Formaterre 2013 : Conférences et atelier QGIS, outil de soutien
à la sortie géologique.ÉricLe JanCLEG Camille Saint Saëns22 rue Saint
LôRouen76000tel: 02 35
07 83 50Fax : 02 35 07 83 51eric.lejan@ac-rouen.frCaroleLaroseLycée Corneille Rouenrue du
MaulévrierRouen7600002
35 07 88 00 02 35 07 47 28 carole.larose@ac-rouen.frÉricLe JanAcadémie de Rouen2015-02-25
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
Un livret de présentation de la formation interacadémique "Formaterre 2013". Cette
formation s'est déroulée sur deux jours dans un format "conférences" le matin et
atelier l'après midi. La conférence de Pierre Thomas assure le lien entre les deux
journées.Introduction : Vous trouverez dans ce livre numérique un ensemble de résumés des conférences du matin
et l'atelier proposé par l'équipe de Rouen. Vous disposez aussi des liens vers les
conférences assemblées avec les présentations des conférenciers.Conférences Formaterre 2013ÉricLe JanCLEG Camille Saint Saëns22 rue Saint
LôRouen76000tel:
02 35 07 83 50Fax : 02 35 07 83 51eric.lejan@ac-rouen.frCaroleLaroseLycée Corneille Rouenrue du Maulévrier76000 Rouentel
:0235078000fax :0235074728 carole.larose@ac-rouen.frCaroleLaroseAcadémie de Rouen2015-02-25
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Ce chapitre présente les conférences qui ont eu lieu lors des deux journées
de Formaterre 2013 le 14 novembre 2013 et le 15 novembre à Lyon.Journée du 14 novembre 2013présentation de Formaterre 2013Mme Françoise Morel-Deville , directrice de l'équipe ACCES à l'IFE inaugure
cette nouvelle cession de Formaterre en remerciant l'ensemble des participants
et collaborateurs associés. M. Gérad Vidal, chargé de mission, remercie l'ensemble des personnes
présentes, les conférenciers, Mme Morel-Deville, M. Vincent Charbonnier adjoint
de Mme Morel, M. Charles-Henri Eyraud, M. Ahamada Mbaé, le cadreur des
conférences. La COP 21 est dans quelques semaines les conférenciers qui sont venus sont
donc doublement remercié vu le nombre de sollicitations auxquelles ils sont
soumis.L'entrée météorologie avec les élèves pour aborder les sujets relatifs au
climat est aujourd'hui une possibilité à portée des écoles, des colleges et des
lycées, grâce aux nouveaux outils comme les nano-ordinateurs et les possibilités
de leur mise en réseau. Conférence du matin :la dynamique du manteau Nicolas Coltice de l'université Lyon 1 Nicolas Coltice présente un historique de la mise en évidence des courants de
convection depuis les travaux de Lord Kelvin jusqu'à Arthur HolmeS dans les
années 1930 qui relie les différents arguments et propose une première théorie
de la convection. Les connaissances des années 50 permettent les mises en
équation de la conservation de la masse, de la conservation de l'énergie. Dans
les années 1970/1980, des expériences analogiques avec des fluides de plus en
plus performants sont réalisées et montrent par exemple le retrait de la fosse
dans les zones de subduction. Les connaissances sur la dynamique interne de la
Terre sont de plus en plus importantes. Il faut considéré le manteau dans son
ensemble comme un système autoorganisé.Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
Conférence du matin : le paléomagnétisme et ses apports dans la compréhension
de la tectoniqueJean Besse de l'institut de Physique du Globe.Jean Besse commence sa conférence par le lien entre le magnétisme et la
tectonique des plaques. Le champ magnétique est enregistré dans les roches
sédimentaires ou magmatiques ou encore dans les bactéries qui contiennent
également de la magnétite. Les mesures récentes sur 2000 ans et plus anciennes
sur plusieurs millions d'années montrent que le champ magnétique même s'il se
déplace au cours des temps reste autour d'une position moyenne qui correspond à
l'axe de rotation. L’inclinaison du champ est relié à la latitude par tan i = 2 tan ʎ
(latitude). On peut mesurer le champ magnétique dans la roche donc connaitre la
latitude à laquelle la roche s’est formée. Ceci permet la création de modèles de
construction du déplacement des continents. Les inversions magnétiques ont
permis de fonder la théorie de la tectonique des plaques. Des animations
didactiques complètent utilement la conférence.Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
Conférence du soir : Vision globale et historique de la géodynamique Pierre Thomas . ENS Lyon.Pierre Thomas à l'occasion de cette nouvelle conférence soulève 4
questions: La Terre est-elle le seul corps à avoir la même
dynamique interne ?Vénus, planète jumelle pourrait également avoir une dyamique interne proche de
celle de la Terre mais de nombreux arguments montrent que la tectonique est
anarchique sur Vénus et de type plaque que sur la Terre. Sur Terre il y a un
saut brutal de viscosité entre la lithosphère et l'asthénosphère ce qui n'est
pas le cas sur Vénus. Ceci est due à l'absence d'eau dans le manteau
Vénérien.Depuis quand la Terre a-t-elle cette dynamique ?
De nombreux arguments montrent que la tectonique sur Terre est différente
avant et après 2 milliards d'années. L'Archéen correspond à un premier équilibre
dynamique : le manteau est très chaud, le magmatisme très abondant, les roches
ductiles. Ensuite le manteau est moins chaud , les courants de convection plus
lent, la Terre produit de moins en moins de chaleur avec un effet de seuil vers
2 milliard d’années. on passe à un modèle sous forme de plaques.Y-a-t-il un lien entre la dynamique interne et les
conditions externes ? Le cycle du Carbone montre les interactions intérieur/extérieur. On note une
superposition entre les changements atmosphériques et les changements de la
dynamique terrestre en particulier l'apparition du O2
dans l'atmosphère terrestre.Les épisodes boules de neigeIl existe des indices de glaciation vers -750Ma, vers -600 Ma et vers –580Ma.
Une explication possible : les continents assemblés en un seul ensemble, la
Rodinia, forment un couvercle thermique qui favorise l’apparition de trapps. La
rupture de ce super continent et donc l'apparition de bord de mer placent les
basaltes en bordure d’océan ce qui provoque une augmentation de l’altération qui
consomme beaucoup de CO2. On enregistre donc une
diminution du CO2 dans l'atmosphère ce qui a pour
conséquence la diminution de l'effet de serre et donc de la température, la
Terre devient une surface blanche. Pour sortir de cet épisode boule de neige où
tout est figé avec une vie ralentie, donc des échanges réduits, il faut tenir
compte compte du volcanisme qui reste actif et libère du
CO2 dans l’air ce qui augmente l'effet de serre donc
la température. Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
Journée du 15 novembre 2013conférence du matin:la Terre, fusion ou Terre solideVincent Deparis. Lycée Jean Monnet à Annemasse.
Vincent Deparis présente une approche historique sur une controverse du
XIXème siècle et l'état de la matière à l'intérieur de la Terre. Le premier
paradigme instauré à la suite des travaux de Cordier en 1827 est la Terre est en
fusion avec une mince croûte solide qui la recouvre. Lord Kelvin en 1862
développe une théorie selon laquelle la Terre aurait un comportement élastique.
Les données de la sismologie au début du XXème siècle seront décisives,
différentes discontinuités sont mises en évidence , le manteau est solide et
Jeffreys proposent en étudiant l'argument des marées en parallèle avec celui de
la propagation des ondes que le noyau externe liquide. Cependant les données
isostatiques montrent que sur de grandes échelles de temps le comportement de la
Terre pourrait être celle d'un fluide. La compréhension du comportement
rhéologique des roches apportent des précisions à la théorie de la tectonique
des plaques. Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
conférence du matin: le GPS et ses applications en Sciences de la
TerreJean-Pierre Lièvre. Lycée du Parc à Lyon.
Jean-Pierre Lièvre commence son exposé par l'exemple de la foudre avec
l'émission de lumière et du son. La mesure du temps qu'il faut pour que le son
arrive permet de connaitre la distance, c'est le principe au GPS. Les principes
généraux sont alors énoncés: 4 satellites bien positionnés sont nécessaires pour
donner une position à un point donné sur Terre avec des zones d'incertitudes qui
doivent être réduites le plus possible dans le cas de l'étude du déplacement des
plaques. Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
conférence du matin: unicité et diversité des combustibles fossilesFrançois Baudin. Université de Pierre et Marie Curie à Paris.La chimie de la matière organique a beaucoup évolué avec l'apparition des
êtres vivants en particulier des plantes à lignine. François Baudin présente
alors les milieux conservateurs de cette matière organique. Les divers
combustibles fossiles ne représentent qu'une infime partie de la matière
organique présente dans les roches sédimentaires. Il existe ainsi différents
types de kérogènes qui évoluent au cours du temps et leur enfouissement permet
d'aboutir aux huiles et gaz recherchés.Vous pouvez consulter la vidéo assemblée avec le diaporama en suivant ce lien
Atelier Formaterre 2013 : QGIS, outil de soutien à la sortie géologiqueEricLe
JanProfesseur de SVTiFé-ENS-LyonAllée de
Fontenay69000Lyoneric.lejan@ens-lyon.frCaroleLaroseProfesseur de SVTiFé-ENS-LyonAllée de
Fontenay69000Lyoncarole.larose@ens-lyon.frCes deux activités illustrent la possibilité d'exploiter les ressources
d'une sortie géologique pour aborder un mode de production particulier: le
compte rendu de sortie. L'utilisation de QGIS permet d'inscrire cette production
dans un contexte géologique et géographique géoréférencé. L'affichage du projet
dans le QGISCloud ou son exportation au format kmz permettent de disposer sur le
réseau des productions de chaque groupe d'élève.Le format .epub de cette production poursuit le même objectif, la
mutualisation des productions.Les données des programmesVoici deux cadres possibles pour l'application de cet atelier : L'exploitation en Première S
Tectonique des plaques et ressources localesConnaissances:un exemple de
ressource géologique est choisi dans un contexte proche
de l’établissement scolaire. Son étude (nature,
gisement) permet de comprendre que ses conditions
d’existence peuvent être décrites en utilisant le cadre
général de la tectonique des
plaques.Objectif et mots clés. Il
s’agit de montrer l’intérêt local et concret du modèle.
Tout exemple de matériau géologique d’intérêt pratique
peut être retenu.Capacités et Attitudes:
Recenser,
extraire et organiser des informations notamment
lors d’une sortie sur le
terrain.
L'exploitation en Cinquième
Géologie externe : évolution des paysagesConnaissances:L’Homme prélève
dans son environnement géologique les matériaux qui lui
sont nécessaires et prend en compte les conséquences de
son action sur le paysage.Capacités et Attitudes:
Observer,
recenser et organiser des informations afin de
comprendre la nécessité d’exploitation de
matériaux géologiques et de percevoir les effets
de cette exploitation sur l’environnement.
Observer,
recenser et organiser des informations relatives
au risque d’accidents naturels (glissements de
terrain, inondations, effondrements,
éboulements...).
la sortie dans le pays de Bray.Cette sortie à proximité du lycée permet la réponse à la problématique: Comment les affleurements et les paysages montrent-ils des
traces à l'échelle de la tectonique locale? la préparation de la sortie la sortie peut se préparer lors d'une séance d'accompagnement personnalisé.
Les élèves prennent alors contact avec:Les principes de la sédimentologie : les roches sédimentaires sont déposées
horizontalement et respectent le principe de superposition. Les strates inclinées ont été soumises à des contraintes ce qui aboutit à des
plis visibles dans le paysage, sur une coupe ou la carte géologique.le travail sur le terrain Le travail des élèves sur le terrain consiste à collecter des informations
leur permettant de répondre à la problématique: les photos des différents
arrêts, des croquis le pendage relevé sur le terrain, la coupe géologique. Ils
utilisent également l'extrait de carte géologique fournie au départ.Le travail est menée par groupe de trois élèves, en autonomie et correspond à
une tâche complexe.Les élèves peuvent s'approcher de la carrière munis d'un casque et mesurer le
pendage.Les sables de cette carrière sont en exploitation, ils sont utilisés
principalement pour la réalisation de drainage routier ou encore le drainage des
bâtiments. De plus, un projet de réaménagement de cette carrière est en cours
pour l'année prochaine.Le paysage et la carte géologique montrent la présence d'un pli. La présence
de la strate la plus âgée au centre et des plus récentes de part et d'autre
indiquent un anticlinal.A Grumesnil, les élèves localisent sur la carte géologique fournie ou à l'aide
de leur téléphone portable munie de l'application i.infoTerre la carrière
observée. Les sables ont le même âge que ceux observés au Mont du Gât avec un
pendage d'environ 40°, preuve d'un remaniement local.La carte géologique permet de localiser les points et permet de confirmer la
présence d'un pli anticlinal ( à l'aide de la notice géologique donnant l'âge
des strates)le compte rendu à l'aide de QGisQGis permet pour chacun des arrêts la création d'une couche point. Chaque groupe d'élève créé une couche correspondant à l'un des arrêts. La
table d'attribut est constituée avec autant de colonnes comportant les attributs
c'est à dire les données recueillies à l'arrêt considéré. Arrêt 1 : la carrière du Mont du Gât Les attributs utiles sont ici : une photo de la carrière, la nature des roches
rencontrées, l'âge, la mesure du pendage, des éléments de réponse au problème
posé.L'outil eVis permet l'insertion des photos ou des liens internet.Le résultat obtenu pour la couche point du Mont du Gât est alors
celui-ci:Arrêt 2 : le paysage de la Ferté Saint Samson
Les attributs utiles sont alors: une photo du paysage de la Ferté, une photo
de la coupe géologique, des éléments de réponse au problème posé.De la même façon que précédemment avec l'outil eVis, nous pouvons obetenir le
compte rendu suivant:Arrêt 3 : la carrière de GrumesnilLes attributs utiles sont alors : une photo de la carrière, la nature des
roches rencontrées, l'âge, la mesure du pendage, des éléments de réponse au
problème posé.Avec eVis , le résultat obtenu:Pour mettre en évidence l'axe du pli sur la carte géologique, les élèves sont
alors amenés à créer une couche vecteur ligne; la technique est très similaire à
celle de la couche point. On peut s'affranchir d'internet et donc des couches WMS en préparant les
extraits de carte géologiques géoréférencées.le résultat obtenu dans QGisLorsque tous les élèves ont fini la création de leur couche, le projet
finalisé se présente sous cette forme: les trois couches points avec leur table
d'attribut remplie des informations utiles à la résolution du problème posé, la
couche ligne correspondant à l'axe du pli.Cette production peut se faire lors d'une séance de travaux pratiques au
retour de la sortie ou encore en AP suivant la progression établie sur
l'année.Les monuments de Rouen : l'utilisation des roches comme matériau de
constructionLes élèves sont invités à réfléchir aux matériaux de construction du patrimoine de
la ville de Rouen. Quelques monuments voisins de l'établissement sont retenus comme
site de visite. Il est convenu que les groupes de deux élèves doivent réaliser deux ou trois
photographies afin de caractériser le matériau de construction de chaque
monument.La mise en oeuvre de QGIS est abordée par la création d'une couche vecteur
"points". Les champs attributaires sont choisis pour la classe. Les projets sont
sauvegardés, un par groupe de deux élèves.La mise en oeuvre de QGISLe logiciel est utilisé en classe sur une dizaine de machines. Un projet est
créé et les élèves le chargent. Le projet contient une couche WMS qui permet de
se situer géographiquement. La couche utilisée est "google physical". Ceci
inscrit le projet dans une projection particulière, "WGS84/Google
Mercator".La création de la couche "compte rendu"Les couches doivent pouvoir être fusionnées. Le plus simple est donc d'avoir
des intitulés d'attributs identiques. Nous avons retenu :Nom 1 (texte 255 caractères)Nom 2 (texte 255 caractères)Monument (texte 255 caractères)Photo1 (texte 255 caractères)Photo2 (texte 255 caractères)Photo3 (texte 255 caractères)Comment1 (texte 255 caractères)Comment2 (texte 255 caractères)Comment3 (texte 255 caractères)Consigne (texte 255 caractères)Les champs "consigne", "nom 1" , "nom 2" sont remplis pour que les élèves
comprennent comment saisir leur compte rendu au retour de la sortie.Vous pouvez voir les étapes dans la vidéo de création de couche.
La préparation du retour de terrain : les extraits de cartes
géologiques.Au retour de la sortie les élèves disposent d'observations qui leur donnent la
possibilité de remplir une partie de leur compte rendu. En revanche ils ne disposent pas des origines des roches qu'ils ont observées.
Il leur est donc fourni des liens qui leur permettent d'identifier l'origine des
roches ayant servi à la construction des monuments.Pour parer les difficultés liées à l'affichage des couches WMS on peut aussi
préparer des extraits de cartes géologiques en les géoréférençant à l'avance. Cette étape est décrite dans la vidéo du
géoréférencement d'une couche RASTER.
Le projet une fois produitLes élèves disposent donc d'un projet contenant les liens vers les sites de
références à la fois pour les monuments et les carrières d'extraction des
matériaux de construction.Il peuvent compléter leur compte rendu puis assembler leur propre
projet.Conclusion : Une fois que les élèves ont rendu leurs projets il est possible de fusionner
les couches des différents groupes pour obtenir une couche vecteur pour la
classe.Le travail peut être conduit en 2 heures de TP si la séquence est préparée un
peu à la maison par les élèves.Conclusion : Cette session de Formaterre sera suivie en 2014 par une formation organisée de la même
façon. Bonne utilisation de cette production et à l'année prochaine.