qg 1 L’activité interne - Editions Magnard | Tout s'apprend · 2015-01-24 · ... volcanisme et tectonique des plaques. ... en relation avec l’existence de zones à risques

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� Après l’étude en classe de 5e de l’évolution des paysages liée aux phénomènes dynamiques externes,ou à l’homme, le programme de géologie de 4e s’attache à montrer les transformations ayant pour originedes phénomènes internes : séismes, volcanisme et tectonique des plaques.

Bien qu’ayant pour origine des mouvements très lents, pratiquement invisibles à l’échelle humaine, lerésultat sensible est constitué par des changements rapides et brutaux (volcans et séismes) pouvantprovoquer un danger pour l’Homme et l’environnement.

� Les objectifs scientifiques rappelés dans le socle commun sont précis mais restent d’une ambition trèsmesurée :

- rechercher l’origine des séismes- comprendre le volcanisme et l’origine des roches volcaniques (notons à ce propos que l’origine des

magmas, c’est-à-dire les processus de fusion partielle sont exclus du programme)- replacer ces phénomènes à l’échelle globale- associer à ces processus la notion d’aléa, de risque et d’enjeu et utiliser les nouvelles connaissances

acquises pour comprendre les moyens de prévention et/ou de prévision susceptibles d’être mis enœuvre

� Les choix des auteursLa connaissance de la structure interne de la planète n’est pas l’objet de l’étude : elle est réservée auxclasses de lycée ou post-baccalauréat. Il en est de même pour les deux processus que sont l’accrétion etla subduction. Il s’agit seulement de montrer que les séismes comme le volcanisme traduisent unedynamique « interne » du globe terrestre, et trouvent leur origine dans la mobilité lithosphérique sans quecette dynamique ne soit en elle-même expliquée (classe de Première et de Terminale).La sensibilisation des élèves à ces processus peut être faite par l’approche du risque, qui est un phénomènequ’ils côtoient journellement mais aussi par le biais de la médiatisation des catastrophes mondiales(tsunamis, séismes, éruptions volcaniques…). C’est cette approche qui se place dans une démarche deprojet, comme le suggère les instructions officielles, qui a été retenue. Il sera donc plus aisé, dès lors, de comprendre pourquoi les autorités prennent des mesures de préventionen approfondissant les connaissances des phénomènes.Ainsi, une prise en compte rapide des risques sismiques et volcaniques (simples constats) permet, dans lecadre d’une démarche de projet, de faire comprendre aux élèves qu’une étude plus approfondie de l’activitésismique et de l’activité volcanique est nécessaire pour comprendre comment l’Homme peut mettre en placedes moyens de prévention sinon espérer une prévision face à la dangerosité de ces processus.

� Quatre chapitres sont donc proposés dans le manuel- le premier conduit à découvrir les risques que les activités volcaniques et sismiques font encourir aux

populations humaines. Il est orienté vers la distinction entre aléa et risque, déjà amorcée en 5e, larecherche de dispositif de prévention et de protection, mais aussi vers la nécessité de mieux comprendreces énormes actions brutales que sont les séismes dévastateurs ou les éruptions volcaniques de tout type.

CHAPITRE 1 : Le risque volcanique ou sismique

1L’activité interne

du globe terrestre

Part

ie

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Ressources pour le professeur et pour la classe

Ouvrages généraux

• Sciences de la Terre et de l'Univers, Éditions Vuibert• Comprendre et enseigner la planète Terre, Éditions Ophrys• Éléments de Géologie, Éditions Dunod• Géologie : objets et méthodes, Éditions DunodCes ouvrages de référence, souvent ré-édités et complétés, permettent de retrouverune présentation complète et souvent synthétique des grands processus géologiques.Ces ouvrages sont tous de qualité et complémentaires.

• La Terre, planète vivante, A. Foucault - Éditions Vuibert• Atlas des Risques Majeurs, M. Barnier – Plon• Ces risques que l’on dit naturels, P. Martin – Éditions Edisud

Publ icat ions pédagogiques

• Guide pratique Science de la vie et de la Terre, collection Méthodes en pratique, CRDPLorraine• École et risques majeurs, ministère de l'Éducation nationale, 1994• Aléas et enjeux, DOM – TOM et risques majeurs, Sceren

Liens avec la 5e

• Manuel SVT 5e, Magnard, 2005

Liens web

• Prévention des risques majeurs : www.prim.net

- le deuxième explique comment les séismes sont des phénomènes observables, quantifiables, que leurorigine peut être expliquée, tout comme leurs effets, et que leur répartition à l’échelle de la planète n’estpas quelconque, ce qui permet de définir des zones à risques élevés.

CHAPITRE 2 : Séismes et activité sismique

- le troisième chapitre explique comment l’activité volcanique peut varier d’une éruption à l’autre (et doncle risque), l’origine (limitée à la chambre magmatique) de la lave et des gaz, et présente la répartition decette activité à la surface du globe, en relation avec l’existence de zones à risques.

CHAPITRE 3 : Volcans et activité volcanique

- le quatrième explique que ces répartitions peuvent être reliées à la mobilité lithosphérique. C’est cettemobilité et plus précisément les mouvements aux frontières des plaques qui déterminent activité sismiqueet volcanique, et pour l’essentiel éruption explosive ou effusive.

CHAPITRE 4 : La surface de la Terre : un puzzle animé

� Acquis « Ce que je sais déjà » (p. 8)Le rappel, par l’image, de quelques processus externes (éboulement de falaise) permet d’associer à la notiond’aléa abordée en classe de 5e, celle de risque dès lors qu’il y a enjeux (présence de constructions humainesen bordure de falaise). La connaissance du risque conduit les autorités à mettre en place une politique deprévention, souvent établie autour d’un plan de prévention des risques (PPR).

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Manuel élève :

p. 9 à 24

Le risque volcanique ou sismique

1chapitre

35Chapitre 1 • Le risque volcanique ou sismique

■ Programme officiel (application rentrée 2007)

Durée conseillée : 3 heures, soit deux semaines. Ce chapitre prend sa place dans la partie « Activitéinterne du globe terrestre », à laquelle 17 heures peuvent être consacrées.

■ Thème généralQuand un aléa géologique est établi, la présence ou non d’un enjeu, détermine la notion de risque. Quand le risque est établi, des mesures préventives sont prises par les autorités.Cependant, pour les comprendre, il est nécessaire de mieux connaître les aléas, en l’occurrence, lesséismes et les volcans. Il s’agit du « fil rouge » qui sera suivi durant tous les chapitres qui suivront,qui permettront de consolider la notion de risque, d’expliquer les processus à l’origine du risque, d’en-visager sinon une prévision du risque les moyens de prévention qui peut être développés.Ainsi, l’item du programme :Le modèle tectonique actuel permet à l’Homme de définir les principales zones à risque sismique et/ouvolcanique

L’Homme réagit face aux risques qu’il connaît en réalisant :- une prévention volcanique efficace qui passe par la prévision des éruptions fondées sur la connais-

sance du fonctionnement de chaque volcan et par l’information et l’éducation des populations - une prévision sismique basée sur l’information et l’éducation des populations (zones à risques à évi-

ter, constructions parasismiques, conduites à tenir avant, pendant et après les séismes). La prévi-sion des séismes est impossible actuellement.

L’Homme met alors en place un plan d’aménagement du territoire ainsi qu’un plan de secours et unplan d’évacuation des populations.

défini dans le programme, sera abordées et développé au cours des chapitres suivants, lorsque laconnaissance des phénomènes géologiques le permettra.

L’activité de la planète engendre des risquespour l’Homme.

Le risque géologique est défini par l’éventualitéqu’un phénomène dangereux survienne et par lesdégâts humains et matériels qu’il peut causer.

[Mathématiques : échelle, agrandissement,réduction]

[Physique-Chimie: changement d’état, mélanges,5e, vitesse, énergie cinétique, énergie, 3e]

[Thèmes de convergence : énergie,environnement et développement durable,sécurité]

Exploiter des textes, photos,vidéogrammes afin de montrer laprise en compte du risque parl’Homme.

Recensement et localisation des séismes ou des volcans actifssur le territoire français à partir de cartes, grâce à un logicielde visualisation, ou un site Internet.Recherche d’informations sur des événements catastrophiquesdans la région, sur les risques volcaniques ou sismiques.Observation d’un vidéogramme présentant des moyens deprévention des risques sismiques ou volcaniques.Appréciation du risque pour une région donnée par une miseen relation de documents.Évaluation des risques sismiques dans une région à partir d’unecarte de sismicité.Repérage de l’obligation de construction parasismique et delimitation de l’occupation des zones à risque dans un pland’aménagement du territoire.Analyse de documents concernant l’information despopulations.

CCoonnnnaaiissssaanncceess CCaappaacciittééss ddéécclliinnééeess ddaannss uunnee ssiittuuaattiioonn dd’’aapppprreennttiissssaaggee

EExxeemmpplleess dd’’aaccttiivviittééss

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36 Partie 1 • L’activité interne du globe terrestre

• OObbjjeeccttiiffss ddee ccoonnnnaaiissssaanncceess- Un séisme, une éruption volcanique sont des aléas géologiques.- Ils peuvent représenter un risque dans les régions peuplées (vies humaines et aménagements

représentent les enjeux).- La connaissance des événements actuels et passés permet d’établir des cartes d’aléas volcaniques

et sismiques.- Grâce à ces cartes, des plans de prévention (aménagement du territoire, information de la popu-

lation…), sont mis en œuvre.

• OObbjjeeccttiiffss mméétthhooddoollooggiiqquueessIl s’agit d’un chapitre où la saisie d’informations est importante et les constats effectués permet-tent le raisonnement.Saisie d’informations : à partir de textes, photographies, vidéogrammes, recherche et exploitation dedonnées internet : reconnaître un aléa, reconnaître un risque, lire une carte d’aléas.

■ Découpage du chapitre : progression et programmation horaireCe chapitre permet de retrouver scientifiquement, à partir d’observations, la notion d’aléas d’enjeux etde risques, et la nécessité d’organiser des actions préventives.

• Une double page «« DDeess ffaaiittss ppoouurr ss’’iinntteerrrrooggeerr »» permet de définir les grandes lignes de larecherche et d’identifier les problèmes ou les questions aux quels les activités proposeront derépondre.• Trois doubles pages «« AAccttiivviittééss »» consolident cette prise en compte du risque, la dernière syn-thétisant les résultats par l’élaboration d’une carte des risques en France métropolitaine et d’ou-tre-mer par la confrontation de la connaissance des aléas et des enjeux.

On peut ainsi envisager la progression suivante :

DDeess ffaaiittss ppoouurrss’’iinntteerrrrooggeerr(10 min)

AAccttiivviittéé 11(1h00)



BBiillaann(0h15)

Poser les questionsinduites del’observation desdocumentsComprendre commentune éruption peut êtreun simple aléa ou unrisque volcanique.

Comprendre commentun séisme peut être unsimple aléa ou unrisque sismique.

Comprendre l’utilitédes cartes d’aléas

Réaliser une synthèse

- formuler une hypothèse- identifier des phénomènes

- s’informer à partir dedocuments- mettre en relation desdonnées anciennes etrécentes.- s’informer à partir dedocuments- mettre en relation desdonnées anciennes etrécentes.- s’informer à partir de texteset de documents.- mettre en relation desdonnées.- construire un schéma bilan

- photographies - vidéo

- documentsphotographiques- petites vidéos (VoirSite Magnard)

- documentsphotographiques- petites vidéos (VoirSite Magnard)

- cartes d’aléassismiques etvolcaniques

- représentation « illustrée » desnotions acquises(partie gauche de larubrique « retenir parl’image »

- participation orale

- participation oraleou écrite

- participation oraleou écrite

- raisonner surl’importance desrisques

- différencier lanotion d’aléa de lanotion de risque

- différencier lanotion d’aléa de lanotion de risque- introduire la notionde prévention- relier la notion derisque à celle deprévention

- voir « l’essentiel àretenir »

SSééqquueenncceess OObbjjeeccttiiffss CCaappaacciittééss mmiisseess eenn œœuuvvrree SSuuppppoorrttss pprrooppoossééss AAccttiivviittééss ééllèèvvee((ss)) NNoottiioonnss ccoonnssttrruuiitteess

Dans cette proposition de progression, les pages «« AAuuttoouurr ddee …… »» et les exercices proposés offrentune approche complémentaire du risque et de la prévention, déjà accessibles sans une connaissance

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approfondie des phénomènes géologiques. Des propositions de vidéos et d’activités complémentairessont à découvrir sur le site magnard.fr/college/svt, pour les élèves ou pour les professeurs.

Dans les exercices, on retrouvera les rubriques permettant l’autonomie de l’élève dans son apprentis-sage par l’écriture des mots nouveaux, les définitions à connaître, des phrases à construire, le schémabilan à reprendre.Un exercice guidé et une approche sur le terrain des risques (par une enquête) sont aussi proposés.L’utilisation des connaissances et l’approfondissement ne sont pas oubliés.

■ Supports pédagogiques utiles

Matériel professeur- photographies ou documents vidéo présentant quelques volcans dangereux et des effets de séis-

mes (attention, l’approche sera différente des chapitres 2 et 3 : il convient de ne sensibiliser lesélèves qu’aux phénomènes extérieurs dangereux et à l’observation des situations)

- plan local de prévention des risques- affiches proposées par les mairies sur la prévention- transparents Magnard

Matériel élève- documents du manuel- matériel pour réaliser l’enquête : carnet, matériel

d’enregistrement, appareil photographique

■ Aide à la mise en œuvre des activités

Page d’ouverture du chapitre � Page 9

Photographie : Sauveteurs au sommet d’un immeuble détruit lors du séisme d’Izmit en Turquie(17 Août 1999).Ce document intègre la dimension humaine du risque sismique avec les habitations détruiteset avec, vraisemblablement, des victimes ensevelies sous ces ruines. Il fait s’interroger lesélèves sur la résistance des constructions.

Des faits pour s’interroger � Pages 10-11

Chaque document permet d’aborder l’aléa géologique et les enjeux humains.

Document a : Photo de l’Etna prise de nuit lors de l’éruption de 2001, à une altitude de 2500 m ;on distingue l’éruption volcanique, mais aussi la ville de Catane qui a déjà, par le passé, étéen partie détruite par des coulées. [Documents complémentaires sur les sites élèves et/ou pro-fesseurs : cliquez www.magnard.fr/college/svt, rubrique enseignants collège, sciences, SVT]Document b : La vitesse du nuage brûlant est suggérée par le véhicule qui le fuit. Le phéno-mène apparaît ainsi plus violent.

Liens u t i les

– transparents Magnard

– site internet « élèves »

– site internet « enseignants »

www.magnard.fr/college/svt

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Documents c et d : Les séismes sont souvent très destructeurs ; les destructions sont ici impor-tantes car les constructions paraissent peu adaptées à résister à des séismes. On approcheainsi des besoins de prévention. [Documents complémentaires sur les sites élèves et/ou pro-fesseurs : cliquez www.magnard.fr/college/svt]

Activité 1 - Le risque volcanique � Pages 12-13

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesDes éruptions récentes et identiques, dans des zones très proches, peuvent être porteuses ounon de dangers pour la population : l’aléa a lieu dans un endroit désertique à Surtsey, il menacedes enjeux humains à Heymaey et devient alors un risque.Il est parfois nécessaire de faire appel aux souvenirs historiques pour définir un risque. La vietranquille d’une grande agglomération comme Naples, peut devenir un cauchemar si se repro-duisent les phénomènes passés.

◗ Commentaires des documents proposésDocument 1a : L’émersion du volcan Surtsey, au sud-ouest de l’Islande en 1963, est un exem-ple d’aléa volcanique. [Documents complémentaires sur : www.magnard.fr/college/svt]Document 1b : L’Eldfell, autre volcan islandais, a menacé et détruit en partie la ville d’Heymaey.Les habitants ont lutté pour sauver leur port, leurs métiers, leurs habitations… et y sont par-venus.L’exemple des volcans islandais permet de distinguer aléa et risque.Document 2a : Les ruines de Pompéi et les écrits de Pline le jeune rappellent aux habitants dela région la proximité d’un volcan dangereux. Le Vésuve présente un vrai risque volcanique.[Documents complémentaires sur : www.magnard.fr/college/svt]Document 2b : Image satellitale de la région de Naples et du Vésuve. La proximité du volcan(dont la dernière éruption date de 1944) avec l’Homme est un bon exemple de la relation entrel’aléa (existence d’un volcan actif) et les enjeux (population humaine dense) et permet dedégager ce qu’est le risque (qui se voit ici amplifié du fait du caractère explosif des éruptionspassées du Vésuve).

◗ Utilisation des documents11.. Le volcan Surtsey est un aléa : l’éruption est survenue en plein Atlantique. Ce n’est pas une

cause de risque puisqu’il s’est mis en place dans une zone non peuplée par l’Homme. Le vol-can Heldfell est un risque car il est installé dans une zone habitée : population et implan-tations humaines sont menacées.

22.. Le risque volcanique existait déjà en 79, puisque la catastrophe a abouti à la mort de 4 000personnes et à la destruction de plusieurs cités. Ce risque est toujours présent mais lamenace concerne aujourd’hui plus d’un million d’habitants et de nombreuses infrastructures.Sans prévention et si une éruption similaire à celle de 79 devait survenir, un quart de lapopulation pourrait périr.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeUne région est exposée au risque volcanique lorsque des enjeux humains peuvent être sou-mis à l’aléa volcanique.

Activité 2 - Le risque sismique � Pages 14-15

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesLes séismes sont rarement des aléas géologiques sans risque. Cependant, on peut distinguer lesséismes à faible risque : séisme dans une zone désertique ou séisme de faible intensité dans

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une zone habitée, de ceux comportant un risque important : séisme de forte intensité dans unezone habitée.

◗ Commentaires des documents proposésDocument 1a : Faille dans le désert de Mojave (Landers, Californie) : le mot « faille » n’est pasencore utilisé, mais on note que l’activité sismique laisse des « traces » dans les paysages. Enrégion désertique, l’aléa sismique aussi important soit-il n’est pas dangereux pour l’homme.Document 1b : Plus proches de nous, de nombreux séismes ont eu lieu en Bretagne sans occa-sionner de gros dégâts, du moins sans mort directe de personnes. C’est donc un aléa avec ris-que (il y a quand même des enjeux humains), mais le risque est faible.Document 2a : Le séisme de Mexico a été très meurtrier : la plupart des immeubles s’étantécroulés. Document 2b : Malgré une magnitude équivalente à celle de Mexico, le séisme de Kobé a étérelativement mieux supporté par de nombreuses habitations, déjà construites selon des normesparasismiques. Les victimes dénombrées à Kobé résultent davantage des incendies qui ontravagé la ville que la destruction des immeubles.

◗ Utilisation des documents1. C’est surtout la situation qui est à comparer : région désertique (peu ou pas peuplée) pour

Landers, région peuplée pour la Bretagne. Ces séismes représentent un risque plutôt faible. Le premier en raison de l’environnement :un désert. Les autres par leur faible action dans une région peuplée.

2. Il apparaît clairement sur les photos que les bâtiments ont résisté à Kobé, même s’ils ontsouffert (disposition penchée, voire un certain écrasement). À Mexico en revanche, les struc-tures ont presque toutes cédé. Les données quantitatives en légende sont à prendre compte.

Question d’ensembleUn région est exposée au risque sismique lorsqu’elle comporte des enjeux : vies humaines,aménagement du territoire (immeubles, ponts, …).

Activité 3 - Les risques sismiques et volcaniques en France � Pages 16-17

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesCette double page présente des zonages de régions où les aléas sismiques et volcaniques sontprésents : ils sont établis par les scientifiques à partir des faits historiques. Il s’agit alors devoir comment les autorités peuvent utiliser ces cartes pour protéger ou prévenir la population.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a et 1b : Très faible en France métropolitaine, l’aléa est important en outre-mer,mais seulement dans des zones bien délimitées. On peut relativement bien discerner l’aléa parla présence des produits d’éruptions volcaniques plus ou moins anciennes (coulées, cendres…).Bien noter les informations relatives à la densité de la population qui permettront d’envisagers’il y a, dans certaines zones, risques ou non.Documents 2a et 2b : L’observation des cartes montre, dans le cas des séismes, des zones plusélargies que pour le volcanisme. Le risque sera à moduler selon l’importance de l’aléa. Iciencore, bien noter les informations relatives à la densité de la population.[Document complémentaire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr]

◗ Utilisation des documents1. Le risque volcanique dans la région Auvergne est a priori faible car la dernière éruption dans

cette région est ancienne. 2. Certaines régions comme les Pyrénées, les Alpes, l’Alsace présentent des risques sismiques

élevés car des séismes historiques importants se sont répétés dans le temps dans ces régions

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à forte densité de population tandis qu’à la périphérie de ces régions, ou en Vendée, les séis-mes historiques ont peut-être été relativement nombreux, mais leur intensité est restée rela-tivement faible.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLes régions à aléas volcaniques élevés, les régions à aléas sismiques élevés à moyens sontsusceptibles d’être touchées par des éruptions ou des séismes pouvant provoquer des perteshumaines. Il est donc indispensable de mettre en œuvre, dans ces zones, des dispositions pré-ventives.

Bilan � Pages 18-19

Le résumé des activités est conclu par un «« JJ’’aaii aapppprriiss àà »» où l’on retrouvera les principalesaptitudes et capacités requises par le chapitre.La partie gauche du «« JJee rreettiieennss ppaarr ll’’iimmaaggee »» pourra être utilisée pour expliquer ouconstruire le «« SScchhéémmaa bbiillaann »», seule représentation reproductible par l’élève.La rubrique «« JJee rreettiieennss ppaarr llee tteexxttee »» fixe les notions indispensables à connaître, en confor-mité avec le socle commun des connaissances.Le «« NNee ppaass oouubblliieerr »» rappelle une idée importante du chapitre.

Autour des… risques volcaniques ou sismiques � Pages 20-21

◗ Pompéi et l’éruption du Vésuve en 79L’étude de cette catastrophe est importante car elle est bien documentée historiquement,comparativement à celle de 1631 qui fit autant de victimes. [Document complémentaire surle site SVT Magnard : www.magnard.fr]

◗ Prévenir les séismes : l’information aux populationsCes documents permettent une approche de la prévention envers les élèves. On voit que dansles pays étrangers comme en France, l’accent est mis sur l’éducation des jeunes aux risques.Ces actions seront précisées dans les chapitres suivants, avec l’étude plus avancée des phé-nomènes géologiques.

■ Correction des exercices

Les exercices de la rubrique « Pour apprendre sa leçon » sont corrigés en fin du manuel de l’élève.

[Exercices supplémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr]

,, ,, Correction dans le manuel de l’élève.

aa.. Tremblement de terre, morts et destructionsbb.. Nombreuses victimes (plus de 5000 morts et plus de 12000 blessés), destruction des infrastruc-

tures (immeubles, ponts, routes, voies ferrées partiellement ou totalement détruites).cc.. La région de Kobé est exposée aux risques car au moins un grand séisme catastrophique s’y est

produit en 1995.

aa.. L’image montre une personne en train de repérer l’emplacement du compteur électrique et letexte explique la nécessité de connaître l’emplacement des robinets de coupure du gaz.

bb.. Couper le gaz et l’électricité peut éviter lors des ruptures de canalisation des épanchements degaz et des étincelles pour provoquer des flammes incendiaires.

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EEXXEERRCCIICCEE GGUUIIDDÉÉ

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Correction dans le manuel élève.

aa.. Les villes les plus exposées auxcoulées sont : Terzigno,Boscotrecase, Torre Annunziate,Torre des Greco, Herculanum. Aces villes, il faut ajouter toutescelles englobées dans le cerclepointillé qui recevront descendres (elles sont moinsexposées).

bb.. Le vent dominant n’aura sûre-ment que peu d’action sur lescoulées et les projections, parcontre il peut modifier la zonedes retombées de cendres pré-sentée sur la carte :

aa.. Conduites à tenir en cas de séisme : à l’intérieur s’abriter sous une table ou dans un coin depièce, à l’extérieur s’éloigner des immeubles pour éviter les chutes d’objets.

bb.. Consignes :- ne pas prendre l’ascenseur- ne pas fumer- éviter les déplacements dans les ruines non stabilisées- attention au risque de tsunami

aa,, bb,, cc.. La carte peut être établie de la façonsuivante : griser toute la zone internejusqu’aux crêtes et avant de hachurer,réaliser un cercle de 10 km centré surle volcan.

dd.. Il serait souhaitable, en cas d’éruption defaire évacuer les villages suivants soumisau souffle brûlant : St Pierre, Ajouba-Bouillon, Macouba.

■ Exercice complémentaireConsultez également : www.magnard.fr/college/svt

PPrrooggrraammmmee NNaattiioonnaall ddee PPrréévveennttiioonn dduu RRiissqquuee SSiissmmiiqquueeEEnnsseemmbbllee,, pprrééppaarroonnss--nnoouuss mmiieeuuxx àà uunn rriissqquuee ccoonnnnuu !!Le 8 octobre (2005) dernier, un séisme frappait la région du Cachemire. Mais ce drame (…) a tou-ché des pays lointains. Comme souvent dans ces cas là, chacun se rassure en se disant que ça n’ar-rive que chez les autres. Il est pourtant de notre devoir de nous interroger sur notre propre prépa-ration à de telles catastrophes.

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La possibilité qu’un séisme fort se produise en France et engendre des victimes et des dégâts impor-tants est avérée. Souvenons-nous par exemple des séismes qui se sont produits à Lambesq, près deSalon de Provence en 1909 ou en 1839 à Fort-de-France. Surtout, prenons conscience du risqueaccru qui pèse sur notre société : les simulations le montrent, des séismes similaires feraient dés-ormais plusieurs centaines voire plusieurs milliers de morts, sans compter les conséquences écono-miques désastreuses.La rareté des séismes graves sur notre territoire est une chance. C’est aussi un handicap. Car notremémoire collective est courte. Un tel constat doit nous inciter à agir de façon résolue. Il est pos-sible d’engager des actions efficaces avant que le séisme n’ait lieu.L’objectif est de réduire la vulnérabilité de la France au risque sismique. Il faut pour cela travaillerà une meilleure prise de conscience de nos concitoyens, des constructeurs et des pouvoirs publics.Il faut parfois tout simplement mettre en œuvre avec fermeté des dispositions de constructionparasismique déjà adoptées et peu respectées. Il faut aussi améliorer nos connaissances et notresavoir-faire et mieux les diffuser aux acteurs concernés.

Nelly OlinMinistre de l’Écologie et du Développement Durable

QQuueessttiioonnss11.. Retrouvez dans ce texte les raisons qui permettent de penser qu’il existe un risque sismique en

France.22.. Indiquez les axes proposés par le Ministre pour la prévention du risque.

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Manuel élève :

p. 25 à 42

Les séismes : effets et causes

2chapitre

43Chapitre 2 • Les séismes : effets et causes


Durée conseillée : 3 à 4 heures, soit deux à trois semaines. Ce chapitre prend sa place dans la partie « Activité interne du globe terrestre », à laquelle 17 heures peuvent être consacrées.

Est exclue :- la distinction des différents types d’ondes sismiques

Les séismes correspondent à des vibrationsbrutales du sol qui se propagent. Ils résultentd’une rupture brutale des roches en profondeuret se manifestent par des déformations à lasurface de la Terre.

Des contraintes s’exerçant en permanence surles roches conduisent à une accumulationd’énergie qui finit par provoquer leur rupture auniveau d’une faille :

- le foyer du séisme est le lieu où se produit larupture ;

- à partir du foyer, la déformation se propagesous formes d’ondes sismiques enregistrables.

Les séismes sont particulièrement fréquentsdans certaines zones de la surface terrestre. Ilsse produisent surtout dans les chaînes demontagne, près des fosses océaniques et aussile long de l’axe des dorsales.

L’Homme réagit face aux risques qu’il connaît enréalisant :

- une prévision sismique basée sur l’informationet l’éducation des populations (zones à risqueà éviter, constructions parasismiques,conduites à tenir avant, pendant et après lesséismes). La prévision des séismes estimpossible actuellement.

[Mathématiques : échelle, agrandissement,réduction]

[Physique-Chimie : changement d’état, 5e,vitesse, énergie cinétique, énergie, 3e.]

[Thèmes de convergence : énergie,environnement et développement durable,sécurité.]

Observer les différents phénomènes quicaractérisent un séisme, questionner, formulerdes hypothèses et les valider, argumenter,modéliser pour relier les manifestations d’unséisme à des phénomènes qui se déroulent enprofondeur.Percevoir la différence entre réalité (les ondessismiques) et simulation (modèle de propagationd’ondes) [Compétence 4 – B2i domaine 3]Percevoir le lien entre science des ondes ettechniques (sismogrammes).

Exploiter une représentation cartographique, unplanisphère [Compétence 5], [Compétence 4 –B2i domaines 1 et 4] pour localiser les zonessismiques à l’échelle mondiale. Situer un séisme dans l’espace en utilisant descartes à différentes échelles [Compétence 5].S’informer, se documenter grâce à un logiciel ouun site Internet sur la localisation des séismes[Compétence 4 – B2i domaine 4].

Écriture d’un texte décrivant les manifestationsconstantes repérées à partir de la descriptionde plusieurs séismes.Observation de photographies, de vidéogrammesmontrant les manifestations et lesconséquences d’un séisme.Recherche d’information sur des sites Internetmontrant les effets des séismes [B2i].Modélisation de l’enregistrement d’ondes avecdes dispositifs adaptés.Mise en relation du tracé d’un sismographe avecla propagation d’ondes sismiques. Recherchedes causes immédiates d’un séisme à partir d’untexte ou d’un autre document.Schématisation et localisation sur un blocdiagramme du foyer, de l’épicentre et du trajetdes ondes sismiques. Recensement etlocalisation des séismes sur un planisphère ougrâce à un logiciel ou un site Internet.

Connaissances Capacités déclinées dans une situation d’apprentissage

Exemples d’activités

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■ Thème généralOn a vu que les séismes font partie des risques naturels importants et meurtriers. Il s’agit mainte-nant de comprendre comment se réalise ce phénomène géologique afin d’essayer de protéger aumieux les populations. Pour cela, après des observations de terrain (effets) on essayera de com-prendre l’origine et la propagation des ondes en favorisant les simulations en classe.

• OObbjjeeccttiiffss ddee ccoonnnnaaiissssaanncceess- Un séisme se traduit par des effets à la surface de la Terre : tremblements, destruction, l’épicen-

tre est le point où l’intensité est la plus forte.- Séisme et faille sont liés.- Une rupture de roches initiale provoquée par des forces en compression ou extension, déclenche

au foyer, des ondes enregistrables par un sismomètre.- Un sismogramme permet de déterminer la magnitude d’un séisme.- La plupart des séismes sont alignés.- Le risque est grand autour du Pacifique et dans les chaînes de montagnes.- On ne peut prévoir un séisme, seulement effectuer une prévention.

• OObbjjeeccttiiffss mméétthhooddoollooggiiqquueessIl s’agit d’un chapitre où, après la saisie d’information, la simulation donne toute son importanceà la réalisation et au raisonnement.

Saisie d’informations à partir de textes, photographies, vidéogrammes, enregistrements : identifierles phénomènes qui caractérisent un séisme, connaître des effets secondaires des séismes, identi-fier sur une carte la localisation (épicentre) d’un séisme, lire un sismogramme.Réaliser à l’aide de capteur et d’un logiciel une simulation d’un séisme et l’enregistrement d’ondespropagées.Raisonner et réaliser en percevant la différence entre une réalité (propagation d’ondes sismiques)et une simulation (modèle de propagation d’ondes), situer un séisme dans l’espace à l’aide de car-tes, de logiciels.Communiquer en argumentant pour indiquer l’origine d’un séisme.

■ Découpage du chapitre : progression et programmation horaireCe chapitre permet de comprendre l’origine des séismes afin d’effectuer une meilleure prévention.Une double page «« DDeess ffaaiittss ppoouurr ss’’iinntteerrrrooggeerr »» (pages 26 à 27) montre qu’après les effets destruc-teurs observés (chapitre 1), on peut se pencher sur l’étude scientifique, suivre l’activité de la Terre entemps réel afin de prévenir et de secourir au mieux la population : la connaissance des séismes, acquiseprogressivement à partir des 4 «« aaccttiivviittééss »» (pages 28 à 35) permet donc de mieux appréhender lesmoyens mis en œuvre par les autorités, grâce aux conseils des scientifiques, pour informer les popu-lations, définir un PPR et l’application de règles parasismiques, organiser la mise en place de secours…(Voir encadré « connaître et prévenir les risques », placé en bordure de la page de droite de chaqueactivité).La dernière activité permet d’observer qu’il existe à la surface de la Terre, des zones où le risque sis-mique est élevé, et où la prévention doit être mise en œuvre.

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Dans cette proposition, les pages «« AAuuttoouurr ddee …… »» et les exercices proposent la connaissance de phé-nomènes induits par les séismes, des liaisons avec les mathématiques et la sécurité.

Dans les exercices, on retrouvera les rubriques permettant l’autonomie de l’élève dans son apprentis-sage par l’écriture des mots nouveaux, les définitions à connaître, des phrases à construire, le schémabilan à reprendre.Un exercice guidé, l’utilisation des connaissances et l’approfondissement ne sont pas oubliés.


Matériel professeur- diapositives ou documents vidéo présentant les effets de séismes - articles de journaux, photos de failles diverses (voir site Magnard)- matériel de simulation (bloc rocheux, sable, appareil à contraintes, blocs de polystyrène)- maquette de sismomètre - maquette de réalisation de failles- vidéos de fonctionnement de ces maquettes (site Magnard)- capteurs (cellules piézo-électriques)






BBiillaann(0h15)

Poser les questions quiorienteront l’étude, àpartir de l’exploitationde quelques documentschoisis Connaître les effetsdes séismes et lesmouvements deterrains associés

Connaître l’origine d’unséisme

Comprendre commentse propagent les ondesdans le sol

Connaître larépartition des séismesà la surface de la Terre


- identifier des phénomènes- formuler une hypothèse

- s’informer à partir dedocuments, de textes- mettre déjà en relationséismes et failles

- mettre en œuvre unesimulation- interpréter les résultats etles appliquer à la Terre

- réaliser des simulations- interpréter les résultats etles appliquer à la Terre

- s’informer à partir d’unecarte

- construire un schéma bilan


- documentsphotographiques,cartes, schémas- petites vidéos

- documents surmanipulations etécrans d’ordinateur

- documents surmanipulations etécrans d’ordinateur

- schémas- mappemonde desséismes enregistrés sur5 ans- représentation «illustrée » des notionsacquises(partie gauche de larubrique « retenir parl’image »


- participation oraleou écrite- réalisationd’isoséistes

- manipulations- utilisation delogiciel informatique

- manipulations- utilisation delogiciel informatique

- saisir desinformations à partird’une carte

- les effetss’atténuent ens’éloignant del’épicentre - contraintes, failleset séismes sont liés- les ondes sismiquessont produites parune rupture de rochessous des contraintesen extension oucompression- les ondess’atténuent avec ladistance- elles peuvent êtreamplifiées par desroches : effet de site- les séismes formentdes courbes ferméesenglobant des zonescalmes- voir « l’essentiel àretenir »



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- logiciel Audacity*- logiciel Sismolog- ordinateur avec projecteur vidéo

Matériel élève- documents du manuel- matériel pour réaliser les simulations (bloc rocheux, capteurs, ordinateur par groupe)

Des liens utiles• http://www.ac-nice.fr/svt/aster/le site incontournable pour des approches pédagogiques simples et variées (site de l’académie de Nice).

- http://www.ac-nice.fr/svt/aster/educ/activites/cookbook/techo_piezo.htm: simulation en directd’ondes sismiques.

- Cartotek (logiciel en libre accès) : des cartes et desdonnées pour localiser un épicentre (et bien d’autresapplications)

- Sismographe (logiciel en libre accès) : permet devisualiser une simulation de sismographe



Photographie : un séisme pris sur le vif : séisme de Fukui, Japon, le 28 juin 1948.Sur le cliché, les habitants de Fukui fuient le tremblement de terre en sautant entre les fis-sures qui parcourent les rues. Le tremblement, de 7.3 sur l'échelle de Richter a fait près de 3800 victimes. La photo a été prise par le photographe de presse Karl Mydans, qui était en train de déjeu-ner dans un restaurant.Il a décrit le sinistre dans ces termes :

« Le plancher en béton a presque explosé. Les tables ont volé vers nous, et nous avons tous étéprojetés au sol. J'ai réussi à atteindre la sortie. Mais le trottoir s’est effondré et un mur s’esteffondré sur moi. »


Document a : L’écroulement du pont montre la violence du tremblement de terre ; l’analogieavec la pile de dominos écroulés suggère qu’une « secousse » a affecté le sous-sol ou le sol surlesquels était installé le pont. Un séisme apparaît comme étant un ébranlement du sol suite àla propagation d’ondes à partir du point où a été initié cette secousse. [document complémen-taire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

EEddiitteeuurr :: AudacitySSiittee :: http://audacity.sourceforge.netPPrriixx :: gratuitCCee qquu’’iill vvoouuss ffaauutt :: Windows 98 ou suivants

Liens u t i les

– transparents Magnard– site internet « élèves »– site internet « enseignants »


* Audacity est un logiciel de traitement sonore gratuit. Il permet d’enregistrer, de jouer, d’importer et d’exporter des données enplusieurs formats dont WAV, AIFF et MP3. Vous pourrez traiter vos sons avec les commandes Couper, Copier et Coller (avec annu-lations illimitées), combiner les pistes et ajouter des effets à vos enregistrements. Audacity intègre également un éditeur d’en-veloppe de volume et permet l’analyse du son grâce à l’affichage paramétrable de spectrogrammes. Le logiciel intègre certainseffets spéciaux tels l’amplification des basses, l’élimination du bruit…

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Document b : Les séismes sont cause de transformation des paysages (changement d’échelle parrapport au document précédent). Cette modification apparaît brutale et significative de la vio-lence du séisme. On notera, en comparant les deux clichés, le changement d’aspect du pan demontagnes situé à droite de la rivière (glissement de terrain), le changement de couleur de larivière qui charrie après le sinistre des particules en suspension, apportées par le glissementde terrain, l’élargissement de la rivière en amont du glissement…

Document c : Les scientifiques disposent d’appareils susceptibles d’enregistrer les secoussesresponsables des séismes.

Document d : L’ensemble des enregistrements réalisés, pour chaque séisme, en de nombreusesstations réparties à la surface du globe permet de localiser les différents séismes qui affectentquotidiennement la surface de la Terre. Ces banques de données sont parfois accessibles par lepublic comme sur le site Internet de l’IRIS (institut de surveillance géologique des États-Unis).[document complémentaire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

Activité 1 - Les effets d’un séisme � Pages 28-29

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit ici de montrer comment un séisme peut avoir des actions variées sur les paysages etl’implantation humaine. Ces actions permettent de replacer le séisme dans une échelle d’inten-sité (échelle macrosismique européenne, EMS) permettant notamment de comparer des séismesentre eux par leurs effets.L’exploitation de ces données (intensités sismiques) permet de localiser l’épicentre d’un séismeà partir du tracé des isoséistes.Les observations de terrain permettent également de relier la présence d’une faille à l’actiond’un séisme (d’où l’idée qu’un séisme peut être déclenché par une rupture au sein d’une forma-tion rocheuse).

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a, b et c : L’échelle EMS, ou Échelle macrosismique, est basée sur les observations

I II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X XI XII

imperceptibleà peine ressentie

faible

ressentie par beaucoup

forte

légers dommages

dommages significatifs

dommages importants

destructive

très destructivedévastatricecatastrophique

la secousse n'est pas perçue par les personnes, même dans l'environnement le plus favorable. les vibrations ne sont ressenties que par quelques individus au repos dans leur habitation, plus particulièrementdans les étages supérieurs des bâtiments. L'intensité de la secousse est faible et n'est ressentie que par quelques personnes à l'intérieur des constructions.Des observateurs attentifs notent un léger balancement des objets suspendus ou des lustres. Le séisme est ressenti à l'intérieur des constructions par quelques personnes, mais très peu le perçoivent àl'extérieur. Certains dormeurs sont réveillés. La population n'est pas effrayée par l'amplitude de la vibration. Lesfenêtres, les portes et les assiettes tremblent. Les objets suspendus se balancent. Le séisme est ressenti à l'intérieur des constructions par de nombreuses personnes et par quelques personnes àl'extérieur. De nombreux dormeurs s'éveillent, quelques-uns sortent en courant. Les constructions sont agitées d'untremblement général. Les objets suspendus sont animés d'un large balancement. Les assiettes et les verres sechoquent. La secousse est forte. Le mobilier lourd tombe. Les portes et fenêtres battent avec violence ou claquent.Le séisme est ressenti par la plupart des personnes, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur. De nombreusespersonnes sont effrayées et se précipitent vers l'extérieur. Les objets de petite taille tombent. De légers dommagessur la plupart des constructions ordinaires apparaissent: fissurations des plâtres; chutes de petits débris de plâtre. La plupart des personnes sont effrayées et se précipitent dehors. Le mobilier est renversé et les objets suspendustombent en grand nombre. Beaucoup de bâtiments ordinaires sont modérément endommagés: fissurations desmurs; chutes de parties de cheminées. Dans certains cas, le mobilier se renverse. Les constructions subissent des dommages: chutes de cheminées;lézardes larges et profondes dans les murs; effondrements partiels éventuels. Les monuments et les statues se déplacent ou tournent sur eux-mêmes. Beaucoup de bâtiments s'effondrent enpartie, quelques-uns entièrement. Beaucoup de constructions s'effondrent. La plupart des constructions s'effondrent. Pratiquement toutes les structures au-dessus et au-dessous du sol sont gravement endommagées ou détruites.

DDeeggrréé SSeeccoouussssee OObbsseerrvvaattiioonnss

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de terrain après séisme, voire les témoignages des habitants qui ont subi le séisme. L’ensemblepeut être reporté sur une carte (zones isoséistes), permettant ainsi l‘approche de la détectionde l’épicentre.Nota : L'échelle EMS 98 est une échelle permettant de classer des séismes par leur intensité.Elle est utilisée par le Bureau Central Sismologique Français depuis janvier 2000. Elles rempla-cent l'ancienne échelle MSK. C’est une échelle européenne.Documents 2a et b : Des failles peuvent apparaître en surface ou être réactivées après unséisme. Elles peuvent être de types différents. Ici, des failles en décrochement horizontal etune faille à rejet vertical. Ce qui importe ici n’est pas de détailler la nomenclature des failles ou de préciser les différentstermes associés à la notion de faille (miroir ou plan de faille, rejet…) mais plutôt d’associerun séisme avec l’existence d’une rupture apparue au sein des roches, rupture pouvant êtrel’aboutissement d’une accumulation d’énergie au sein de ces roches.

◗ Utilisation des documents11.. En rapprochant le récit des habitants de l’échelle EMS on peut estimer l’intensité à Fontenay

le Comte à II et à Nesmy à III.22..

33.. Une faille montre des déplacements de terrains. Le séisme se produit dans le même tempset la faille en est un résultat visible. Ils sont donc intimement liés.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeOn constate d’abord des effets simples de tremblement (séismes de faible intensité) puis desdestructions de plus en plus importantes, le phénomène pouvant aller jusqu’à des modifica-tions du paysage, notamment par l’apparition de failles à la surface de la terre.

Activité 2 - L’enregistrement et l’origine des séismes � Pages 30-31

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit ici de rechercher l’origine des vibrations du sol (et du sous-sol) constatées lors d’unséisme. Une approche analogique simple est envisageable : un choc appliqué à l’aide d’un mar-teau sur le bord d’une table qui sert de lieu d’écriture à une personne montre que cette per-sonne voit son écriture déformée lors du choc. Il s’agit donc ici d’améliorer ce premier constatpar une simulation dont les résultats seront confrontés aux faits observés pour bien distinguerréalité et simulation et développer l’esprit critique des élèves.

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◗ Commentaires des documents proposésDocument 1a : L’enregistrement (sismogramme) décrit le tremblement du à un séisme et enre-gistré en un endroit précis ; il conviendra d’expliquer les termes « amplitude » et « fréquence», variables selon le séisme et les ondes. Le fonctionnement du sismomètre est abordé sur les sites Magnard (élèves comme ensei-gnants) : www.magnard.fr/college/svt.Noter aussi qu’un sismogramme permet de calculer la distance à l’épicentre (calcul dont leprincipe, non exigible des élèves, est présenté sur un exemple précis dans Autour de…, p. 39du manuel).Document 1b : La magnitude caractérise l’énergie mise en jeu lors d’un séisme. Le texte fournipeut être complété par le tableau de comparaison suivant :

Pour comprendre l’origine des vibrations enregistrées, le « Je réalise » propose une approcheanalogique. Il permet ici de constater qu’un choc appliqué sur un support solide et rigide estune source d’ondes qui se propagent au niveau du support et qui peuvent être enregistrées.L’enregistrement se fait ici à l’aide d’un capteur d’ondes sonores et du logiciel à accès libre :Audacity.[document complémentaire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

Document 2 : Séisme et faille ont été reliés (activité 1). Il s’agit ici d’expliquer cette rela-tion, et plus précisément de montrer comment une rupture (par approche analogique) et doncune faille, peut initier la propagation d’ondes propageables et donc enregistrables.Notons que l’activité se termine par un premier schéma qui sera complété au cours de l’acti-vité suivante.

◗ Utilisation des documents11.. Le fait que le choc du marteau soit éloigné du capteur permet de dire que les ondes se dépla-

cent. 22.. L’enregistrement sur l’écran reste relativement calme jusqu’au moment de la rupture. C’est

donc celle-ci qui provoque l’apparition d’ondes.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeÀ l’échelle de la Terre, on peut considérer que les séismes sont dus à des ruptures de roches,donnant des failles. Ces ruptures peuvent être causées par une compression ou par une exten-sion des terrains. Les sismogrammes permettront de connaître rapidement l’importance duséisme par sa magnitude et sa distance au sismomètre.

-12

-1.5

1

2

3.4

4

4.5

4.8

5

6

7.5

8

9

10

12

-

-

15 kg

1 T

40 T

1 kT

5 kT

15 kT

35 kT

1 MT

160 MT

10 GT

32 GT

1012 T

160 1012

Chute d’une pièce de monnaie sur le sol

Cassure d’une roche en laboratoire

Explosion

Explosion d’une mine

AZF

Petite arme nucléaire

Énergie totale d’un cyclone

Little Boy (Fat Man : 22 kT)

5.2 Séisme Annecy Epagny, 1996

Séisme de Lambesc / Bombe H

Séisme d’Izmit, 1999

Séisme de San Francisco, 1906

Chili, 1960

Faille San Andréas qui fait le tour de la Terre

Astéroïde de 50 km de diamètre -> Terre

MMaaggnniittuuddee ÉÉqquuiivvaalleenntt eenn TTNNTT EExxeemmppllee

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Activité 3 - La propagation des ondes sismiques � Pages 32-33

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit maintenant d’expliquer que les dégâts sont plus importants à l’épicentre qu’en sa péri-phérie, et que les lignes isoséistes ne sont pas, en général, disposées de façon concentrique.Ainsi : les ondes s’atténuent avec la distance et la façon dont elles se propagent dépend dela nature des terrains traversés. On recherche encore une fois une explication, à partir desimulations simples, de faits constatés sur le terrain.

◗ Commentaires des documents proposésDocument 1 : La simulation utilisant deux capteurs permet maintenant de constater le dépla-cement mesurable des ondes sur l’écran par leur écart à l’arrivée (voir site) et de noter que ladistance atténue l’amplitude des vibrations ; le rapprochement avec la réalité explique que lesdestructions sont de moins en moins importantes au fur et à mesure qu’on s’éloigne de l’épi-centre. C’est ce que montre le schéma b.Document 2 : À l’aide du « Je réalise », on montrera que les ondes sont amplifiées par un ter-rain sableux et humide ce qui se traduit en réalité par des destructions différentes en un mêmelieu. Le schéma rend compte de ce phénomène d’effet de site.Autres documents sur l’effet de site : www.magnard.fr/college/svt.

◗ Utilisation des documents11.. L’amplitude des ondes est forte en A et faible en B.

22.. L’amplitude des ondes en A est forte, en B moyenne en C faible. Le point D se trouve sur lazone située la plus à droite du schéma (habitations écroulées sur la zone colorée en vert.

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QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeÀ l’épicentre, l’amplitude des ondes est importante ; elle s’atténue avec la distance. Elledépend aussi des terrains traversés : ainsi elle pourra s’amplifier dans des terrains sableux ethumide assez éloignés de l’épicentre : c’est l’effet de site.[Complément sur l’effet de site, voir www.magnard.fr/college/svt]

Activité 4 - La répartition des séismes à la surface de la Terre � Pages 34-35

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesLa localisation des séismes (foyers) à la surface du globe montre que cette répartition n’estpas quelconque. De nombreux séismes sont « alignés » délimitant ainsi des surfaces sismi-quement « moins » actives. Ce résultat met en évidence des zones à risques sismiques.

◗ Commentaires des documents proposésPlanisphère obtenu à partir de Sismolog pour les séismes récents de magnitude supérieure ouégale à 4 (activité B2i possible). On pourra superposer à ce planisphère le planisphère géogra-phique placé en page de garde avant de l’ouvrage.

◗ Utilisation des documents11.. Régions à forts séismes : pourtour du Pacifique et est de l’océan indien. Régions où le ris-

que est faible : centre Pacifique, Eurasie du nord, Amériques du nord et du sud centre et est,pratiquement tout l’océan Atlantique, Afrique.

22.. Régions sans séismes : Groenland, Antarctique, Australie.33.. Régions où le risque est le plus important : côte ouest des Amériques du sud et du nord,

Japon, Philippines, Indonésie, Nouvelle Zélande.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLes séismes ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe terrestre : ils sont alignés,délimitant ainsi de vastes zones sismiquement peu actives.

Bilan � Pages 36-37Le contenu résumé des activités est suivi d’un «« JJ’’aaii aapppprriiss àà »» où l’on retrouve les princi-pales capacités abordées dans le chapitre.La partie gauche du «« JJee rreettiieennss ppaarr ll’’iimmaaggee »» pourra être utilisée pour expliquer ouconstruire le «« SScchhéémmaa bbiillaann »», seule représentation reproductible par l’élève.La rubrique «« JJee rreettiieennss ppaarr llee tteexxttee »» fixe les notions construites indispensable à savoir,en relation avec le socle commun des connaissances.Le «« NNee ppaass oouubblliieerr »» revient sur une des notions « phares » du chapitre.

Autour de… l’activité sismique � Pages 38-39

◗ Les tsunamis, formation et préventionLe rappel de ces phénomènes secondaires, car générés par des séismes (ou des éruptionssous-marines ou des glissements de terrains…), est important car ils sont souvent responsa-bles de sinistres importants pour les populations des zones littorales (un des plus gros désas-tres des dernières années est dû au tsunami du 24 décembre 2004, initié par le séisme deSumatra en Indonésie). La prévention par les signes avant-coureurs est précisée.

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◗ Trouver l’épicentre d’un séismePour cette liaison avec les mathématiques, on est obligé de faire appel aux différences desondes P et S (connaissances non exigibles), leur vitesse, de façon à comprendre comment onpeut trouver la distance épicentre/station sismique.Les calculs sont tout de même réduits par l’apport de la formule finale.

◗ Programme national de prévention du risque sismiqueLa prévention sismique passe surtout par l’éducation de la population dans les zones à ris-ques, et les constructions parasismiques. Voir par exemple : www.ecologie.gouv.fr, cliquer sur“risque et pollution”.

■ Correction des exercices(Voir en fin de manuel la correction de certains exercices)[Exercices supplémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

,, ,, ,, Correction dans le manuel élève.

Le mot caché est MAGNITUDE : grandeur qui permet de mesurer l’énergie libérée par un séisme.

11.. Foyer22.. Ondes33.. Epicentre44.. Faille

77

66

55

44332211

S12

34

56

78

9

É I S M EF A I L L E

S I S M O G R A P H EO R I G I N E

É P I C E N T R EE N R E G I S T R E M E N T

R U P T U R EO N D E S

I S O S E I S T E S


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aa.. Si la ville d’Orthez se trouve sur l’isoséiste VI, on aura : a = V, e = IV, b = III et f = VII, d = VIII .

bb.. La ville ayant subi l’intensité la plus forte est Arette. Elle se trouve donc à l’épicentre.cc.. La ville de Saint Jean Pied-de-Port a subi une intensité de VI et celle d’Argelès-Gazost une

intensité de V. Pourtant, elles sont à peu près à la même distance de l’épicentre. Il faut doncprendre en compte la nature des terrains dans ces deux directions opposées.

aa.. Le distance entre le foyer et Mexico est environ 400 km.bb.. La ville est construite dans une vaste cuvette sur des sables plus ou moins humides ; elle a

donc subi un effet de site avec amplification de l’amplitude des ondes, ce que confirment lessismogrammes.

aa.. Ces tickets représentent, par exemple, des couches de roches sédimentaires jaune et bleueaffectées par une faille.

bb.. La longueur de l’ensemble a diminué, donc le « bloc de terrain » a subi une compressiondésignée par la flèche.

cc.. Voir ci-dessous.

1100

99

88

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Manuel élève :

p. 43 à 62

Les volcans : effets et causes

3chapitre

55Chapitre 3 • Les volcans : effets et causes


Durée conseillée : 3 à 4 heures, soit deux à trois semaines. Ce chapitre prend sa place dans la partie« Activité interne du globe terrestre », à laquelle 17 heures peuvent être consacrées.

Sont exclues :- l’étude systématique des différents types d’éruptions et des différents types d’édifices volcaniques ;- l’étude systématique des différentes roches volcaniques et de leurs minéraux ;- l’étude de la composition chimique des minéraux et des verres.

Le volcanisme est l’arrivée en surface de magma et se manifeste par deux grandstypes d’éruptions.

Les manifestations volcaniques sont des émissions de lave et de gaz. Lesmatériaux émis constituent l’édifice volcanique.

L’arrivée en surface de certains magmas donne naissance à des coulées de lave,l’arrivée d’autres magmas est caractérisée par des explosions projetant desmatériaux.

Le magma contenu dans un réservoir magmatique localisé, à plusieurs kilomètresde profondeur est de la matière minérale en fusion véhiculant des élémentssolides et des gaz.

Les roches volcaniques proviennent du refroidissement du magma.

Le refroidissement par étapes du magma, sa solidification sous forme de cristauxet de verre donnent naissance aux roches volcaniques.

La structure de la roche conserve la trace de ses conditions de refroidissement.

Les volcans actifs ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe.

Sur les continents, des volcans actifs sont alignés, principalement autour del’océan Pacifique et le long des grandes cassures.

Dans les océans, les zones volcaniques se situent dans l’axe des dorsalesocéaniques.

La répartition des séismes et des manifestations volcaniques permet de délimiterles plaques.

L’Homme réagit face aux risques qu’il connaît en réalisant :

- une prévention volcanique efficace qui passe par la prévision des éruptionsfondée sur la surveillance et la connaissance du fonctionnement de chaquevolcan et l’éducation des populations.

[Mathématiques : échelle, agrandissement, réduction]

[Physique-Chimie : changement d’état, 5e, vitesse, énergie cinétique, énergie, 3e.]

[Thèmes de convergence : énergie, environnement et développement durable,sécurité.]

Observer et s’interroger sur lesmanifestations de différenteséruptions volcaniques et lesproduits émis pour identifierdeux types d’éruptions.Annoter un schéma avec lesdifférentes parties d’un édificevolcanique [Compétence 1].

Observer, questionner, formulerune hypothèse et la valider,modéliser la formation des rochesvolcaniques.Manipuler : réaliser l’observationmicroscopique d’une lame mincede roche volcanique.

Exprimer le résultat d’unerecherche : réaliser un croquisd’interprétation des observationsde lames minces [Compétence 1].

Exploiter une représentationcartographique, un planisphère[Compétence 5], [Compétence 4– B2i domaines 1 et 4] pourlocaliser les zones volcaniques.

Comparaison de deux typesd’éruptions à partir devidéogrammes, de sites Internetou de maquettes animés [B2i]. Schématisation d’un appareilvolcanique vu en coupe.Mise en relation de la répartitionde foyers sismiques avec lalocalisation de réservoirmagmatique.

Observation à l’œil nu, à laloupe, de roches volcaniquesprovenant des deux typesd’éruption.Réalisation d’un croquis de lamesminces montrant la structure deces roches vues au microscopepolarisant.Observation d’une expériencemontrant une relation entre lataille des cristaux et la vitessede refroidissement.Mise en relation des résultatsd’une expérience derefroidissement lent ou brutalavec la structure d’une rochevolcanique.

Localisation des zonesvolcaniques à partir d’unplanisphère, ou d’un logiciel devisualisation [B2i].



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■ Thème généralOn a vu que les volcans font partie des risques naturels importants et meurtriers. Il s’agit maintenantde comprendre comment se réalise ce phénomène géologique afin d’essayer de protéger au mieux lespopulations. Pour cela, après des observations de terrain (effets) on essayera de comprendre ce qu’estun volcan, sa constitution, et de connaître les produits émis.

• OObbjjeeccttiiffss ddee ccoonnnnaaiissssaanncceess- Il existe deux grands types d’éruptions : effusives avec coulées et projections, explosives, violen-

tes avec nuées ardentes et cendres- Le magma remonte de la chambre magmatique vers l’extérieur par la cheminée.- La forme caractéristique d’un volcan est le cône constitué par l’accumulation des projections et

des coulées.- Le magma en sortant donne lave et gaz.- En se refroidissant la lave donne des roches constituées d’une pâte, le verre volcanique et de cris-

taux.- Le risque est grand autour du Pacifique où se trouvent alignés la plupart des volcans explosifs.- Les volcans effusifs sont alignés sous la mer ou aériens isolés. Ils sont peu dangereux.

• OObbjjeeccttiiffss mméétthhooddoollooggiiqquueessIl s’agit d’un chapitre où après la saisie d’informations la simulation donne toute son importanceà la réalisation et au raisonnement.

Saisie d’informations à partir de textes, photographies, vidéogrammes, enregistrements : identifierles phénomènes qui caractérisent une éruption volcanique, reconnaître les différentes d’éruptions,identifier les zones terrestres où se trouvent les volcans.

Réaliser une cristallisation.

Raisonner et réaliser en classant les volcans en deux grandes catégories, en différenciant magma etlave, en comprenant le mécanisme de cristallisation.

Communiquer en décrivant les étapes d’une éruption volcanique, et réalisant un croquis de prépa-ration microscopique, en réalisant un schéma d’édifice volcanique.

■ Découpage du chapitre : progression et programmation horaireToujours dans le but d’obtenir une meilleure prévention pour la population, on va étudier les phéno-mènes volcaniques et leurs effets. La connaissance des roches permet de connaître l’activité de vol-cans anciens et potentiellement dangereux.Une double page «« DDeess ffaaiittss ppoouurr ss’’iinntteerrrrooggeerr »» (pages 44 à 45) illustre l’ensemble de l’étude à sui-vre : volcans effusifs, explosifs et étude scientifique.Cinq doubles pages «« aaccttiivviittééss »» (pages 46 à 55) consolident la connaissance de l’activité volcanique,de la constitution d’un volcan, des roches qui en résultent, la dernière permet d’observer qu’il existedes alignements de volcans dangereux où la prévention doit être mise en œuvre. Cette dernière estaussi une ouverture vers la notion de plaque lithosphérique et la tectonique des plaques, étudiée dansle chapitre suivant.

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On peut ainsi envisager la progression suivante :Dans cette proposition de progression, les pages «« AAuuttoouurr ddee …… »» et les exercices proposent un appro-fondissement sur la surveillance des volcans et leurs effets secondaires.

Dans les exercices, on retrouvera les rubriques permettant l’autonomie de l’élève dans son apprentis-sage par l’écriture des mots nouveaux, les définitions à connaître, des phrases à construire, le schémabilan à reprendre.Un exercice guidé sur une lame microscopique, l’utilisation des connaissances et l’approfondissementsur la prévention et les volcans sous-marins complètent le chapitre.





AAccttiivviittéé 44(30 min)

AAccttiivviittéé 55(30 min)

BBiillaann (15 min)

Poser les questions quiorienteront l’étude, àpartir de l’exploitationde quelques documentschoisis Connaître les effetsdes volcans etdéterminer deuxgrands types

Connaître laconstitution d’unvolcan

Comprendre le passaged’un matériel liquide àune roche solide

Savoir que les deuxtypes d’éruptionsdonnent des rochessemblables dans leurstructure maisdifférenteschimiquement

Connaître larépartition des volcansà la surface de la Terre


- identifier des phénomènes- formuler une hypothèse

- s’informer à partir dedocuments, de textes- effectuer des comparaisons

- identifier les éléments quiconstituent le cônevolcanique

- formuler une hypothèse- interpréter les résultatsd’une manipulation et lesappliquer aux roches

- s’informer à partir dedocuments, de textes- effectuer des comparaisons

- utiliser une banque dedonnées informatique- s’informer à partir d’unecarte

- construire un schéma bilan


- documentsphotographiques,textes- petites vidéos (VoirSite Magnard)- photos et schémas

- photos de coulées - vues de roches àdifférentes échelles

- documentinformatique- photographiesaériennes- vues de roches àdifférentes échelles

- documentinformatique- mappemonde desvolcans actifs

- représentation « illustrée » des notionsacquises (partie gauchede la rubrique « retenirpar l’image »


- participation oraleou écrite- réalisation d’untableau comparatif

- expliquer par untexte les différencesde constitutionselon le type devolcan

- observations à laloupe, aumicroscope- réalisation decristaux

- observations à laloupe, aumicroscope

- saisir desinformations à partird’un logiciel debanque de données,d’une carte

- il existe deséruptions effusives etdes éruptionsexplosives

- l’apparence d’unvolcan est celle d’uncône formé de débrisou coulées- le plus souvent, ilexiste un cratère enrelation avec lachambre magmatique - une rochevolcanique est forméede cristaux dans unverre- la taille et lenombre de cristauxdépendent du tempsde refroidissement- les rochesvolcaniques onttoutes une structureen verre et cristaux- selon le type devolcan, laconstitution chimiquede la roche change- les volcans formentdes courbes ferméesenglobant des zonescalmes- les volcans explosifssont situés surtoutautour du Pacifique- voir « l’essentiel àretenir »


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Matériel professeur- diapositives ou documents vidéo (site Magnard) présentant les effets de volcans effusifs et explosifs - articles de journaux- roches volcaniques diverses- photos aériennes de volcans

[documents complémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt] - microscope lame minces de roches, webcam- naphtaline, vanilline - binoculaire - projecteur vidéo- logiciel Sismolog

Matériel élève- documents du manuel- échantillons de roches volcaniques- lames minces- naphtaline ou vanilline- petit matériel de chauffage pour l’obtention de cristaux- microscope, loupe



Photographie : un vulcanologue sur l’Etna (présence humaine et phénomène géologique). Lasurveillance des volcans et de leurs activités éruptives est essentielle dans le cadre d’une pré-vention mais aussi d’une prévision des phases éruptives.


Document a : Le Stromboli montre une manifestation d’activité de projections. [Documentscomplémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

Document b : Le Piton de la Fournaise montre une manifestation d’activité principalement effusive (coulées).[Documents complémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

Document c : L’étonnante transformation du mont Saint Helens après l’éruption de 1980 témoi-gne de la violence de l’explosion.

Document d : Un scientifique, ici Katia Krafft, travaille pour connaître le volcan et mieux assu-rer la prévention.

Liens u t i les

– transparents Magnard

– site internet « élèves »

– site internet « enseignants »


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Activité 1 - Des éruptions volcaniques différentes � Pages 46-47

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit ici de montrer qu’il existe deux types d’éruptions et qu’on peut les relier à la dangero-sité du volcan.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a, b et c : L’éruption du Piton de la Fournaise associe coulées et projections. Laquantité de produits émis ne constitue cependant pas un réel danger pour la population.[Document complémentaire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]Documents 2a et b : L’éruption explosive du Pinatubo est illustrée ici par la colonne de cendrestrès élevée et les retombées sur toute la région et donc la population, ici fort nombreuse. Document 2c : Les chiffres sont éloquents : on est dans le cas d’un volcan très dangereux.

◗ Utilisation des documents11.. Les caractéristiques du Piton de la Fournaise sont : des coulées de couleur rouge, des pro-

jections de bombes et lapilli. Volcan peu dangereux.22.. Par comparaison, les caractéristiques du Pinatubo sont plutôt grises : panache gris, cendres

grises sur la ville. Volcan très dangereux car ayant causé de nombreuses victimes, des des-tructions et un dérèglement du climat mondial.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeOn peut qualifier le type de volcan à éruption effusive de volcan « rouge » et le type de vol-can à éruption explosive de volcan « gris ». Les volcans rouges ne représentent pas vraimentun danger pour la population, parfois seulement pour leurs biens. Les volcans gris, par leurdangerosité, représentent un risque certain pour leur environnement humain.

Activité 2 - La structure d’un volcan � Pages 48-49

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit ici de savoir comment est constitué un ensemble volcanique, du sous-sol à son aspecten surface.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments a, b, c, e, f : Cet ensemble de documents présente l’environnement de l’édifice vol-canique. L’apparence générale (cône et cratère), le détail de ses flancs (vues de surfaces), desmanifestations annexes (fumerolles) et internes (trémors).Document d : Le schéma se veut représentatif des deux types de volcans où apparaissent lespoints identiques (cône, projections, fumerolles) et les différences (coulées, colonne de cen-dres, nuée ardente).[Voir sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt, complément sur l’enregistrementde trémors et leur exploitation lors d’une crise volcanique]

◗ Utilisation des documents11.. Les phénomènes qui participent à la formation du cône volcanique sont : dépôts de projec-

tions (bombes, lapilli, cendres), coulées, muées ardentes.22.. L’enregistrement des trémors permet une surveillance du volcan : comme il signifie un mou-

vement de magma il peut être à l’origine d’une alerte avant éruption et sert donc à la pré-vention. D’autre part grâce à trois sismographes, on saura localiser dans l’espace parfaite-ment la position du mouvement de magma et donc, petit à petit déterminer la forme et laprofondeur de la chambre magmatique.

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QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeUn volcan se construit d’abord par l’apparition de lave par une ouverture dans le sol. Celle-ci peut donner des projections qui vont s’entasser, des coulées qui vont se superposer, descendres qui vont finalement se déposer au sol. Ainsi le cône va croître et se développer.

Activité 3 - Du magma à la roche volcanique � Pages 50-51

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesIl s’agit maintenant d’expliquer comment se forme une roche volcanique (structure, compo-sition).

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a et b : la coulée brûlante (environ 1000 °C) s’écoule tout en se refroidissant aucontact du sol et de l’air. Elle finit par s’arrêter lorsqu’elle n’est plus alimentée et se refroidit,se solidifie.Documents 1c et d : dans le mur ainsi formé, on observe à la loupe des différences entre lehaut de la coulée et le bas. La présence de bulles prises au piège est plus importante vers lehaut car la masse rocheuse est moindre, les éléments apparents (grains = cristaux) sont plusvisibles en bas. L’essentiel de la roche est formée d’une pâte grisâtre.Documents 1e et f : les observations microscopiques de lames de roches prises au sommet et àla base de la coulée confirment les observations précédentes : présence de bulles, de rares groscristaux et de nombreux petits cristaux (verre peu abondant) en haut, de gros cristaux en bas,le tout enchâssé dans une pâte homogène grise réunissant moins de microcristaux et davan-tage de verre volcanique.[Documents complémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

Document 2 : la formation de cristaux peut être visualisée en direct en chauffant légèrementdes particules de naphtaline ou de vanilline et en les portant rapidement sous l’objectif dumicroscope. On verra alors les gros cristaux se former et se développer lorsque le refroidisse-ment est lent, se bloquer rapidement et donner de petits cristaux quand il est rapide.[Document complémentaire sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

AAtttteennttiioonn,, pour des raisons de toxicité des vapeurs notamment, ces manipulations doivent sefaire dans une salle ventilée, si possible sous hotte.

Remarque : l’approche faite ci-dessus reste une approche analogique. Le passage entre cesrésultats analogiques et l’interprétation des faits de terrain doit être nuancé : un magma esten effet un ensemble de matériaux fondus, solides (enclaves de résidus de fusion, enclavesd’encaissant arraché, éléments cristallisés avant l’arrivée à la surface et le refroidissement dela coulée. Il ne faudrait pas laisser croire aux élèves que le dégazage (bulles observées dans laroche) et la cristallisation sont des processus qui se réalisent uniquement en surface.

◗ Utilisation des documents11..

Nombreuses bullesQuelques gros cristauxNombreux petits cristauxPâte grise = verre

Très peu de bullesBeaucoup de gros cristauxQuelques petits cristauxPâte grise = verre

SSoommmmeett ddee llaa ccoouullééee BBaassee ddee llaa ccoouullééee

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2. Lorsque la matière refroidit lentement les cristaux ont le temps de grandir et occupent toutl’espace jusqu’au blocage par solidification. Lorsqu’elle se refroidit rapidement, ils serontbloqués plus vite dans leur croissance et resteront petits.

Question d’ensembleLes phénomènes observés lors de la formations de cristaux sous le microscope sont à rame-ner à ce qui se passe dans la coulée : le haut se refroidit plus vite (donc petits cristaux etdégazage plus important), le bas plus lentement (donc plus gros cristaux et moins de bullesde dégazage).

Activité 4 - Des roches volcaniques différentes � Pages 52-53

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesOn cherche ici à montrer que si les éruptions sont différentes, les roches formées peuvent êtreégalement différentes. Les observations de surface, tant à l’échelle du paysage ou de l’affleu-rement qu’à l’échelle de la roche sont des signatures des éruptions.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments a et d : La chaîne des Puys est illustrée ici par sa zone nord où on observe des vol-cans différents. Le logiciel permet de montrer le relief et d’appliquer dessus la carte géologi-que. On pourra donc observer que la nature des roches volcaniques est différente selon les vol-cans. Notamment, au premier plan le Puy Pariou et le Sarcoui apparaissent de forme et deroches différentes.Documents b et c : Le Puy Pariou, forme générale et roche le composant (échantillon et lamemince). On peut ainsi relier un volcan avec cratère à un écoulement de basalte.Documents e, f et g : Le Sarcoui est constitué d’un dôme, donc d’une lave visqueuse, il associéà l’échantillon de domite vu aussi au microscope.[Voir sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt des documents complémentaires surla chaîne des Puys]

◗ Utilisation des documentsDocuments b, c, d : La mise en place du basalte est liée à un volcan possédant un cratère pointde départ de coulées, donc de lave fluide résultat d’un volcanisme effusif.Documents d, e, f, et g : La mise en place du trachyte est liée à un volcan en forme de dôme,sans cratère, donc où la lave n’a pu s’écouler. Elle est donc visqueuse. Il s’agit d’un volcanismeexplosif, puisqu’on trouve aussi des cendres et des produits de nuées ardentes à proximité.

Question d’ensemble

Le caractère explosif ou effusif d’une éruption dépend de la capacité des gaz à pouvoir s’échap-per de la cheminée. Si les roches mises en place proviennent d’une lave fluide (basalte) les gazproduiront au plus des projections et le volcanisme sera effusif. Si elles proviennent d’une lavevisqueuse (trachyte) les gaz vont s’accumuler sous la lave jusqu’à produire une explosion et levolcanisme sera explosif.

Activité 5 - La répartition des volcans à la surface de la Terre � Pages 54-55

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesOn cherche à montrer que les volcans ne sont pas répartis au hasard, qu’ils sont alignés etdélimitent des zones à l’intérieur desquelles il y en a peu.

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◗ Commentaires des documents proposésLa carte de la répartition des volcans (capture d’écran réalisée sur Sismolog) est entourée dequelques exemples de volcans.

◗ Utilisation des documents11.. Les volcans d’Hawaii (Kilauea) présentent peu de risques pour la population, car ce sont des

volcans effusifs où seules les coulées peuvent entraîner quelques destructions mais pas devictimes directes. Les volcans situés au niveau des dorsales sont également effusifs et leuractivité ne concerne pas réellement les populations.Par contre certaines régions du globe : Antilles (Montagne Pelée, Martinique), pourtour duPacifique : Mérapi, Indonésie…) sont des zones à risques car elles possèdent de très nom-breux volcans explosifs actifs.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLes volcans sous-marins à activité effusive et les volcans aériens à activité explosive sont ali-gnés et délimitent des régions peu volcaniques.


Le contenu résumé des activités est suivi d’un «« JJ’’aaii aapppprriiss àà »» où l’on retrouve les princi-pales capacités abordées dans le chapitre.La partie gauche du «« JJee rreettiieennss ppaarr ll’’iimmaaggee »» pourra être utilisée pour expliquer ouconstruire le «« SScchhéémmaa bbiillaann »», seule représentation reproductible par l’élève.La rubrique «« JJee rreettiieennss ppaarr llee tteexxttee »» fixe les notions construites indispensable à savoir,en relation avec le socle commun des connaissances.Le «« NNee ppaass oouubblliieerr »» revient sur une des notions « phares » du chapitre.

Autour de… l’activité volcanique � Pages 58-59

◗ Prévision et prévention des risques volcaniquesLes mesures effectuées sur le terrain et par satellite permettent maintenant d’obtenir uneprévision relativement fiable de l’imminence d’une éruption volcanique. Ainsi la prévention,à l’inverse de celle des séismes n’est pas statique (construction parasismiques), mais active(évacuation si besoin). Le point commun entre le risque sismique et le risque volcanique estla prévention par l’éducation de la population. (Voir : www.magnard.fr/college/svt).

◗ Eruption du Laki, climat et révolution françaiseDes éruptions fantastiques, comme celles du Laki ou du Pinatubo, ont un retentissementmondial. Elles ne se produisent que rarement (tous les centenaires voire plus) mais peuventaller jusqu’à des extinctions d’espèces. (Voir : www.magnard.fr/college/svt).

◗ Les lahars, effets volcaniques secondaires mais dévastateursDes éruptions en région montagneuses froides (présence de neige, de glaciers…) peuventavoir des conséquences destructrices graves. La fonte quasi instantanée de neiges ou de gla-ces provoque l’apparition de fleuves de boue puissants et dévastateurs (Armero, 1985, 23 000victimes). Les lahars sont finalement une des causes les plus meurtrières sur les flancs desvolcans.

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[exercices supplémentaires sur le site SVT Magnard : www.magnard.fr/college/svt]

,, ,, ,, Correction dans le manuel élève.

aa.. Verre, grains (cristaux : microcristaux, gros cristaux), rares bulles.bb.. Croquis : en légende, identifier un microcristal, un gros cristal, du verre, une cavité (bulle de

gaz) ; titre : Détail d’une roche volcanique, observée au microscope optique.cc.. On peut classer l’andésite dans les roches volcaniques car elle est constituée de cristaux plus

ou moins gros inclus dans un verre volcanique.

aa.. En cas d’éruption il conviendrait de faire évacuer les villes de St Claude, Gourbeyre, Basse Terre.bb.. Les villes où le risque est faible sont : Capesterre, Trois Rivières.cc.. On peut classer l’andésite dans les roches volcaniques car elle est constituée de cristaux plus

ou moins gros inclus dans un verre volcanique.

aa.. En utilisant la largeur de la chambre on arrive à une largeur de la zone d’environ 20 km.bb.. Ces 20 km constituent la largeur d’une vallée au milieu de la montagne sous-marine. La forme

générale serait donc celle d’une montagne ayant à son sommet une vallée !cc.. En reportant les Açores sur la carte de l’activité 5 on constate qu’il existe à cet endroit un

volcanisme sous-marin effusif (les Açores sont localisées au niveau de la dorsale atlantique.dd.. L’observation du schéma montre la présence de très nombreuses failles qui se rapprochent de la

chambre magmatique. Ainsi l’eau peut-elle s’infiltrer, se réchauffer et se charger de produits dis-sous avant de ressortir sous forme de sources hydrothermales.

aa.. A = couche vitreuse, lave ; B = nouveau tube de lave ; C = couche vitreuse, lave ; D = couchevitreuse, nouveau tube de lave.

bb eett cc.. sur le croquis, couche vitreuse (régions gris-noir), nouveau tube de lave (rouge) coussin.dd.. Sur le tube présent au milieu du cliché, la flèche va du haut droit vers le bas gauche.

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Manuel élève :

p. 63 à 87

La surface terrestre, un puzzle animé

4chapitre

65Chapitre 4 • La surface terrestre, un puzzle animé


Durée conseillée : cinq à six semaines

Sont exclues :- l’étude complète de la structure du globe ;- la nature des roches qui composent la lithosphère et l’asthénosphère ;- l’étude de la typologie des failles et des plis ;- l’étude des mouvements convectifs ;- l’étude de l’origine de l’énergie responsable du mouvement des plaques.

■ Thème généralVolcans et séismes sont répartis de manière particulière sur le globe. On tentera de parvenir à l’expli-cation de cette répartition : la tectonique des plaques. Du point de vue géographique, fosses marines,dorsales, chaînes de montagnes, et, du point de vue géologique, volcans et séismes, entrent ainsi dansun système dynamique cohérent.

Les variations de la vitesse des ondes sismiquesen profondeur permettent de distinguer lalithosphère de l’asthénosphère.La partie externe de la Terre est formée deplaques lithosphériques rigides reposant surl’asthénosphère qui l’est moins.

Les plaques sont animées de mouvements quitransforment la lithosphère (formation dechaînes de montagnes, déplacement descontinents, ouverture et fermeture des océans).À raison de quelques centimètres par an, lesplaques se forment et s’écartent à l’axe desdorsales.Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveaudes fosses océaniques.L’affrontement des plaques engendre desdéformations de la lithosphère et aboutit à laformation de chaînes de montagnes.

Exprimer le résultat d’une recherche :schématiser sur un planisphère, surune représentation cartographique desmouvements aux limites de plaques.Exprimer le résultat d’une recherche :réaliser un schéma fonctionnel de lapartie externe de la Terre.

Observer, questionner, argumenter,modéliser de façon élémentaire afin de relier les mouvements des plaques àl’ouverture et à la fermeture d’un océanjusqu’à la formation d’une chaîne demontagnes.Mobiliser ses connaissances ensituation afin d’apprécier le risqued’accidents naturels.Exploiter une représentationcartographique afin de situer deszones à risque. [Compétence 5][Compétence 4 – B2i domaine 1-4]

Analyse de documents concernant la théorie deWegener. [Histoire des sciences]Identification des mouvements de part et d’autre desfrontières des plaques sur un planisphère, à partir dedonnées GPS.Mise en relation de l’existence de fosses, de séismesprofonds avec l’enfoncement de la lithosphèreocéanique, à partir de cartes, de schémas, ou delogiciels de visualisation. [B2i]Utilisation de maquettes montrant le mouvement desplaques.Reconstitution du déplacement d’une massecontinentale, de la disparition d’un océan et de laformation d’une chaîne de montagnes, à partir decartes et de schémas ou de logiciels de visualisation.[B2i]Observation de déformations des roches à l’échelle del’affleurement.Réalisation de maquettes reproduisant cesdéformations.



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• OObbjjeeccttiiffss ddee ccoonnnnaaiissssaanncceess- Grâce à la disposition des volcans et des séismes, la surface de la Terre apparaît constituée de

plaques qui s’emboîtent à la manière d’un puzzle. - Les frontières des plaques sont actives (risques sismiques et volcanique), l’intérieur d’une plaque

est relativement calme géologiquement.- Ces plaques possèdent une épaisseur déterminée par les variations de vitesse des ondes sismi-

ques.- On peut ainsi distinguer une lithosphère rigide et une asthénosphère moins rigide.- Les données GPS permettent de mesurer des mouvements entre plaques.- À raison de quelques centimètres par an, les plaques s’écartent au niveau des dorsales océani-

ques.- Certaines plaques s’affrontent au niveau des fosses océaniques : il y a subduction d’une plaque

sous une autre.- Un océan peut ainsi se fermer, entraînant la collision de continents, cause de déformations lithos-

phériques et de formation de chaînes de montagnes.

• OObbjjeeccttiiffss mméétthhooddoollooggiiqquueessDans ce chapitre, les connaissances acquises dans les chapitres précédents et les saisies d’informa-tions permettront d’étayer le raisonnement.

- s’informer à partir de documents,de vidéos- utiliser les données GPS- utiliser des données sismiques

- réaliser un diagramme- décalquer et reporter des données- réaliser une coupe de la partiesupérieure du globe

- décrire oralement une situation- argumenter une proposition

- formuler une hypothèse- effectuer une démonstration- argumenter à partir de donnéessismiques- relier des informations

SS’’iinnffoorrmmeerr RRééaalliisseerr CCoommmmuunniiqquueerr RRaaiissoonnnneerr

■ Découpage du chapitre : progression et programmation horaireCe chapitre a pour but d’obtenir des réponses à la relation des reliefs particuliers (fosses, dorsales,montagnes) avec la répartition des volcans et des séismes. On atteindra ainsi la connaissance d’unetectonique globale.La page d’entrée du chapitre (p.63) et la double page «« DDeess ffaaiittss ppoouurr ss’’iinntteerrrrooggeerr »» (pages 64-65)illustrent l’ensemble de l’étude à suivre : faille à l’échelle continentale, une fissure d’écartement, fosse,montagnes et « dérive des continents ».Six doubles pages «« aaccttiivviittééss »» (pages 66 à 77) permettent d’appréhender les différentes situationsexposées au début, tout en définissant la notion de plaques et donc de tectonique du globe.

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Dans cette proposition de programmation, les pages «« AAuuttoouurr ddee …… »» et les exercices proposent unapprofondissement sur la découverte de la dérive des continents et de la tectonique des plaques, surla géothermie et la façon de simuler les mouvements des plaques par une maquette.

Dans les exercices, on retrouvera les rubriques permettant l’autonomie de l’élève dans son apprentis-sage par l’écriture des mots nouveaux, les définitions à connaître, des phrases à construire, le schémabilan à reprendre.Un exercice guidé reprend la notion de subduction.

DDeess ffaaiittss ppoouurrss’’iinntteerrrrooggeerr(10 min) AAccttiivviittéé 11(1h30)






Installer laproblématique duchapitreMesurer desdéplacements absolusdes plaques à lasurface de la Terre(direction, sens, etvitesse desdéplacements)Définir les frontièresdes zones dont on aobservé lesdéplacements

Etablir la définitiond’une plaque etretrouver sondéplacement

Comprendre que la oùdeux plaquess’écartent, lalithosphère se forme

Démontrer que la où ilexiste une fosseocéanique, une plaquepasse sous une autreen s’enfonçant dansl’asthénosphère

Comprendre qu’unechaîne de montagnesest formée par lerapprochement de deuxplaques et leurcollision

- formuler des hypothèses- observer des reliefsparticuliers- s’informer à partir demesures scientifiques- effectuer un graphique- généraliser et effectuer unesynthèse

- identifier la présence dezones géologiquement actives(volcans, séismes) sur desreliefs particuliers

- interpréter un graphique- observer les déplacementsrelatifs

- s’informer à partir dedocuments, de carte- décrire un schéma évolutif

- s’informer à partir d’unecarte et de documents photos- utiliser un logiciel pourdécouvrir un phénomène

- déduire une histoiregéologique à partir dedocuments


- texte- graphique

- représentationseffectuées par unlogiciel

- graphique etschémas

- carte, schémas,documentsphotographiques

- carte- documents photos- écran de logiciel desimulation

- carte, documentsphotos, schéma desynthèse


- participation oraleou écrite- réalisation d’ungraphique- effectuer uncalque

- descriptions desdifférentessituations- généralisations àla Terre

- commenter ungraphique - reporter lesplaques sur lecalque précédent

- effectuer unesynthèse dedocuments- rédiger un texte

- rechercher desarguments- réaliser etinterpréter unecoupe

- utiliser desarguments- commenter unschéma de synthèse

- les terres émergéesse déplacent(mouvements absolus)

- la surface de laTerre est découpée enzones de calmegéologique relatifentourées de zonesactives - les zones de calmegéologique sont desplaqueslithosphériquesreposant surl’asthénosphère- les plaquess’écartent au niveaudes dorsales- le basalte qui estmis en place à ceniveau augmente lasurface des deuxplaques- la présence d’unefosse marquel’enfoncement d’uneplaque- cet enfoncement sefait selon un plan quel’on peut repérer parles foyers de séismesqui s’enfoncent surquelques centaines dekilomètres- une chaîne demontagnes est forméelors de la fermetured’un océan et lacollision de deuxcontinents- cette collision est àl’origine de profondesdéformations (plis,failles…)



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Photographie : la faille de la Mer Morte vue par satellite. La surface de la Terre apparaît parfoisdécoupée en de grands panneaux visibles de l’espace. Elle apparaît tel un puzzle.


Document a : Vue de détail d’une fissure séparant deux blocs émergés. À cheval sur la fissuredu rift de Thingellir en Islande, la personne a en réalité chacun de ses pieds installés sur uneplaque : à sa droite la plaque eurasiatique, à sa gauche la plaque nord américaine. Document b : Des fosses profondes bordent certains continents, accompagnées de nombreuxvolcans. Ces fosses constituent, au niveau des fonds sous-marins, d’autres lignes de partage dupuzzle terrestre.Document c : L’Himalaya est une chaîne de montagnes imposantes. La question de sa présenceimposante et des séismes qui l’affectent est posée.Document d : La signification de la complémentarité des formes des côtes d’Amérique du sudet d’Afrique est posée depuis plus d’un siècle. Elle pourrait être l’enregistrement d’une « frac-turation » des deux continents aujourd’hui séparés de plusieurs milliers de kilomètres.

Activité 1 - Les continents et les îles se déplacent � Pages 66-67

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesMontrer par deux exemples que les terres émergées se déplacent (dans l’absolu) à la surface dela Terre. Mesurer et constater les déplacements des terres émergées.Établir que la surface de la Terre est un puzzle animé.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments a, b et c : Principe d’utilisation d’un GPS pour établir la localisation (latitude, lon-gitude) d’un point à la surface de la Terre à un moment précis, comparaison des mesures effec-tuées pour ce même endroit à une année d’intervalle, pour établir le mouvement de cet endroit(déplacement d’une terre émergée (Tahiti…) par rapport à un repère arbitraire, (équateur, méri-dien 0).Le « Je réalise » permettra d’appliquer ces notions. Document d : L’itération de ce mesures en différents endroits de la surface du globe permet demontrer que tout point (émergé) situé à la surface du globe apparaît animé d’un déplacementdont on peut préciser la direction, le sens et l’intensité. Ces déplacements semblent, à ceniveau, sans logique apparente. La surface de la terre apparaît tel un puzzle animé.

◗ Utilisation des documents11.. Le déplacement d’un point, mesuré par rapport à la latitude et à la longitude 0, est reporté

sur un graphique. On obtient le déplacement réel de Papeete par la diagonale du rectangleainsi formé.

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22..

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLe continent africain et une île de l’Atlantique sud possèdent des flèches dirigées vers lenord-est. Pour le continent sud-américain, les flèches sont dirigées vers le nord, pour lecontinent nord-américain, vers l’ouest. La surface de la Terre peut ainsi être « découpée »en de grands ensembles qui présentent des déplacements différents.

Activité 2 - Des zones stables et des frontières actives � Pages 68-69

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesDéfinir les frontières des zones mobiles identifiées précédemment ; les caractériser par uneactivité géologique et des reliefs particuliers.

◗ Commentaires des documents proposésDocument c : La carte de localisation des volcans et des séismes à la surface du globe semblepréciser les limites des grandes unités mobiles repérées à la surface de la Terre. On établit ainsides frontières précises à ces unités. Documents a, b, d : Documents établis à partir du logiciel Sismolog. Détails des reliefs parti-culiers situés en zones frontières. Entre Amérique du Nord et Europe, une étroite chaîne demontagnes, qualifiée de dorsale (elle forme un dos au milieu de l’océan), parcourt l’axe del’océan Atlantique ; le long des côtes ouest de l’Amérique du Sud, la fosse du Chili est bordéepar une étroite chaîne de montagnes ; entre l’Inde et l’Eurasie, la limite est l’imposante chaînehimalayenne.Document e : Le continent australien apparaît dépourvu de relief significatifs : pas d’impor-tante chaîne de montagnes, pas de fosses en bordure immédiate des côtes. Le littoral du conti-nent australien, semble éloigné des frontières « géologiquement actives » repérées ci-dessus.

◗ Utilisation des documents11.. Les reliefs des régions du globe présentées sont : a) une dorsale, chaîne de montagnes sous

marine, ici d’une hauteur d’environ 2000 m par rapport aux fonds océaniques, b) une fosseocéanique profonde de 2000 à 3000 m par rapport aux fonds océaniques, d) une chaîne demontagnes aériennes importante, l’Himalaya, avec des sommets de plus de 8000 m, et e),une zone de calme géologique où le relief ne présente pas de grosses particularités.

22.. L’observation de la carte de la répartition des volcans et des séismes montre que l’activitégéologique est concentrée dans des zones étroites formant des courbes fermées près desreliefs particuliers déjà cités.

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QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLes zones actives forment pratiquement des courbes fermées à l’intérieur desquelles l’activitégéologique (notamment les séismes et le volcanisme) est soit très réduite, soit absente.Ainsi, on a des zones de « calme » géologiques qui sont au nombre d’une douzaine.

Activité 3 - La surface de la Terre découpée en « plaques » � Pages 70-71

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesLes zones de calme géologique sont appelées plaques. Mais cette définition ne peut être cor-recte que si on définit leur épaisseur, c’est-à-dire celle de la lithosphère. Pour cela, on nepeut qu’utiliser des moyens indirects : la vitesse des ondes sismiques. On accède ainsi à unedéfinition complète des plaques dont, grâce à un planisphère, on pourra rappeler les limiteset les mouvements propres.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a et b : Le programme exclut la notion de croûte pour ne garder que la notion delithosphère et asthénosphère. Pour ce qui est des variations de la vitesse des ondes sismiquesen fonction de la profondeur, on se contentera de remarquer que, même si la vitesse change enplein milieu de la zone superficielle, elle reste constante pour deux valeurs (environ 5 puis 8 km/s) sur les premiers 100 kilomètres (domaine de la lithosphère) puis varie en continu, dansune zone moins rigide : l’asthénosphère.Les informations sont apportées dans le texte associé au graphique.La représentation schématique sur le graphique est maintenant à rapprocher d’une représenta-tion plus proche de la Terre (b), sans aller jusqu’au noyau.

Document 2 : le planisphère montre exclusivement la position des diverses plaques avec leursfrontières.

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◗ Utilisation des documents11.. Les géologues peuvent connaître la vitesse des ondes sismiques à l’intérieur de la Terre. En

effet, les ondes se propagent à des vitesses constantes dans la première zone de roches rigi-des appelée lithosphère. Puis elles se propagent à des vitesses variables dans la secondezone moins rigide appelée asthénosphère.

22.. Quelques plaques qui s’écartent à leur frontière :- Pacifique et Nazca- Eurasie et Amérique du nord- Afrique et Amérique du sud

Quelques plaques qui se rapprochent à leur frontière :- Nazca et Amérique du sud- Inde-Australie et Eurasie- Pacifique et Inde-Australie

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleePlaque lithosphérique : panneau rigide à la surface de la Terre, géologiquement calme,entouré de frontières géologiquement actives (volcans, séismes), et qui a l’épaisseur de lalithosphère c’est-à-dire environ 100 km.

Activité 4 - Une frontière entre plaques qui s’écartent � Pages 72-73

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesAu niveau d’une dorsale, les plaques s’écartent. Ce mouvement (relatif entre les deux plaques)est accompagné de séismes et d’un volcanisme basaltique effusif. Au niveau d’une dorsale, il y a mise en place de lithosphère (matérialisée notamment par unajout de basalte). Les dorsales forment des frontières entre plaques en divergence.

◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a, b et c : L’Islande est une portion de dorsale émergée. À ce titre, il est intéres-sant d’observer des phénomènes en principe sous-marins mais visibles ici ponctuellement : fis-sures d’écartement (b), volcanisme basaltique (c).Documents 2a et c : Sur la dorsale des plongées de sous-marins scientifiques ont pu photogra-phier des fissures, identiques à celles observées en Islande, des laves en coussin (caractéristi-ques de l’émission de laves en milieu aquatique) et des manifestations de la présence dematière chaude proche (chambre magmatique) : les fumeurs noirs.Document 2b : La datation des basaltes constituant le soubassement des fonds océaniques a per-mis de reconstituer l’histoire de la formation des fonds de l’océan Atlantique par l’apport de matièrequi s’accroche aux plaques en écartement, constituant une sorte de tapis roulant très lent.

◗ Utilisation des documents11.. Les arguments qui permettent de dire que l’Islande est un morceau de frontière de plaques

en divergence sont principalement l’ouverture de fissures, démontrée par les barres métalli-ques et l’apport de matière basaltique par les nombreux volcans effusifs.

22.. Les fonds océaniques sont constitués de basalte (voir laves en coussins) et l’âge de ces lavesest symétrique par rapport à l’axe de la dorsale, les plus jeunes fonds étant situés près del’axe. La matière atteint la surface au niveau de cet axe et forme la lithosphère des deux pla-ques qui s’écartent.

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Au niveau d’une dorsale, les plaques s’écartent (fissures), donnant la possibilité à de la matièrenouvelle, le basalte, d’augmenter la surface (et le volume) de ces deux plaques. À cet endroit,la lithosphère s’agrandit par l’apport de matière.

Activité 5 - Le rapprochement des plaques au niveau des fosses � Pages 74-75

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesÀ proximité d’une fosse océanique, on trouve de nombreux volcans et séismes, des zones dedéformations de terrains. À ce niveau, deux plaques se rapprochent et l’une d’elles s’enfoncedans l’asthénosphère, passant de fait sous l’autre plaque, hypothèse confirmée à l’aide de laconnaissance de la distribution des foyers des séismes profonds.

◗ Commentaires des documents proposésDocument 1a : La carte confirme la présence d’une frontière active avec volcans et séismes. Laprésence d’une fosse et la vitesse des plaques indiquent une frontière en convergence.Documents 1b et c : Le volcan illustre la notion de frontière active, tandis que les déformationsdes roches proposent une zone de compression.Document 2 : Cet ensemble propose l’utilisation du logiciel Sismolog afin de déterminer ce quise passe en profondeur. On peut en effet, en choisissant son lieu de coupe, effectuer une coupedes premières couches terrestres selon la profondeur, en y plaçant les foyers sismiques. Quandon sait que les séismes ne peuvent se produire que dans des roches rigides cassantes, onretrouve ainsi une zone de lithosphère plongeante dans l’asthénosphère moins rigide, sous lesAndes. La coupe interprétée le confirme.

◗ Utilisation des documents11.. Les deux arguments qui permettent de dire que la frontière entre les plaques Amérique du

sud et Nazca est une frontière de plaques en convergence sont : le sens et la vitesse desdeux plaques (carte) et la présence de terrains déformés.

22.. La position des foyers de séismes en profondeur détermine une zone de roches rigides, quiplonge dans l’asthénosphère : c’est la subduction de la plaque de Nazca sous la plaque del’Amérique du sud.

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeUne fosse océanique est un relief particulier des fonds sous-marins, qui indique l’enfoncementd’une plaque dans l’asthénosphère, sous une autre. Dans cette zone, de la matière initiale-ment en surface disparaît en profondeur. Par ailleurs, la déformation des roches en surfacesur la seconde plaque (plis…) indique aussi un raccourcissement du au rapprochement desdeux plaques.

Activité 6 - La collision entre deux plaques dans l’Himalaya � Pages 76-77

◗ Objectifs / Intentions pédagogiquesMontrer que la collision de deux continents après la fermeture d’un océan peut entraîner laformation d’une chaîne de montagnes.La présence d’anciens basaltes océaniques au sein de cette chaîne de montagnes permetd’identifier la fermeture de l’océan, le rapprochement de deux plaques, la collision. Ces chaî-nes de montagnes sont des frontières de plaques en convergence.

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◗ Commentaires des documents proposésDocuments 1a et b : La plaque Inde-Australie s’enfonce dans la plaque Eurasienne (vitessesindiquées sur la carte). On trouve à cet endroit une chaîne de montagnes avec d’importantesdéformations, preuves d’une rencontre de plaques.Documents 2a et b : La présence de fossiles marins et de roches volcaniques en coussins mon-tre qu’il a existé à cet endroit, un océan dont on retrouve les traces.Document 2c : La reconstitution de l’histoire de la formation de l’Himalaya peut être envisagéegrâce à ces données (et à d’autres fournies notamment par le paléomagnétisme pour les data-tions…). On y observe la fermeture d’un océan qui aura laissé des zones de sutures (cf carte)et de grandes déformations de terrains (élévation, plis et failles).

◗ Utilisation des documents11.. Il s’agit d’une frontière de plaques en convergence, où la compression se traduit par un rac-

courcissement des terrains démontré par les nombreux plis et les failles.22.. Les arguments qui ont permis d’élaborer le scénario de l’histoire de la région sont :- la présence de fossiles marins (ammonites…) ;- la découverte de roches élaborées dans les dorsales (laves en coussin).

QQuueessttiioonn dd’’eennsseemmbblleeLe rapprochement de deux plaques entraîne la formation d’une zone de subduction avec fosseocéanique. Mais si ce rapprochement se poursuit pendant des millions d’années, il arrive unmoment où un continent va entrer en contact avec le continent de l’autre plaque. Il y a alorscollision, raccourcissement des terrains, formation de plis et failles, et donc d’une chaîne demontagnes.


Pour passer de l’image au schéma bilan, il faut considérer que le travail de géologie seconcentre en classe de 4e exclusivement sur la zone la plus superficielle de la Terre et plusparticulièrement sur ce qui est visible en surface.

Cette surface est partagée en plaques limitées par des frontières actives. Les frontières peu-vent être en divergence ou en convergence. En ce qui concerne les mouvements et l’activité,alors que les plaques sont mobiles dans leur ensemble et pratiquement très peu actives, lesfrontières possèdent chacune des spécificités d’activité.

Autour de… la tectonique des plaques � Pages 80-81

◗ De la dérive des continents à la tectonique des plaques«« LL’’aavvaanntt »» WWeeggeenneerrPour Snider-Pellegrini (La création et ses mystères dévoilés, 1858) un continent unique s’estséparé en plusieurs qui ont migré à leur place actuelle après le déluge. Edouard Suess, en 1900, observe des analogies de faunes et de flores fossiles entre desrégions aujourd'hui séparées par des océans et remarque que celles-ci sont inexplicables saufsi « les continents étaient autrefois beaucoup plus étendus et s’ils se sont effondrés en leurmilieu pour former les océans ».

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WWeeggeenneerr eett llaa ddéérriivvee ddeess ccoonnttiinneennttssUtilisant les conclusions de ses prédécesseurs, il est le premier à argumenter par un nombreconsidérable de mesures et observations de « terrain » pour en faire une théorie scientifiquecohérente.En 1930, l’année de la mort de Wegener, sa théorie est écartée car aucun mécanisme satis-faisant n’existe pour expliquer le déplacement des continents : les continents n’ont pas pudériver !

«« LL’’aapprrèèss »» WWeeggeenneerrLorsque Hess suggère, en 1960, une expansion des fonds océaniques, la théorie de Wegenerpeut s’imposer et contribuer ainsi à la formulation de la théorie actuelle des plaques et deleur déplacement.

SSiittee iinnttéérreessssaanntt :: http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosciences/Geodynamique/Mouvements-plaques/Tectonique/Articles/derive.html

◗ La géothermieParmi les différentes énergies, la géothermie est une des moins polluantes. Pour une mêmequantité d’énergie, elle produit 19 fois moins de dioxyde de carbone que le charbon, 13 foismoins que le pétrole et 8 fois moins que le gaz naturel.

SSiitteess iinnttéérreessssaannttss :: http://www.futura-sciences.com/comprendre/d/dossier577-1.phphttp://www.soultz.net/fr/rapports/fete_science2003.pdf

◗ Géologie en pratiqueConstruction de la maquette de la page 81 pour simuler les mouvements des plaques sur lesite Magnard : www.magnard.fr/college/svt.



LLaa rrééggiioonn dduu JJaappoonn44

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UUnnee ccoolllliissiioonn eennttrree ccoonnttiinneennttss

UUnnee ppeeaauu ddee zzèèbbrreeaa.. La dernière inversion magnétique a eu lieu il y a 0,7 Ma soit 700 000 ans.bb.. La durée de l’avant dernière inversion est de 0,89 Ma – 0,7 Ma = 0, 19 Ma soit 190 000 ans.cc.. Les bandes observées de part et d’autre de la dorsale sont symétriques par rapport à celle-ci.dd.. Cette disposition permet de montrer qu’un terrain formé à une époque se scinde et s’éloigne de

la dorsale alors que d’autres se forment et ainsi de suite. Il y a agrandissement des plaques àcette frontière.

HHiissttooiirree ddee llaa ppllaaqquuee AArraabbiieeaa.. Il y a 60 Ma il existait 3 plaques : Afrique, Eurasie, Inde, séparées par une mer, la Thétys. Une

subduction des plaques Afrique et Inde se produit sous la plaque Eurasienne.bb.. Les changements qui se sont opérés dans la région il y a 20 Ma sont :

- Une plaque Arabie s’est formée en se détachant de l’Afrique.- L’océan s’est fermé devant la plaque Inde et celle-ci est entrée en collision avec la plaque

Eurasie.- La plaque Arabie est en subduction sous la plaque Eurasie, dont elle est toujours séparée parune mer.

cc.. En considérant que le mouvement actuel des plaques se poursuivra pendant 10 Ma on pourraitenvisager la disposition suivante :

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