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La carte géologique de la France au 1/ 1 000 000 au lycée
explorée avec QGIS
Couches de données disponibles :
- visibles si cochées
- masquées si décochées
Carte vectorielle :
- données affichées selon les choix de l'utilisateur
- affichage adaptatif au niveau de zoom
Légende :
- format vectoriel (fichier pdf)
- affichage contextuel sur la carte
Outils complémentaires :
- bloc diagramme
- profil topographique
- mesures et calculs
La carte géologique de la France au 1/ 1 000 000 au lycée
explorée avec QGIS
Sommaire :
Ce dossier présente l'utilisation d'un SIG (Système d'information géographique) QGIS pour l'étude au lycée de la
carte géologique de la France au 1 millionième.
A. Intérêt de l'utilisation de la carte géologique de la France au 1M avec QGIS
B. La carte géologique de la France au 1M en Classe
1. Utiliser la carte géologique de la France au 1M en Spécialité de première : 1.1. Quelques activités possibles
Exemple 1 : Réaliser un schéma de la carte géologique de la France.
Exemple 2 : Mesurer la répartition des roches des grandes catégories de roches.
1.2. Des exemples de résultats obtenus
2 - Utiliser la carte géologique de la France au 1M en Spécialité de terminale : 2.1. Quelques activités possibles
Exemple 1 : Les sutures ophiolites en France
Exemple 2 : Le passé mouvementé de la Terre (Histoire géologique de France)
Reconstituer l'histoire d'une région et la situer dans un cycle orogénique.
2.2. Des exemples de résultats obtenus
C- Documents annexes Annexe 1 : Installation du logiciel et de la carte Annexe 2 : Présentation de la carte
Annexe 3 : Fiches techniques :
Fiche technique : Utilisation de QGIS
Fiche technique : UTILISATION DE CARTE GÉOLOGIQUE AU 1/ 1 000 000 AVEC UN SIG (QGIS v3)
Annexe 4 : Informations techniques
Matériel complémentaire :
Quelques tutoriels :
Exemples supplémentaires de résultats obtenus
Documents de TP élève
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Webographie – Sites et ressources utilisées pour la construction de ce travail La carte géologique de la France au millionième.
La carte géologique de la France au millionième. Jean Marc Lardeaux – Conférence – 23/10/2009 - 1h27'
Une présentation très complète de la carte et de ses principes (video et pdf de la présentation).
Disponible sur le site PlanetTerre : https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/geologie-France-Lardeaux.xml
Cartographie eu millionième par Damien Jaujard. Damien Jaujard – Visioconférence – 22/05/2020
Visioconférence pour les formateurs SVT de l'académie de Toulouse. Utilisation de la carte appliquée au programme
2020 de SVT. (vidéo et pdf de la présentation).
Disponible sur le site de l'académie de Toulouse : https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/node/559
Autre version de la visioconférence pour enseignants : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article1095
Pour l'utilisation de Qgis en SVT.
Travailler avec QGIS en SVT. Tutoriels et exemples d'activités. G. Gutjahr, H. Furstoss, X. Guéraut, L. Martin et P. Morin.
Disponible à l'adresse : https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/
(en cours de transfert sur le site SVT de l'académie de Toulouse)
Complément en ligne : Des captures d'écran et blocs diagrammes en 3D des zones étudiées (cf. partie 2.1 T spécialité)
A. Intérêt de l'utilisation de la carte géologique de la France au 1M avec QGIS
La carte géologique de la France au 1/1 000 000 est au programme de l'enseignement de spécialité de SVT en
première et en terminale des lycées. Cette carte a été mise à disposition sous sa forme vectorielle par le BRGM dans
le cadre du Plan national pour la science ouverte. Le format vectoriel permet de la lire et de l'exploiter de manière
fine avec des systèmes d'informations géoscientifiques (SIG) tel que le logiciel QGIS.
L'utilisation de cette carte, dans le cadre des programmes de SVT, à l'aide de QGIS offre une réelle plus-value par
rapport à l'utilisation de cette carte soit sous sa forme papier étalée sur le paillasse d'une salle ou affichée au mur,
soit sous la forme scannée telle qu'elle disponible dans visualisateurs SIG en ligne tel que InfoTerre ou Géoportail.
Elle combine toutes les utilisations possibles sous ces deux formes et permet d'y ajouter des fonctionnalités
supplémentaires qui enrichissent considérablement l'exploitation de la carte.
La carte géologique de la France au 1M avec QGIS permet :
- une lecture de la carte très fine sans perte de qualité lors d'un zoom.
- optimisation de la lisibilité de la carte selon le niveau de zoom, L'affichage de la carte s'adapte pour éviter des surcharges de l'écran.
- affichage des données utiles selon le niveau de zoom, Les informations non exploitables à un niveau de zoom sont estompées jusqu'à ce quelle soient exploitables.
- accès direct à toutes les informations de la légende de manière contextuelle. Nature des roches, position dans l'échelle stratigraphique, âge absolu, métamorphisme s'affichent directement sur la carte.
- affichage ou de masquage des données en fonction du questionnement étudié,
- de compléter la carte par des informations contextuelles supplémentaires Des informations locales ou globales complètent la carte. Topographie, Géographie, Informations locales (Etablissement scolaire,
Itinéraires de sortie, localisation d'échantillons disponibles dans l'établissement, …) peuvent être rajoutées à la carte pour compléter son
exploitation.
- de réaliser des opérations quantitatives à partir des données de la carte
- réalisation de profils topographiques* sur la carte,
- réalisation de blocs diagrammes en 3D* de la carte ou des zones étudiées,
- réalisation de mesures à partir de la carte (distance, surface*, …)
- extraction de zones de la carte en fonction de critères déterminés par l'utilisateur. *Certaines de ces fonctionnalités nécessitent l'installation de modules complémentaires.
La carte est accompagnée d'une légende complète au format vectoriel (fichier pdf) qui permet d'accéder au détail
de la légende sans perte de qualité. Un double accès à la légende est donc possible soit directement à partir de la
carte de manière contextuelle, soit par le fichier de légende disponible.
Cet outil constitue un ensemble qui permet de répondre à différents objectifs des programmes des lycées.
Les objectifs de connaissances et de capacités directement liés à la carte géologique de la France au 1M mais
également des objectifs plus généraux tels qu'ils sont définis dans le préambule des programmes soit en matière de
numérique, soit en matière de compétences générales puisque notamment QGIS permet d'introduire une dimension
quantitative dans l'utilisation de la carte puisque des mesures deviennent possible à partir de la carte.
Ce dossier présente un ensemble d'activités pouvant être réalisé avec des élèves de première et de terminale dans
le cadre de l'enseignement de spécialité de SVT. Il apporte les informations didactiques ou techniques permettant
d'accompagner les élèves de la découverte de l'outil vers une maitrise permettant de l'utiliser de manière plus
autonome.
B. La carte géologique de la France au 1M en Classe
1. Utiliser la carte géologique de la France au 1M en Spécialité de première :
Utiliser la carte de France au millionième
pour identifier la répartition des principaux types de roches sur le territoire.
1.1. Quelques activités possibles
Exemple 1 : Réaliser un schéma de la carte géologique de la France.
Réaliser un schéma de la répartition des grandes catégories de roches en France.
Aide :
Repérer les différentes catégories de roches.
Utiliser les outils de QGIS pour afficher successivement les différentes catégories de roches.
Un fond de carte à compléter est disponible
Protocole possible :
A partir du panneau des couches de Qgis :
-Déroulez le menu Nature des roches selon divers critères,
- Cochez uniquement Roches par Nature décochez
- Déroulez le contenu de la couche, - Cochez successivement les différentes natures de roches la nature
(Nature sédimentaire, Nature volcanique, …)
- Relevez la répartition des roches de nature différentes.
Toutes les autres données de la carte peuvent être masquées (décochées).
Fiches techniques : FT_Qgis.
Exemple 2 : Mesurer la répartition des roches des grandes catégories de roches.
Calculer la répartition des grandes catégories de roches en France à partir des fonctionnalités du logiciel QGIS.
Aide :
L'outil Group Stats permet de réaliser des calculs à partir des données d'une carte.
Protocole possible :
Dans l'outil Group Stats, à partir de la couche des roches (Roches par Nature), Calculer la somme (somme) des surfaces en km2
(SURF_KM2) par catégorie (NATURE) de roches en France (Voir fiche technique).
Fiches techniques : FT_Qgis, FT_Groupe_Stats (détaillée)
1.2. Des exemples de résultats obtenus (voir page suivante)
Pour l'exemple 1, des captures d'écrans ont été réalisées ; Il est possible de dessiner sur un fond de carte la
répartition schématique des roches. D'autres critères de sélection peuvent être utilisés (Age des roches, Région
géologiques) permettant de faire apparaitre d'autres caractéristiques de la répartition des roches selon leur âges ou
la région géologique étudiée).
Pour l'exemple 2, les mesure de répartition des roches peuvent se faire selon toutes les données disponibles et les
données peuvent être combinées (répartition des catégories de roches selon leurs âges, selon la région étudiée). Les
résultats obtenus peuvent transférés et traités dans un tableur pour construire des graphiques, par exemple.
Des exemples supplémentaires sont présentés en annexe.
2.
Des exemples de résultats obtenus :
Exemple1. La nature des roches en France d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :
La France sédimentaire La France plutonique
La France volcanique La France métamorphique
Document Répartition géographique des roches de différentes natures en France (Captures d'écrans QGIS v3)
Exemple 2. Mesure de répartition des roches en France selon leur âge et leur nature
Résultats de l’utilisation de Group Stats et traitement dans un tableur :
1. Résultats bruts tirés de Group Stats
2. Résultats traités dans un tableur
3. Graphique de répartition de la Nature des terrains en France
1.
Sédimentaire79%
Plutonique9%
Volcanique2%
Métamorphique10%
NATURE DES TERRAINS EN %
3.
2 - Utiliser la carte géologique de la France au 1M en Spécialité de terminale :
2.1. Quelques activités possibles
La carte géologique au 1/1.000.000e contient beaucoup d'informations permettant de retracer l'histoire géologique
de la France. Au cours de cette histoire plusieurs orogénèses se sont succédées et ont laissé des indices dans les
roches.
Exemple 1 : Les sutures ophiolites en France
Recenser, extraire et organiser des données cartographiques pour argumenter sur l’idée de suture.
Les sutures ophiolitiques sont les marqueurs de la fermeture d'un océan lors de la collision entre deux continents.
Elles permettent de repérer la présence de ceinture orogénique à la surface de la Terre. Les ophiolites (oph) peuvent
être associé à des péridotites (ub). Dans les chaines anciennes, les ophiolites peuvent être transformées au cours du
temps par le métamorphisme. Elles se transforment alors et peuvent former des roches métamorphiques nommés
les groupes ou complexe des leptyno-amphibolites (gla).
On cherche à montrer la présence de plusieurs orogénèses au cours de l'histoire géologique de la France à partir
de la recherche des sutures ophiolitiques observables en France.
Exploiter la carte géologique pour repérer les sutures ophiolitiques présentes en France.
Aide :
Utiliser les fonctionnalités de Qgis pour afficher les ophiolites, les complexes leptino-amphibolites et les péridotites et dater les
sutures.
Protocole :
Masquer tous les éléments de la couche étudiée (Roche par Nature par exemple…).
Afficher uniquement les roches utiles (oph, gla et ub).
Déterminer l'âge de ces roches à partir des informations sur les roches (Identifier les entités).
Fiches techniques : FT_Qgis, FT_carte_geol_de_France
Exemple 2 : Le passé mouvementé de la Terre (Histoire géologique de France)
Reconstituer l'histoire d'une région et la situer dans un cycle orogénique
On cherche à exploiter les indices cartographiques pour retracer l'histoire géologique de quelques régions en
France.
Consignes :
Un ensemble de régions a été choisi pour aborder la diversité des contextes géologiques en France. Ces zones sont
disponibles dans la couche "Zones à étudier. Vous choisirez l'une de ces régions.
Utiliser toutes les informations disponibles dans l'application pour comprendre la succession des événements
géologiques de la région étudiée et les replacer sur une frise chronologique collaborative.
Aide :
Utiliser les fonctionnalités de QGIS pour identifier la nature des roches, leur métamorphisme éventuel, les structures présentes
dans les roches et l'âge relatif et/ou absolu des roches et des structures.
Exploiter ces informations pour reconstituer les contextes géologiques (phases d'une orogénèse) expliquant les observations.
Reconstituer l'histoire géologiques de la région.
Protocole :
Afficher la région étudiée en zoomant sur la zone.
Utiliser la légende fournie (fichier pdf ) et la légende contextuelle de la carte pour trouver les informations utiles (Roches,
métamorphisme, plis, faille, âge stratigraphique et/ou radiochronologique, …).
Réaliser des coupes, des blocs diagramme 3d pour observer la relation entre la géologie et la topographie de la région étudiée.
Mettre en relation les informations obtenus pour reconstituer l'histoire de la région et déterminer l'orogène concernée ainsi que
la phase de cette orogénèse (Rift continental, océan, subduction, collision, érosion, …).
Fiches techniques : FT_Qgis, FT_carte_geol_de_France
Un ensemble de zones d'intérêts pour
reconstituer l'histoire d'une région et la situer dans un cycle orogénique
Une couche correspondant à des zones sélectionnées sur la carte permet de proposer des
contextes géologiques diversifiées rencontrés en France. Les zones sont encadrées dans QGIS
ce qui délimite la zone d'étude. Le tableau, ci-dessous, présente ces zones et leur intérêt par
rapport au programme.
Cette couche est totalement personnalisable pour proposer d'autres zones d'intérêts Elle
facilite la contextualisation des situations étudiées.
Zone Aperçu Orogénèses et phases de l'orogénèses identifiabless, Intérêt particulier
Briançon (Alpes)
Orogénèse alpine Phase océanique, Collision Suture ophiolitique
Saint Véran (Alpes)
Orogénèse alpine Phase océanique, Subduction, Collision Suture ophiolitique
Col du Galibier (Alpes)
Orogénèse alpine Collision
Montsalvy (Massif central)
Orogénèse varisque Collision
Uzerche (Massif central)
Orogénèse varisque Phase océanique, Collision Suture ophiolitique
Clermont-Ferrand (Massif central)
Orogénèses varisque et alpine Collision, Rift continental
Saint Amarin (Alsace)
Orogénèse varisque Phase océanique, Collision Suture ophiolitique
Barr (Alsace)
Orogénèses varisque et alpine Collision, Rift continental
Blain (Bretagne)
Orogénèse varisque Phase océanique, Subduction, Collision Suture ophiolitique
Lannion (Bretagne)
Orogénèses icartienne, cadomienne et varisque Phase océanique, Subduction, Collision Plus anciennes roches de France
Vescovato (Corse)
Orogénèse alpine Phase océanique, Subduction, Collision Suture ophiolitique
La possibilité de compléter la carte par des couches complémentaires permet d'envisager d'affiner la contextualisation de la
carte qui facilite la prise en main et l'appropriation par les élèves. Elle permet également l'apport de données complémentaires.
Il est envisageable de compléter la carte par l'ajout de photos de terrains pour permettre de rendre plus concret les objet
cartographiques (chevauchement et charriage du Galibier par exemple), de données radiochronologiques (Tableau de mesures
ou graphiques Rb/SR ou K/Ar, ; Graphique de concordia-discordia) ou toutes autres données relatives à l'exploitation de la carte.
La carte est un objet d'étude complet, apportant toutes les informations nécessaires à la reconstitution de l'histoire géologique
d'une région.
2.2. Des exemples de résultats obtenus
Exemple 1 : Les sutures ophiolites en France
La carte de France avec Qgis permet de mettre en évidence des roches spécifiques en fonction de la problématique
étudiée dans cet exemple, les sutures ophiolitiques.
Cette approche permet de retrouver toutes les roches présentant une caractéristique étudiée localement et permet
de l'étendre à l'ensemble de la carte pour rechercher ici l'extension des sutures ophiolitiques.
Image brute (capture d'écran) avec fond géologique estompé
Suture alpine
Suture varisque
Image brute (capture d'écran) sans fond estompé
Les sutures ophiolitiques en France Vert foncé : Suture alpine, Vert clair : Suture varisque
Image annotée (Outil Dessin de Word)
Les sutures ophiolitiques en France
Informations chronologiques affichées contextuellement par QGIS.
Elles s'affichent en zoomant sur une
couche.
Suture alpine
Suture varisque
Exemple 2 : Le passé mouvementé de la Terre (Histoire géologique de France)
Reconstituer l'histoire d'une région et la situer dans un cycle orogénique
Exemple 1 : La région de Clermont-Ferrand
Carte de la région de Clermont-Ferrand Bloc diagramme de la région de Clermont-Ferrand
Informations tirées de la carte et de la légende
Interprétation Phase de l'orogénèse
Sédimentaire Légende Magmatique
Rift continental
Volcanisme associé aux rifts périalpins
Rift continental Volcanisme associé aux rifts périalpins
Rift continental
Volcanisme associé aux rifts périalpins
Rift continental
Lacune sédimentaire
Erosion - Pénéplanation Croûte continentale
Collision Granitoïdes des orogènes de collision
Collision
Collision
Magmatisme carbonifère de collision
Croûte continentale
La carte présente deux zones séparées un jeu de failles normales. Le compartiment Ouest est caractérisé par un soubassement paléozoïque
présentant des marqueurs de l'orogénèse varisque et notamment de la collision (granitoïdes, plutons, …). Le compartiment Est correspond à la
zone effondrée et comblée progressivement par les sédiments du rift depuis 33,7 Ma.
Le fonctionnement du rift depuis 33,7 Ma est accompagné de volcanisme de rift qui se superpose aux deux compartiments.
La région correspond à un rift continental actuel périalpin depuis environ 34 Ma, qui affecte un soubassement
paléozoïque de plus de 300 Ma présentant les reliques d'une chaine de collision être 335 et 390 Ma.
Frise chronologique :
Exemple 2 :
La région de Lannion
Informations :
- tirées de la carte - tirées de la légende
La zone de Lannion présente deux zones séparées un décrochement majeur (1/4 sud-est de la zone). Le décrochement est daté par
recoupement de plutons, eux même daté radiochronologiquement entre 355 Ma et 295 Ma, il est d'âge varisque.
La zone A est caractérisé par un soubassement paléozoïque de plus de 400 Ma et par des marqueurs de la collision varisque (environ 340 Ma).
La zone B recouvre 3 orogénèses. On y trouve les roches les plus anciennes de France (environ 2 Ga) témoins de l'orogénèse icartienne. Les
marqueurs d'une zone active de subduction de l'orogénèse cadomienne. Les marqueurs de l'orogénèse varisque se superposent à cet
ensemble sous la forme de traces de la phase de rift continental il y a 390 Ma puis de la collision varisque jusqu’à environ 295 Ma.
Depuis cette période la zone a subi l'érosion et l'aplanissement de la chaine varisque.
Documents annexes
Annexe1 : Installation du logiciel et de la carte :
Le logiciel QGIS v3 est installé par défaut sur les postes élèves des lycée4.0 de la région GrandEst.
1. Logiciel à télécharger et à installer à partir de l'adresse :
https://qgis.org
Choisir la version adaptée à l'ordinateur (32 bits ou 64 bits) au poste et stable du logiciel indiqué par LTR
(3.16.6 LTR au moment de cette rédaction).
2. Ajout de quelques extensions utiles
Après l'installation ouvrir le menu Extension : Installer/Gérer les extensions
Puis choisir les extensions (plugins) suivantes à installer :
Group Stats Profile tools Qgis2threejs
Il est possible d'utiliser l'outil de recherche pour le retrouver dans la liste :
puis installer les plugins :
Attention l'installation de plugins peut ne pas fonctionner au lycée, à faire à la maison plutôt.
3. Lecture de la carte géologique de France au 1 Millionème :
1. Téléchargez le fichier Geol_France1M_classe.zip et le placer un dossier de travail de SVT.
2. Décompresser le fichier dans ce dossier. Un dossier Geol_France1M_classe sera créé il contient la
structure suivante :
Annexe 2 : Présentation de la carte
La carte géologique de France au 1 Millionième pour QGIS
La carte géologique de France au 1 Millionième est un document scientifiquement contrôlé et validé. La
carte n'est publiée que si les informations qu'elle contient sont jugée correctes. La carte au 1M ne contient
que les informations importantes, elle exprime les idées des géologues.
Elle est constituée de deux partie :
- carte ou "feuille" représentant toutes les informations de la carte
- une légende détaillée permet de rechercher des informations et
Des choix de représentations ont été faits pour représenter les informations essentielles (voir la légende) :
- l'âge de formation des roches d'origines est représenté (et non pas le métamorphisme), (1)
- le magmatisme est identifiée en fonction de sa place dans l'orogène, (1, 2)
- pour le métamorphisme, c'est le pic de pression maximum qui est indiqué, (3)
- des roches donnant une information particulièrement importante. (4)
La carte existe sous différentes formes une version papier (disponible en salle), une version scannée,
(disponible en version numérique), une version numérique pour QGIS. Ce travail s'appuie sur la version
pour QGIS.
La carte géologique de France au 1M est entièrement manipulable. Les différents éléments de la carte
peuvent être affichés ou masqués selon la démonstration à faire. (Voir fiche technique). Cette version
permet de :
- créer des blocs diagrammes en 3D à partir de l'outil Qgis2threejs :.
- réaliser des coupes topographiques à partir de l'outil Profile tool :
- effectuer des calculs à partir des données de la carte avec l'outil Group Stats :
Les informations peuvent être affichées ou non en cochant les couches de données à afficher.
Des informations complémentaires sont données par la fiche technique du logiciel.
Frise chronologique :
1
2
3
4
3
4,54
Ga
0 Ga 4 Ga 3 Ga 2 Ga 1 Ga 0,6
Ga
600
Ma
500
Ma
400
Ma
300
Ma
200
Ma
100
Ma
0 Ma
Annexe 3 : Fiches techniques : Fiche technique : Utilisation de QGIS
INTERFACE DU LOGICIEL
Une carte est constituée d'une superposition de couches que l'on manipule. Le logiciel comporte une barre de menu (1), et différentes parties : - La "barre d'outils" (2) qui permet des traitements spécifiques des données de la carte. - La fenêtre "Carte"(3) où s'affiche la carte selon les choix de l'utilisateur - Le "panneau latéral" (4) où s'effectue les choix de l'utilisateur en cochant et décochant les données à utiliser. De manière générale le logiciel s’utilise ainsi : - Cocher les couches de la carte que l’on souhaite voir affichées dans le panneau "Couches" - Adapter le zoom à l'aide la souris et de la molette à la zone étudiée - Choisir éventuellement un outil à utiliser selon la recherche réalisée - Le résultat des actions apparaît sur la carte ou dans une fenêtre spécifique d'un outil.
AFFICHER LES DONNEES associées à un ELEMENT d'une COUCHE de la CARTE
-Sélectionner la couche à explorer dans le panneau latéral des couches. (Elle apparait en surbrillance) - Sélectionner l'outil Identifier les entités - Sur la carte, cliquer sur l'élément de la couche à analyser : une fenêtre s'ouvre et affiche toutes les données associées à l'élément
CHOISIR les éléments d'une COUCHE à AFFICHER MESURES et CALCULS à partir des DONNEES de la carte avec l'outil GroupStats
Chaque couche est constituée d'éléments (items) qu'il est possible de masquer ou d'afficher : Pour choisir les éléments à afficher : - Dérouler le contenu de la couche pour afficher la légende (1), - Clic droit sur un élément puis Masquer tous les items (2), - Cocher dans la liste de la légende les items à afficher (3)
TRACER UN PROFIL TOPOGRAPHIQUE avec l'outil Terrain profile
- Dans la barre d'outils, cliquer sur "Terrain profile" - Une fenêtre spécifique s'ouvre - Tracer le trait de coupe sur la carte – Double clic pour terminer - Sélectionner la couche à utiliser (1) dans le panneau latéral des couches (Elle apparait alors en surbrillance). - Cliquer sur "Add a layer" (2) pour ajouter le trait de coupe correspondant à la couche à tracer. - Eventuellement recommencer l'opération si plusieurs couches sont à représenter. - Double clic sur la couleur de la courbe pour modifier la couleur (3)
Outils de SELECTION
Trouver et sélectionner des éléments dans une couche en fonction des données de la
couche (et créer une nouvelle couche par copier-coller).
CREER des BLOCS DIAGRAMME en 3D avec l'outil Qgis2threejs
L'outil construit un bloc diagramme à partir de la zone affichée dans la fenêtre "Carte". - Zoomer sur la zone à représenter. - Lancer l'outil Qgis2threejs, une fenêtre contenant le bloc diagramme s'ouvre. - Vérifier qu'un modele numérique de terrain (DEM) est coché (1) et sinon cocher l'un d'eux pour afficher la topographie. - Paramétrer le bloc diagramme à partir du menu Scene\Scene settings (2) pour notamment modifier l'exagération verticale (3)
Fiche technique : UTILISATION DE CARTE GÉOLOGIQUE AU 1/ 1 000 000 AVEC UN SIG (QGIS v3)
GÉNÉRALITÉS
La carte représente les formations de roches magmatiques, sédimentaires, métamorphiques qui pourraient affleurer et des informations comme les failles, pendages, mines....
La carte est au format vectoriel et accompagné d'une légende (fichier pdf au format vectoriel) Elle s'utilise avec Qgis v3 ou supérieur.
ÉCHELLE D’UNE CARTE L’échelle d’une carte est le rapport entre la taille des objets représentée et leur taille réelle. Exemple : une carte au 1/50 000 signifie qu’1 cm sur la carte vaut 50 000 cm en réalité, soit 500 m. Plus l’échelle est petite, plus les objets représentés sont de taille importante L’échelle du millionième (1/1 000 000) est plus petite que l’échelle du cinquante millième (1/50 0000). L'utilisation d'un SIG entraine des modifications permanente de l'échelle en fonction du zoom sur la carte qui se lit dans la barre d'état en bas de l'écran :
Les données de la carte géologique au 1M sont regroupées par couches selon leur nature. La carte géologique vectorielle de la France au 1M est constituée de 9 couches : - 2 couches de points (Forages, Pointements ponctuels) - 5 couches de lignes (Cadre de la carte, Structures particulières, Bathymétrie, Failles, Métamorphisme) - 2 couches de polygones (Nature des roches, Surcharges) Cette carte contient également des couches de données associées qui la complète : Topographie, Géographie. D'autres couches peuvent être ajoutées par l'utilisateur si nécessaire.
INFORMATIONS DISPONIBLES SUR LA CARTE GÉOLOGIQUE vectorielle
Affichage adaptatif de la carte : Les informations de légende affichés sont de plus en plus détaillées en augmentant l'échelle de la carte. Les informations essentielles de la légende s'affichent automatiquement sur la carte en jouant sur l'échelle (zoom). L'ensemble des informations sur un élément est accessible par l'outil d'information de QGIS :
Données géographiques : villes, villages (…) fleuves et autres repères géographiques Ces données correspondent à la couche Fonds géographiques : Limites tectoniques (failles, chevauchements) en traits épais Contours géologiques en traits fins
(exemple : Granite de Flamanville)
1/150 000 1/80 000 1/5 000
Symboles Symboles + Lithologie Symboles + Lithologie + Age
(couche Nature des roches, couche Surcharges et couche Failles)
Lecture des figurés : Les figurés sont extraits de la légende de la carte (fichier pdf au format vectoriel)
- Ages des terrains sédimentaires, magmatiques et métamorphiques, indiqués par une gamme de couleurs. - Les terrains les plus récents sont en haut dans la légende.
Datation des roches plutoniques et métamorphiques : datation absolue. (couche Nature des roches) Le numéro correspond à un âge radiochronologique (numéro → rectangle de couleur → âge indiqué en Ma) et est associé aux périodes d’orogenèses correspondantes.
Datation des roches sédimentaires et volcaniques : datation relative (couche Nature des roches)
- Lettres minuscules indiquant la période géologique (ex : g= oligocène) avec des symboles (j1, j2, j3… couches du Jurassique j1>j2>j3)
- La couleur correspond à un âge stratigraphique pour les roches
volcaniques (colonne de gauche) et sédimentaires (colonne de droite)
Reconstituer un paléo-environnement Les informations complémentaires (couche Surcharges) précisent les conditions du dépôt
Reconstituer une histoire géologique
- Pour le métamorphisme (couche Métamorphisme, …) : couleur du rectangle = âge du protolithe (roche d’origine), couleur du figuré = âge du métamorphisme, forme du figuré = degré maximum de métamorphisme et faciès orientation du figuré : orientation de la foliation
- Pour le magmatisme (couche Nature et couche Surcharges) : - la couleur et le figuré indiquent la nature et chimie de la roche ce qui précise le contexte géodynamique
Différents types de limites tectoniques : (couche Failles et autres structures tectoniques)
Annexe 4 : Informations techniques
Modifications apportées à la carte originale
La carte originale du BRGM a été modifiée de manière à faciliter une approche didactique et pour tenir compte de
certaines caractéristiques de fonctionnement du logiciel QGIS. Seule la couche représentant les formations
géologiques (GEO001M_CART_FR_S_FGEOL_2154) a été modifiée.
- Réorganisation de l’ordre des champs de la table d’attributs de manière à faciliter l’accession aux champs utiles.
Les champs apparaissant dans certains outils dans l’ordre de la table attributaire, cela permet d’accéder plus
rapidement aux informations pertinentes.
- Ajouts de quelques champs à la table attributaire :
PAYS : Chaque polygone est attribué à la zone émergée d’un pays ou émergée ou afin de pouvoir limiter le
travail sur l’emprise exacte de la France,
SURF_KM2 : La surface de chaque polygone est indiquée en km2, afin de pouvoir réaliser une approche
quantitative de la répartition des roches.
REF_ORIG : Une clé pour repérer chaque polygone éventuellement modifié par rapport à la carte originale
du BRGM.
- Optimisation de la base de données pour limiter le volume des données de la carte.
- Regroupements des valeurs volcano-plutonique et volcaniques, plutoniques du champ NATURE en une seule valeur
volcaniques, plutoniques.
- Séparation de la carte en plusieurs parties en fonction des pays présent sur l’emprise de la carte. Les objets à
cheval sur différents pays ont été redécoupés.
- Correction de quelques erreurs identifiées sur la carte de géométrie ou d'interprétation.
Intégration des motifs de surcharge en 64 bits
La version 64 bits de Qgis permet d'intégrer dans le fichier de Qgis les symboles utilisés sur la carte. Ainsi pour la
couche des surcharges. Les symboles sont intégrés à la carte.
Une version 32 bit est disponible sur demande. Elle nécessite d'installer les motifs (fournis par le BRGM) de la carte
dans un dossier local et de définir le chemin vers ce dossier.
Outils utilisés pour optimiser la carte – Informations techniques
Sélection à partir d’un polygone.
Ajustements de la base de données en optimisant la largeur des colonnes de la table attributaire
Algorithmes utilisés :
Couper (Clip est assez lent et modifie la base de données et l’alourdit).
Problème des caractères accentués (être attentif à l’encodage utilisé pour la base de données des fichiers shapefile)
Activité 0 : Les marqueurs d'une ceinture orogénique dans les Alpes.
Découvrir les marqueurs d'une ceinture orogénique.
Exemple des Alpes.
LP (Lower plate) : Plaque plongeante
FTB (Fold and Thrust Belt) : Plis et failles
ZE (External zone) (Granite de collision)
ZI (Internal zone) (Granite de collision)
Suture zone (Ophiolite)
Def Upper plate : (Arc volcanique et granite d'arc)
UP (Upper plate) : (Arc volcanique et granite d'arc)
Rift continental
5. Cliquer sur calculer
2. Choisir (dans Fields) le critère de tri
des données.
Ici l’âge en ERE
3. Glisser le critère choisi dans la case
Ligne. Le tableau sera construit en
ligne
Il est possible de choisir un 2ème critère
à afficher en colonne
4. Choisir (dans Fields) le résultat à
afficher en glissant les données à
utiliser.
Ici sum SURF_KM2 soit calculer la
somme des surfaces en KM2.
6. Le résultat s’affiche ici
1. Choisir (dans Layers) la carte à
étudier. Ici France_1M_emergee
7. Menu Data
Documents complémentaires : Tutoriels : 1. Tutoriel : Etude statistique des caractéristiques d’une couche vecteur.
Méthode 1 : Extension GROUPSTATS de Qgis
L’extension Group Stats pour QGIS est une extension pour couche vectorielle qui
permet de calculer des statistiques à partir des données de la table attributaire
d’une carte. Elle fonctionne comme un tableau croisé dynamique d’un tableur.
Elle permet de calculer des valeurs sur une carte en fonction d’un critère.
exemple :
Calculer la surface des roches en fonction de leur âge,
soit effectuer la somme des surfaces (sum SURF_KM2) des terrains répartis par ERE.
7. Le résultat obtenu peut être (à partir du menu Data de Group Stats) :
- copier/coller dans un tableur,
- exporter dans un fichier csv.
Méthode 2 : Outil statistique
L’outil statistique de QGIS permet d’obtenir des statistiques sur la couche sélectionnée :
2. Choisir la couche à analyser Ici les formations volcaniques
1. Lancer l’outil Statistiques. Le panneau "Statistiques" s’ouvre
3. Choisir le paramètre (attribut) à analyser Ici la surface en km2
4. Affichage des statistiques du paramètre choisi :
Somme, Moyenne, …
2. Tutoriel : Découper une carte en fonction de critères choisis Cette fiche explique comment il est possible de découper une carte selon des paramètres définis dans la table
d’attributs de la carte.
Etape 1 : Sélectionner les éléments de la carte (entités) en fonction d’une valeur particulière
La sélection se fait par l’outil de sélection "Sélectionner des
Entités par Valeur" (F3).
Cet outil affiche un tableau permettant de choisir les
paramètres de sélection disponible pour la carte active.
Etape 2 : Extraire les données sélectionnées et Produire une nouvelle carte de ces données.
La sélection est copiée puis collée pour constituer une nouvelle carte extraite de la précédente.
1. Copier les éléments sélectionnés 2. Coller les éléments sélectionnés au choix :
- dans une nouvelle couche enregistrée (couche vecteur) - dans une nouvelle couche temporaire (couche Scratch)
La couche temporaire reste disponible pour la durée d’une session mais est perdue lors de la fermeture du logiciel.
3. Choisir le système de coordonnées de référence (système de projection). En général celui proposé par défaut.
Etape 3 : Mise ne forme de la couche produite. La couche produite prend une mise en forme par défaut.
Pour d’appliquer le style de la couche d’origine pour retrouver une mise en forme explicite (couleurs et légendes).
1. Copier le style 2. Coller le style
Etape 4 : Les couches produites peuvent servir à une étude statsitique (cf. Tutoriel Etudes statistiques)
1. Indiquer le critère de sélection dans la case adéquate Remarque : La version 3 de QGIS donne une aide contextuelle
Des combinaisons de critères sont possibles
2. Effectuer la sélection choisie
3. Vérifier le résultat de la sélection affiché en bas de
page du logiciel.
3. Exemples de résultats obtenus :
Les roches des différentes ères en France d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :
La France protérozoïque La France paléozoïque
La France mésozoïque La France cénozoïque
2. Analyse statistique de la répartition des roches
Les résultats de l’utilisation de Group Stats après traitement dans un tableur :
.
1. Résultats bruts GroupStats
2. Résultats traités dans un tableur
3. Répartition des terrains par ères en France
ERE Surface (km2)
Age des terrains en %
Cénozoïque 191596,8 34,90%
Mésozoïque 210022 38,26%
Paléozoïque 97945,3 17,84%
Protérozoïque, Paléozoïque 16649,9 3,03%
Protérozoïque 31704,9 5,78%
SOMME 548909,5 100,00%
2. 1.
cénozoïque35%
mésozoïque38%
paléozoïque18%
protérozoïque, paléozoïque
6%
protérozoïque3%
AGE DES TERRAINS EN %
3.
Exemples de résultats obtenus :
2. Croisements de différentes données d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :
Il est également possible de déterminer cette répartition ou d’autres par régions, par académie, par massif, ...
4. Fichiers de TP élèves
Voir dossier TP_QGIS.
