Utiliser QGIS...Utiliser QGIS en première, enseignement de spécialité Cette présentation ne contient que les fiches pour les professeurs, quand elles existent. Les fiches pour

Utiliser

QGIS en

première,

enseignement de

spécialité

Cette présentation ne contient que les fiches pour les professeurs, quand elles existent. Les fiches pour les élèves, quand elles existent, ainsi

que les fichiers complets pour QGIS, sont disponibles sur le site dédié au tutoriels et aux activités proposées avec QGIS.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- QGIS -Gestes techniques et exemples d'activités

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- H Furstoss - X Guéraut - G Gutjahr - L Martin 1

https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/index.html

QGIS en première - Enseignement de spécialité

Tableau synthétique des gestes techniques à mettre en jeu ..............................................................................

Transmission, variation et expression du patrimoine génétique

Les mutations de l’ADN et la variabilité génétique - La répartition mondiale de la drépanocytose .....................

L’histoire humaine lue dans son génome - Quelques aspects génétiques et historiques de la tolérance au lactose .................................................................................................................................................................

Des contrastes entre les continents et les océans

Carte de visualisation des reliefs - Carte topographique mondiale .....................................................................

La répartition des différents types de roches sur le territoire - Carte géologique 1M de la France (BRGM) ......

L’apport des études sismologiques et thermiques à la connaissance du globe terrestre

Des hétérogénéités thermiques dans le manteau - Tomographie sismique .......................................................

La dynamique de la lithosphère - Caractérisation de la mobilité horizontale

Identifier les plaques lithosphériques - Répartition mondiale des séismes - Notions de plaques et de déplacements des plaques ...................................................................................................................................

Identifier les plaques lithosphériques - L’exemple de la plaque Nazca ...............................................................

Données de vitesse de déplacement - Le modèle de la tectonique des plaques confronté aux données du GPS .....................................................................................................................................................................

Carte des flux géothermiques de surface et contexte géodynamique ................................................................

Données sédimentaires de part et d’autre d’une dorsale - Age des sédiments au contact de la croûte ............

Données magnétiques de part et d’autre d’une dorsale - Anomalies magnétiques et expansion océanique .....

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La dynamique de la lithosphère - La dynamique des zones de divergence

Exemple de la région Asal - Ghoubbet ................................................................................................................

La dynamique de la lithosphère - La dynamique des zones de convergence

Les zones de subduction - Répartition mondiale des séismes ............................................................................

Les zones de subduction - Profondeur de la création de magma .......................................................................

Les zones de subduction - Carte de densité calculée de la lithosphère océanique ............................................

Les zones de collision - Topographie, moho et variations d’épaisseur de la croûte ...........................................

L’humanité et les écosystèmes - Les services écosystémiques et leur gestion

Perturbation d’un écosystème - Incendies de Paradise - Californie - 11/2018 ...................................................

Perturbation d’un écosystème - Incendies de Générac - 08/2019 ......................................................................

Perturbation d’un écosystème - Incendies du Brésil - 08/2019 - La transformation des écosystèmes ..............

Patrimoine génétique et santé

Cartographier une pathologie en la visualisant sur un SIG - Les diabètes dans les départements français ......

Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques

Utilisation d’antibiotiques en Europe et apparition de résistances chez les bactéries ........................................

L’utilisation de l’immunité adaptative en santé humaine

Immunité collective - Tuberculose et vaccination, à l’échelle du monde .............................................................

Immunité collective - Rougeole et vaccination, à l’échelle de l’Europe et de la France ......................................

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QGIS en Première, ens. de spécialité -

Gestes techniques

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Répartition mondiale de la drépanocytose

Génét. et histoire de la tolérance au lactose

Carte topographique mondiale

Carte géologique 1M de la France

Tomographie sismique

Répart. mondiale des séismes - Plaques

L’exemple de la plaque Nazca

Tectonique des plaques et GPS

Flux géothermiques et contexte géodyn.

Age des sédiments au contact de la croûte

Anomalies magnétiques et exp. océanique

Gestes techniques proposés

dans les fiches d’élève

Gestes techniques possibles



https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_01a.html




https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_02b.html

https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_02c.html






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Exemple de la région Asal - Ghoubbet

Répartition mondiale des séismes

Profondeur de la création de magma

Densité calculée de la lith. océanique

Topographie, moho et épaiss. de la croûte

Incendies de Paradise - 11/2018

Incendies de Générac - 08/2019

Incendies du Brésil - 08/2019

Les diabètes en France

Antibiotiques et résistances bactériennes

Tuberculose, vaccination - Monde

Rougeole, vaccination - Europe et France

Gestes techniques proposés

dans les fiches d’élève

Gestes techniques possibles



https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_02d.html

https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_02e.html







https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/prem-spe_04b.html




Fiche activité - Professeur

Diversité allélique au sein des populations - Exemple de la drépanocytose

Classe : Première S - Enseignement de spécialité

Thème du programme concerné :

La Terre, la vie et l’organisation du vivant Transmission, variation et expression du patrimoine génétique Mutations de l’ADN et variabilité génétique

Situation problème :

Prolongement d’un travail de seconde sur le paludisme et l’impact des modes de lutte. L’allèle S responsable de la drépanocytose est délétère et plutôt rare à l’échelle du monde (fréquence souvent < 2 %). Pourtant, il présente une fréquence étonnamment élevée en Afrique. Peut-on établir une relation géographique entre la répartition mondiale de la drépanocytose et celle du paludisme ? Peut-on établir une relation biologique possible entre la drépanocytose et le paludisme ?

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS, des couches préinstallées, éventuellement des couches ajoutées et des compléments apportés en classe, réaliser le travail nécessaire à la construction d’une réponse pertinente.

Source des fichiers

Malaria Atlas Project pour tous les fichiers de base.

Support(s) logiciel(s) QGIS + un fichier comprenant un certain nombre de couches préinstallées et codées en niveaux colorés.

Supports techniques :

Fiche 02a - Appeler une couche matricielle à continuum de valeurs et lui attribuer un style - Fiche .doc



http://www.map.ox.ac.uk/

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-02a-doc

Quelques informations pour comprendre

La drépanocytose (extrait tiré d’un document de l’INSERM)

« Cette maladie génétique est très répandue dans le monde. Apparue indépendamment en Afrique et en Inde, elle touche tout particulièrement les populations de ces régions. Mais les mouvements de populations l’ont rendue en outre très présente en Amérique, tout particulièrement aux Antilles et au Brésil, et en Europe de l’Ouest. En France, 441 enfants drépanocytaires ont vu le jour en 2013, soit une prévalence d'un enfant atteint pour 1 900 naissances. Ce chiffre en fait la maladie génétique la plus fréquente en France. Toutefois cette prévalence est beaucoup plus importante dans les départements d'outre-mer (1/419) et en région parisienne (1/874) où se concentrent les populations à risque. » Mutation caractéristique : dans la chaîne de la bêta-globine, GLU6 est remplacé par VAL6

Le paludisme (extrait tiré d’un document de l’OMS)

« Le paludisme est une maladie potentiellement mortelle due à des parasites transmis à l’homme par des piqûres de moustiques femelles infectés.

En 2015, la transmission du paludisme se poursuivait dans 91 pays.

Le paludisme est une maladie évitable dont on guérit et les efforts supplémentaires déployés permettent de réduire considérablement la charge de la maladie à de nombreux endroits.

Entre 2010 et 2015, l’incidence du paludisme (le nombre de nouveaux cas parmi les populations exposées) a baissé de 21% au niveau mondial tandis que le taux de mortalité a reculé de 29% toutes tranches d’âge confondues et de 35% chez les enfants de moins de 5 ans.

La Région OMS de l'Afrique supporte une part disproportionnée de la charge mondiale du paludisme. En 2015, 90% des cas de paludisme et 92% des décès dus à cette maladie sont survenus dans cette région.

Le paludisme est dû à des parasites du genre Plasmodium transmis à l’homme par des piqûres de moustiques Anopheles femelles infectés, appelés «vecteurs du paludisme». Il existe 5 espèces de parasite responsables du paludisme chez l’homme, dont 2 – Plasmodium falciparum et P. vivax sont les plus dangereux.

Plasmodium falciparum est le parasite du paludisme le plus répandu sur le continent africain. Il est responsable de la plupart des cas mortels dans le monde.

P. vivax est le parasite prédominant hors d’Afrique. »

Le paludisme entretient la drépanocytose

La surexpression de l’allèle S dans certaines populations africaines ne peut s’expliquer que par un avantage sélectif notable de l’hétérozygotie A//S dans les régions

où sévit le paludisme. L’allèle S protège ceux qui le portent contre certains dégâts sanguins occasionnés par Plasmodium falciparum, donc contre les formes les plus

graves du paludisme, et leur confère ainsi une certaine résistance vis-à-vis du parasite. Les homozygotes sont soumis à une sélection sévère dans les zones

impaludées :

Les S//S sont drépanocytaires et meurent généralement très jeunes

Les A//A sont souvent atteints de paludisme

Aide à la démarche



https://www.inserm.fr/thematiques/genetique-genomique-et-bioinformatique/dossiers-d-information/drepanocytose

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs094/fr/

Ouvrir le fichier drepanocytose.qgs et l’explorer. En dehors

du groupe Fonds géographiques, on dispose, à l’ouverture,

d’un groupe vide (Drépanocytose à l’échelle du monde) et

de 2 groupes de couches déjà installées :

le premier groupe Paludisme à l'échelle du monde

doit permettre d’argumenter un lien éventuel entre la

drépanocytose et le paludisme,

le deuxième groupe Paludisme à l’échelle de

l’Afrique contient des renseignement sur la

fréquence des cas de paludisme et sur l’utilisation de

3 moyens préventifs ou curatifs les plus courants :

l’usage de moustiquaires imprégnées,

l’usage d’insecticides en pulvérisateur,

le traitement par combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine.

Ouverture d’une nouvelle couche matricielle et attribution d’un style

Pour répondre au problème, il est indispensable de disposer d’une couche supplémentaire :

la fréquence de l’allèle S (responsable de la production d’HbS) à l’échelle du monde

Pour cela, on doit l’ouvrir, l’installer dans le groupe Drépanocytose à l’échelle du monde et lui attribuer un style.

Le fichier joint est destiné au professeur. Il doit être transformé en fichier élève en supprimant la couche installée Fréquence allèle S (0 à 1).



Cliquer sur le groupe à compléter. Puis cliquer sur l’icône

de chargement de raster.

Aller chercher le fichier concerné HbS_allele_freq.tif dans

cartes / HbS_allele_freq_tif. La couche s’ouvre en

niveaux de gris.

Pour lui attribuer un Style, faire un double-clic sur la

nouvelle couche. La fenêtre de Propriétés de la couche

s’ouvre. Choisir :

Type de rendu Pseudo-couleur à bande unique

Min 0 Max 0.20

Interpolation Discret

Couleur Reds

Mode Intervalles égaux

Classes 10

OK

La couche s’affiche avec un code de couleur plus lisible.

En utilisant judicieusement les informations

proposées, préinstallées ou construites, et en

soignant l’argumentation, résoudre le problème

posé.



Le phénotype lactase-persistant

Les mutations sont des modifications du génome qui sont à l’origine de la diversité génétique des êtres humains.

Retracer l’histoire de leur apparition, étudier leur répartition et la mettre en relation avec des éléments historiques

peut permettre de révéler certains aspects de l’histoire de l’humanité. On se propose ici d’étudier l’exemple de la

persistance de la capacité à digérer le lait à l’âge adulte.

Compétences travaillées Pratiquer des démarches scientifiques

Concevoir, créer, réaliser

Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre

Communiquer et utiliser le numérique

Adopter un comportement éthique et responsable

Problème : comment l’étude du phénotype lactase persistant, peut nous donner des informations sur les migrations des hommes au néolithique.

Travail : A l’aide de l’ensemble des informations que vous extrairez de ce dossier, expliquez la répartition actuelle du phénotype « lactase persistante » et ce qu’elle nous apprend

sur les flux de populations au néolithique.

La lactase est une enzyme qui permet la digestion du lactose. Le lactose est un disaccharide, il est donc composé de deux oses : le glucose et le galactose. Son assimilation nécessite sa

digestion c’est-à-dire la dissociation du glucose et du galactose. S’il n’est pas digéré il provoque des maux de ventre et des diarrhées qui dissuade quiconque de recommencer à consommer du

lait ou du fromage frais (yaourt, fromage blanc, faisselle, …).

Il faut noter que dans les fromages fermentés (fromage avec une croûte), le lactose a été digéré par les microorganismes à l’origine de la transformation du lait et que dans les fromages frais la

digestion est facilitée par les enzymes présentes dans les ferments



Document 1 : Présentation des phénotypes

Les adultes humains se répartissent en deux phénotypes en ce qui concerne l’aptitude à digérer le lactose. Les uns n’ont qu’une aptitude très faible à digérer le lactose car ils ne produisent

plus de lactase (ou très peu). Ils sont dits « lactase non persistante » ou intolérants au lactose. Les autres dits « lactase persistante » gardent l’aptitude à digérer le lactose durant toute leur

vie car leurs cellules intestinales continuent à produire de la lactase.

Chez les individus au phénotype « lactase non persistant », les manifestations d’intolérance au lactose débutent généralement vers 3-5 ans et se traduisent par un ballonnement abdominal,

des douleurs abdominales, des borborygmes, et dans les cas les plus nets des diarrhées. Il faut bien voir que tous durant les premières années de la vie exprimaient le gène de la lactase

I- Apports des séquences des allèles de la lactase

Le gène LCT de la lactase étant impliqué on peut faire 2 hypothèses

- Soit on peut observer un problème au niveau de la séquence codante (partie du gène transcrite en ARNm) des allèles du gène LCT

- Soit on peut observer un problème au niveau de la zone régulatrice du gène LCT située en amont du gène et intervenant dans l’expression du gène.

A l’aide d’Anagene ou de GenieGen :

1- Comparaison des séquences codantes du gène LCT de la lactase pour les phénotypes lactase persistante (LP) et lactase non persistante (LNP)

- Fichier LCT-LP-LNP.edi

2- Comparaison des séquences régulatrice du gène pour différents individus contemporains vivant en Europe et en Afrique et ayant vécu entre -5800 et 5000 ans av.J.C.

- reg-LCT-Néo-contemp.edi

Préciser les exemples



II- Apport de la répartition actuelle et des données archéologiques

A l’aide du logiciel QGIS : Fichier persistance.lactase.qgs

1- Etude de la répartition de la malabsorption du lactose, des phénotypes Lactases non persistante et lactase persistante et de la fréquence des allèles à travers le monde

Document 2 : les apports des céramiques Néolithique

Les archéologues découvrent constamment des poteries néolithiques, et, pour qui sait les faire parler, elles sont très utiles. Les paysans qui ont colonisé l'Europe n'ayant cessé de faire évoluer leurs céramiques, ces poteries servent en effet de marqueurs culturels et chronologiques. C'est d'ailleurs pourquoi le Néolithique européen est jalonné de cultures nommées d'après l'ornementation de leurs poteries, tels le Rubané (céramiques ornées de rubans), le Cardial (céramiques ornées d'impression de coquillage du genre Cardium), la culture de la céramique cordée, le campaniforme (céramique en forme de cloche), etc.

Poterie rubané

Poterie cardiale

Document 3

Par ailleurs, ces contenants anciens, ou ce qu'il en reste, c'est-à-dire la plupart du temps des tessons, racontent aussi ce qu'ils ont servi à cuire. En effet, les céramiques anciennes sont poreuses (parce que non-glaçurées), de sorte que lors de la cuisson, elles emprisonnaient et protégeaient les corps gras provenant des denrées alimentaires. Les graisses hydrophobes flottent en effet à la surface de l'eau de cuisson et pénètrent de façon privilégiée dans les pores de la partie supérieure du récipient. En focalisant les analyses sur les tessons de bords, on augmente ainsi les chances de détecter des lipides.

Comment procède-t-on ? Après avoir nettoyé la surface du tesson afin d'enlever

d'éventuelles contaminations par le sol ou la main de l'archéologue, on le réduit en poudre. Les éventuels lipides sont ensuite extraits à l'aide de solvants organiques, puis traités pour être analysés par chromatographie et spectrométrie.

Ces techniques permettent de détecter des biomarqueurs, c'est-à-dire des molécules

qui trahissent la présence ancienne de substances organiques complexes telles que résines, goudrons, cires, graisses végétales, graisses animales… Le lait dégradé est ainsi caractérisé par la présence d'acides gras, provenant de sa matière grasse. Extrait « Les débuts européens de la production laitière » Mélanie Roffet-Salque et Richard Evershed - POUR LA SCIENCE N° 438



2-Etude de la répartition spatio-temporelle des cultures néolithique.

Document 4 : les potentiels avantages sélectifs du phénotype LP

1- L’apport énergétique du lait. On estime que la production de lait par une vache préhistorique devait être entre 400 et 600 kg suite à une gestation. Après avoir soustrait la quantité de lait

nécessaire au jeune veau, il reste 150 à 200kg. Ceci est presque équivalent à l’apport énergétique obtenu à partir de la viande d’une vache. Cet apport énergétique qui nécessite de digérer le lactose pouvait être particulièrement important dans les périodes de disette entre les périodes de récolte des cultures céréalières et donc favoriser la survie des personnes LP.

2- L’assimilation du calcium. La vitamine D favorise l'absorption intestinale du calcium. Dans les régions nordiques où le rayonnement UV est faible pendant plusieurs mois de l’année (voir

dossier pigmentation de la peau) la production cutanée de précurseurs de la vitamine D, sous l’action des UV, est réduite. Si l’apport alimentaire des éleveurs du néolithique fournissait peu de vitamine D, il en résultait des risques de rachitisme. Le lait en apportant le calcium et un peu de vitamine D pouvait contribuer à l’éviter.

3- Une source d’eau. Dans les régions où sévit la sécheresse, le lait représente une source d’eau non polluée. Les personnes LNP ne pouvaient bénéficier de cette source d’eau et au

contraire, les diarrhées en cas de consommation de lait pouvaient entraîner une déshydratation pouvant être mortelle.

3- Relation entre cultures néolithiques et fréquence de la mutation LCT-13910

Le Néolithique, qui succède au Mésolithique, est une période marquée par de profondes mutations techniques et sociales, liées à l’adoption par les groupes humains d’un modèle de

subsistance fondé sur l’agriculture et l’élevage, et impliquant le plus souvent une sédentarisation. Les principales innovations techniques sont la généralisation de l'outillage en pierre polie, la

poterie, ainsi que le développement de l'architecture.

Selon les aires géographiques considérées, ces importantes mutations sont relativement rapides et certains auteurs ont pu parler de « révolution néolithique ». La néolithisation est toutefois un

phénomène progressif, survenu à des dates différentes selon les régions. Le Néolithique débute au Proche-Orient vers 8 500 ans av. J.-C. dans le Croissant fertile, et atteint la Grèce vers 6 500

ans av. J.-C. Il commence en Chine un peu plus tard, vers 6 000 ans av. J.-C. Le Néolithique prend fin avec l'apparition de la métallurgie du bronze (alliage de cuivre et d'étain), à partir d'environ

3 000 ans av. J.-C. en Anatolie.



Carte de visualisation des reliefs - Carte topographique mondiale

Ce dossier très zen ne contient que le fond topographique (résolution

5 km env.), accompagné d’une image montrant le relief.

Ce fond topographique permet de :

construire des profils topographiques avec l’outil « Terrain

profile »

visualiser l’histogramme des pixels pour repérer la distribution

bimodale des altitudes terrestres



La carte géologique de la France

au 1/ 1 000 000

explorée avec QGIS



Principe : Un ensemble de données disponible pour QGIS permettant de travailler à partir de la carte géologique de la France au 1M. Ces données

peuvent être traitées pour décrire et analyser la répartition des roches en France soit de manière qualitative, soit (associé à un tableur) de manière

quantitative.

Les données proposées sont basées sur la carte géologique de la France au 1M mise à disposition par le BRGM dans le cadre du Plan national pour la

science ouverte.

Les données de la carte ont été aménagées afin de faciliter leur utilisation dans un cadre scolaire en modifiant l’ordre des données dans la table attributaire

(base de données), en redécoupant la carte pour séparer les pays représentés sur l’emprise de la carte et quelques données ont été ajoutées à la base. Les

modifications sont décrites en annexe 1. La carte est présentée de différentes manières :

A. Complète : Emprise équivalente à celle de la carte papier.

B. Partagée en 3 parties :

1. France émergée : Elle présente les roches continentales émergées sur le territoire métropolitain français.

2. Pays limitrophes : Elle présente les roches continentales émergées dans les pays limitrophes de la France visibles sur l’emprise de la carte.

3. Les territoires submergés le long des côtes françaises et des pays limitrophes sur l’emprise de la carte.

C. Partagée en plusieurs parties, soit par pays soit selon différents critères appliqués à la France émergée :

1. Ages des terrains par ères (Protérozoïque, Paléozoïques, Mésozoïque et Cénozoïque)

2. Natures des terrains (sédimentaires, volcaniques, plutoniques et métamorphiques)

3. Régions géologiques (Alpes, Pyrénées, Bassin parisien, …)

Cela permet des approches diversifiées selon les objectifs visés. Deux grandes approches sont possibles

ici.

Une version Découverte dans laquelle les cartes découpées sont mises à disposition des élèves et il s’agit de naviguer entre les cartes pour les

afficher en fonction de l’objectif recherché. Cette version limite le nombre d’outil à manipuler dans le logiciel QGIS et facilite donc la prise en main de

l’outil.

Une version Exploration dans laquelle seule une carte complète est proposée. Son exploitation permet d’en extraire les données utiles pour construire

et quantifier d’autres cartes en fonction des objectifs visés. Cette version nécessite la prise en main d’un nombre plus important d’outils dans QGIS pour

extraire les informations de la carte. La version découverte peut être considérée comme une correction de la version exploration.

Dans les deux cas, le travail ne se limite pas à l’observation des cartes et une approche quantitative des données est proposée. Il s’agit de mesurer les

proportions de différents types de roches présents sur la carte. Cette approche combinant le logiciel QGIS et un tableur pour la mise en forme des mesures

réalisées.

Remarque : Une approche équivalente peut être réalisée localement à partir des cartes géologiques harmonisée au

1/50 000 également mise à disposition par le BRGM.



http://infoterre.brgm.fr/page/telechargement-cartes-geologiques

http://infoterre.brgm.fr/page/telechargement-cartes-geologiques

BO :

Le numérique et les SVT

Elles doivent aussi développer de nouvelles compétences numériques chez les élèves : l’usage des bases de données scientifiques, de systèmes

d’informations géoscientifiques, de la modélisation numérique, de la programmation,

des calculs quantitatifs, voire de la réalité virtuelle et de la réalité augmentée.

Connaissances :

Si la composition de la croûte continentale présente une certaine hétérogénéité visible en surface (roches magmatiques, sédimentaires,

métamorphiques), une étude en profondeur révèle que les granites en sont les roches les plus représentatives.

Utiliser la carte de France au millionième pour identifier la répartition des principaux types de roches sur le territoire.

1ère partie : Découverte de la carte de France au 1M avec QGIS

Différents découpages de la carte géologique de la France sont disponibles pour QGIS.

Activité :

On s’intéressera aux roches sédimentaires, métamorphiques, plutoniques et volcaniques.

Analysez les cartes disponibles pour décrire la répartition des différents types de roches en France

A l’aide de l’outil Group Stats (voir fiche technique), mesurer la proportion des différents types de roches en surface en France.

2ème partie : Exploration de la carte de France au 1M avec QGIS

La carte géologique de la France est disponible pour QGIS.

A partir de la carte disponible, construisez les cartes représentant les différents types de roches en France. On s’intéressera aux roches

sédimentaires, métamorphiques, plutoniques et volcaniques.

A l’aide de l’outil Group Stats (voir fiche technique), mesurer la proportion des différents types de roches en surface en France.



Exemples de résultats obtenus :

1. La nature des roches en France d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :

La France sédimentaire La France sédimentaire

La France plutonique

La France volcanique La France métamorphique




2. Les roches des différentes ères en France d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :

La France protérozoïque La France paléozoïque

La France mésozoïque La France cénozoïque



2. Analyse statistique de la répartition des roches

Les résultats de l’utilisation de

Group Stats après traitement

dans un tableur :




3. Croisements de différentes données d’après la carte géologique de la France au 1/1 000 000 :

Il est également possible de déterminer cette répartition ou d’autres par régions, par académie, par massif, ...



Fiche technique : Etude statistique des caractéristiques d’une couche vecteur.

Méthode 1 : Extension GROUPSTATS de QGIS

Avant de commencer, il faut vérifier si l’extension Group Stats est installée. Aller dans Extension /

Installer/Gérer les extensions et vérifier si elle est dans la liste des extensions installées. En cas d’absence,

la choisir et l’installer.

L’extension Group Stats pour QGIS est une extension pour couche vectorielle qui permet de calculer des

statistiques à partir des données de la table attributaire d’une carte. Elle fonctionne comme un tableau croisé

dynamique d’un tableur.

Elle permet de calculer des valeurs sur une carte en fonction d’un critère.

exemple : Calculer la surface des roches en fonction de leur âge, soit effectuer la somme des surfaces (sum SURF_KM2) des terrains répartis par ERE.



7. Le résultat obtenu peut être (à partir du menu Data de Group Stats) :

- copier/coller dans un tableur,

- exporter dans un fichier csv.

Méthode 2 : Outil statistique



Fiche technique : Découper une carte en fonction de critères choisis

Cette fiche explique comment il est possible de découper une carte selon des paramètres définis dans la table d’attributs de la carte.

Etape 1 : Sélectionner les éléments de la carte (entités) en fonction d’une valeur particulière



Etape 2 : Extraire les données sélectionnées et produire une nouvelle carte de ces données.

La sélection est copiée puis collée pour constituer une nouvelle carte extraite de la précédente.

Etape 3 : Mise ne forme de la couche produite. La couche produite prend une mise en forme par défaut.

Pour d’appliquer le style de la couche d’origine pour retrouver une mise en forme explicite (couleurs et légendes).



Annexe 1 : Modifications apportées à la carte originale

La carte originale du BRGM a été modifiée de manière à faciliter une approche didactique et pour tenir compte de certaines caractéristiques de

fonctionnement du logiciel QGIS. Seule la couche représentant les formations géologiques (GEO001M_CART_FR_S_FGEOL_2154) a été modifiée.

- Réorganisation de l’ordre des champs de la table d’attributs de manière à faciliter l’accession aux champs utiles. Les champs apparaissant dans certains

outils dans l’ordre de la table attributaire, cela permet d’accéder plus rapidement aux informations pertinentes.

- Ajouts de quelques champs à la table attributaire :

PAYS : Chaque polygone est attribué à la zone émergée d’un pays ou émergée ou afin de pouvoir limiter le travail sur l’emprise exacte de la

France,

SURF_KM2 : La surface de chaque polygone est indiquée en km2, afin de pouvoir réaliser une approche

quantitative de la répartition des roches.

REF_ORIG : Une clé pour repérer chaque polygone éventuellement modifié par rapport à la carte originale du BRGM.

- Optimisation de la base de données pour limiter le volume des données de la carte.

- Regroupements des valeurs volcano-plutonique et volcaniques, plutoniques du champ NATURE en une seule valeur

volcaniques, plutoniques.

- Séparation de la carte en plusieurs parties en fonction des pays présent sur l’emprise de la carte. Les objets à cheval sur différents pays ont été

redécoupés.

Annexe 2 : Outils utilisés pour optimiser la carte – Informations techniques

Sélection à partir d’un polygone.

Ajustements de la base de données en optimisant la largeur des colonnes de la table attributaire

Algorithmes utilisés :

Couper (Clip est assez lent et modifie la base de données et l’alourdi).

Problème des caractères accentués (être attentif à l’encodage utilisé pour la base de données des fichiers shapefile)



Des hétérogénéités thermiques dans le manteau - Tomographie sismique - Couches à différentes profondeurs du manteau

Ce dossier contient :

des fonds cartographiques et topographiques,

un premier modèle de données d’anomalies de vitesse Vs (SAW24B16) pour 14 profondeurs,

une deuxième modèle (S362WMANI) pour 3 profondeurs, et pour comparaison avec le précédent,

les limites de plaques,

les principaux points chauds du globe.

Modèle SAW24B16 à 50 km de profondeur




Répartition mondiale des séismes - Notions de plaques et de déplacements des plaques

Classe : Première - Enseignement de spécialité


La dynamique interne de la Terre

La dynamique de la lithosphère

La caractérisation de la mobilité horizontale


Les séismes ressentis en surface sont l’expression de mouvements relatifs de blocs rigides superficiels. Ces séismes peuvent-ils nous renseigner sur l’organisation générale et l’existence éventuelle de déplacements de la lithosphère, l’enveloppe la plus externe de notre Terre ?

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et des couches créées, montrer que les séismes ne se répartissent pas au hasard et suggèrent aussi certains déplacements particuliers de cette même lithosphère, notamment vers la profondeur.

Source des fichiers :

CSEM-ESCM pour le fichier séismes

USGS pour les modèles de subduction Gavin Hayes, USGS/NEIC

GitHub pour des frontières de plaques

Support(s) logiciel(s) QGIS + quelques fichiers et groupes préinstallés.


Fiche 02a - Appeler une couche matricielle à continuum de valeurs et lui attribuer un style - Fiche.pdf

Fiche 03 - Appeler une couche vectorielle et lui attribuer un style - Fiche.pdf

Fiche 10 - Faire une coupe à partir d’une couche topographique - Fiche.pdf



https://www.emsc-csem.org/Earthquake/?filter=yes

https://earthquake.usgs.gov/data/slab/models.php

https://github.com/fraxen/tectonicplates

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-02a-pdf

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-03-pdf


Présentation de la démarche

Ouvrir le fichier sismicite_mondiale_eleve.qgs et l’explorer. A l’ouverture, on dispose :

d’un groupe Fonds cartographiques contenant notamment un Fond topographique donnant les altitudes des surfaces continentales et des fonds marins (en km),

de 3 groupes préinstallés mais vides

Quelques séismes 2014-2017,

Wadati-Benioff

Plaques et sous-plaques.

1 - Chargement d’une couche vectorielle de séismes

Ajouter une couche vecteur

Parcourir, trouver le fichier seismes_emsc.shp dans le sous-

répertoire seisme, puis Ouvrir.

Placer la nouvelle couche dans le groupe Quelques séismes

2014-2017.



Ouvrir la fenêtre Propriétés de la couche (double clic sur la

couche), aller à l’onglet Style et créer un code de couleur pour la

profondeur et se basant sur les exemples ci-contre (paramètres)

et ci-dessous (graduations). Pour les finitions, procéder par

double clic sur les symboles, les valeurs et les légendes.

Observer la répartition spatiale des séismes et en tirer une définition sommaire d’une plaque tectonique. Définir 2 grands types de frontières de plaques.

2 - Chargement de couches matricielles de modèles de plans de Wadati-Benioff

Les plans de Wadati-Benioff (du nom de leurs découvreurs) sont des surfaces virtuelles sur lesquelles se répartissent statistiquement les foyers de

séismes dans certaines régions du globe (zones dites de subduction). Ces surfaces sont plutôt des volumes relativement plats (peut-être une quinzaine de

km, d’après G. Boillot pour l’Encyclopaedia Universalis).

Pour charger les modèles de plans de Wadati-Benioff :

Ajouter une couche raster, puis chercher les 14 fichiers .tif dans

le sous-répertoire w-b (attention, pas les .tif.aux.xml !). Les

sélectionner collectivement (touche Maj ou Ctrl). Ouvrir.



Toutes les couches sélectionnées s’ouvrent en niveaux de gris.

Construire un code de couleurs illustrant la profondeur des

séismes. Ouvrir la fenêtre des propriétés d’une des couches, et

créer ce code selon le modèle ci-contre.

Si possible, créer un code proche de celui de la couche Quelques

séismes 2014-2017 ou identique.

Copier-coller ce code (Style) sur toutes les autres nouvelles

couches.

Ajouter éventuellement un curseur de transparence sur ces

couches :

Ouvrir la fenêtre des propriétés

Choisir le dernier onglet Légende, sélectionner le Curseur

de transparence puis OK.

Répéter l’opération pour les autres couches

En jouant éventuellement sur la transparence des surfaces, vérifier la concordance entre les profondeurs affichées par les plans de W-B et celles des séismes réels.



3 - Production de coupes à partir du profil topographique et des plans de Wadati-Benioff

Pour mieux visualiser l’orientation et la position dans l’espace de ces plans, il peut être intéressant de réaliser des coupes selon des tracés bien choisis (on

privilégie souvent un tracé perpendiculaire aux structures).

Cliquer sur Terrain profile.

Réaliser le tracé en le terminant par un double

clic.

Cliquer sur la couche Fond topographique

(altitude en km).

Add Layer (tableau en bas à droite).

La coupe s’affiche. Changer éventuellement sa couleur.

Cliquer sur la couche Kamchatka - Kouriles.

Add Layer. La deuxième coupe s’ajoute.



Si on utilise la main Se déplacer dans la carte pour choisir un autre lieu d’étude, on revient à la coupe en cliquant à nouveau sur Terrain profile et

en réalisant un nouveau tracé terminé par un double clic. Les nouvelles coupes s’affichent automatiquement.

Pour chaque zone de subduction observée, repérer la position de la fosse océanique par rapport au plan de W-B .

Facultatif 4 - Chargement d’une couche vectorielle Plaques et microplaques


Parcourir, trouver le fichier

PB2002_boundaries.shp dans le sous-

répertoire frontieres_plaques, puis Ouvrir.

Placer la nouvelle couche dans le groupe


Attribuer un Style à cette nouvelle couche.

En utilisant le mieux possible le travail réalisé pendant la séance, essayer de répondre au problème posé au sujet de l’organisation de la

lithosphère et d’éventuels déplacements de celle-ci.



L’activité globale peut être raccourcie en préinstallant par exemple la couche Quelques séismes 2014-2017 et créant son code de couleurs.

Code de couleurs possible en RVB :

Profondeur

km rouge vert bleu

0 - 20 255 255 245

20 - 50 255 255 145

50 - 100 255 240 0

100 - 150 235 210 50

150 - 200 145 220 135

Profondeur

km rouge vert bleu

200 - 300 25 200 90

300 - 400 40 150 100

400 - 500 100 190 230

500 - 600 0 110 250

600 - 700 0 60 220




Une lithosphère découpée en plaques rigides et mobiles horizontalement : l’exemple de la plaque Nazca

Classe / cycle : Première - Enseignement de spécialité






Les mouvements des plaques sont des rotations de pièces rigides se déplaçant sur une sphère. Entre elles, ces plaques établissent des mouvements divergents (dorsales), décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction). Ces mouvements sont-ils cohérents à l’échelle d’une plaque et de ses proches voisines ?

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et des différentes couches préinstallées ou créées, montrer que les mouvements relatifs de la plaque Nazca vis-à-vis de ses voisines peuvent être décrits sans difficultés et sont cohérents entre eux et avec un déplacement de la plaque sur une sphère.


GNSS Time Series pour les données GPS

Support(s) logiciel(s) QGIS + de nombreuses couches préinstallées récapitulant des observations précédentes.

Support technique :

Fiche 07b - Créer une couche vectorielle et lui attribuer un style - Créer des lignes - Fiche.pdf



https://sideshow.jpl.nasa.gov/post/series.html

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-07b-pdf

Quelques éléments de démarche

Ouvrir le fichier plaque_nazca_eleve.qgs

et l’explorer.

A l’affichage, on dispose d’un ensemble de

groupes riches en couches diverses qui, le

plus souvent, rappellent des observations

précédentes :

anomalies magnétiques et estimation de la vitesse de demi-expansion océanique dans le Pacifique sud,

âges du plancher océanique,

profondeur des séismes et plan de Wadati-Benioff,

types de frontières (rifts océaniques, zones de subduction, failles transformantes).

On dispose également d’un groupe Les mouvements relatifs aux frontières, préinstallé, ainsi que le code des couleurs de 4 types de flèches permettant de

représenter simplement les mouvements relatifs de la plaque Nazca vis-à-vis de ses voisines.

Reprendre toutes les observations précédentes, les compléter et identifier les différents types de frontières, à l’ouest, au nord, à l’est et au sud. Symboliser les mouvements relatifs de la plaque et le mouvement suggéré par les anomalies magnétiques, voire les points chauds de l’Ile de Pâques et des Galapagos, par des jeux de flèches classiques.



Pour ajouter une flèche, cliquer sur la couche

Symbolisation des mouvements relatifs et

Basculer en mode Edition.

Ajouter une entité.

Tracer la flèche (rectiligne ou en segments

successifs) et la terminer par un clic droit.

Ajouter un n° d’id et le type de flèche souhaité :

convergence

divergence

coulissage

anomalies magnétiques

Pour corriger un tracé, passer par Outil de nœud.

Une fois les tracés terminés, Enregistrer les modifications de la couche, puis désactiver le mode Edition.

Ici, flèche dessinée avec le type « anomalies magnétiques »

.



Un résultat final possible :




Le modèle de la tectonique des plaques (la mobilité horizontale des plaques) confronté aux données du GPS







Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d’après le paléomagnétisme et les alignements de volcans intraplaques). Les techniques modernes telles que le GPS confirment-elles les mouvements des plaques et leurs vitesses relatives.

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et des différentes couches préinstallées ou créées, montrer que les apports du GPS confirment la plupart des observations, estimations et modélisations plus anciennes ou reposant sur d’autres techniques.


Voir les autres activités.

Support(s) logiciel(s) QGIS + des couches résumant le modèle de la tectonique des plaques + des données GPS plus récentes.

Support technique :



Quelques éléments de démarche

Ouvrir le fichier modele-

global_gps_eleve.qgs et

l’explorer. A l’affichage, on

dispose d’emblée d’un ensemble

de groupes riches en couches

diverses. Les premiers groupes

(en partant du bas) concernent les

fonds cartographiques et le

modèle lui-même :

un groupe Fonds cartographiques avec des données géographiques de fond,

un groupe Age de la croûte océanique, avec le modèle actuel d’âges des fonds océaniques,

un groupe Les plaques lithosphériques et leurs limites, également avec les représentations actuelles.

Le dernier groupe Données GPS contient

les données brutes de GPS Time Series,

une sélection de quelques stations suffisante pour le travail à réaliser,

un sous-groupe pour placer d’éventuels déplacements relatifs (HOFN-REYK signifie qu’un déplacement relatif de la station HOFN a été calculé par rapport à la station REYK considérée comme fixe) .



Sont également disponibles, mais non installées, d’autres données de déplacements relatifs dans le répertoire / shp / deplacements_relatifs /

En cas de chargement dans le sous-groupe dédié, copier-coller le Style de la couche préinstallée.

Reprendre toutes les observations et estimations de vitesses précédentes :

arguments historiques sur les déplacements des masses continentales,

estimations des vitesses d’expansion océanique de l’Atlantique nord, de l’Atlantique sud et du Pacifique sud,

estimation de la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique,

nature possible des frontières de plaques

convergence et subductions,

divergence et dorsales ou rifts continentaux,

coulissage et failles transformantes et vérifier les concordances avec les données GPS. Eventuellement, représenter symboliquement les mouvements relatifs de quelques marges de plaques en s’inspirant d’une activité précédente (plaque Nazca).




Répartition et exploitation du flux thermique selon le contexte géodynamique







Un flux thermique atteint la surface en provenance des profondeurs de la Terre (flux géothermique). Ce flux varie selon le contexte géodynamique. Comment replacer ce flux de surface dans le cadre structural : magmatisme de rifting, de subduction ou de points chauds, etc. ?

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et des couches préinstallées et créées, montrer la relation entre conditions géothermiques favorables à l’exploitation, dorsales, rifts continentaux, subduction et/ou points chauds.

Source des données :

University of North Dakota pour les mesures de flux thermiques


Support technique :

Fiche 03 - Appeler une couche vectorielle et lui attribuer un style -

Fiche.pdf



http://www.heatflow.und.edu/index2.html


Présentation d’outils de démarche

Ouvrir le fichier flux_chaleur_eleve.qgs et l’explorer. A

l’ouverture, on dispose :

d’un groupe Fonds cartographiques,

d’un groupe Anomalies de Vs à 50 km de profondeur contenant une carte et un jeu d’ombres,

d’un groupe Flux thermique en surface préinstallé mais vide,

d’un groupe Limites de plaques - Volcans - Points chauds préinstallé mais vide,

d’un groupe Sites géothermiques préinstallé mais vide,

d’une couche Continents - Contours blancs

pour faciliter la lecture.

Chargement des couches vectorielles indispensables et création de styles appropriés

Charger les différentes couches manquantes. Pour chaque couche ou groupe de couches, Ajouter une couche vecteur (bandeau de gauche),

Parcourir, puis

dans le sous-répertoire / mesures , sélectionner le fichier flux_thermique.shp,

dans le sous-répertoire / volcans , sélectionner le fichier volcans.shp,

dans le sous-répertoire / points_chauds , sélectionner le fichier hotspots_compilation_whittaker_etal.shp,



dans le sous-répertoire / limites_plaques , sélectionner les fichiers intéressants parmi la liste suivante (sélection multiple avec touche Maj ou

Ctrl)

convergences_continentales.shp,

failles_transformantes.shp ,

micropl_failles-maj.shp ,

rifts_continentaux.shp ,

rifts_oceaniques.shp ,

subductions.shp.

dans le sous-répertoire / centrales , sélectionner les fichiers

qques_centrales_geotherm.shp

sites_geoth_usa.shp.

Placer toutes ces nouvelles couches dans les groupes vides appropriés,

Traiter le Style (Fenêtre des propriétés, onglet Style) de ces couches de

façon à les rendre visibles et identifiables, un peu comme dans l’exemple ci-

contre,

Ajouter éventuellement un Curseur de transparence (Fenêtre des

propriétés, onglet Légende).

En utilisant le mieux possible les informations proposées ou construites pendant la séance, répondre au problème posé.




Age des sédiments au contact de la croûte océanique - Estimation d’une vitesse de demi-expansion océanique







Le modèle prévoit que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique confirment-ils cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des plaques.

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et du fichier ouvert, montrer que l’âge des sédiments au contact de la croûte océanique est conforme au modèle de la tectonique des plaques.


NOAA National Centers for Environmental Information pour les informations sur les forages.

Support(s) logiciel(s) QGIS + un fichier comprenant au moins des fonds laissant apparaître les dorsales océaniques et les forages des campagnes DSDP-ODP-IODP avec leurs noms et les âges des plus vieux sédiments reposant sur la croûte (base de la carotte sédimentaire).

Support technique :

Fiche 05 - Mesurer une distance ou une surface - Fiche.pdf



https://www.ngdc.noaa.gov/mgg/geology/drill.html



Ouvrir le fichier campagne_forages.qgs et l’explorer. Les couches « Forages » représentent les sites de l’ensemble des forages réalisés à travers les

sédiments qui recouvrent la croûte océanique. Les âges donnés, directement (« étiquettes ») ou par le code de couleurs, sont ceux des sédiments qui sont au

contact des basaltes de la croûte, c’est-à-dire des sédiments déposés juste après la formation de cette croûte.



Le fichier permet d’afficher à la fois les noms (sous chaque point) et les âges de la base des sédiments (au-dessus de chaque point). L’exploration de la zone atlantique, à environ 30°S, permet de se rendre compte que les sédiments de la base des carottes sédimentaires sont de plus en plus vieux quand on s’éloigne de la dorsale. Cette remarque est également valable dans les autres zones étudiées.

L’outil Mesurer une longueur permet d’estimer la distance de chaque forage à la dorsale médio-océanique. Essayer dans la mesure du possible de tracer des segments de mesure parallèle aux grandes structures du relief (grandes fracturations à découvrir un peu plus loin.

Les noms et âges affichables et les distances à la dorsale estimées permettent de construire un tableau puis un ensemble graphique pour lequel les vitesses de demi-expansion sont données par les pentes des courbes de tendance construites à partir des 3 nuages de points. Terminer la construction du tableau et de l’ensemble graphique. Estimer la vitesse de demi-expansion vers l’ouest des surfaces océaniques dans les 3 zones étudiées.



Les noms et âges affichables et les distances à la dorsale estimées permettent de construire un tableau puis un ensemble graphique pour lequel les vitesses de demi-expansion sont données par les pentes des courbes de tendance construites à partir des 3 nuages de points. Ainsi, on peut estimer ces vitesses moyennes de demi-expansion vers l’ouest à environ :

19 mm/an pour l’Atlantique à 30°N

25 mm/an pour l’Atlantique à 30°S

45 mm/an pour le Pacifique entre 8 et 18°N

Selon le temps consacré à l’activité, il est possible de fournir aux élèves un tableau de valeurs déjà largement pré-rempli et de leur laisser uniquement les mesures des distances les plus courtes, les plus faciles à réaliser. De même, le graphique peut être préparé : titre, axes et échelles, etc..




Anomalies magnétiques et expansion océanique - Estimation de vitesses d’expansion océanique







Comprendre comment la corrélation entre les anomalies magnétiques découvertes sur le plancher océanique et la connaissance plus ancienne de l’existence d’inversion des pôles magnétiques confirment l’hypothèse d’une expansion océanique et permettent de calculer des taux d’expansion.

Consigne(s) générale(s) :

A l’aide du logiciel QGIS et des couches disponibles, montrer que l’analyse des anomalies magnétiques peut confirmer l’idée d’expansion océanique par accrétion de matériau remontant à l’axe des dorsales. Comparer les taux d’expansion de plusieurs régions océaniques.


GEOMAG pour la carte EMAG-2

Brian Meyer, Richard Saltus, Arnaud Chulliat (2017): EMAG2: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution) Version 3. National Centers for Environmental Information, NOAA. Model. doi:10.7289/V5H70CVX [access date]

Support(s) logiciel(s) QGIS + un fichier comprenant au moins des fonds laissant apparaître les dorsales océaniques et les anomalies magnétiques du plancher océanique.

Support technique :

Fiche 05 - Mesurer une distance ou une surface - Fiche.pdf

Fiche 10 - Faire une coupe à partir d’une couche topographique - Fiche.pdf



http://www.geomag.org/models/emag2.html




Ouvrir le fichier anomalies_magnetiques_eleve.qgs et l’explorer. Différentes couches font référence à des « anomalies magnétiques ». De quoi s’agit-il ?

1 - Un peu d’histoire - Polarité normale et polarité inverse

Documents d’appoint

La Terre a connu dans le passé des inversions de son dipôle magnétique

Au début du XXe siècle, en mesurant le champ magnétique « fossilisé » dans des coulées de

laves superposées du Massif Central, Brunhes a montré que le champ magnétique terrestre

avait subi des inversions au cours des temps géologiques : aujourd'hui le “pôle Nord

magnétique” est proche du pôle Nord géographique (polarité normale) ; à certaines périodes en

revanche, il était proche du pôle Sud géographique (polarité inverse).

A droite, les anomalies magnétiques les plus récentes (magnétochrone) :



2 - Anomalies magnétiques positives et anomalies magnétiques négatives

A l’affichage, la carte mondiale des anomalies magnétiques donne à la Terre un aspect en peau de zèbre.

Afficher les Limites de la zone étudiée dans

l’Atlantique sud, ainsi que la Trace de coupe.

Activer Terrain profile.

L’écran ci-contre doit s’afficher :

Vérifier les paramètres, notamment Temporary

polyline.

Activer la couche Carte anomalies magnétiques en

cliquant dessus (surlignage en bleu).

Cliquer sur Add Layer dans le tableau de droite. La

couche doit s’afficher dans la liste des Layers.

Le curseur a maintenant la forme d’une croix.

Réaliser un tracé qui suit le Tracé de coupe en

pointillés verts. Terminer le tracé par un double-clic.

Une « coupe » s’affiche dans la fenêtre de gauche.



Observer le graphique et faire les liens pertinents entre polarité normale, polarité inverse, anomalies magnétiques positives, anomalies

magnétiques négatives, bandes sombres et bandes claires dans les représentations. Essayer d’identifier quelques anomalies, en sachant que la

bande médiane, large et sombre, représente l’anomalie de Brunhes.

Exemple d’interprétation du graphique précédent :



3 - Profil topographique de la dorsale de l’Atlantique sud

Dans le groupe Fonds topogr. - Versions pour coupes, activer la couche Topo. Atlant. sud pour coupe (x 10 m) en cliquant dessus. Add Layer, et

observer la nouvelle courbe qui représente l’altitude du fond océanique au niveau du tracé de coupe.

Trouver les liens entre le profil topographique, la dorsale et l’anomalie de Brunhes, voire les autres anomalies.

Exemple de traitement possible :



4 - Comparaisons Atlantique nord, Atlantique sud et Pacifique sud

A- Dans un premier temps, choisir la zone de travail du Pacifique sud, la plus riche en anomalies magnétiques identifiables.

La première tâche consiste à comprendre ce que signifie la bande centrale sombre par exemple, puis à identifier les tracés orange préexistants.

Pour mettre un nom à la place des tracés :

1. Cliquer sur la couche Noms anomalies à

identifier pour l’activer (elle est surlignée en

bleu).

2. Cliquer sur

3. Cliquer sur Activer le mode Edition (crayon)

4. Cliquer sur la 1ère ligne du tableau d’attributs.

Ceux du 1er tracé s’affichent : id 1 et anomalie a.

5. Remplacer a par le nom de l’anomalie

identifiée.

6. Procéder de la même façon pour les 6 autres

lignes



7. Enregistrer les modifications. Copier-coller le Style de la couche située en dessous (tracé transparent et nom apparent). Clic droit sur la couche dont on

veut copier le Style, Styles / Copier le style. Puis clic droit sur la couche à modifier, Styles / Coller le style.

B- Changer de région en allant dans la zone étudiée

de l’Atlantique sud. Faire le même traitement que la

zone précédente.

C- Pour la dernière zone, il s’agit d’ajouter soi-même des

entités (tracés pour pouvoir placer les noms) à une couche

préparée à l’avance mais encore vide.

Pour l’activer, cliquer sur la couche à compléter puis Basculer en mode Edition :

puis Ajouter une entité puis tracer la

première ligne brisée. La terminer par un clic droit. Procéder de même pour la deuxième. Pour

modifier éventuellement une ligne, activer l’Outil de noeud , et déplacer les

poignées.

Ne pas oublier d’Enregistrer les modifications.



Ce travail doit permettre d’affiner les notions d’accrétion océanique, de création de croûte océanique, d’expansion océanique, de comparer différents océans

et d’estimer des vitesses d’expansion à différentes époques assez récentes.

Récapitulatif des premières tâches :

Expliquer précisément ce que représentent les bandes recevant l’inscription Brunhes.

Identifier des anomalies récentes.

Exploitation des observations. Vous disposez d’un outil Mesurer une longueur et d’une échelle relativement précise de l’âge des différentes anomalies.

Vous pouvez donc estimer les vitesses d’expansion océanique dans les 3 zones étudiées

pendant la période d’anomalie Brunhes,

depuis le début de la période Matuyama,

depuis le début de la période Gauss.

Exemples de valeurs trouvées avec l’outil Mesurer une longueur puis calculées :

Pacifique sud Atlantique sud Atlantique nord

Age (Ma)

largeur croûte (km)

Vitesse expansion (mm/an)





depuis début Brunhes 0,774 110 142,1 35 45,2 23 29,7

depuis début Matuyama 2,595 395 152,2 87 33,5 49 18,9

depuis début Gauss 3,59 555 154,6 136 37,9 88 24,5



Une zone de distension continentale - Exemple de la région Asal - Ghoubbet


des fonds topographiques,

les emplacements du lac Asal, des golfes de Ghoubbet et de Tadjoura,

des images satellites en vraies couleurs et en indice géologie,

des éléments de carte géologique,

des données sismiques et volcaniques,

des données GPS sous forme de vecteurs que les élèves peuvent construire eux-mêmes (voir la technique sur le tutoriel 2)



https://ggutjahr.pagesperso-orange.fr/ressources/qgistheque/version_2019/pages/tuto1.html


Répartition mondiale des séismes - Identification du plan de Wadati-Benioff

Première générale - Enseignement de spécialité


La Terre, la vie et l’organisation du vivant La dynamique interne de la Terre La dynamique de la lithosphère La dynamique des zones de convergence


Les séismes ressentis en surface sont l’expression de mouvements relatifs de blocs rigides superficiels. Ces séismes peuvent-ils nous renseigner sur l’organisation générale et l’existence éventuelle de déplacements de la lithosphère, l’enveloppe la plus externe de notre Terre ?

Consigne(s) générale(s) : A l’aide du logiciel QGIS et des couches créées, montrer que les séismes ne se répartissent pas au hasard et suggèrent aussi certains déplacements particuliers de cette même lithosphère, notamment vers la profondeur.


CSEM-ESCM pour le fichier séismes

USGS pour les modèles de subduction Gavin Hayes, USGS/NEIC

GitHub pour des frontières de plaques



Fiche 02a - Appeler une couche matricielle à continuum - Fiche .doc

Fiche 03 - Appeler une couche vectorielle ...Fiche.doc

Fiche 10 - Faire une coupe ... Fiche.doc

Le fichier pour QGIS joint est complet. Le transformer en version élève sismicite_mondiale_eleve.qgs en supprimant les 3 couches que les élèves doivent

charger et arranger.



https://www.emsc-csem.org/Earthquake/?filter=yes

https://earthquake.usgs.gov/data/slab/models.php

https://github.com/fraxen/tectonicplates

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-02a-doc

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-03-doc

https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/files/ft-qgis-10-doc


Ouvrir le fichier sismicite_mondiale_eleve.qgs et l’explorer. A l’ouverture, on dispose :

d’un groupe Fonds cartographiques contenant notamment un Fond topographique donnant les altitudes des surfaces continentales et des fonds marins (en km),

de 3 groupes préinstallés mais vides

Quelques séismes 2014-2017,

Wadati-Benioff


1 - Chargement d’une couche vectorielle de séismes


Parcourir, trouver le fichier seismes_emsc.shp dans le sous-

répertoire seisme, puis Ouvrir.

Placer la nouvelle couche dans le groupe Quelques séismes

2014-2017.



Ouvrir la fenêtre Propriétés de la couche (double clic sur la

couche), aller à l’onglet Style et créer un code de couleur pour la

profondeur et se basant sur les exemples ci-contre (paramètres)

et ci-dessous (graduations). Pour les finitions, procéder par

double clic sur les symboles, les valeurs et les légendes.

Observer la répartition spatiale des séismes et en tirer une définition sommaire d’une plaque tectonique. Définir 2 grands types de frontières de plaques.

2 - Chargement de couches matricielles de modèles de plans de Wadati-Benioff

Les plans de Wadati-Benioff (du nom de leurs découvreurs) sont des surfaces virtuelles sur lesquelles se répartissent statistiquement les foyers de

séismes dans certaines régions du globe (zones dites de subduction). Ces surfaces sont plutôt des volumes relativement plats (peut-être une quinzaine de

km, d’après G. Boillot pour l’Encyclopaedia Universalis).

Pour charger les modèles de plans de Wadati-Benioff :

Ajouter une couche raster, puis chercher les 14 fichiers .tif dans

le sous-répertoire w-b (attention, pas les .tif.aux.xml !). Les

sélectionner collectivement (touche Maj ou Ctrl). Ouvrir.



Toutes les couches sélectionnées s’ouvrent en niveaux de gris.

Construire un code de couleurs illustrant la profondeur des

séismes. Ouvrir la fenêtre des propriétés d’une des couches, et

créer ce code selon le modèle ci-contre.

Si possible, créer un code proche de celui de la couche Quelques

séismes 2014-2017 ou identique.

Copier-coller ce code (Style) sur toutes les autres nouvelles

couches.

Ajouter éventuellement un curseur de transparence sur ces

couches :

Ouvrir la fenêtre des propriétés

Choisir le dernier onglet Légende, sélectionner le Curseur

de transparence puis OK.

Répéter l’opération pour les autres couches

En jouant éventuellement sur la transparence des surfaces, vérifier la concordance entre les profondeurs affichées par les plans de W-B et celles des séismes réels.



3 - Production de coupes à partir du profil topographique et des plans de Wadati-Benioff

Pour mieux visualiser l’orientation et la position dans l’espace de ces plans, il peut être intéressant de réaliser des coupes selon des tracés bien choisis (on

privilégie souvent un tracé perpendiculaire aux structures).

Cliquer sur Terrain profile.

Réaliser le tracé en le terminant par un double

clic.

Cliquer sur la couche Fond topographique

(altitude en km).

Add Layer (tableau en bas à droite).

La coupe s’affiche. Changer éventuellement sa couleur.

Cliquer sur la couche Kamchatka - Kouriles.

Add Layer. La deuxième coupe s’ajoute.



Si on utilise la main Se déplacer dans la carte pour choisir un autre lieu d’étude, on revient à la coupe en cliquant à nouveau sur Terrain profile et

en réalisant un nouveau tracé terminé par un double clic. Les nouvelles coupes s’affichent automatiquement.

Pour chaque zone de subduction observée, repérer la position de la fosse océanique par rapport au plan de W-B .

Facultatif 4 - Chargement d’une couche vectorielle Plaques et microplaques


Parcourir, trouver le fichier

PB2002_boundaries.shp dans le sous-

répertoire frontieres_plaques, puis Ouvrir.

Placer la nouvelle couche dans le groupe


Attribuer un Style à cette nouvelle couche.

En utilisant le mieux possible le travail réalisé pendant la séance, essayer de répondre au problème posé au sujet de l’organisation de la

lithosphère et d’éventuels déplacements de celle-ci.



L’activité globale peut être raccourcie en préinstallant par exemple la couche Quelques séismes 2014-2017 et créant son code de couleurs.

Code de couleurs possible en RVB :

Profondeur

km rouge vert bleu

0 - 20 255 255 245

20 - 50 255 255 145

50 - 100 255 240 0

100 - 150 235 210 50

150 - 200 145 220 135

Profondeur

km rouge vert bleu

200 - 300 25 200 90

300 - 400 40 150 100

400 - 500 100 190 230

500 - 600 0 110 250

600 - 700 0 60 220



Les zones de subduction - Profondeur de la création de magma



des images matricielles représentant des plans de Benioff,

les séismes mondiaux.



Les zones de subduction - Carte de densité calculée de la lithosphère océanique



l’épaisseur calculée de la lithosphère océanique,

la densité calculée de la lithosphère océanique,

les limites des plaques lithosphériques.

Les élèves peuvent utiliser la calculatrice raster et poser le calcul :

((6*2,85) + ((9,5*racine(Carte âge plancher océanique@1) -6))) / (9,5*racine(Carte âge plancher océanique@1))



Les zones de collision - Topographie, moho et variations d’épaisseur de la croûte


des données cartographiques et topographiques,

l’altitude en km du moho (altitude indispensable pour la réalisation de coupes topo/moho) pour l’Europe,

l’épaisseur en km de la croûte pour le monde.

Possibilité de construire la carte d’altitude du moho avec la calculatrice raster et l’opération : topographie - épaisseur de la croûte



Perturbation d’un écosystème - Incendies de Paradise - Californie - 11/2018



des données satellites avant, pendant et après les incendies, en vraies et fausses couleurs, en indices d’humidité, de végétation NDVI et SWIR.

Ces données peuvent être complétées de plus récentes pour juger de l’éventuelle résilience de l’écosystème.

Possibilité de produire des images par fusion ou avec la calculatrice raster (voir quelques détails dans le tutoriel 8)




Perturbation d’un écosystème - Incendies de Générac - 08/2019



des données satellites avant, pendant et après les

incendies, en vraies et fausses couleurs, en indices

d’humidité et SWIR.

Ces données peuvent être complétées de plus récentes

pour juger de l’éventuelle résilience de l’écosystème.

Possibilité de produire des images par fusion ou avec la

calculatrice raster (voir quelques détails dans le tutoriel 8)




Perturbation d’un écosystème - Incendies du Brésil - 08/2019 - La transformation des écosystèmes



des données de 2009 de la couverture végétale

des données satellites avant, pendant et après les

incendies, en vraies et fausses couleurs, en

indices d’humidité, agriculture et SWIR,

les feux repérés par satellite en août 2012, 2015 et

2019

Ces données peuvent être complétées de plus récentes

pour juger de l’éventuelle résilience de l’écosystème.

Possibilité de produire des images par fusion ou avec la

calculatrice raster (voir quelques détails dans le tutoriel

8)

L’étude concerne deux régions prises parmi d’autres, la

région brésilienne du Pará d’une part, et les frontières du

Paraguay, de la Bolivie et du Mato Grosso brésilien

d’autre part.





Cartographier une pathologie en la visualisant sur un SIG - Les diabètes dans les départements français

Ce dossier contient des exemples de couches

de données sur les diabètes en 2012 et 2016,

ainsi que sur l’évolution entre ces deux

années.

Les fichiers vectorielles contiennent également

les données 2013 et 2015. Il est donc possible

de produire d’autres couches avec la

calculatrice de champ.

Dans le répertoire « shp » du dossier, des

données régionales de traitement à l’insuline

(D non traités, DT1 traités, DT2 traités)

permettent d’ajouter des diagrammes en

« camembert » présentant ces statistiques.

Prévalence des diabètes en 2016



Utilisation d’antibiotiques en Europe - Apparition de résistances dans les populations bactériennes

Ce dossier de présentation est un exemple de dossier fini. Il

contient des données sur

la consommation d’antibiotiques en Europe depuis 1997,

les résistances plus ou moins avancées à certains

antibiotiques chez Escherichia coli,

les résistances combinées à 3 de ces antibiotiques.

Dans la pratique, simplifier le fichier et faire construire les cartes

par les élèves. Voir la méthode générale dans le tutoriel 9.

Possibilité de construire d’autres exemples à partir de la page

ECDC - Surveillance Atlas of Infectious Diseases

Résistance d’Escherichia coli aux aminoglycosides en 2018




https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx

Immunité collective - Tuberculose et vaccination, à l’échelle du monde


un fond géographique,

des couches représentant les nombres de cas de tuberculose en 2000, 2010 et 2017,

des couches représentant les prévalences en 2000, 2010 et 2017 (les élèves peuvent calculer ces valeurs avec la calculatrice de champ puisque les

données de population sont disponibles dans le fichier utilisé),

de diverses couches de la couverture vaccinale BCG des enfants de 1an entre 1980 et 2017.



Immunité collective - Rougeole et vaccination, à l’échelle de l’Europe et de la France

Ce dossier contient un groupe dédié à l’Europe et un autre à la

France.

Dans les deux cas, sont présentées des données :

de nombre de cas de rougeole,

de prévalence de la rougeole (ces données peuvent

être calculées par les élèves avec la calculatrice de

champ),

de couverture vaccinale 1 dose et 2 doses.

Possibilité de simplifier le fichier et de faire construire des

cartes par les élèves. Voir la méthode générale dans le

tutoriel 9.


