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Sortie géologique et chronologie relative.
mis à jour le 27/06/2024
Cette ressource présente un exemple d'utilisation des outils de SIG Arcgis Online pour la réalisation d'une sorte de carte géologique grâce au travail des élèves sur le terrain. Il s'agit d'une travail réalisé avec les élèves de spécialité SVT de terminale dans le cadre du chapitre sur la chronologie relative. Bien évidemment, cette sortie peut être réalisée sans utiliser ces outils numériques.
mots clés : SIG, ArcGIS, chronologie, spécialité, datation, terrain, géologie, fossiles stratigraphiques
Référence au CRCN
Compétences travaillées
Pratiquer des démarches scientifiques
- Formuler et résoudre une question ou un problème scientifique.
- Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution.
- Observer, questionner, formuler une hypothèse, en déduire ses conséquences vérifiables.
- Interpréter des résultats et en tirer des conclusions.
- Discerner, dans la complexité apparente des phénomènes observables, des éléments et des principes fondamentaux.
Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre
- Utiliser une application de traitement de données.
Adopter un comportement éthique et responsable
- Participer à l’élaboration de règles de sécurité et les appliquer sur le terrain.
Objectifs
Ainsi, l'observation des différents faciès stratigraphiques rencontrés sur la plage de la Mine en Vendée (Jard-sur-Mer) et le relevé de ces observations par les élèves via une enquête survey d'ArcGIS ont permis de construire une "carte géologique" simplifiée de la plage.
Concrètement, les élèves ont pu presque immédiatement comprendre les relations géométriques entre les différentes strates et replacer l'ordre chronologie de ces couches.
On peut construire cette activité de terrain sous la forme d'une démarche scientifique.
Présentation de l'activité
La plage de la mine à Jard-sur-Mer est depuis longtemps un lieu emblématique de la géologie vendéenne. C'est ici que l'on peut observer les 5 premiers étages stratigraphiques du Jurassique formés au moment de l'ouverture de l'océan Atlantique Nord il y a 200 Ma. Il s'agit de roches marno-calacaires issues de la sédiments argilo-carbonatés déposés en milieu marin sur le socle érodé de la chaîne hercynienne.
Entre le nord et le sud de la plage, 4 étages peuvent être identifiés.
| Problème : comment replacer ces différents étages dans un ordre chronologique? Proposer une stratégie de résolution permettant de retrouver l'ordre chronologique des différents étages stratigraphiques observés sur la plage de la Mine à Jard-sur-Mer. |
Le lieu de la sortie est la plage de la Mine à Jard-sur-Mer. A marée basse, sur l'estran mais aussi sur les falaises qui bordent la plage, l'on retrouve la base du Jurassique en discordance sur le socle hercynien. La base du Jurassique est très réduite mais regroupe les premiers étages : Hettangien-Sinémurien / Pliensbachien / Toarcien / Aalénien / Bajocien.
Étant très réduit et potentiellement ensablée par endroits, il n'est pas facile d'observer des fossiles stratigraphiques, surtout dans le Toarcien. Cependant, en recoupant plusieurs types d'informations (diversité de la faune, type de calcaire (couleur, composition chimique), on peut identifier les principaux étages.
Le meilleur moment pour arriver sur les lieux est d'être une heure avant la marée basse par un coefficient de plus de 80. C'est uniquement dans ces conditions, qu'il est plus probable d'observer les couches argilo-calcaires du Toarcien qui composent l'estran au plus bas de la plage.
La présentation de la méthode de travail aux élèves peut se faire par l'étude des affleurements du Toarcien ou du Pliensbachien localisés plutôt au centre de la plage car ce sont les faciès les plus facilement recouverts par le sable et par la mer (voir la carte pour se repérer).
Après avoir distribué les documents plastifiés présentant les différents étages stratigraphiques, le professeur explique comment un géologue analyse les roches à l'affleurement : mesure du pendage, identification du type de calcaire (couleur, effervescence à l'acide chlorhydrique, dureté) et identification des fossiles potentiels.
Le professeur explique ou rappelle (car il est préférable de faire cela en amont de la sortie) le fonctionnement de l'application "Survey123" pour la prise de données.
Enfin, le professeur explique que les élèves travailleront par groupes (de 3-4 élèves) et devront enregistrer plusieurs points espacés de quelques mètres sur le même banc qui est par définition de même âge afin d'obtenir une carte géologique en couleur des différentes couches identifiées.
Ressources
L'avantage d'utiliser un formulaire Survey123 d'ArcGIS est que les élèves pourront prendre leurs données simplement et sans connexion à internet (seule la géolocalisation de leur téléphone devra être activée). Il faudra tout de même veiller à ce que les élèves aient au préalable téléchargé le formulaire dans leur application Survey123.
Pour la sortie, voici un exemple de formulaire réalisé.
Pour réaliser ce type de formulaire avec ArcGIS Online, voici une vidéo de présentation (LIEN)
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un rapporteur (pour la mesure de l'angle du pendage) :
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une boussole (pour la direction du pendage) ;
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un smartphone (avec l'application Survey123 contenant le formulaire) ;
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un petit marteau (de bricolage) pour réaliser des petites encoches et ainsi révéler la vraie couleur des roches ou estimer leur dureté.
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les documents plastifiés permettant d'identifier les différentes couches.
Résultats et trace écrite
Par principe de superposition, la disposition des terrains du nord au sud de la plage correspond alors à l'ordre chronologique.
Remarque : en montrant alors l'échelle chronostratigraphique, les élèves peuvent confronter leurs résultats et valider la pertinence de leurs données.
Critique, observation, bilan de l'activité
Cette activité a été réalisée avec un groupe de 20 élèves répartis en 7 groupes. Elle s'est déroulée sur une durée d'environ 1h30, dont 45 minutes en autonomie des élèves.
Il est possible de réaliser cette activité sans utiliser les outils numériques, mais cela permet de gagner un temps certains, car dès que les élèves envoient leurs données (grâce à une connexion partagée), sur une tablette, leur carte géologique apparaît instantanément. Ainsi la critique de leurs prise de données peut être directement engagée.
Le site permet d'aller plus loin encore. En effet, toujours dans le cadre du programme de spécialité de SVT de terminale, on peut évoquer le cycle orogénique hercynien en étudiant la discordance un peu loin vers le nord (C et B sur la carte). Il y a également une paléoplage perchée (A) datant de l'Eémien le dernier interglaciaire (120 000 ans) permettant de discuter de l'élévation du niveau de la mer qui accompagne les périodes interglaciaires et donc de parler des indices des variations climatiques au Quaternaire.
En somme, une journée bien remplie sur le terrain !
Cette sortie peut-être réalisée selon trois niveaux de compétences du point de vue de la maîtrise des outils numériques utilisés :
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Faire la sortie sans utiliser les outils numétiques de prise de données.
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Faire la sortie avec le formulaire Survey123 en visualisant seulement la carte obtenue automatique dans survey123.
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Faire la sortie avec le formulaire et avec un dashboard (tableau de bord) permettant de visualiser les résultats sur la carte mais aussi d'estimer le travail accompli par les élèves (nombre de points, choix des calques à afficher pour évaluer la pertinence des données prises sur le terrain).
information(s) pédagogique(s)
niveau : Lycée tous niveaux, Terminale
type pédagogique : sortie pédagogique, démarche pédagogique
public visé : enseignant
contexte d'usage : sortie pédagogique
référence aux programmes : Programme de spécialité SVT de terminale
Partie : A la recherche du passé géologique de notre Terre
Le temps et les roches - Chronologie relative
fichier joint
documents complémentaires
| carte |
| Les cartes pour la sortie |
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Voici les deux cartes, l'une vierge pour les élèves et l'autre en correction. |
| dsdsdsdsd |
sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes