Auteur : Vivien FREISS
Cycle et niveau de classe
Cycle 4
Thème : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine
Dynamique interne de la Terre et tectonique des plaques
Objectifs pédagogiques
Identifier et interpréter des structures géologiques (failles, plis, laves en coussins) dans le Jura et les Alpes, puis les mettre en relation pour montrer qu’elles témoignent d’un contexte de convergence et de collision continentale à l’origine de la formation des Alpes.
Compétences et capacités travaillées
- Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques
- Expliquer les phénomènes naturels à partir de données observables
- Utiliser des outils numériques
- CRCN 1.2 Gérer des données
- CRCN 1.3 Traiter des données
Outils numériques - intérêt et limites
Géoportail permet de situer et caractériser le relief de la zone d’étude. Les données LiDAR HD de l’IGN, exploitées avec CloudCompare, permettent de produire un MNT et de révéler des structures du relief non visibles directement. Cette approche donne accès à des données brutes et à leur traitement, mais nécessite un guidage précis pour éviter une focalisation sur l’aspect technique au détriment de l’interprétation.
Présentation de la séance
Organisation : En groupe ou individuel / Durée : 2h
Problématique : Les chaînes de montagnes font partie des paysages les plus impressionnants de la surface de la Terre. Elles s’étendent parfois sur des milliers de kilomètres et culminent à plusieurs milliers de mètres d’altitude.
Leur formation résulte de phénomènes géologiques lents, qui transforment profondément la surface de la planète au cours de millions d’années.
Comment l’étude de différentes structures géologiques permet-elle de reconstituer l’histoire de la formation des Alpes ?
Consignes :
Étape 1 : Le Jura, les contreforts des Alpes
Le massif du Jura est une chaîne de montagnes située dans l’est de la France, le long de la frontière avec la Suisse. Bien que distincts, par leur relief et leur altitude, le Jura et les Alpes présentent une origine géologique commune, liée à une même histoire à l’échelle de la région. Étudier le Jura permet de comprendre la formation des Alpes. Vous allez étudier une zone précise dans la massif du Jura, pour l’observer cliquez ici
Vous allez chercher dans cette zone des indices permettant de mettre en évidence les phénomènes impliqués dans la formation des Alpes.
Question 1 : Observez le paysage proposé. Décrivez, en quelques mots, l’organisation générale du relief. Qu’est-ce qui empêche de bien observer l’organisation du relief sur ces photographies aériennes ?
Afin d’observer plus précisément l’organisation du relief, vous allez produire un Modèle Numérique de Terrain (MNT) à partir de données LiDAR.
Suivre la fiche technique afin d’extraire le MNT à partir du nuage de points.
Question 2 : Le MNT donne-t-il des nouvelles informations quant-aux structures présentes dans le paysage ? Si oui, décrivez-les.
Question 3 : Pour appuyer votre observation précédente, choisissez une structure visible du paysage (bande ou strate).
Suivez-la visuellement dans différentes zones du relief. Que remarquez-vous ? Rédigez un court texte décrivant précisément ce que vous observez.
Question 4 : À partir de vos observations du MNT, proposez une ou plusieurs hypothèses permettant d’expliquer les différences observées dans l’organisation du relief.
L’étude des structures du Jura apporte des informations importantes, mais elle ne suffit pas à elle seule à reconstituer toute l’histoire géologique de la région.
Les Alpes présentent d’autres structures géologiques que les géologues étudient pour mieux comprendre leur formation.
L’analyse de ces nouveaux indices va permettre de poursuivre et d’affiner notre raisonnement.
Étape 2 : Les pillow-lavas ou laves en coussins du Massif du Chenaillet, dans les Alpes
Document 1 : L'affleurement de Pillow-lavas du Collet Vert (massif du Chenaillet)
Document 2 : Morphologie des pillow lavas du massif du Chenaillet, Hautes Alpes
Question 5 : Observez attentivement les photographies et décrivez la forme et l’organisation des roches observées.
Document 3 : Vidéo sur la formation des Pillows Lavas dans l’océan Pacifique (volcan Kïlauea)
Question 6 : À partir du document 3, indique dans quel milieu ces roches se forment habituellement.
Question 7 : Que permet d’affirmer la présence de ces roches à cette altitude sur l’histoire géologique de cette région ?
Étape 3 : Les plis alpins
Document 4 : La rivière Ardèche avec ses galets, et aux abords de la rivière de grandes falaises calcaires.
Document 5 : Le cœur du pli-faille faille du Ravin de Saint Antoine, au-dessus de Bourg d'Oisans
Document 6 : Pli de Saint Julien en Beauchêne (Hautes Alpes).
Question 8 : Observez la photographie des roches sédimentaires dans les Alpes, décrivez l’organisation des couches rocheuses et indiquez ce que cette organisation révèle sur les contraintes qu’elles ont subies.
Question 9 : À l’aide de l’ensemble des documents étudiés (MNT du Jura, roches du Chenaillet, roches sédimentaires déformées) et afin de conclure votre raisonnement sur l’histoire de la formation des Alpes, indiquez si l'hypothèse de la question 3 est confirmée. Corrigez-la ou complètez-la là si nécessaire.
Supports :
- Fiche activité élève (version modifiable)
- Nuage de points
- Vidéo protocole d'utilisation de Cloud Compare
- Document 1 : L'affleurement de Pillow-lavas du Collet Vert (massif du Chenaillet)
- Document 2 : Morphologie des pillow lavas du massif du Chenaillet, Hautes Alpes
- Document 3 : Vidéo sur la formation des Pillows Lavas dans l’océan Pacifique (volcan Kïlauea)
- Document 4 : La rivière Ardèche avec ses galets, et aux abords de la rivière de grandes falaises calcaires.
- Document 5 : Le cœur du pli-faille faille du Ravin de Saint Antoine, au-dessus de Bourg d'Oisans
- Document 6 : Pli de Saint Julien en Beauchêne (Hautes Alpes).
Copies des élèves :
Bilan et retour des élèves
La production du MNT constitue l’étape la plus délicate de l’activité : elle peut conduire les élèves à enchaîner les manipulations sans toujours en percevoir immédiatement l’objectif scientifique. Elle nécessite donc un guidage rigoureux. En revanche, l’obtention du MNT suscite un réel intérêt et une forte satisfaction, les élèves étant souvent surpris par les structures du relief ainsi révélées.
Les deux autres étapes de l’activité, plus accessibles, sont généralement réalisées avec davantage d’autonomie.
Pour aller plus loin / Liens
Les trois étapes de l’activité peuvent être menées successivement avec l’ensemble de la classe, ou réparties entre plusieurs groupes dans le cadre d’une organisation en mosaïque, afin de favoriser la mise en commun et de différencier les démarches. En cas de contrainte temporelle, le modèle numérique de terrain peut être fourni aux élèves déjà produit, de manière à recentrer l’activité sur son exploitation et son interprétation.
| Questionnaire | Image
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