La télédétection est la technique qui, par l’acquisition d’images, permet d’obtenir de l’information sur la surface de la Terre sans contact direct avec celle-ci. La télédétection englobe tout le processus qui consiste à capter et à enregistrer l’énergie d’un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et à analyser l’information, pour ensuite mettre en application cette information.

Dans la plupart des cas, la télédétection implique une interaction entre l’énergie incidente et les cibles. Le processus de la télédétection au moyen de systèmes imageurs comporte les sept étapes que nous élaborons ci-après. Notons cependant que la télédétection peut également impliquer l’énergie émise et utiliser des capteurs non-imageurs.

1.Source d’énergie ou d’illumination (A) 

À l’origine de tout processus de télédétection se trouve nécessairement une source d’énergie pour illuminer la cible.

2. Rayonnement et atmosphère (B) 

Durant son parcours entre la source d’énergie et la cible, le rayonnement interagit avec l’atmosphère. Une seconde interaction se produit lors du trajet entre la cible et le capteur.

3-Interaction avec la cible (C)

Une fois parvenue à la cible, l’énergie interagit avec la surface de celle-ci. La nature de cette interaction dépend des caractéristiques du rayonnement et des propriétés de la surface.

4. Enregistrement de l’énergie par le capteur (D)

Une fois l’énergie diffusée ou émise par la cible, elle doit être captée à distance (par un capteur qui n’est pas en contact avec la cible) pour être enfin enregistrée.

5. Transmission, réception et traitement (E)

L’énergie enregistrée par le capteur est transmise, souvent par des moyens électroniques, à une station de réception où l’information est transformée en images (numériques ou photographiques).

6. Interprétation et analyse (F)

Une interprétation visuelle et/ou numérique de l’image traitée est ensuite nécessaire pour extraire l’information que l’on désire obtenir sur la cible.

7. Application (G)

La dernière étape du processus consiste à utiliser l’information extraite de l’image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un problème particulier.

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Roche métamorphique : Cours – Résumés – TP – Exercices – TD corrigés – études de cas

Le terme métamorphisme (du grec meta = changement et morph = forme) désigne la transformation d’une roche à l’état solide avec formation de nouveaux minéraux et/ou acquisition de nouvelles textures et structures sous l’effet de conditions de température et de pression différentes de celles où elle s’est formée.

Le métamorphisme peut affecter :

1-des roches sédimentaires, on parlera dans ce cas de roches paramétamorphiques ;

2-des roches magmatiques, on parlera de roches orthométamorphiques ;

3-des roches métamorphiques, on parlera dans ce cas de roches polymétamorphiques.

La limite inférieure du métamorphisme correspond à une température de 200°C et une pression de 300 MPa (3000 atmosphères ou 3 kb). Au-dessous de cette limite, c’est le domaine de la diagenèse.

La limite supérieure du métamorphisme correspond à la fusion partielle de la roche. Quand la roche entre en fusion, on entre dans le domaine du magmatisme.

Degrés du métamorphisme (grade) :

• Le métamorphisme de faible degré se produit à des températures situées entre 200 et 320°C, à relativement faible pression. Les roches du faible degré de métamorphisme sont caractérisées par la présence de minéraux hydratés (minéraux qui contiennent de l’eau dans leur structure cristalline) : minéraux argileux, serpentine, chlorite.

• Le métamorphisme de degré élevé se produit à des températures supérieures à 320°C à relativement forte pression. Avec l’augmentation du degré du métamorphisme, les minéraux hydratés deviennent moins hydratés en perdant H2O, avec apparition de minéraux non hydratés quand le degré du métamorphisme devient très élevé.

• Lorsque les roches enregistrent une augmentation de la pression et de la température, on parle de métamorphisme prograde. Ce métamorphisme indique l’enfouissement de la roche.

• Lorsque les roches enregistrent une diminution de la pression et de la température, on parle de métamorphique rétrograde ou rétrométamorphisme. Ce métamorphisme indique l’exhumation de la roche.

Les facteurs du métamorphisme :

Les principaux facteurs du métamorphisme sont :

• La température : elle augmente avec la profondeur (le gradient géothermiques est de 30°C/km) et/ou avec la mise en place de roches plutoniques ou volcaniques.
• La pression : elle augmente également avec la profondeur. Elle est due au poids de couches et les roches soumises à cette pression ne présentent pas d’orientation préférentielle.
• Les fluides : les vides entre les grains dans une roche sont toujours remplis d’un fluide, en général du H2O avec des minéraux dissous.
• Le temps : la plupart des réactions métamorphiques exigent des millions d’années afin d’être complètes. Les expériences de laboratoire ont montré que les hautes températures et pressions et les temps de réaction importants produisent de gros grains.

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Roche sédimentaire : Cours-Résumés-TP-Exercices-TD-corrigés

Les roches sédimentaires sont des roches exogènes qui représentent 5 % en volume de la croûte terrestre. Elles sont très répandues à la surface sous forme de couches recouvrant les roches métamorphiques et magmatiques.

Les roches sédimentaires, contrairement aux roches magmatiques et métamorphiques, sont formées à la surface de la Terre, dans les océans, les mers, les lacs et les fleuves. Dénommées, également roches exogènes, elles forment l’essentiel de la surface de la croûte terrestre.

Les roches sédimentaires ont une grande importance du point de vue économique : le pétrole, le gaz, le charbon, l’uranium, les matériaux de construction sont d’origine sédimentaire. Elles ont aussi une importance scientifique : c’est le seul type de roches contenant des fossiles. Les roches sédimentaires se forment à partir de sédiments.

Elles se présentent, le plus souvent, en dépôts horizontaux. On parle de couches ou strates. Elles englobent parfois des fragments de végétaux et d’animaux fossilisés.

Origine des roches sédimentaires :

Les roches sédimentaires se forment à partir de particules d’origines très variées par érosion ou altération.

Elles peuvent être d’origine détritique, chimique ou biologique. Le plus souvent, les roches sédimentaires sont un mélange issu de ces différentes origines:

1-Origine détritique : elles résultent de l’accumulation de débris de minéraux et de roches arrachées par érosion à d’autres roches affleurantes : ce sont les roches détritiques ou terrigènes.

2-Origine chimique : elles proviennent de la précipitation d’éléments chimiques présents dans les eaux de mers ou transportés en solution suite au phénomène d’altération.

3-Origine biologique : ce groupe comporte des roches dont l’origine est liée directement ou indirectement à l’intervention d’organismes vivants présents dans la mer.

Processus de formation des roches sédimentaires :

Les particules érodées, sont le plus souvent transportées par l’eau. Elles s’accumulent dans les creux du relief continental et sous sous-marin. Quel que soit le milieu, les particules ou sédiments, se déposent, pendant des millions d’années, en couches superposées dans des bassins sédimentaires.

Un bassin sédimentaire est une dépression, une cuvette de la croûte terrestre qui recueille des sédiments qui vont ensuite se transformer en roches sédimentaires. Les fonds sous-marins renferment de nombreux creux et dépressions, on parle de bassins océaniques.

Quatre processus interviennent dans la formation des roches sédimentaires :

• Erosion et/ou altération ,
• Transport,
• Dépôt ou sédimentation,
• Diagenèse .

Erosion et altération :

A la surface de la Terre, les roches sont soumises aux phénomènes d’érosion et d’altération.

Erosion signifie la dégradation mécanique des roches qui se produit sous l’action d’une force physique qui arrache des fragments de roches. Cette force physique est générée par l’eau, le gel, le vent et la différence de température.

Altération correspond à une attaque chimique des roches par les eaux. On parle également d’érosion chimique. Des éléments comme Ca, Mg, Fe3+, K… passent en solution puis transportés par les eaux. Plusieurs silicates, comme les feldspaths, souvent abondants dans les roches ignées. ILs sont facilement attaqués par les eaux de pluies et transformés en argiles pour former des boues et, une fois consolidées, des roches argileuses.

Certains organismes vivants, comme les lichens ont la possibilité d’attaquer les minéraux en absorbant les éléments chimiques dont ils ont besoin et les roches sont fragilisées, altérées.

L’action combinée de ces trois mécanismes produit des particules de toutes tailles. C’est là le point de départ du processus général de la sédimentation.

L’eau, principal agent d’érosion, agit aussi bien mécaniquement que chimiquement sur les roches. Lorsqu’elle est chargée de gaz carbonique (CO2), elle devient légèrement acide et peut dissoudre les éléments chimiques contenus dans les roches. Les plus facilement altérables sont les roches carbonatées (calcaires).

Transport :

Les débris résultant de ces attaques vont être entrainés loin du lieu de destruction. L’eau (par les fleuves) est le principal agent de transport. Les glaciers peuvent également transportés des masses importantes de fragments et blocs rocheux. Le vent peut également déplacer des particules fines (sables, argiles) sur de grandes distances.

Les débris sont transportés plus ou moins loin de leur source d’origine et déposés jusque dans les grands fonds marins où ils vont se stratifier.

Dépôt ou sédimentation :

Les particules, ou sédiments, sont déposés dans des bassins de sédimentation au fond des mers et des océans pour former des dépôts en couches successives plus ou moins horizontales. De ce fait les dépôts sédimentaires sont stratifiés.

Diagénèse :

C’est l’ensemble des phénomènes physico-chimiques qui transforment un sédiment en une roche cohérente : les particules sédimentaires sont cimentées les unes aux autres. Sans la diagénèse, il ne peut y avoir des roches sédimentaires : la diagénèse transforme le dépôt sédimentaire (non consolidé) en une roche sédimentaire (consolidée).

Le passage du sédiment à la roche se fait comme suit : les dépôts, sous l’effet de leur propre poids, exercent une pression sur les particules. Les couches se compactent (s’écrasent, se lient entre elles) et l’eau est chassée : c’est la déshydratation. Un ciment assemble, ensuite, les débris. Parfois, la roche reste meuble (non consolidée), c’est le cas du sable.

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Roche magmatique : Cours – Résumés – TP – TD corrigés – Exercices – Examen corrigé

Une roche est un agrégat naturel de minéraux. On distingue trois grandes familles de roches :

• les roches magmatiques, formées par la cristallisation du magma ;
• les roches sédimentaires qui proviennent de l’accumulation et la consolidation de sédiment ;
• Et enfin les roches métamorphiques qui résultent des transformations que subissent les roches lorsqu’elles sont soumises à des conditions de température et/ou de pression différentes de celles qui étaient présentes lors de la formation de la roche.

Le cycle des roches :

Ces trois grandes familles de roches sont liées entre elles à la surface de la Terre par le cycle des roches. Les roches magmatiques formées par la cristallisation du magma subissent à la surface de la Terre les processus d’érosion qui conduisent à la formation et le dépôt de sédiments. Ces derniers s’accumulent et subissent des processus physico-chimiques qui conduisent à la formation des roches sédimentaires.

Les roches magmatiques et sédimentaires peuvent être soumises à des conditions de température et/ou de pression différentes de celles qui prévalaient lors de leur formation, et se transforment en roches métamorphiques. Enfin, les conditions de température et de pression peuvent conduire à la fusion des roches métamorphiques et la formation de magmas.

Les roches magmatiques

Les roches magmatiques résultent de la solidification (cristallisation, refroidissement) d’un magma. Le magma est un bain silicaté fondu, constitué d’une phase liquide (la plus importante), d’une phase solide (cristaux) et d’une phase gazeuse (0,1- 3%).

Selon le mode de refroidissement du magma, on distingue deux types de roches magmatiques :

• Les roches plutoniques : formées par le refroidissement lent du magma en profondeur. Le magma aura le temps de bien cristalliser, et la roche possédera de gros minéraux visibles à l’œil nu.
• Les roches volcaniques, formées par le refroidissement rapide du magma en surface. Les minéraux n’auront pas le temps de bien cristalliser. Les roches volcaniques sont donc caractérisées par la présence de minéraux invisibles à l’œil nu.

Texture des roches magmatiques :

La texture (on parle parfois de structure) d’une roche magmatique est le terme utilisé pour décrire les dimensions, la forme et l’arrangement entre minéraux dans les roches magmatiques. Les principales textures sont les suivantes :

• Texture grenue (ou phanéritique) : concerne les roches magmatiques dont les minéraux sont visibles à l’œil nu (de grandes tailles). C’est le cas des roches plutoniques.
• Texture microlithiques (ou aphanitique) : concerne les roches magmatiques qui ne montrent pas de cristaux visibles à l’œil nu. C’est le cas des roches volcaniques.
• Texture vitreuse : concerne les roches magmatiques qui sont entièrement ou en grande partie constituées de verre. C’est le cas des roches magmatiques qui ont refroidi très rapidement (en général sous l’eau).
• Texture porphyrique : concerne les roches magmatiques qui possèdent de gros minéraux (phénocristaux) au milieu d’une texture aphanitique ou vitreuse. C’est le cas des roches magmatiques ayant subi deux temps de refroidissement (lent puis rapide).

Différents types de magmas :

Les types de magmas sont déterminés par leurs compositions chimiques, températures, teneurs en gaz et viscosité (résistance à l’écoulement). Ainsi, on distingue trois grands types de magmas :

• Les magmas basiques ou basaltiques : 45-55 % SiO2, riche en Fe, Mg, Ca, pauvre en K, Na. La température de ces magmas : 1000 – 1200°C. Pauvres en gaz et peu visqueux. 2
• Les magmas intermédiaires ou andésitiques : 55-65 % SiO2, intermédiaire en Fe, Mg, Ca, K, Na. La température de ces magmas : 800 – 1000°C. Teneurs en gaz et viscosité intermédiaire. 3- Les magmas acides ou rhyolitiques : 65-75 % SiO2, pauvre en Fe, Mg, Ca, riche en K, Na. La température de ces magmas : 600 – 800°C. Riches en gaz et très visqueux.

Environ 80% des magmas émis par les volcans sont basaltiques, et les magmas andésitiques et rhyolitiques représentent ~10% chacun du total.

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Temps géologique, désigne des temps qui dépassent l’imagination, on pense aux longues durées de l’histoire de la terre.

La Terre s’est formée il y a quelque 4,5 milliards d’années (Ga) et la vie y est apparue il y a environ 3,5 Ga.

Si les outils de mesure utilisés actuellement (secondes, minutes, heures, jours, mois, années) pour mesurer les durées des phénomènes biologiques sont relativement familiers, il n’en est pas de même de ceux qui permettent d’apprécier les événements longs par rapport à l’échelle humaine et anciens par rapport à l’approche historique.

Ainsi la mesure du temps au-delà des époques historiques se fait en interprétant des phénomènes géologiques et biologiques enregistrés dans les roches et les fossiles. Par conséquent, les géologues utilisent la géochronologie pour dater les événements de l’histoire de la Terre et des êtres vivants.

La chronostratigraphie est une branche de stratigraphie qui consiste à définir les intervalles de temps des strates et à retracer les différentes évolutions paléogéographiques.

Elle se repose sur :

•  La géochronologie relative permet de classer chronologiquement les objets et les événements les uns par rapports aux autres en déterminant l’ancienneté relative des roches et des fossiles qu’elles contiennent, mais ne donne ni leur durée exacte, ni leur âge par rapport à l’actuel. Ex. les mammifères sont apparus après les reptiles.
• La géochronologie absolue utilise la radioactivité d’isotope comme processus naturel pour établir l’âge exact d’une roche ou d’un fossile et d’en calculer la durée. Ex. les mammifères sont apparus il y a 200 millions d’années

La datation relative consiste à ordonner les uns par rapport aux autres des structures (strates, plis, failles, minéraux) et des événements géologiques (sédimentation, intrusion orogenèse, discordance… ) afin de reconstituer une histoire. En d’autres termes, on établira lequel, entre deux corps géologiques, est le plus jeune ou le plus vieux, sans aucune connotation d’âge absolu qui serait exprimé en nombre d’années.

Elle repose sur les 5 principes de base de la stratigraphie :

1- Principe de superposition

2- Principe de continuité latérale

3-Principe d’identité paléontologique

4-Principe de recoupement (relations d’intersection)

5-Principe de recouvrement

6-Principe d’inclusion

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Le bassin versant est l’unité de base pour la détermination du bilan hydrologique, Il est défini comme la surface parcourue par un cours d’eau et ses affluents. Un cours d’eau prend généralement naissance dans une zone à reliefs et draine la surface topographique. Les écoulements convergent vers la section la plus basse du cours d’eau appelée exutoire.

En général un bassin possède un exutoire unique, mais il y a deux exceptions :

• plus d’un exutoire lorsqu’ils sont pourvus d’un lac possédant plusieurs sorties (surtout lorsque les eaux sont hautes).
• Aucun exutoire : accumulation de l’eau dans un lac, évapotranspiration et échanges souterrains.

Les terrains géologiques qui forment le bassin sont en totalité ou en partie perméables. Une partie des eaux de précipitation peut s’infiltrer et alimenter souterrainement un autre bassin. De même dans le cas contraire un bassin versant peut recevoir des eaux souterrainement à travers les frontières avec un autre bassin sous forme de sources.

Dans ce cas la délimitation du bassin ne se base pas uniquement sur la topographie mais tient compte des limites réelles d’alimentation basées sur la nature géologique du terrain et le sens des écoulements souterrains.
Dans le cas de bassin versant de grande taille, les apports et les pertes souterrains ont tendance à se compenser et le bassin versant hydrogéologique peut être confondu au bassin versant topographique.

Grands bassins fluviaux

• bassins exoréiques : exutoire à la mer ou l’océan (72 % des terres émergées).
• bassins endoréiques : pas d’exutoire maritime (11 % des terres émergées).
• bassins aréiques : zone sans écoulements (forte évaporation, peu de précipitations, forte perméabilité) (17 % des terres émergées).

L’analyse du comportement hydrologique d’un bassin versant (système hydrologique)
s’effectue le plus souvent par le biais de l’étude de la réaction hydrologique du bassin face à une sollicitation (la précipitation). Cette réaction est mesurée par l’observation de la quantité d’eau qui s’écoule à l’exutoire du système.

La représentation graphique de l’évolution du débit Q en fonction du temps t constitue un hydrogramme de crue. La réaction du bassin versant peut également être représentée par un limnigramme qui n’est autre que la représentation de la hauteur d’eau mesurée en fonction du temps.

Domaines d’applications

Les domaines d’application de l’hydrologie de surface sont également très variés. Parmi les plus importants et les plus classiques, on notera :
• l’agriculture : irrigation, drainage ;
• l’étude des ressources en eaux : eau potable, eau pour l’industrie ;
• la lutte contre la pollution : étude des débits d’étiage évacuant les effluents, les calories ;
• l’énergie hydraulique ;
• le transport solide (dépôt ou érosion) ;
• la navigation ;
• les loisirs (plans d’eau) ;
• la sécurité des biens et des personnes : protection contre les crues…

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Les fossiles sont des restes d’animaux, de végétaux ou des témoignages de leur activité conservés dans les roches sédimentaires. Ils permettent de reconstituer l’histoire de la vie au cours des temps géologiques.

Chez les végétaux : bois, spores, pollen, certaines graines, plus rarement feuilles… La conservation s’effectue généralement dans les roches sédimentaires, exceptionnellement dans la glace, ou dans l’ambre comme le moustique de Jurassic Parc. Les restes peuvent :

• être intacts (insecte, mammouth) dans l’ambre ou la glace,
• avoir une composition modifiée : la partie conservé peut être transformée en minéraux (calcite…) = épigénie.
• être un moulage : la partie disparaît et on conserve un moulage interne ou un moulage externe et une contre-empreinte dans la roche.
• être des restes de l’activité biologique (excréments, galeries, traces de pas …)

La fossilisation est un phénomène exceptionnel. A la mort d’un organisme, les parties organiques sont décomposées par les détritivores et les décomposeurs en matière minérale. Les parties minérales subissent des processus chimiques de dissolution. Pour être fossilisé un organisme doit donc être soustrait des phénomènes de la décomposition et de la dissolution pour cela il doit être rapidement enfoui dans un milieu pauvre en eau et en O2 où les décomposeurs ne peuvent agir et où les processus de dissolution ne peuvent s’effectuer. Ces conditions peuvent exister :

• Le plus souvent dans un bassin sédimentaires où il y a un apport rapide de sédiments fins (argile, limon, boue…). Il y a ensuite besoin d’un temps très long.
• Plus rarement dans la glace, l’ambre, les cendres volcaniques…

Intérêts des fossiles :

Fossiles = témoin de l’évolution :

Les espèces qui peuplent la planète ne sont pas celles qui la peuplaient dans les temps passés. Au cours des temps géologiques les espèces se renouvellent (naissance, vie à durée très variable et extinction d’une espèce). Le plus souvent, elles disparaissent car elles deviennent inadaptées à l’évolution du milieu (ou catastrophe), de nouvelles espèces mieux adaptées aux nouvelles conditions du milieu peuvent alors se développer Cette transformation des espèces au cours des temps géologiques constitue le phénomène d’évolution.

Les fossiles sont donc des témoins de l’histoire de la vie, des témoins de l’évolution : il n’y qu’à travers eux que l’on peut connaître les espèces qui n’existent plus. Ex : ammonites, dinosaures…

Fossiles = marqueurs du temps :

Les fossiles présentant :

• une durée de vie limitée = grande vitesse d’évolution = faible extension verticale dans les sédiments,
• une vaste aire de répartition = grande extension horizontale,
•  un grand développement, constituent des fossiles permettant de dater les terrains. On les appelle “fossiles stratigraphiques”.

Au cours des temps géologiques, il a existé des périodes de grandes crises biologiques avec disparition puis apparition de nombreuses espèces. Ces crises permettent de découper les temps géologiques en grandes périodes appelées « ère ». Pour chaque ère, il existe des fossiles caractéristiques.

Fossiles = indicateurs de milieu

Exemple : Ammonites = mer, dinosaures = continent. Les fossiles d’organismes ayant des exigences écologiques strictes permettent de reconstituer le milieu paléogéographique de l’époque où ils vivaient. Ex : Les coraux sont des organismes marins vivant dans des mers peu profondes, claires, (oxygénée et chaudes).

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Géologie pétrolière : Cours – Résumés – TP – TD – Corrigés

Un bassin sédimentaire est un milieu poreux constitué de couches géologiques qui se sont formées par le dépôt de sédiments pendant plusieurs millions d’années. Ces couches, composées essentiellement de roches et d’eau, se déforment au cours du temps par compaction, par érosion ou par mouvement tectonique. Certaines d’entre elles, appelées roches-mères contiennent des matières organiques étant à l’origine des hydrocarbures. Une fois générés, les hydrocabures sont expulsés hors des roches-mères. Ils migrent ensuite préférentiellement en direction de la surface par effet gravitaire et peuvent se retrouver piégés dans des roches poreuses et perméables, nommées réservoirs, dans lesquelles ils s’accumulent.

Les hydrocarbures de roche-mères font partie de la famille des hydrocarbures non conventionnels. La matière organique contenue dans cette roche va durant son enfouissement se transformer en hydrocarbures liquides (pétrole de schiste) ou gazeux (gaz de schiste). Pour produire ces hydrocarbures dans une roche peu poreuse et quasiment imperméable, il est indispensable d’utiliser massivement deux techniques déjà employées dans la production conventionnelle : le forage horizontal et la fracturation hydraulique. Malgré l’amélioration constante de ces techniques, la production d’un puits est relativement faible et décline rapidement impliquant un grand nombre d’installations de production pour maintenir une production commerciale. S’il est encore trop tôt pour en évaluer les ressources à l’échelle du monde, ils pourraient cependant prolonger l’approvisionnement en hydrocarbures permettant d’assurer une transition énergétique économiquement supportable.

Le charbon :

C’est une roche sédimentaire contenant plus de 50% (en masse) de matière organique cogénétique (c’est‐à‐dire déposée en même temps que le reste du sédiment), le plus souvent dérivée de débris de végétaux terrestres.

Roche‐mère :

Une roche‐mère est une roche sédimentaire contenant de la matière organique (typiquement plus de 1% en masse) susceptible de générer des hydrocarbure par maturation thermique.

Hydrocarbure :

Un hydrocarbure est un composé organique contenant exclusivement des atomes de carbone (C) et d’hydrogène (H). Ils possèdent en conséquence une formule brute de type : CnHm, où n et m sont deux entiers naturels.

Pétrole :

Le pétrole est un fluide naturel constitué principalement d’un mélange d’hydrocarbures sous forme liquide (huile) ou sous forme gazeuse (gaz naturel):

Pétrole = huile + gaz

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Géophysique pétrolière : Cours et Résumés

L’exploration pétrolière commence par l’identification d’indices permettant de supposer où se trouve le pétrole et en quelle quantité. Géologue et géophysicien collaborent à cette enquête minutieuse à fort enjeu économique qui commence à la surface de la terre pour descendre vers le sous-sol.

La géologie pétrolière ou l’observation de la surface :

C’est la première étape, qui permet de repérer les zones sédimentaires méritant d’être étudiées (plissements, failles…). Les géologues utilisent des photographies aériennes et des images satellites puis vont sur le terrain examiner les affleurements. Ces derniers peuvent en effet renseigner sur la structure en profondeur. Ensuite l’analyse en laboratoire d’échantillons de roche prélevés permet de déterminer l’âge et la nature des sédiments afin de cerner les zones les plus prometteuses. Cette étape représente 5 % du budget consacré à la prospection.

La géophysique ou l’étude des profondeurs :

Son objectif : donner le maximum d’informations pour que les forages soient entrepris ensuite avec le maximum de chance de succès. Il s’agit essentiellement d’accumuler des données sismiques riches en informations, grâce à une sorte d'”échographie” du sous-sol ou “sismique réflexion”. Ces données sont obtenues à l’aide de vibreurs pneumatiques (ou autres) qui génèrent de mini-ébranlements du sous-sol. Les signaux recueillis en surface sont traités par de puissants logiciels de calcul qui reconstituent l’image du sous-sol. Les pièges possibles mis en évidence sont classés selon leur probabilité d’existence et leur volume prévisionnel. Cette étape représente 15% du budget consacré à la prospection.

De quoi est constitué le pétrole ?

Le pétrole est un mélange d’hydrocarbures (molécules formées d’atomes de carbone et d’hydrogène) et de molécules contenant également d’autres atomes, principalement du soufre, de l’azote et de l’oxygène. Certains de ses constituants sont, à température et à pression ambiantes, gazeux (méthane, propane, etc.), liquides (hexane, heptane, octane, benzène, etc.) et parfois solides (paraffines, asphaltes, etc.). Le pétrole contient des milliers de molécules différentes qu’il va falloir fractionner et transformer chimiquement pour obtenir des produits utilisables.

Comment se forme le pétrole ?

Le pétrole résulte de la dégradation thermique de matières organiques contenues dans certaines roches : les roches-mères.

Ce sont des restes fossilisés de végétaux aquatiques ou terrestres, de bactéries et d’animaux microscopiques s’accumulant au fond des océans, des lacs ou dans les deltas. Appelés “kérogène”, ces résidus organiques sont préservés dans des environnements où les eaux sont dépourvues d’oxygène, se mêlant ainsi aux sédiments minéraux pour former la roche-mère.

Le pétrole, à quoi ça sert ?

Le pétrole est devenu, à partir des années 50, la première source d’énergie dans le monde. Il satisfait plus de 30 % des besoins énergétiques. C’est la principale matière première des carburants qui alimentent les transports (voitures, camions, avions).

C’est aussi une matière première irremplaçable pour l’industrie de la pétrochimie pour un grand nombre de produits de la vie quotidienne : matières plastiques, peintures, colorants, cosmétiques, etc.

Enfin, le pétrole sert aussi comme combustible dans le chauffage domestique et comme source de chaleur dans l’industrie, mais dans une moindre mesure ; il ne représente que 4,6 % de l’électricité mondiale, les autres sources d’énergie électrique étant nombreuses (nucléaire, charbon, au gaz, hydraulique, éolienne)

Liens de téléchargement des cours de Géophysique pétrolière

Liens de téléchargement des Résumés de Géophysique pétrolière

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Bassins sédimentaires : Cours et études de cas

Définition d’un bassin sédimentaire

Un bassin Sédimentaire est une dépression à la surface d’une plaque, remplie de couches sédimentaires superposées qui représente chacune une époque géologique. L’analyse des sédiments permet de caractériser l’environnement de dépôt et ses changements dans le temps et l’espace. le comportement du bassin sédimentaire dépend de celui de la plaque sur laquelle il s’est formé. son étude à grande échelle permet de reconstituer l’histoire de la plaque elle même. Un bassin sédimentaire est donc à la fois une machine à remonter le temps, une bande d’enregistrement et un stéthoscope posé sur la croûte terrestre.

Voir aussi la définition des bassins sédimentaires sur Wikipédia

Même si des sédiments peuvent se déposer pratiquement dès leur érosion, leur devenir est en général de terminer leur voyage au sein d’un bassin sédimentaire. Un bassin sédimentaire ne se forme que là où des sédiments peuvent s’accumuler. Cette évidence recouvre un concept majeur : l’accumulation des sédiments nécessite une création d’espace, résultat soit d’un enfoncement de la base du bassin (subsidence), soit d’une hausse du niveau marin.

D’une manière générale, on peut distinguer les bassins sédimentaires en fonction de leur position dans le cycle géologique :

(1) les bassins sédimentaires actifs,

(2) les bassins non fonctionnels (parce qu’exondés) mais peu déformés

(3) les anciens bassins, généralement fortement déformés et incomplets, intégrés dans une chaîne de montagnes.

Plan du cours de bassin sédimentaire

I Les dorsales océaniques

1. Vitesse et morphologie

2. Age et densité

II Les étapes de la formation d’un océan intérieur

1. Les fossés d’effondrement

1.1 Les rifts classiques

1.2 Les rifts en pull-apart

2. L’apparition d’une croûte océanique

2.1 Les fissures crustales associées à de la distension simple

2.2 Les fissures crustales associées à des mouvements de coulissement

3. Les marges passives

III Les bassins sédimentaires

1. Cadre théorique

1.1 Apports de matériaux

1.2 La subsidence

1.3 Méthodes de classification

2. Différents types de bassins sédimentaires

1.1 Les bassins intracratoniques

1.2 Les bassins de type « rift »

1.3 Les aulacogènes

1.4 Les bassins molassiques

Liens de téléchargement des cours des bassins sédimentaires

Liens de téléchargement des études de cas des bassins sédimentaires

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Mécanique des sols 1 : cours et exercices

Un sol est un mélange d’éléments solides, d’eau et de gaz.

D’éléments solides : Proviennent de la désagrégation mécanique et/ou chimique d’une roche mère. On distingue les minéraux non argileux (∅>2µm et ayant le même comportement que la roche mère : Sols pulvérulents), les minéraux argileux (kaolinite, illite et montmorillonite) et les sols organiques (vases et tourbes)

D’eau : Existe sous plusieurs formes (eau de constitution, interfeuillets, liée et libre).

 De gaz : Contenu dans les vides, c’est l’air pour un sol sec ou mélange d’air et de vapeur d’eau pour un sol humide.

Plan du cours de Mécanique des sols I

Introduction

Chapitre I Propriétés physiques des sols

1-Définition des sols –éléments constitutifs d’un sol

 2-Caractéristiques physiques des sols

3-Caractéristiques dimensionnelles

4-Structure des sols

5-Essais d’identification –sols grenus

 6-Essais d’identification –sols fins

7-Autres essais

8-Classification des sols

Chapitre II Hydraulique des sols

1-Éléments d’hydraulique souterraine

2-Écoulements tridimensionnels hydraulique des puits

3-Écoulements bidimensionnels réseaux d’écoulement

4-Effets mécaniques de l’eau sur les sols interaction fluide-squelette

5-Effets de la capillarité dans les sols

Chapitre III Déformations des sols

1-Contraintes dans les sols

2-Calcul des contraintes dues aux surcharges

 3-Compressibilitédes sols

4-Calcul du tassement –méthode des couches

 5-Théorie de la consolidation de Terzaghiet Frohlich

6-Durée des tassements

 7-Consolidation secondaire

 8-Dispositions constructives –tassements admissibles

Chapitre IV Résistance au cisaillement des sols

1-Notions élémentaires sur la rupture des sols

2-Rappels sur les contraintes-conventions

3-Cercle de Mohr-Coulomb et conséquences

4-Mesureau laboratoire des caractéristiques de rupture

5-Remarques qualitatives

Plan du cours et exercices sur la mécanique des sols 1

Chapitre 1 : Les Sols : Structure. Identification et classification

1- Eléments constitutifs d’un sol

2- Paramètres de définition d’un sol

3- Identification des sols

4- Classification des sols

     Exercices d’application

Chapitre 2 : Hydraulique des sols

1- Ecoulement linéaire

2- Ecoulements plans

     Exercices d’application

Chapitre 3 : Les contraintes dans le sol

1- Notions de contraintes

2- Cercle de Mohr

3- Les contraintes dues au poids propre des sols

4- Les contraintes dues aux surcharges

     Exercices d’application

Chapitre 4 : Tassement et consolidation des sols

1- Notions de déformations

2- Relation contraintes – deformations

3- Tassements des sols- consolidation  

3- Evolution du tassement en cours du temps

     Exercices d’application  

Chapitre 5 : Résistance au cisaillement des sols

1- Comportement élasto-plastique des sols

2- Comportement à cours et à long terme des sols

3- Détermination des paramètres de cisaillement des sols au laboratoire        

     Exercices d’application

Chapitre 6 : Portance des fondations superficielles

1- Introduction

2- Calculs de la capacité portante

     Exercices d’application

Chapitre 7 : Poussée et butée des terres

1- Introduction

2- La théorie de Rankine

3- Calcul des forces de poussée et de butée

5- Stabilité des murs de soutènement

6- Les rideaux de palplanches

     Exercices d’application

Liens de téléchargement du cours N°1 de Mécanique des sols I

Lien de téléchargement du cours et exercices sur la mécanique des sols 1

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Paléontologie : Cours, Résumé, examens, TP et TD

Dans le domaine des sciences naturelles, chaque objet (par exemple un fossile) se doit d’être désigné par un nom (taxon). Afin de faciliter les communications, des conventions doivent être adoptées. Une nomenclature est ainsi définie en référence à un système de classification. Les règles de la classification permettant de définir les taxons relèvent de la taxinomie. Les relations entre les taxons et leurs regroupements selon un ordre hiérarchique relèvent de la systématique. En paléontologie, on suit généralement les règles édictées dans le Code international de nomenclature zoologique

Plan du cours de Paléontologie

Chapitre 1 – Introduction

1.1 Nature des archives paléontologiques (fossilisation)

1.2 Taphonomie et paléoécologie

1.3 Taxinomoie et systématique (classification)

Chapitre 2 – La vie au Précambrien

2.1 L’origine de la vie (indices géologiques et paléontologiques)

2.2 Les stromatolites

Chapitre 3 & 4 – Les Protistes

Généralités (importance, diversité…)

 Écologie-paléoécologie des microflores et des microfaunes

Principes de micropaléontologie

 Biostratigraphie et classification

 Protistes et environnement

Nature et taille des protistes fossiles

Les algues unicellulaires

Les foraminifères

Les autres protozoaires (thécamoebiens, radiolaires, tintinnides …)

Chapitre 5 – Les Métazoaires peu évolués

5.1 Les Porifères ou Spongiaires

5.2 Les Archéocyathes

5.3 Les Cnidaires

 Hydrozoaires

Scyphozoaires

 Anthozoaires

Chapitres 6 & 7 – Les Mollusques

Généralités ( importance, diversité, morphologie, classification, biostratigraphie…)

 Les Lamellibranches

 Les Gastéropodes

 Les Céphalopodes

Nautiloïdes

Ammonoïdes

 Bélemnitoïdes

Chapitre 8 – Les Lophophoriens

8.1 Les Bryozoaires

8.2 Les Brachiopodes (articulées et inarticulés)

Chapitre 9 – Les Arthropodes

Généralités (anatomie et classification)

 Les Trilobites

Les Ostracodes

Les Cirripèdes

Chapitre 10A – Les Échinodermes

Généralités

Les Crinoïdes

Les Échinoïdes

Chapitre 10B – Les Graptolites

Généralités

 Les Dendroïdes

Les Graptoloïdes

Chapitre 11 – Le Règne végétal

Généralités

Éléments de classification (Bryophytes et Trachéophytes)

Spores et Grains de pollen

Écologie-paléoécologie

Chapitre 12 – Les Vertébrés

Liste de références

Annexe 1 – Recommandations pour les travaux pratiques

Liens de téléchargement des cours et résumé de Paléontologie

Liens de téléchargement des TD et examens de Paléontologie

Liens de téléchargement des TP de Paléontologie

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Océanographie : Cours, TP et Etudes de cas

Plan du cours d’Océanographie

Notions essentielles
1.1 Quelques chires importants
1.2 Petit historique de la connaissance océanique
1.4 Dynamique des fonds marins
1.5 Circulation hydrothermale
1.5.1 Présentation
1.6 Références
2 Composition et propriétés de l’eau de mer
Notions essentielles
2.1 Généralités
2.2 Eau douce
2.3 Les sels dissous (la salinité)

2.4 La température
2.5 Notion de masse d’eau
2.6 Le son dans l’eau de mer
2.7 Références
3 Forces et contraintes agissant sur l’océan
Notions essentielles
3.1 Équilibre radiatif terrestre
3.2 Les échanges océan-atmosphère
3.3 Transports de chaleur par l’océan
3.4 Rappels de cinématique
3.5 Équations du mouvement
3.6 Références
4 La circulation océanique
Notions essentielles
4.1 Forces et contraintes agissant sur l’océan
4.2 Équilibre géostrophique
4.4 Les cellules de circulation subtropicales  
4.5 Courant de bord ouest  
4.6 Éléments de dynamique équatoriale
4.7 Références

5 Ondes océaniques
Notions essentielles
5.1 Généralités
5.2 Les ondes de gravité externe (ou de surface)
5.3 Spécicités des vagues

5.4 Les marées
5.5 Références

6 Le phénomène ENSO : El Niño  Southern Oscillation
Notions essentielles
6.1 Pourquoi prévoir le climat ?
6.2 El Niño, qu’est-ce que c’est ?
6.3 L’événement de 1982-1983
6.4 El Niño et le climat
6.5 Tirer les leçons du passé
6.6 Vents, upwelling, et la chaîne alimentaire  
6.7 Quand les vents faiblissent
6.8 Ou comment la mer aecte les vents en retour
6.9 Les conséquences d’un El Niño à l’échelle du globe
6.10 La prévision de El Niño
6.11 Un exemple d’utilisation des prévisions
6.12 Le futur
6.13 Références

Liens de téléchargement des cours d’Océanographie

Liens de téléchargement de TP d’Océanographie

Liens de téléchargement des études de cas d’Océanographie

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Cartographie Géologique : cours, Exercices et TP

 Plan du cours de Cartographie Géologique

I. LES STRUCTURES TABULAIRES

I. Rappels topographiques
1. La carte topographique
2. Notion d’échelle
3. Le profil topographique
II. Notions géologiques
1. La stratigraphie
2. Le faciès
3. La tectonique
III. Présentation de la carte géologique
IV. Principe de la construction d’une coupe géologique
V. Structures tabulaires

II. LES STRUCTURES MONOCLINALES

I. Caractéristiques géométriques d’un plan
1. Définitions
2. Représentation des directions et pendages sur une carte et en coupe géologique
II. Représentation des structures monoclinale sur la carte
1. Relief plat
2. Relief accidenté

III. Détermination qualitative des caractéristiques géométriques d’une couche inclinée.

1. Relation entre le pendage d’une couche et son contour géologique
2. Relation entre les contours et le relief
• Cas d’un plan vertical
• Cas d’un plan incliné
3. Relations entre largeur d’affleurement et épaisseur d’une couche

IV. Détermination quantitative des caractéristiques géométriques d’une couche inclinée

1. Calcul de la direction d’une couche inclinée
2. Calcul du pendage d’une couche inclinée
3. Calcul de l’épaisseur d’une couche inclinée

V. Construction des couches géologiques monoclinales en coupe

1. Détermination du pendage d’une couche par la méthode des trois points
2. Construction des couches géologiques en coupe
III. LES STRUCTURES PLISSEES
I. Définitions
1. Les structures plissées
2. Eléments morphologiques d’un pli
3. Les différents types de plis
4. Notions de flanc normal et de flanc inverse
II. Reconnaissance des structures plissées sur une carte géologique
1. Structure plissée à axe horizontal
2. Structure plissée à axe incliné
3. Terminaison périclinale
IV. Coupe géologique d’une structure plissée
IV. LES STRUCTURES DISCORDANTES
Définitions
1. Transgression et régression
2. Discordance
II. Différents types de discordances
1. Discordance majeure
2. Discordance angulaire sur une structure plissée
3. Discordance angulaire sur une série monoclinale
4. Discordance plate ou par lacune
III. Reconnaissance cartographique et construction en coupe
1. Cas des transgressions-régressions
2. Cas des discordances angulaires
IV. Coupe géologique de structures discordantes
V. LES STRUCTURES FAILLEES
Définitions
II. Différents types de failles
1. Faille normale
2. Faille inverse
3. Faille conforme
4. Faille contraire
5. Faille de décrochement
III. Reconnaissance des failles sur les cartes géologiques
IV. Représentation des failles sur la coupe
V. Coupe géologique de structures faillées

VI. LES CHEVAUCHEMENTS Définitions

II. Reconnaissance de chevauchements sur les cartes géologiques
III. Exemples de pli-faille
IV. Nappes de charriage

Cartographie Géologique cours, Exercices et TP

Liens de téléchargement des cours de Cartographie Géologique

Liens de téléchargement des exercices de Cartographie Géologique

Liens de téléchargement des TP de Cartographie Géologique

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Cartographie Géologique cours, Exercices et TP

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Géomorphologie est la science qui examine les formes de relief, les formations associées, leur évolution, les mécanismes internes ou externes qui les façonnent et les facteurs qui les contrôlent. Le point de départ de l’approche géomorphologique est l’observation des formes [de Martonne, 1909]; le terme implique non seulement une description, mais aussi un déchiffrement des formes en relief.

À l’aide de cartes et d’outils topographiques tels que des modèles de terrain GPS ou numériques, les géomorphologues peuvent mesurer le volume, la pente, la surface et leur direction pour définir des plaines, des vallées, des plateaux, des montagnes et des unités plus petites telles que murs, vasques, La densité de la rivière …

Géomorphologie climatique est l’étude de l’ensemble des processus d’érosion et d’accumulation dus aux conditions de température, d’humidité, de couverture végétale …

Isostasie : est un phénomène par lequel les éléments de la croûte ou, plus généralement, de la lithosphère qui se trouvent enfouis à de faibles profondeurs (de l’ordre de 100 km) sont soumis à la même pression indépendamment des irrégularités topographiques en surface. La compensation isostatique contrecarre l’érosion. C’est ainsi que la roche plutonique est mise à jour

Géosynclinal : formation d’une ride où s’accumulent des sédiments entraînant un enfoncement de plus en plus important provoquant un rapprochement, la fosse se remplit. Cela entraîne des phénomènes de métamorphisme et les sédiments subissent des désordre (charriage). ce concept rend assez bien compte de la réalité du terrain.

Géomorphologie cours, Résumés, Exercices, TP et étude de cas

Liens de téléchargement des cours et résumés de Géomorphologie

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Géomorphologie cours, Résumés, Exercices, TP et étude de cas

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Sédimentologie : Cours, Résumés, exercices, TP et Etudes de cas

La sédimentologie est la science et la discipline qui étudient les caractéristiques, les processus de mise en place et la disposition des particules en vrac, les sédiments, soit lors de leurs mouvements, soit après leur dépôt, leurs phénomènes de sédimentation ou diagénétiques.

Les roches sédimentaires font partie intégrante du cycle géologique car leurs constituants (grains ou ions solubles) résultent de l’altération de roches ou de sédiments préexistants, ces constituants ont subi un certain transport et se sont déposés, précipités ou se sont bioprécipités dans un bassin de sédimentation. Seuls les dépôts volcano-sédimentaires échappent à ce schéma. L’évolution post-dépôt de ces sédiments (diagenèse) les transforme en roches sédimentaires. Ces roches peuvent subir un métamorphisme et être soumises à l’alteration lorsqu’elles traversent les continents.

•  Les roches détritiques : elles sont formées de particules minérales résultant de l’altération de roches préexistantes. S’agissant de matériaux provenant de continents, ils sont également appelés terrigènes.
• Les roches biogéniques, biochimiques ou organiques : elles sont le produit, comme leur nom l’indique, d’une activité organique ou biochimique. En plus des particules solides impliquées dans la formation des roches terrigènes, l’altération produit des substances dissoutes qui aboutissent dans les mers, les lacs et les rivières où elles sont extraites et précipitées par des organismes.
• Les roches d’origine chimique,  issues de la précipitation (purement physico-chimique cette fois) de minéraux dans un milieu sursaturé. Les évaporites (anhydrite, halite, gypse, sylvite, …) en sont le meilleur exemple: elles se forment par évaporation de saumures.

Lien de téléchargement des cours et résumés Sédimentologie

Lien de téléchargement des exercices corrigés de Sédimentologie

Lien de téléchargement des TP de Sédimentologie

Lien de téléchargement des études de cas de Sédimentologie

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Tectonique – Cours et exercices corrigés

Plan du cours Tectonique

Introduction

I. Déformation et contrainte

1. Les déformations
1.1. Les composants de la déformation
1.2. Vitesse et taux de déformation
1.3. Types de déformation : un peu de vocabulaire
1.4. L’ellipsoïde de déformation (strain ellipsoid)
1.5. Peut-on observer un ellipsoïde de déformation dans les roches ?

2. Les forces

3. Les contraintes
3.1. Décomposition d’une contrainte sur un plan
3.2. Contraintes pluri-axiales
3.3. Relation géométrique entre contrainte et déformation

4. Rhéologie

4.1. Modes de déformation des matériaux terrestre
4.2. Lois de déformation simples
4.3. Déformation des roches : une succession de modes de déformation
4.4. Paramètres contrôlant la rhéologie des roches
4.5. Stratification rhéologique de la lithosphère

II. Déformation ductile

1. Mécanismes physiques de la déformation plastique

1.1. Microfracturation et cataclase
1.2. Macles de déformation (mechanical twinning)
1.3. Pression-dissolution (dissolution creep, ou pressure-solution)
1.4. Fluage par diffusion
1.5. Fluage par dislocation (dislocation creep)
1.6. Recristallisation

2. Foliations et linéations : les fabriques tectoniques des roches

2.1. La fabrique des roches
2.2. Les éléments structuraux planaires
2.3. Types de linéations
2.4. Fabrique et orientation de l’ellipsoïde de déformation
2.5. Déformation coaxiale ou non-coaxiale

3. La déformation ductile hétérogène

3.1. Les zones de cisaillement
3.2. Les boudins
3.3. Les plis

4. Les plis

4.1. Terminologie descriptive
4.2. Plissement par flexion : les plis isopaques
4.3. Plissement par cisaillement ou aplatissement : les plis anisopaques (plis passifs)

5. Tectonique ductile à l’échelle régionale

5.1. Associations de plis et chevauchements
5.2. Domaines profonds des zones déformées

III. Déformation cassante

1. La rupture des roches

1.1. Mécanismes macro- et microscopiques
1.2. Géométrie

2. Joints, fractures et veines

2.1. Joints et diaclases
2.2. Fentes de tension, stylolithes

3. Les failles

3.1. Les principaux types de failles
3.2. Etude des failles sur le terrain
3.3. La complexité des « vraies » failles
3.4. Morphologie associée aux failles

4. Tectonique cassante à l’échelle régionale

4.1. Systèmes de failles normales
4.2. Systèmes de failles inverses
4.3. Chevauchements
4.4. Systèmes décrochants

IV. Mini-lexique

1. Mécanique et rhéologie
2. Déformation ductile
3. Déformation cassante

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Liens de téléchargement des exercices corrigés Tectonique

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Hydrogéologie est la science des eaux souterraines. C’est la partie de la géologie qui traite de la circulation de l’eau dans le sous-sol: recherche d’aquifères, évaluation de réservoirs, captages et débits possibles …

Plan du cours Hydrogéologie

Introduction – généralités

B.2 L’eau dans le réservoir : la porosité

B.2.1 Caractérisation : la porosité
B.2.2 Différents types de classification de la porosité
B.2.3 Classification de la porosité par rapport à la taille des pores
B.2.4 Classification par rapport à l’origine
B.2.5 Classification morphologique
B.2.6 Ordre de grandeur de la porosité
B.2.7 Mobilité de l’eau dans le sol : eau liée, eau libre, l’égouttage des roches
B.2.8 Profil hydrique des sols

B.3 Les mouvements de l’eau dans les roches : perméabilité

B.3.1 Rappel sur la charge hydraulique
B.3.2 Expérience de Darcy
B.3.3 Expérience de Reynolds (pour mémoire)
B.3.4 Ecoulement dans les roches stratifiées
B.3.5 Mesures et estimation de la perméabilité au laboratoire
B.3.6 Mesures in situ
B.3.7 Ordre de grandeur de la perméabilité
B.3.8 Généralisation en 3 dimensions

B.4 Les nappes

B.4.1 Conditions d’existence des nappes
B.4.2 Alimentation
B.4.3 Exutoires
B.4.4 Classification des nappes

B.5 Etude de quelques écoulement dans les nappes

B.5.1 Paramètres dont dépend l’écoulement. Réseau d’écoulement
B.5.2 Effet des variations de la transmissivité
B.5.3 Ecoulement entre deux tranchées
B.5.4 Ecoulement radial circulaire en régime permanent 

B.6 Cas Général : équation fondamentale de l’hydrodynamique

B.6.1 Etablissement de l’équation de diffusivité
B.6.2 Propriétés de l’équation de diffusivité

B.7 Solutions de l’équation de diffusivité lors de pompage dans un puits

B.7.1 Equation de diffusivité en coordonnées radiales
B.7.2 Solution de Theis
B.7.3 Solution de Jacob
B.7.4 Pompage d’essai
B.7.5 Remontée de la nappe
B.7.6 Méthode des paliers enchaînés
B.7.7 Quelques cas particuliers de nappe
B.7.8 Essais Lugeon et Lefranc

B.8 Les essais spécifiques

B.8.1 Essais par chocs hydrauliques : Pulse test
B.8.2 Slug test (débit variable à partir d’une injection unique)

B.9 Méthodes analytiques de résolution de l’équation de diffusivité : fonctions harmoniques

B.10 Méthodes numériques de résolution de l’équation de diffusivité

B.10.1 Equations à résoudre
B.10.2 Conditions aux limites
B.10.3 Principe des différences finis
B.10.4 Principe des éléments finis

B.11 Ecoulement dans les milieux fracturés

B.11.1 Ecoulement dans une fracture
B.11.2 Ecoulement dans un réseau de fractures
B.11.3 Milieu continu équivalent

B.12 Transport de solutés en milieu poreux

B.12.1 Position du problème et mécanisme de transport
B.12.2 La convection (ou advection)
B.12.3 La diffusion
B.12.4 La dispersion cinématique
B.12.5 Les phénomènes d’échange avec le milieu solide
B.12.6 Les processus de dégradation
B.12.7 Expression de l’ensemble des termes du transport

Liens de téléchargement des cours et résumé Hydrogéologie

Liens de téléchargement des exercices corrigés et TP Hydrogéologie

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Hydrologie est la science qui étudie l’hydrosphère, surtout en ce qui concerne les effets des précipitations et de l’évaporation sur la présence et les caractéristiques de l’eau dans les cours d’eau et les lacs, ainsi qu’en surface ou sous terre. L’hydrologie identifie et mesure chaque paramètre hydrologique pour dresser un bilan hydrologique.

Plan du cours Hydrologie

I – INTRODUCTION A L’HYDROLOGIE DE SURFACE

I – 1 : DEFINITIONS :

I – 2 : SCIENCES UTILISEES

I – 3 : DOMAINES D’APPLICATIONS

I – 4 : LES METHODES DE TRAVAIL EN HYDROLOGIE DE SURFACE

I – 5 : GRANDES DIVISIONS DU COURS

II – LE CYCLE DE L’EAU

II – 1 : ETATS ET SITUATIONS DE L’EAU

II – 2 : STOCKS, FLUX ET INERTIE DES SYSTEMES

II – 3 : CYCLE DE L’EAU

III – LE BASSIN VERSANT

III.1 – NOTION DE “BASSIN VERSANT”

III.1.1 – Bassin versant topographique

III.1.2 – Bassin versant hydrogéologique

III.2 – CARACTERISTIQUES MORPHOMETRIQUES

III.3 – CARACTERISTIQUES DU RESEAU HYDROGRAPHIQUE

III.4 – CARACTERISTIQUES GEOLOGIQUES

III.5 – LE COUVERT VEGETAL

III.6 – CARACTERISTIQUES GLACIOLOGIQUES

IV – L’ATMOSPHERE

IV.1 – CONSTITUTION DE L’ATMOSPHERE

IV.2 – L’ATMOSPHERE, COLLECTEUR DE CHALEUR

IV.3 – CIRCULATION GENERALE DANS L’ATMOSPHERE

V – MESURES LIEES A L’ESTIMATION DE L’EVAPORATION ET DE L’EVAPOTRANSPIRATION

V.1 – MESURE DES PARAMETRES PHYSIQUES CONDITIONNANT L’EVAPORATION

V.2 – MESURES DE L’EVAPORATION

V.3 – MESURES ET ESTIMATION DE L’EVAPOTRANSPIRATION

VI – MESURES DES PRECIPITATIONS

VI.1 – DIFFICULTES DE LA MESURE

VI.2 – APPAREILLAGES PLUVIOMETRIQUES

VI.3 – STATIONS PLUVIOMETRIQUES

VI.4 – GESTION DU RESEAU

VI.5 EVALUATION DES PRECIPITATIONS PAR LES RADARS METEOROLOGIQUES

VII – HYDROMETRIE

VII.1 – ACQUISITION DES DEBITS EN FONCTION DU TEMPS

VII.2 – LES METHODES DE JAUGEAGES

VII.3 – LES STATIONS DE JAUGEAGE

VII.4 – ETABLISSEMENT DES HYDROGRAMMES ET DES ANNUAIRES HYDROLOGIQUES

VII.5 – TENDANCES ACTUELLES

VII.6 – DEVELOPPEMENT DES TELETRANSMISSIONS

VIII.- STATISTIQUES APPLIQUEES A L’HYDROLOGIE

VIII.1. – RAPPELS ET GENERALITES

VIII.2. LA LOI DE PROBABILITE

VIII.3. – DETERMINATION DES PARAMETRES D’APRES UN ECHANTILLON

VIII.4. – STATISTIQUE DE RANG

VIII.5. – DIFFERENTS TYPES DE LOIS UTILISES EN HYDROLOGIE

VIII.6 – CHOIX D’UNE LOI DE PROBABILITE

VIII.7. – TECHNIQUES DE CRITIQUE DES DONNEES

IX – TRAITEMENT DES DONNEES PLUVIOMETRIQUES

IX.1 – CHOIX DES VARIABLES

IX.2 – ETUDE STATISTIQUE DES PLUIES PONCTUELLES

IX.3 – ETUDE DE LA PLUIE DANS L’ESPACE

IX.4 – ETUDE DE LA PLUIE EN FONCTION DE LA DUREE

X – METHODES D’ETUDE DES CRUES

X.1 – DEFINITION ET INTRODUCTION

X.2 – METHODES EMPIRIQUES DE PREDETERMINATION DES CRUES

X.3 – ETUDE STATISTIQUE DES DEBITS DE CRUE

X.4 – METHODES D’ETUDES HYDROMETEOROLOGIQUES

X.5 – ESTIMATION DES CRUES DE FREQUENCE TRES RARE : LA METHODE DU GRADEX

X.6 ESTIMATION DES CRUES DE FREQUENCE TRES RARE : APPROCHE PUREMENT STATISTIQUE

X.7 – ETUDE DES ECOULEMENTS EN REGIME TRANSITOIRE ET APPLICATIONS A L’ETUDE DE LA PROPAGATION DES ONDES DE CRUE

X.8- PROTECTION DES OUVRAGES – CHOIX DE LA FREQUENCE DE LA CRUE DE PROJET ET DE LA CRUE DE

CHANTIER

X.8.1 – Crue de projet

X.8.1.1 – Ouvrages présentant un risque pour les populations en cas de rupture

X.8.1.2 – Ouvrages ne menaçant pas la sécurité publique

X.8.2 – Crue de chantier  

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Géodynamique interne s’intéresse aux processus internes de la planète ainsi qu’à leurs impacts mécaniques en surface. Les grands phénomènes géologiques tels que les tremblements de terre, les volcans, la formation des océans et les grandes chaînes de montagnes s’expliquent par le modèle de la tectonique des plaques.

Le déplacement des plaques est la manifestation tangible de la dynamique qui affecte le centre de la Terre. Cette dynamique résulte du flux thermique provenant de la chaleur dégagée par la désintégration des éléments radioactifs contenus dans les roches. Cette énergie thermique est transformée en énergie mécanique par les courants de convection.

Un tremblement de terre, ou séisme, résulte de la libération brusque d’énergie accumulée par les déplacements et les frictions des différentes plaques de la croûte terrestre qui provoque des vibrations qui se transmettent à travers le globe. La plupart des tremblements de terre sont localisés sur des failles. Plus rares sont les séismes dus à l’activité volcanique ou d’origine artificielle.

La science qui étudie ces phénomènes est la sismologie et l’instrument d’étude principal est le sismographe (permettent d’enregistrer, à plusieurs milliers de kilomètres du point d’origine, les caractéristiques de ces vibrations).

Plan du cours Géodynamique interne

Définition et division de la géologie

La terre

1. Formation et aperçu de son histoire géologique
2. Structure interne de la terre
3. Structure externe – Croute terrestre
4. La dérive des continents
5. La théorie des plaques

Conséquences du mouvement des plaques

1. Tremblements de terre
2. Le volcanisme
3. Orogenèse
4. Tectogenèse

Le problème du temps en géologie

1. Introduction
2. Datation absolue
3. Identité paléontologique- Datation relative- Ordre géométrique stratigraphique

Erosion et morphologie

1. Altération superficielle
2. Influence du vent
3. Influence des glaciers
4. Action des eaux

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Pétrographie est la science des roches, ayant pour but la formation, la description et la classification et à la nomenclature des roches.

Il existe plusieurs familles de roches, chacune est distinguée par certaines caractéristiques.

On distingue trois grands groupes de roches, déterminées à partir d’un processus de formation (genèse). Cependant, les limites de chaque groupe se recoupent et sont donc partiellement subjectives.

Les trois grands groupe de roches sont :
– les roches sédimentaires, issues d’un sédiment
– les roches magmatiques, issues d’un magma
– les roches métamorphiques, issues d’une autre roche préexistante (sédimentaire ou magmatique)

Un minéral est une substance formée naturellement ou synthétisée artificiellement, définie par sa composition chimique et l’agencement de ses atomes selon une périodicité et une symétrie précises qui se reflètent dans le groupe d’espace et dans le système cristallin du minéral.

Les minéraux sont généralement solides dans les conditions normales de température et de pression et s’associent pour former les roches constituant la croûte terrestre et, d’une façon plus générale, la Lithosphère. Les minéraux sont donc les matériaux élémentaires des roches de la croûte terrestre.

Plan du cours de Pétrographie

1)         NOTIONS DE MINERALOGIE

1.1)      Définition

1.2)      Cristaux et Cristallographie

a)         Définition

b)         Les systèmes de Cristallisation

1.3)      L’identification des minéraux

a)         Couleur

b)         Éclat

c)         Trait

d)        Dureté

e)         Densité

f)         Forme cristalline

g)         Clivage

h)         Effervescence

1.4)      Les principaux minéraux constitutifs de l’écorce terrestre

a)         Les différents types de minéraux

Classe I : Les éléments natifs

Classe II : Les sulfures et dérivés

Classe III : Les halogénures

Classe IV : Les oxydes et hydroxydes

Classe V : Carbonates et nitrates

Classe VI : Borates

Classe VII : Sulfates et dérivés

Classe VIII : Phosphates et dérivés

Classe IX : Silicates

Classe X : Minéraux organiques

b)         Proportions des minéraux et leur utilisation

c)         Exemple de minéraux

2) LA PETROGRAPHIE

2.1) Introduction

2.2) Définition de la roche

2.3) Les roches sédimentaires

a) Introduction

b) Processus de sédimentation

c) Principales roches sédimentaires

2.4) Les roches métamorphiques

                   a) Introduction

                  b) Facteurs de métamorphisme

                   c) Les types de métamorphisme

                    d) Série des roches métamorphiques.

2.4) Les roches magmatiques

                     a) Introduction

                    b) Processus magmatique

                    c) Processus fondamentale de la naissance des roches magmatiques en général

                    d) Principale roches éruptives

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Minéralogie est la science qui étudie les minéraux. C’est donc une science qui s’intéresse avant tout à des objets. Elle est née au xviiie siècle, en même temps que la cristallographie, dont elle a été longtemps indissociable. Elle est étroitement liée à la géologie, dont on peut considérer qu’elle fait partie.

La minéralogie est une activité pratiquée en amateur par de nombreux passionnés. Elle est aussi à la base d’une activité commerciale significative. De très nombreux musées exposent des collections de minéralogie, de taille et d’importance très variable, au contact desquelles naissent de nombreuses vocations de scientifiques et en particulier de géologues. La popularité grandissante de la lithothérapie montre que, pour le grand public, les minéraux sont restés des objets suffisamment exceptionnels pour que l’on continue de leur attribuer des propriétés magiques.

Les minéraux sont des objets naturels remarquables, utilisés initialement par l’homme à des fins décoratives, en tant que matière première (minerais) et probablement pour leurs vertus magiques supposées. Leurs couleurs, la perfection de leurs formes, la variété de leur éclat fascinent toujours les hommes. Au cours des siècles, il s’est constitué un savoir empirique qui a nourri les premiers pas de la minéralogie comme discipline scientifique.

Plan du cours de Minéralogie

CHAPITRE I : NOTIONS DE CRISTALLOCHIMIE

I-1 RAPPELS DE LA STRUCTURE DE L’ATOME ET DES LIAISONS CHIMIQUES

I-1-1 RAPPELS DE LA STRUCTURE DE L’ATOME

I-1-1-1 L’atome

I-1-1-1-1 Représentation symbolique de l’atome

I-1-1-1-2 Masse caractéristique de l’atome

I-1-2 RAPPELS DES LIAISANS CHIMIQUES DANS LES MINERAUX

I-1-2-1 Généralités

I-1-2-2 Liaison ionique

I-1-2-3 Liaison de covalence

I-1-2-4 Liaison métallique

I-1-2-5 Liaison van der waals

I-1-2-6 Types de cristaux

I-1-2-6-1 Les cristaux ioniques

I-1-2-6-2 Les cristaux de covalence

I-2 RAPPELS DE QUELQUES DEFINITIONS (CRISTAL, MINERAL ETC …)

I-2-1 Introduction

I-2-2 Les propriétés physiques des minéraux

I-2-3 Propriétés géométriques des cristaux

I-2-4 Le système cristallin

I-2-5 Morphologie des minéraux

I-2-5-1 Agrégats

I-2-5-2 Types d’agrégats minéraux

I-2-5-2-1 Agrégat grenu (granulaire)

I-2-5-2-2 Agrégats compacts

I-2-5-2-3 Agrégats terreux

I-2-5-2-4 Agrégats aciculaires, prismatiques

I-2-5-2-5 Agrégats radiés

I-2-5-2-6 Agrégats feuilletés, lamellaires

I-2-5-2-7 Agrégats en écailles

I-2-5-2-8 Agrégats fibreux

I-2-5-2-9 Druses

I-2-5-2-10 Concrétions

I-2-5-2-11 Sécrétions

I-2-5-2-12 Oolithes

I-2-5-2-13 Dendrites

I-2-5-2-14 Les enduites et les agrégats réniformes

I-2-6 HABITUS

I-2-6-1 Habitus isométrique

I-2-6-2 Habitus linéaire

I-2-6-3 Habitus bidimensionnel

I-2-6-4 Habitus dendritique

I-2-7 PROPRIETES DES MINERAUX

I-2-7-1 Propriétés optiques des minéraux

I-2-7-1-1 La couleur

I-2-7-1-1-1 Couleur idiochromatique

I-2-7-1-1-2 Couleur allochromatique

I-2-7-1-1-3 Couleur pseudo-chromatique

I-2-7-1-2 Trait (Couleur de la poussière du minéral)

I-2-7-1-3 Effervescence

I-2-7-1-4 Eclat des minéraux

I-2-7-1-4-1 Eclat métallique

I-2-7-1-4-2 Eclat non métallique

I-2-7-1-4-3 Eclat vitreux

I-2-7-1-4-4 Eclat Adamantin

I-2-7-1-4-5 Eclat nacré

I-2-7-1-4-6 Eclat soyeux

I-2-7-1-4-7 Eclat gras ou onctueux

I-2-7-1-4-8 Minéraux mats

I-2-7-1-4-9 Eclat semi-métallique

I-2-7-1-5 Transparence

I-2-7-1-6 Caractères particuliers à certains minéraux

I-2-7-2 Propriétés mécaniques des minéraux

I-2-7-2-1 Cassure

I-2-7-2-1-1 Cassure conchoïdal

I-2-7-2-1-2 Cassure esquilleuse (ou écharneuse)

I-2-7-2-1-3 Cassure terreuse

I-2-7-2-1-4 Cassure granulaire

I-2-7-2-2 Clivage

I-2-7-2-2-1 Clivage très parfait

I-2-7-2-2-2 Clivage parfait

I-2-7-2-2-3 Clivage moyen

I-2-7-2-2-4 Clivage imparfait

I-2-7-2-2-5 Clivage très imparfait

I-2-7-2-2-6 Clivage inexistant

I-2-7-2-3 Macle

I-2-7-2-3-1 Macles simples ou géminées

I-2-7-2-3-1-1 Macle par accolement

I-2-7-2-3-1-2 Macle par pénétration

I-2-7-2-3-2 Macles multiples ou poly-géminées

I-2-7-2-3-2-1 Macle ouverte

I-2-7-2-3-2-2 Macle fermée 24Minéralogie

I-2-7-2-3-2-3 Macles polysynthétiques

I-2-7-2-4 La Dureté

I-2-7-2-5 Densité (La Masse Spécifique)

I-3 DEFINITION DE LA COORDINANCE, ISOTYPISME, ISOMORPHISME ET POLYMORPHISME 26

I-3-1 Généralités

I-3-1-1 Liaison ionique ou hétéropolaire

I-3-1-2 Le rayon ionique

I-3-1-3 Notion de coordinance ou de coordination

I-3-2 Isotypisme

I-3-3 Isomorphisme

I-3-3-1 Conditions des remplacements ou substitutions isomorphiques

I-3-4 Le polymorphisme

I-3-5 Imperfection des cristaux

I-3-5-1 Défauts dans la position des atomes

I-3-5-2 Défaut de FRENKEL

I-3-5-3 Défaut de SCHOTTKY

I-3-5-4 Défaut dans l’alignement des mailles cristallines

I-3-5-4-1 Dislocation coin

Chapitre II- CLASSIFICATION DES MINERAUX (LES NEUF GROUPES)

II-1 MINERAUX NON SILICATES

II-1-1 LES ELEMENTS NATIFS

II-1-1-1 LES METAUX

II-1-1-1-1 L’Or natif (Au)

II-1-1-1-2 Argent natif (Ag)

II-1-1-1-3 Le cuivre natif (Cu)

II-1-1-1-4 Le platine (Pt)

II-1-1-2 LES SUME METAUX

II-1-1-2-1 Le soufre natifs (S)

II-1-1-3 LES NON METAUX

II-1-1-3-1 Diamant : (C)

II-1-1-3-2 Graphite : (C)

II-1-2 LES HALOGENURES

II-1-2-1 Halite (NaCl)

II-1-2-2 Fluorite (CaF2)

II-1-3 LES SULFURES ET SULSOSELS

II-1-3-1 La galène (PbS)

II-1-3-2 Blende ou sphalérite (ZnS)

II-1-3-3 Les cuivres gris : Cu3 (As, Sb) S3-4 (± Ag, Zn)

II-1-3-4 Chalcopyrite : CuFeS2 34Minéralogie

II-1-3-5 Pyrite (FeS2)

II-1-3-6 Molybdénite (MOS2)

II-1-3-7 Stibine (Sb2S3)

II-1-4 LES OXYDES ET LES HYDROXYDES

II-1-4-1 La magnétite (Fe3O4 (Oxyde))

II-1-4-2 Hématite ou oligiste (Fe2O3) (Oxyde)

II-1-4-3 Ilménite (FeTiO3) (Oxyde)

II-1-4-4 Cassitérite (SnO2)

II-1-4-5 Limonite (FeO3.nH2) (Hydroxyde)

II-1-5 LES CARBONATES

II-1-5-1 Calcite (CaCO3)

II-1-5-2 Dolomie (Ca Mg CO3)

II-1-5-3 Aragonite (CaCO3)

II-1-5-4 Azurite (Cu3 [(CO3)2(OH) 2])

II-1-5-5 Malachite Cu2 [CO3 (OH) 2]

II-1-6 LES SULFATES ET TUNGSTATES

II-1-6-1 SULFATES

II-1-6-1-1 Barytine (BaSO4)

II-1-6-1-2 Gypse (CaSO4-2H2O)

II-1-6-2 TUNGSTATES

II-1-6-2-1 Scheelite (CaWO4)

II-1-6-2-2 Wolframites (Fe, Mn) WO4

II-1-7 PHOSPHATES, ARSSENIATES ET VANADATES

II-1-7-1 Les phosphates

II-1-7-1-1 Amblygonite

II-1-7-1-2 Lazurite

II-1-7-1-3 Pyromophilite

II-1-7-1-4 Vivianite

II-1-7-1-5 Atunite

II-1-7-1-6 Apatite

II-1-7-2 Les arséniates

II-1-7-2-1 Adamite

II-1-7-2-2 Annabergite

II-1-7-2-3 Mimétite

II-1-7-2-4 Chnoclase

II-1-7-3 Les vanadates

II-1-7-3-1 Carnotite

II-1-7-3-2 Vanadinite

II-1-7-3-3 Volborthite

II-1-8 LES BORATES

II-1-8-1 Boracite

II-1-8-2 Ascharite

II-1-8-3 Borax

II-1-8-4 Ulexite

II-1-9 LES NITRATES

II-1-9-1 Nitratine NaNO3

II-2 LES SILICATES

II-2-1 Généralités

II-2-2 Classification structurale des silicates

II-2-2-1 Coordination

II-2-2-2 Agencement des polyèdres

II-2-2-3 Enchaînement des tétraèdres [SiO4]4 Ŕ

II-2-3 LES NESOSILICATES ET LES SUBNESOSILICATES

II-2-3-1 LES NESOSILICATES

II-2-3-1-1 Groupe des péridots

II-2-3-1-2 Groupe des grenats

II-2-3-2 LES SUBNESOSILICATES

II-2-3-2-1 Andalousite

II-2-3-2-2 Disthène

II-2-3-2-3 Sillimanite

II-2-4 LES SORO-SILICATES

II-2-4-1 les épidotes

II-2-4-2 La zoïsite (Si2O7) (SiO4) O (OH) Al3Ca2

II-2-4-3 La pistachite (Si2O7) (SiO4) (OH) Ca2 Fe Al2O

II-2-4-4 La piémontite (Si2O7) (SiO4) O (OH) (Al, Fe3+, Fe2+, Mn2+)3(Ca,Ce, La, Y3+)2

II-2-4-5 L’allanite ou orthite

II-2-5 LES CYCLO-SILICATES

II-2-5-1 Le groupe du béryl 50

II-2-5-2 Le groupe de la tourmaline

II-2-5-3 Le groupe de la cordiérite

II-2-6 INO-SILICATES

II-2-6-1 Les pyroxènes

II-2-6-2 Caractères généraux des pyroxènes

II-2-6-2-1 Les ortho-pyroxènes (OPX)

II-2-6-2-2 Les clino-pyroxènes (CPX)

II-2-6-2-2-1 Les pyroxènes monocliniques calciques

II-2-6-2-2-1-1 L’augite

II-2-6-2-2-2 Les pyroxènes monocliniques sodiques

II-2-6-2-2-2-1 L’aegyrine

II-2-6-2-3- Les amphiboles

II-2-6-2-3-1 Caractères généraux des amphiboles

II-2-6-2-3-1-1 les amphiboles ferromagnésiennes

II-2-6-2-3-1-2 Les amphiboles monocliniques calciques

II-2-6-2-3-1-2-1 Actinote-trémolite

II-2-6-2-3-1-2-2 La hornblende

II-2-6-2-3-1-3 Les amphiboles monocliniques sodiques

II-2-7 LES PHYLLO-SILICATES (Tétraèdre en feuillets)

II-2-8 LES TECTO-SILICATES (TETRAEDRE EN FEUILLETS)

II-2-8-1 Famille ou groupe de la silice

II-2-8-1-1 polymorphisme de la silice

II-2-8-1-2 Le quartz (SiO2)

II-2-8-1-3 la calcédoine et l’opale (SiO2)n H2O

II-2-8-1-4 Tridymite et cristobalite

II-2-8-2 Famille ou groupe des feldspaths

II-2-8-2-1 Les feldspaths alcalins

II-2-8-2-2 Les feldspaths sodiques

II-2-8-2-3 Les feldspaths calco-sodiques : les Plagioclases

II-2-8-2-4 Caractères généraux des feldspaths

II-2-8-3 Les feldspathoïdes

II-2-8-3-1 Groupe de la néphéline

II-2-8-3-2 groupe de la leucite

II-2-8-3-3 Groupe de la sodalite

II-2-8-3-4 Groupe des zéolites

II-2-8-3-4-1 Les zéolites fibreuses

II-2-8-3-4-2 Les zéolites lamellaires

II-2-8-3-4-3 Les zéolites isométriques

II-2-8-3-5 Groupe des scapolites ou des wernérites

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Stratigraphie est la branche des sciences de la Terre qui étudie la succession des différentes couches géologiques ou strates. La stratigraphie permet de dater les couches, en se basant principalement sur les connaissances acquises en paléontologie. Tandis que la chronostratigraphie a permis d’établir l’échelle des temps géologiques en organisant ces données.

But de la stratigraphie

Le but de la stratigraphie est d’étudier ces strates afin de retrouver les phénomènes géologiques qui sont à l’origine de leur formation. Elle s’attache, également, à reconstituer les événements de l’histoire géologique de la croûte terrestre et de ses paysages anciens. Auparavant dénommée géologie historique, la paléontologie y joue un rôle essentiel.

Les principes de la stratigraphie

Le principe de superposition originelle des couches

Ce principe énonce qu’une couche est plus récente que celle qu’elle recouvre : cela signifie que dans un empilement sédimentaire n’ayant pas subi de bouleversement tectonique (couches non déformées et non renversées), la couche la plus ancienne est à la base et la plus récente, au sommet.

Le principe d’horizontalité originelle

Ce principe est le suivant : une couche sédimentaire qui est horizontale implique qu’elle n’a pas subi de déformation tectonique après son dépôt.

Ce principe s’inspire du fait qu’un dépôt de sédiments au fond des mers et océans, se fait initialement (ou originellement) en position horizontale.

Le principe de continuité latérale

Ce principe, connu également sous le nom de « principe de Walther » indique que les couches sédimentaires se sont déposées en continuité latérale. Cela implique, qu’à l’origine de la formation d’une couche, les mêmes phénomènes sédimentaires se sont produits en même temps en de nombreux endroits du milieu de sédimentation.

Ce principe permet de tirer des conclusions importantes relatives à l’âge du dépôt. En effet, on pourra dire qu’une a le même âge sur toute son étendue, même si elle se trouve de part et d’autre d’un océan.

Le principe d’identité paléontologique

Il s’énonce comme suit : deux ou plusieurs couches qui renferment les mêmes fossiles, sont de même âge géologique.

Le principe d’actualisme

Selon ce principe, les structures géologiques passées sont formées par des phénomènes magmatiques, sédimentaires, tectoniques qui agissent comme à notre époque.

Plan du cours de Stratigraphie

1-            Définition et but de la stratigraphie

2-            Définition d’une couche géologique ou strate

3-            Les principes de la stratigraphie

•             Le principe de superposition originelle des couches

•             Le principe d’horizontalité originelle

•             Le principe de continuité latérale

•             Le principe d’identité paléontologique

•             Le principe d’actualisme

4-            Ages des couches – Echelle des temps géologiques

•             L’âge relatif

•             L’âge absolu

•             L’échelle des temps géologiques

5-            Aperçu sur la paléontologie – Relation avec la stratigraphie

•             Définition

•             La fossilisation

•             Les conditions de fossilisation

Liens de téléchargement des cours de Stratigraphie

Liens de téléchargement des TD corrigés de Stratigraphie

Liens de téléchargement des examens de Stratigraphie

Liens de téléchargement du TP et Etude de cas de Stratigraphie

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Géophysique regroupe différentes méthodes mesurant les paramètres physiques des roches (vitesses de propagation d’ondes élastiques, densité, résistivité…). Les mesures peuvent se faire depuis la surface (au contact du sol ou de l’eau), dans les airs ou dans les forages. Traités, interprétés et combinés, les résultats de ces mesures permettent d’identifier la nature des roches et de leur contenu ainsi que la géométrie du sous-sol.

La géophysique utilise toutes les méthodes de la physique pour obtenir des informations sur les zones difficiles d’accès du globe. Par exemple, seule la géophysique permet d’avoir des connaissances concernant le noyau terrestre, le fond des océans ou les confins de l’atmosphère, là où des mesures physiques directes sont pour ainsi dire impossibles.

La géophysique appliquée est la partie de la géophysique dont nous attendons des informations pour les activités humaines dans différents domaines. la géophysique appliquée correspond à la prospection géophysique, par exemple, la recherche de substances utiles dans le sous-sol ou d’objets posés sur le fond de l’océan, où l’étude des courants océaniques ou des variations du niveau marin pour les cas qui nous concernent.

Les méthodes géophysiques

1- Les méthodes passives : appelées aussi naturelles, (elles mesurent un phénomène naturel) dont font partie la gravimétrie, la magnétométrie, la méthode tellurique, la scintillométrie, des méthodes électromagnétiques…

2- Les méthodes actives: appelées aussi provoquées, (elles créent un phénomène pour en mesurer les effets et répercussions) dont font partie les méthodes acoustiques et sismiques, les méthodes électriques et des méthodes électromagnétiques.

Plan du cours de Géophysique

Introduction

 1 Les Méthodes géophysiques

1.1 Méthodes passives

 1.1.1 La gravimétrie

1.1.2 La méthode magnétique

1.1.3 La méthode tellurique

1.1.4 La scintillométrie

1.1.5 Les méthodes électromagnétiques

1.2 Méthodes actives

1.2.1 Les méthodes acoustiques

1.2.2 Les méthodes électriques

1.2.3 Les méthodes électromagnétiques

2 Applications au domaine marin

2.1 Pour le sous-sol

2.1.1 La gravimétrie en mer

2.1.2 La prospection magnétique en mer

 2.1.3 L’acoustique en mer

2.1.4 La méthode électromagnétique en mer

 Conclusion

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Géologie générale cours et résumé

La Géologie est la science de la Terre. Elle s’intéresse particulièrement à l’écorce terrestre au travers de ses constituants, de son histoire et de son évolution. Elle comprend plusieurs domaines parmi lesquels les principaux sont la minéralogie (étude des minéraux), la paléontologie (étude des fossiles), la sédimentologie (étude des dépôts sédimentaires), la pétrologie (étude des roches), la géomorphologie (étude des formes du relief), la géochimie (étude de la chimie des roches), la tectonique (étude des déformations de l’écorce). Elle intègre aussi des domaines particuliers qui sont intimement liés aux précédents tel que la volcanologie et la séismologie, les risques environnementaux naturels et anthropiques (pollution des sols, des nappes aquifères, …), l’hydrogéologie,

La géologie s’articule autour de trois aspects :

• un aspect descriptif, qui conduit par exemple à la classification des minéraux, des roches et des fossiles, ou à l’établissement des cartes géologiques ;

• un aspect phénoménologique, qui établit les propriétés des matières minérales et les phénomènes qui interviennent dans leur élaboration, leur distribution et leur transformation, ainsi que les mécanismes des changements paléogéographiques, climatiques et biologiques ;

• un aspect historique qui retrace l’histoire de la Terre et de l’évolution de la vie.

Au cours du temps, les roches subissent une série de transformations qui leur font parcourir un cycle dont la durée est variable, mais qui peut être de l’ordre de quelques centaines de millions d’années. Ce cycle géologique, défini par Hutton et précisé par ses successeurs, constitue une façon commode et classique d’aborder la géologie. C’est celle qui sera suivie ici. Les phénomènes magmatiques peuvent se greffer sur le cycle à différents moments de son déroulement. Le métamorphisme peut intervenir dès l’enfouissement et jusqu’à la remontée des roches vers la surface.

Plan du cours de Géologie générale

I. INTRODUCTION

II. BREVE HISTOIRE DE LA GEOLOGIE

1. Les travaux de Sténon (1638-1686)

2. Le XVIIIe siècle

3. Les travaux de Lyell (1797 – 1875)

4. La chronologie des dépôts et la naissance de la biostratigraphie

5. L’âge de la Terre

6. La question de la formation des montagnes

7. La « dérive des continents » de Wegener

8. La tectonique des plaques

III. CONSTITUTION GENERALE DE LA TERRE

1. La structure interne du globe

2. Composition de la croûte et du manteau

3. Principaux minéraux constituant les roches de la croûte et du manteau

4. Classification des roches

IV. LES PROCESSUS D’EROSION, DE TRANSPORT ET DE DEPOT SUR LES CONTINENTS

A. L’altération chimique

1. Action de l’eau

2. Action des acides organiques

3. Oxydation et hydratation

4. Influence du climat sur l’altération chimique des roches

5. Phénomènes karstiques

B. L’érosion mécanique

1. Action de la température

2. Action des végétaux

3. Eboulis et éboulements

4. Glissements de terrain

5. Solifluxion

6. Creep (ou reptation)

7. Les phénomènes éoliens

8. Les phénomènes glaciaires

9. Les phénomènes périglaciaires

10. L’action de l’eau

11. Importance des phénomènes d’érosion et de transport continentaux

C. Les eaux souterraines

1. La perméabilité des roches

2. Les nappes d’eau souterraines

V. LE MILIEU MARIN

1. Topographie générale

2. Salinité de l’eau de mer

3. Mouvement des eaux marines

4. Variations du niveau marin

5. Variation des taux d’oxygène et de carbone dans les océans

VI. EROSION, TRANSPORT ET SEDIMENTATION DANS LE DOMAINE MARIN

A. L’érosion marine

B. La sédimentation marine

1. Sédimentation marine terrigène

2. Sédimentation marine « non terrigène »

3. Roches carbonées

4. Sédiments exogènes

C. Sédiments et environnements de dépôts

1. Les dépôts marins résultants de mécanismes gravitaires

2. Les dépôts marins ou océaniques profonds

VII. LES ENSEMBLES SEDIMENTAIRES ET LEUR DECRIPTAGE

1. Enregistrement sédimentaire et subsidence

2. Notion de faciès

3. Le cycle sédimentaire

VIII. LA DATATATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES

1. La lithostratigraphie

2. La biostratigraphie

3. La chronostratigraphie

4. La géochronologie

5. Autres méthodes de datation

IX. LA DIAGENESE DES ROCHES

1. La compaction

2. La lapidification

3. Les précipitations diagénétiques

4. Les transformations minéralogiques et la dolomitisation tardive

X. LE METAMORPHISME

1. Métamorphisme régional

2. Métamorphisme de contact

3. L’ultramétamorphisme

4. Nomenclature des roches métamorphiques

5. Remarques concernant le métamorphisme

XI. LA TECTONIQUE

1. Déformations élastiques

2. Déformations cassantes

3. Déformations plastiques

4. Conséquences géomorphologiques de la tectonique

XII. LE MAGMATISME

A. Les magmas

1. Composition des magmas

2. Origine des magmas

3. Processus de refroidissement et de cristallisation d’un magma

B. Les phénomènes volcaniques

1. Les manifestations volcaniques

2. Mécanisme des éruptions

3. Les roches et les structures volcaniques

C. Les phénomènes intrusifs

1. Introduction

2. Forme des intrusions et processus de mise en place

XIII. LA TECTONIQUE DES PLAQUES

A. Généralités

B. Naissance et développement des plaques lithosphériques

1. Le stade rift : les fossés d’effondrement

2. Stade de fissure crustale (ou d’océan étroit)

3. Stade d’océan large

4. La composition des croûtes océaniques

C. Les zones de convergence et de subduction des plaques

1. Convergence de deux plaques à croûte océanique

2. Convergence d’une plaque à croûte océanique et d’une plaque à croûte continentale

3. Convergence de deux plaques à croûte continentale

Quelques références

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