

Carole Larose

Professeur associée IFE-ENSLyon
<carole.larose@ac-rouen.fr>

Publié par

Carole Larose

Académie de Rouen

IFÉ-ENS de Lyon

Ce livret est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Résumé

Table des matières

Première Journée
Deuxième journée
Soirée atelier poterie
troisième journée
Conclusion
Remerciements

Première Journée

Arrivée à l'institut Lasalle Beauvais, je suis accueillie comme les autres participants par M le directeur de l'institut polytechnique LaSalle, par M Rojat, doyen des inspecteurs généraux de SVT, Mme Séverine Verschaeve, IPR SVT de l'académie d'Amiens ainsi qu'un représentant du cabinet du recteur.

Visite des locaux et histoire de l'institut.

M Vincent Larcher du département communication nous fait visiter en partie le campus de 20 hectares. L'école naît en 1854 et en 2006, il y a une fusion entre ISAB, institut supérieur d'agriculture de Beauvais avec l'IGAL, institut géologique Albert de Lapparent.

Cet institut forme des étudiants en 3 ans ou 5 ans dans trois filières : agroalimentaire, alimentation et santé et géologie et environnement.

Si vous souhaitez davantage d'informations sur l'école: site de l'institut LaSalle.

Histoire de la Géologie du Bassin de Paris.

M Sébastien Laurent-Charvet, responsable de la formation de technicien supérieur en géologie et enseignant chercheur en géologie structurale, nous rappelle l'histoire de la géologie du Bassin de Paris en tant que bassin sédimentaire. Cette étude sera nécessaire pour la journée du lendemain à la bonne compréhension des lieux visités le lendemain.

Il présente également l'intérêt de son étude pour la recherche de ressources naturelles en eau, en ressources minérales ( gypse, silice, meulière, calcaire, sable), la prospection pour la géothermie ou encore "le gaz de schiste", cette expression n'ayant pas un grand sens géologique, voir l'article de Pierre Thomas sur planet-Terre à ce sujet.

Le gaz de schiste: géologie, exploitation, avantages et inconvénients.

Le diaporama de l'exposé de Monsieur Charvet est proposé sous forme de PDF.

histoire Bassin de Paris

Beaucoup de roches qui illustrent l'histoire de ce Bassin sont sur les paillasses.

Quelques exemples en image:

Figure 1. De gauche à droite Benoit, Marc et Sébastien Laurent notre formateur

Figure 1. De gauche à droite Benoit, Marc et Sébastien Laurent notre formateur

Figure 2. les explications sont nécessaires

Figure 2. les explications sont nécessaires

Les nombreuses roches et fossiles sortis sur les paillasses dans l'ordre chronologique ainsi que les explications de nos deux professeurs permettent une première reconstitution des paléoenvironnements et des cycles de régression/transgression que la région a subie. Chaque stagiaire dispose d'un livret qu'il peut compléter.

visite du compactus .

M Cyril Gagnaison, docteur en paléontologie et enseignant chercheur nous propose la visite d'une collection extraordinaire de fossiles conservée dans les locaux de l'école.

Figure 4. Cyril Gagnaison et un moulage de crâne d’orang-outan

Figure 4. Cyril Gagnaison et un moulage de crâne d’orang-outan

M Gagnaison fait parti d'un projet de valorisation des collections géologiques. Celles-ci sont très variées et se sont constituées depuis le XIXème siècle à partir d'échantillons provenant de la collection de A. de Lapparent (1839-1908) géologue membre de l'académie des Sciences, d'échantillons récoltés sur le terrain ainsi que d'une collection de 5000 minéraux léguée par Mr Boyer en 2010.

Ce projet a permis l'inventaire des collections et le début de la numérisation des pièces.

Les échantillons sont conservés dans des portoirs et sont classés par ordre chronologique. En voici quelques exemples en image.

Ces collections font parties d'un patrimoine que l'institut LaSalle souhaite utiliser comme outil de communication.

Deuxième journée

Après une soirée où certains d'entre nous ont confectionné des bijoux en utilisant des fossiles ou encore des morceaux de roches qui se sont transformés en pendentif ou boucles d'oreilles, nous partons pour une journée entière d'excursion.

IMERYS toiture.

L'entreprise IMERYS est située à Saint Germer de Fly dans l'Oise. Elle emploie 200 personnes et représente 11% de la production française.

Si vous souhaitez davantage d'informations sur l'entreprise : lien sur le site Imérys toiture.

visite de l'usine

Arrivés sur le site, nous sommes équipés de gilet jaune, de chaussures de sécurité, d'un casque et de bouchons d'oreilles et notre guide nous informe des consignes de sécurité à respecter.

La sécurité est un point très important et on peut dans de nombreux endroits de l'usine voir des panneaux lumineux: " la sécurité avant la production"

Les argiles extraites de la carrière sont des argiles rouges et les argiles du Gault. Elles sont extraites pendant la période printemps/été et ensuite stockées à l'abri des pluies. Leur empilement dans le lieu de stockage respecte la disposition en strates de la carrière ce qui permet de façon plus aisée de donner différentes colorations des tuiles produites à partir de cette matière première.

Ces argiles sont triées le long d'un tapis par granulométrie, les grains de plus petite taille seront conservés pour les tuiles.

La fabrication d'une tuile présente 4 étapes: la préparation de la pâte, le façonnage, le séchage et la cuisson.

La préparation de la pâte a pour but de former des mélanges en ajoutant certains éléments aux argiles comme du sable et de l'homogénéiser.
Le façonnage consiste à donner sa forme définitive à la tuile.
Le séchage permet d'éliminer l'eau dans de grands séchoirs.
La cuisson se réalise en trois phases , le préchauffage jusqu'à 900°, la cuisson jusqu'à 1200°, c'est l'étape la plus délicate en enfin le refroidissement. Elle se réalise en 15 heures environ.

Notre guide dans l'entreprise nous explique la phase de transition du quartz qui rend délicate la phase de cuisson et de refroidissement, vous pouvez l'écouter ici :

Les produits sont testés à chaque étape de leur fabrication et à la dernière étape après le refroidissement, la personne teste les qualités sonores de la tuile pour contrôler l'absence de bulle d'air qui change la sonorité. Environ 5% des tuiles sont rejetées de cette manière, les produits non conformes sont utilisés pour le remblai.

Figure 13. le four et les wagonnets de tuiles

Figure 13. le four et les wagonnets de tuiles

Le produit fini est principalement la tuile terroise d'Huguenot la tuile terroise

visite de la carrière

Il y a 4 lieux de production mais la carrière la plus proche est à peine 2 km de l'usine d'où des gains de temps et d'énergie. L'exploitation a lieu sur le flanc sud de l'anticlinal du pays de Bray.

Figure 14. la carrière des argiles rouges et de Gault

Figure 14. la carrière des argiles rouges et de Gault

visite de la carrière de Sibelco à Crépy en Valois

La société Sibelco est une entreprise spécialisée dans l'extraction et la vente de sable. Ils possèdent une vingtaine de carrière réparties partout en France. Présentation de la société Sibelco

Les sables sont utilisés dans de nombreux domaines en fonction de leur propriétés physico-chimiques, dans l'industrie du béton , de l'assainissement et la filtration de l'eau, la verrerie et la fonderie.

La carrière de Crépy en Valois exploite les sables de l’Éocène et plus précisément ceux du Barthonien (41.3 à 37 millions d'années). Elle a une étendue de 70 hectares, les sables sont très clairs et disposés en trois couches:

couche 1: sable sur lequel repose la trémie et les tapis qui transportent le sable
couche 2: sable utilisé pour le béton
limite de la couche 2 et 3 : sable utilisé pour la fonderie
couche 3 : sable très fin et très pur 99% de SiO2 utilisé pour la verrerie

Une photo de plus près permet de mieux visualiser la couche calcaire jaune qui surplombe les sables ainsi que le sol empelousé.

Figure 16. exploitation du front de sables.

Figure 16. exploitation du front de sables.

Par endroit, le sable se consolide en blocs, sorte de grès présentant des formes arrondies.

Le sable extrait pour la fonderie est analysé régulièrement pour obtenir une granulométrie et une chimie la plus stable possible.

Visite de l'usine Montupet à Laigneville

Le groupe industriel Montupet du nom de son fondateur est spécialisé dans la conception et la réalisation de certaines pièces essentielles dans l'automobile. lien sur le site Montupet

Il y a de nombreux sites de Montupet à l'étranger en Roumanie, en Bulgarie, au Mexique et bientôt en Inde.

Le site de Laigneville emploie 1000 personnes dont 100 au bureau d'études et ne produit que des culasses pour les marques Renault, Nissan et Ford.

Comme pour l'usine d'Imerys, les consignes de sécurité sont très strictes, port du gilet jaune, de lunettes et de bouchons d'oreilles.

Figure 18. équipement de sécurité pour Nathalie, Govinda et Marc.

Figure 18. équipement de sécurité pour Nathalie, Govinda et Marc.

Notre guide qui est ingénieur de recherche dans cette entreprise nous fait une présentation du groupe Montupet et des caractéristiques de l'usine de Laigneville

Nous suivons le guide dans des couloirs de circulation où les piétons sont prioritaires, toutes les autres zones étant prioritaires pour les engins et nous n'aurons pas l'autorisation de prendre des photos.

Le sable exploité à la carrière Sibelco permet la fabrication des noyaux de sable, ce sont les moules internes permettant après les avoir retirer de former les orifices dans la culasse. Les noyaux sont constitués de 99 % de sable + 0.5% de résine + 0.5% de durcisseur + un catalyseur (l'amine). Ils serviront pour couler le métal d'aluminium fondu à 700° C.

Le sable doit contenir 97 % de silice au moins, peu de Fe, Al, Ca, K qui sont des polluants, les grains doivent être anguleux pour résister à l'abrasion et permettre sa régénération. Le sable est régénéré dans un four à 500° qui enlève la résine, on récupère ainsi 95% du sable auquel on ajoute 5% de sable neuf.

Les projets de recherche sont axés sur la fabrication d'une nouvelle résine qui ne serait pas malodorante ni polluante ou encore la fabrication de noyaux en polystyrène.

Les noyaux de sable peuvent également servir à d'autres usages dans d'autres entreprises comme la robinetterie.

Soirée atelier poterie

Dans la continuité de la journée, Julie nous propose un atelier poterie, elle a commencé cette activité cette année et veut nous faire partager son enthousiasme.

Figure 20. de gauche à droite, Julie Pierre Marie-Odile, Bruno, Pierre

Figure 20. de gauche à droite, Julie Pierre Marie-Odile, Bruno, Pierre

Nous sommes tous très appliqués à modeler la pâte argileuse soit à la main comme Armelle soit comme André et Marc au tour.

Figure 22. André et Didier s'essaient au tour

Figure 22. André et Didier s'essaient au tour

troisième journée

Cette demi journée est consacrée à la visite du laboratoire des géosciences de l'institut LaSalle Beauvais.

instruments de mesure

Nous sommes reçus par Mme Tatiana Maison, chargée de recherche, docteur en mécanique et physico-chimie du sol.

Cette jeune scientifique nous présente différents instruments simples pour réaliser des dosages sur le sol comme la teneur en argile à l'aide du bleu de méthylène ou encore le dosage des carbonates. Ce laboratoire dispose également de matériel plus performant comme pour évaluer le tassement d'un sol au cours du temps.

Il dispose également d'un granulomètre laser qui permet d'étudier des échantillons en fonction de leurs caractéristiques. La taille des échantillons ne doit pas excéder les 2 mm ni être inférieure à 0.02 µm. Les résultats obtenus sont très rapides et très homogènes mais pour être valides ils doivent souvent être accompagnés d'observations en microscopie électronique ou encore de la comparaison avec le tamisage manuel qui plus fastidieux mais plus fiable.

Le laboratoire est également équipé de deux microscopes électronique à balayage, un de paillasse et un plus perfectionné et plus puissant, ce dernier permet la réalisation d'images de la surface d'objets en 3D avec une résolution de l'ordre du nanomètre

Figure 25. Le microscope électronique à balayage.

Figure 25. Le microscope électronique à balayage.

Cette technique est complétée par l'utilisation du diffractomètre à rayon X: cet appareil permet d’identifier les phases minéralogiques présentes dans une poudre et de distinguer également les différentes formes de cristallisation d'un même composé comme le quartz et les autres polymorphes.

méthodes de prospection

Jean David Verne, enseignant chercheur et géotechnicien à l'école nous présente de façon théorique puis plus appliquée deux méthodes de prospection du sous-sol: la sismique réfraction et le géoradar, vous pouvez l'écouter.

La partie appliquée porte sur la mise en œuvre et l'utilisation du géoradar. Toute l'équipe se mobilise autour de Jean-David pour assembler les différentes pièces du géoradar: la roue sur l'antenne blindée, les batteries sur l'unité de contrôle et enfin l'écran de signalisation.

Figure 28. Mise en place du matériel par de droite à gauche Julie, Govinda, Marc et Jean-David

Figure 28. Mise en place du matériel par de droite à gauche Julie, Govinda, Marc et Jean-David

Nous sortons alors pour tester le matériel sur le terrain.

Figure 29. Sur le terrain, Marie-Odile opère aux derniers réglages.

Figure 29. Sur le terrain, Marie-Odile opère aux derniers réglages.

Cette technique est non invasive et s'emploie pour des profondeurs comprises entre 0 et 20 m. Elle est utilisée pour la recherche de cavités, de canalisations, dans des sites archéologiques, dans des zones fracturées...

Voici l'enregistrement appelé radargramme, on note une déformation du signal liée à la présence d'une canalisation dont on peut alors connaître la profondeur.

Figure 30. Le radargramme au dessus d'une canalisation.

Figure 30. Le radargramme au dessus d'une canalisation.

La matinée s'achève. Séverine nous a préparé une surprise.

Les surprises de Séverine

A l'heure du déjeuner, Séverine Verschaeve nous réunit pour nous offrir des spécialités gustatives de la région.

Mais je vous propose plutôt de regarder et d'écouter Séverine nous faire découvrir avec enthousiasme tous ces mets délicieux.

Figure 32. description des spécialités

Conclusion

C'est maintenant le moment de se quitter, il nous reste encore quelques jours de vacances avant de revoir nos élèves. Ce stage m'a permis de faire connaissance avec des professeurs chercheurs, d'enrichir ma culture des géosciences, de pouvoir avoir des perspectives de sortie avec mes premières S en particulier chez Imérys. Nous avons partagé des moments enrichissants, échangeant à de nombreuses reprises sur nos pratiques tout en étant très décontractés.

Figure 33. photo du groupe et des formateurs de ce stage.

Figure 33. photo du groupe et des formateurs de ce stage.

Nous ne repartons pas les mains vides. De nombreux présents nous sont offerts à la fois par l'institut Lasalle, et le rectorat de l'académie d'Amiens qui a fêté ses 50 ans en 2014.

Figure 35. Pour nous donner envie de revenir en Picardie.
Un ensemble de ressources mis à disposition.

Figure 35. Pour nous donner envie de revenir en Picardie.
Un ensemble de ressources mis à disposition.

Figure 36. une jolie boite de rangement.
Chaque case a trouvé son échantillon.

Figure 36. une jolie boite de rangement.
Chaque case a trouvé son échantillon.

L'institut Lasalle Beauvais a souhaité également conserver des marques de cette première expérience. Un très joli film a été réalisé, il vous permettra en 7 minutes d'avoir un parcours imagé de ces trois journées. Je les remercie de pouvoir intégrer cette vidéo dans cet article.

Figure 37. vidéo réalisée par l'institut LaSalle Beauvais

Cette vidéo est également disponible en suivant le lien vidéo du stage sur you tube.

Remerciements

Je tiens à remercier toutes les personnes qui ont rendu ce stage possible et agréable.

Le rectorat de l'académie d'Amiens
Mme Verchaeve, IPR de l'académie d'Amiens
M le directeur de l'institut Lasalle à Beauvais
Les formateurs et les chercheurs de l'institut polytechnique qui nous ont encadré.
Julie et Pierre, professeurs de SVT de l'académie d'Amiens qui nous ont proposé deux soirées à thème illustrant les géosciences de façon ludique, l'un pour la création de bijou, la seconde pour la poterie.
Je remercie Pierre Prado qui m'a autorisé à utiliser les bandes sons présentes dans ce livre
Je remercie enfin l'entreprise Imerys et Montupet de nous avoir permis de visiter leurs locaux et de publier les images et les sons présentés.

Stage à l'institut LaSalle Beauvais

Carole Larose

Publié par

Gerard Vidal

IFÉ-ENS de Lyon

Remerciements

Stage à l'institut LaSalle Beauvais

Carole Larose

Publié par

Carole Larose

IFÉ-ENS de Lyon

Première Journée

Visite des locaux et histoire de l'institut.

Histoire de la Géologie du Bassin de Paris.

visite du compactus .

Deuxième journée

IMERYS toiture.

visite de l'usine

visite de la carrière

visite de la carrière de Sibelco à Crépy en Valois

Visite de l'usine Montupet à Laigneville

Soirée atelier poterie

troisième journée

instruments de mesure

méthodes de prospection

Les surprises de Séverine

Conclusion

Remerciements