LE COFFRET DIDACTIQUE

LE COFFRET DIDACTIQUE MANUEL DrsquoUTILISATION

Version numeacuterique

SOMMAIRE INTRODUCTION Le projet ALCOTRA lrsquoAventure Geacuteologique et le ldquo Coffret Didactique 2 Comment est structureacute le Coffret Didactique 3 Se preacuteparer agrave lrsquoutilisation 5 LES UNITEacuteS DIDACTIQUES UD 0 ndash LE COFFRE DE SACCO ET MARTEL Mateacuteriel disponible 8 Activiteacute didactique 9 Notes didactiques 9 UD 1 ndash LE TEMPS GEacuteOLOGIQUE Mateacuteriel disponible 13 Activiteacute didactique 14 Notes didactiques 14 UD 2 ndash LES ROCHES DANS LE TEMPS ET DANS LES LIEUX Mateacuteriel disponible 15 Activiteacute didactique 19 Notes didactiques 19 UD 3 ndash LES PRINCIPES DE LA FOSSILISATION Mateacuteriel disponible 25 Activiteacute didactique 25 Activiteacute expeacuterimentale 26 Notes didactiques 30 UD 4ndash LrsquoHISTOIRE DES ALPES Mateacuteriel disponible 32 Activiteacute didactique 32 Activiteacute expeacuterimentale 35 Notes didactiques 39 UD 5ndash LA FABRIQUE DU PAYSAGE ALPIN eacuterosion transport et deacutepocirct Mateacuteriel disponible 46 Activiteacute didactique 47 Activiteacute expeacuterimentale 50 UNE EXTENSION ou UNE VARIANTE de lrsquoUD5 LA SEacuteDIMENTATION 58 Notes didactiques 59

INTRODUCTION

I Le projet ALCOTRA lrsquoAventure Geacuteologique et le ldquo Coffret Didactique rdquo Le laquo Coffret didactique raquo fait partie des actions preacutevues par le projet laquo LAventure Geacuteologique sur les traces de Federico SACCO et Eacutedouard Alfred MARTEL raquo financeacute par les fonds du programme de financement transfrontalier Interreg ALCOTRA Italie France pour les anneacutees 2014 - 2020 Axe prioritaire-Prioriteacute dinvestissement-Objectif speacutecifique 3-1-1 III ATTRACTIVITEacute DU TERRITOIRE (6c) Preacuteserver proteacuteger promouvoir et deacutevelopper le patrimoine naturel et culturel 31 PATRIMOINE NATUREL ET CULTUREL accroicirctre le tourisme durable dans la zone ALCOTRA Laventure geacuteologique a pour objectif de valoriser et promouvoir les geacuteosites preacutesentant un inteacuterecirct geacuteomorphologique et paysager consideacuterable qui teacutemoignent de lhistoire des Alpes Occidentales sur les deux versants franccedilais et italien Les nouvelles technologies permettront de deacutelivrer de faccedilon ludique les connaissances scientifiques et guideront le grand public dans son voyage dans lrsquoespace et le temps agrave la deacutecouverte des geacuteosites identifieacutes Ainsi lrsquoAventure geacuteologique propose une expeacuterience touristique diffeacuterente durable et peacutedagogique A cette fin certains museacutees et offices de tourisme deviendront des relais pour assurer une meacutediation culturelle et une promotion touristique de lhistoire des Alpes Par ailleurs le projet permet la mise en reacuteseau des connaissances scientifiques et une plus grande inteacutegration des compeacutetences reacuteciproques Enfin les partenaires peuvent compter sur lexpertise et la renommeacutee de lrsquoUNESCO Geacuteoparc de Haute-Provence La coordination geacuteneacuterale du projet a eacuteteacute confieacutee au Conseil Deacutepartemental des Alpes-de-Haute Provence en tant que chef de file Les autres partenaires sur le territoire franccedilais sont Provence Alpes Agglomeacuteration et la Commune de Les Meacutees tandis que du cocircteacute italien ce sont lUnion des municipaliteacutes du Fossanese (Bene Vagienna Genola Salmour SAlbano Stura Trinitagrave) la Fondazione Casa di Studio Federico Sacco la Commune de Frabosa Soprana et la Commune de Cherasco Ci-dessous la liste des geacuteosites concerneacutes par le projet 1) Parco Alpi Marittime 2) Altopiano della Gardetta 3) Mont Viso 4) Marguareis 5) Chianale 6) Colle di Tenda 7) Langhe-Roero 8) Grotte di Bossea 9) Tanaro a Cherasco 10) Ciciu del Villar 11) Foresta fossile di Fossano 12) Le Lac drsquoAllos

13) LrsquoUbaye 14) Les Eaux Tortes 15) La Clue de Verdache 16) Le Veacutelodrome 17) Dalle aux Ammonites 18) Les Gorges du Daluis 19) Champourchin 20) Annot 21) Le Lac de Castillon 22) Les Gorges du Verdon 23) Les Peacutenitents des Meacutees 24) Le Crecircte de Lure 25) Argentera

Comment est structureacute le Coffret Didactique Le laquo Coffret Didactique raquo est composeacute drsquoun coffret qui contient

3 banniegraveres graphiques autoportantes elles preacutesentent les panoramas des geacuteosites italiens et franccedilais et peuvent ecirctre utiliseacutees par les enseignants encadrants pour expliquer les diffeacuterents niveaux danalyse de la geacuteologie de leacutechelle millimeacutetrique des fossiles agrave leacutechelle kilomeacutetrique des panoramas offrant un aperccedilu de certaines caracteacuteristiques des territoires examineacutes

6 Uniteacutes Didactiques (UD) + EXTENSION complegravetes avec des cartes graphiques plastifieacutees des eacutechantillons de roches provenant des geacuteosites concerneacutes et des fossiles de diffeacuterentes reacutegions du monde du mateacuteriel utile pour des expeacuteriences peacutedagogiques des sacs de mateacuteriau inerte agrave usage unique

1 paquet de mateacuteriel de reacuteserve (copies suppleacutementaires de certains eacuteleacutements)

Ce manuel dutilisation en format papier et numeacuterique

Se preacuteparer agrave lrsquoutilisation Les UD sadressent aux enfants de 8 agrave 12 ans Elles se composent pour la plupart dune partie informativedidactique et dune partie expeacuterimentale Les formateurs pourront deacutecider de faccedilon autonome des UD agrave proposer et dans quel ordre en fonction du temps disponible du nombre de participants et de leur niveau de connaissance de la geacuteologie Il est recommandeacute drsquoeacutetudier successivement lrsquoUD04 et lrsquoUD05 afin de reacutecupeacuterer le mateacuteriau inerte Le coffret est conccedilu pour lrsquoitineacuterance Son utilisation ne neacutecessite pas drsquoenvironnement speacutecifique toutefois il est neacutecessaire de preacutevoir

une table suffisamment grande pour deacuteposer le mateacuteriel de leau des mateacuteriaux inertes eacuteventuellement manquants sable gravier argile quartzeuse ou farine un endroit pour nettoyer et seacutecher le mateacuteriel utiliseacute lors des activiteacutes

La distribution de chaque UD sera effectueacutee par un enseignant encadrant qui preacutesentera

les informations geacuteneacuterales concernant lrsquoAventure geacuteologique agrave toute la classe lrsquoobjectif peacutedagogique aux participants lrsquoexpeacuterience proposeacutee

La preacuteparation de la session doit preacutevoir

le positionnement des 3 banniegraveres graphiques derriegravere ou agrave proximiteacute du bureau en deacutebut de seacuteance

lutilisation de la nappe en plastique fournie la sortie du mateacuteriel neacutecessaire au deacuteveloppement de lUD du coffret la mise agrave disposition drsquoeau et de torchons en cas drsquoeacuteclaboussures la prise de notes (feuilles et crayons)

Conteneur BAS UD5 Mateacuteriau inerte + UD5 Mateacuteriau inerte + UD3 Coquilles et reacutecipients

Conteneur MOYEN UD2 Roches + UD2 Fossiles + UD4 Machines tectoniques

Conteneur ARRIEgraveRE tous les tableaux et les grandes images + ROLL-UP

Espace INTERMEacuteDIAIRE UD5 Structure de la Riviegravere Expeacuterimentale

Conteneur HAUT UD1 Objets + UD5 Objets + UD5 Riviegravere piegraveces + Mateacuteriel de support

Conteneur SUPEacuteRIEUR UD345 Cartes + UD5 Lattes + UD0 Objets et images + UD4 Silhouettes + Manuel drsquoutilisation

LES UNITEacuteS DIDACTIQUES

UD 0 ndash LE COFFRE DE SACCO ET MARTEL Temps estimeacute 30 min environ (enseignement) Objectif geacuteneacuteral Sensibiliser les participants agrave la vie de deux grands geacuteologues et explorateurs du deacutebut du XXeacuteme siegravecle en leur faisant deacutecouvrir les merveilles contenues dans le coffre

Objectifs intermeacutediaires Poser le contexte et libeacuterer la curiositeacute pour aborder les UD successives sensibiliser agrave la geacuteologie et agrave la deacutemarche scientifique Favoriser la deacutecouverte du territoire transfrontalier et de ses grands paysages

Objectifs opeacuterationnels Savoir identifier le territoire transfrontalier sur la France et lrsquoItalie

Mateacuteriel disponible 1 reproduction drsquoun vieux parchemin 1 photo encadreacutee de Federico Sacco 1 photo encadreacutee drsquoEacutedouard Alfred Martel 7 photos historiques rectoverso repreacutesentant les deux geacuteologues 1 carte geacuteologique transfrontaliegravere 1 cahier vieilli (pouvant servir de journal de bord) 1 loupe reacutetractable 1 boussole ancienne 1 monocle ancien 1 marteau de geacuteologue

Activiteacute didactique Lenseignant explorera cette premiegravere partie de mateacuteriel en expliquant qui eacutetaient Sacco et Martel et pourquoi ils sont si importants pour la geacuteologie et pas seulement italo-franccedilaise Il indiquera eacutegalement comment ils eacutetaient eacutequipeacutes agrave leacutepoque et comment ils menaient leurs recherches les territoires exploreacute et les reacutesultats de leurs recherches geacuteologiques

Notes didactiques Federico Sacco 1864-1949 Fondateur du Comitato Glaciologico Italiano Federico Sacco originaire de Fossano aimait son territoire au point de consacrer sa vie agrave la recherche des mystegraveres de la Geacuteologie de la Paleacuteontologie de la Geacuteographie Physique et de la Geacuteomorphologie de la Glaciologie de la Geacuteologie Appliqueacutee et de la Speacuteleacuteologie autrement dit aux Sciences de la Terre Au cours de sa carriegravere universitaire il a eacuteteacute lauteur de plus de six cents publications dont des volumes des meacutemoires et des articles Il a largement contribueacute agrave lrsquoeacutelaboration de la Carte Geacuteologique drsquoItalie Crsquoest agrave lui que lrsquoon doit le traiteacute le plus complet sur Il bacino terziario e quaternario del Piemonte riche de toutes les indications geacuteomorphologiques stratigraphiques et paleacuteontologiques et lessai I molluschi dei terreni terziari del Piemonte e della Liguria son œuvre la plus impressionnante diviseacute en 30 volumes les 6 premiers eacutecrits par son maicirctre Luigi Bellardi il examine des milliers despegraveces de coquillages fossiles Expert des pheacutenomegravenes glaciaires il a meneacute des recherches fondamentales dans divers endroits des Alpes et des Apennins en particulier en ce qui concerne le Mont Blanc le Mont Rose le Cervin le Grand Paradis Mont Viso et les Alpes maritimes Lrsquoimportance de ses recherches et de ses publications est ineacutegaleacutee dans ses domaines drsquoeacutetude on estime quil a analyseacute environ 40 000 km2 de terrain et parcouru une distance eacutegale agrave une fois et demie la circonfeacuterence de lEacutequateur Il fut eacutegalement le premier grand vulgarisateur scientifique Il participa agrave de nombreuses confeacuterences et eacutecrivit dinnombrables articles souvent richement illustreacutes pour des peacuteriodiques tels que le Bollettino dellrsquoUfficio Geologico drsquoItalia la Rivista del CAI lrsquoUniverso Natura Giovane Montagna pour ne citer que les plus connus de leacutepoque Il partageait lamour pour la divulgation scientifique de la mecircme maniegravere que son homologue franccedilais contemporain Eacutedouard Alfred Martel speacuteleacuteologue geacuteographe et cartographe franccedilais consideacutereacute comme le pegravere de la speacuteleacuteologie moderne et de lhydrologie souterraine Au cours de sa vie Federico Sacco a reccedilu de nombreux titres honorifiques et a occupeacute des rocircles prestigieux membre de lrsquoAccademia dei Lincei Preacutesident du Regio Comitato Geologico Professeur Honoraire au Politecnico di Torino membre du Consiglio Nazionale delle Ricerche membre honoraire de la Geological Society of London de la Socieacuteteacute Geacuteologique de France de la Socieacuteteacute Geacuteologique de Belgique BIOGRAPHIE 1864 Il naicirct le 5 feacutevrier agrave Fossano pregraves de Cuneo de Giuseppe Antonio Sacco meacutedecin et de

Faustina Maria Quaglia issue dune illustre famille turinoise 1883-1886 Assistant au Museo di Anatomia Comparata (Museacutee de Anatomie Compareacutee) de

llsquoUniversiteacute de Turin 1884 Diplocircmeacute en Sciences Naturelles agrave lUniversiteacute de Turin 1885 Speacutecialisation en Geacuteologie agrave lUniversiteacute de Turin Enseignant de Zoologie et de Botanique au Reale Istituto Tecnico 1886 Enseignant en Geacuteologie assistant au Gabinetto di Geologia de lUniversiteacute de Turin (jusquen 1896) Professeur chargeacute de la Paleacuteontologie agrave lUniversiteacute de Turin (jusquen 1917) 1887 Il deacutedie un horizon stratigraphique agrave sa ville le Fossaniano (Pliocegravene pieacutemontais) 1889 Publication de la monographie laquoIl bacino terziario e quaternario del Piemonteraquo Membre honoraire de la Socieacuteteacute Belge de Geacuteologie 1890 Membre de la Reale Accademia drsquoAgricoltura di Torino

1895 Fondateur de la Commissione per lo Studio dei Ghiacciai Italiani (Commision pour lrsquoeacutetude des Glaciers Italiens)

1898 Chaire de Geacuteologie agrave la Scuola di Applicazione per gli Ingegneri di Torino (Professeur extraordinaire et Directeur du Cabinet et du Museacutee de geacuteologie et de mineacuteralogie)

1903 Professeur et directeur du Museo di Geologia e Mineralogia jusquen 1935 date agrave laquelle il se retire pour limite dacircge

1904 il conclut louvrage en 30 volumes I molluschi dei terreni terziari del Piemonte e della Liguriardquo commenceacute en 1872 par son Maicirctre Luigi Bellardi avec les 6 premiers volumes et acheveacute par Sacco entre 1890 et 1904 riche de 12rsquo299 illustrations

1907 Preacutesident de la Societagrave Geologica italiana 1910 Publication de la Carte Geacuteologique des Apennins septentrionaux et centraux (1 500rsquo000) 1911-1912 Fondateur du magazine de science et astronomie laquo Urania raquo 1914 Membre de lAccademia dei Lincei 1915 Vice-preacutesident du Comitato Glaciologico Italiano 1918 Membre de lAccademia delle Scienze di Torino 1922-1942 Publication de 39 feuilles de la Carta Geologica drsquoItalia (eacutechelle 1100rsquo000) 1924 Pour la deuxiegraveme fois preacutesident de la Societagrave Geologica italiana 1925 Membre de lAccademia dei Lincei et de la Socieacuteteacute Geacuteologique de France 1925-1927 Preacutesident de la section de Turin du Club Alpino Italiano 1927-1943 Preacutesident du Regio Comitato Geologico 1935 Agrave sa retraite il est eacutelu professeur eacutemeacuterite au Politecnico di Torino 1946ndash1948 Membre du comiteacute consultatif de la Carta Geologica drsquoItalia 1948 Il deacutecegravede le 2 octobre agrave Trofarello pregraves de Turin agrave lacircge de 84 ans Eacutedouard Alfred Martel 1859-1938 Pegravere de la speacuteleacuteologie moderne Eacutedouard-Alfred Martel fut le laquo pegravere de la speacuteleacuteologie moderne raquo pionnier mondial de lexploration de leacutetude et de la documentation des cavernes souterraines Martel explora des milliers de grottes dans sa France natale et dans de nombreux pays Il popularisa leur exploration scientifique mais aussi touristique creacutea un vast fonds drsquoarchives et fonda en 1895 la Socieacuteteacute de Speacuteleacuteologie la premiegravere organisation dans le monde deacutedieacutee agrave la science des grottes Vie et exploration Neacute le 1er juillet 1859 agrave Pontoise dans le nord de la France dans une famille davocats il a eacutetudieacute au Lyceacutee Condorcet agrave Paris Degraves son enfance il se passionna pour la geacuteographie et les sciences naturelles et en 1877 il remporta le premier prix dun concours de geacuteographie Crsquoeacutetait un grand amateur des œuvres de Jules Verne A lrsquoacircge de 7 ans en vacances avec ses parents il visita les grottes de Gargas dans les Pyreacuteneacutees Dautres voyages lui permirent de visiter lAllemagne lAutriche et lItalie En 1879 il visita la grotte de Postojna en Sloveacutenie En 1886 apregraves avoir accompli son service militaire il obtint un diplocircme de droit et devint avocat licencieacute au Tribunal de commerce de la Seine Cependant Martel consacrait son temps libre et ses vacances agrave sillonner la France Depuis 1883 il dirigeait des travaux sur les plateaux karstiques des Causses En 1888 il entama sa carriegravere speacuteleacuteologique dans les gorges de Bramabiau dans le Gard Avec ses compagnons il y deacutecouvrit un torrent souterrain typique des sols karstiques La mecircme anneacutee ils exploregraverent la grotte de Dargilan En 1889 il visita la grotte de Padirac Avec son cousin il descendit agrave lrsquoaide de cordes et atteignit une riviegravere souterraine agrave une profondeur de 100 megravetres ils exploregraverent cette riviegravere en canoeuml sur plus de deux kilomegravetres

Agrave leacutepoque on descendait dans les grottes sombres avec une grosse corde une bougie pour eacuteclairer lenvironnement et un chapeau de feutre au lieu des casques de protection actuels ldquoNotre mine est piteuse et risible paraicirct-il vecirctements deacutechireacutes couverts drsquoune couche drsquoargile et de taches de bougie chapeaux deacutefonceacutes mains tout eacutecorcheacutees on dirait une eacutequipe drsquoeacutegoutiers et Rupin tient absolument agrave braquer son objectif et agrave nous instantaneacuteiser dans ce bel eacutetatrdquo Extrait de laquo Le gouffre du puits de Padirac raquo drsquoEacutedouard-Alfred Martel 1889 Par la suite Martel acheta la grotte de Padirac qursquoil transforma en un lieu touristique de grand inteacuterecirct En 1890 il eacutepousa Aline de Launay sœur de Louis de Launay professeur de geacuteologie et futur membre de lrsquoAcadeacutemie des Sciences La collaboration avec son beau-fregravere fournit une base scientifique agrave ses publications en particulier dans la revue laquo La Nature raquo dont ils furent reacutedacteurs successifs En 1894 il publia The Abyss un livre de grand succegraves dans lequel il deacutecrit les merveilles du monde souterrain il visita et reacutepertoria plus de 230 grottes en France Belgique Autriche et Gregravece En 1895 il organisa des expeacuteditions en Irlande et en Angleterre La mecircme anneacutee il fonda la Socieacuteteacute de Speacuteleacuteologie la premiegravere organisation au monde deacutedieacutee agrave la science des cavernes avec son peacuteriodique laquo Spelunca raquo En 1896 il fut inviteacute agrave visiter lAutriche il explora plusieurs grottes de licircle de Majorque ougrave il deacutecouvrit un grand lac souterrain Durant cette peacuteriode les explorations sintensifiegraverent dans les grottes des Causses de Savoie du Jura de Provence et des Pyreacuteneacutees il voyagea agrave travers toute lrsquoEurope la Belgique la Dalmatie la Bosnie lrsquoHerzeacutegovine et le Monteacuteneacutegro ougrave il suivit le cours de la Trebišnjica lune des plus longues riviegraveres souterraines du monde En 1899 il quitta deacutefinitivement la vie professionnelle pour se consacrer agrave la recherche scientifique En 1902 le Parlement franccedilais promulgua la laquo loi Martel raquo pour la deacutefense des eaux souterraines et pour la sauvegarde de lhygiegravene des sources afin de preacutevenir la propagation des eacutepideacutemies (En 1891 Martel fut lui-mecircme victime drsquoune intoxication en buvant agrave une source dans laquelle un cadavre de bovin eacutetait tombeacute son engagement pour la promulgation de la loi lui a valu le titre de laquo bienfaiteur de lhumaniteacute raquo) Il a eacuteteacute directeur de laquo La Nature raquo de 1905 agrave 1909 et membre de la laquo Socieacuteteacute de geacuteographie raquo dont il fut preacutesident de 1928 agrave 1931 En 1912 il se rendit en Ameacuterique dans le Kentucky agrave Mammoth Cave Entre 1888 et 1914 Martel explora environ 1 500 grottes Tout au long de sa vie Martel a publieacute 19 livres et environ 780 articles Eacutedouard Alfred Martel mourut le 3 juin 1938 agrave Saint Thomas La Guard dans la Loire Il avait 79 ans Sa tombe se trouve au cimetiegravere de Montmartre agrave Paris Il existe en France de nombreux monuments qui lui sont deacutedieacutes ainsi que des grottes et des museacutees dans le monde entier Le Sentier Martel dans les Gorges du Verdon est lun des trekkings les plus freacutequenteacutes dEurope

HISTOIRE SIMPLIFIEacuteE DES ALPES 380-280 Ma Orogenegravese hercynienne 65-2 Ma Orogenegravese alpine 15 Ma-10 000 ans Glaciations PALEOZOIumlQUE (CARBONIFEgraveRE) Avec lorogenegravese hercynienne cest-agrave-dire la collision entre Afrique-Europe et Ameacuterique du Nord le supercontinent Pangeacutee naicirct Climat chaud et humide Les gneiss se forment par meacutetamorphisme et les granites remontent et se refroidissent dans la croucircte terrestre PALEOZOIumlQUE (PERMIEN) Activiteacute volcanique continentale geacuteneacuteraliseacutee et eacuterosion de la chaicircne hercynienne Extinction biologique de masse de la fin du Permien MESOZOIumlQUE (TRIAS) La Pangeacutee se deacutechire Des lagunes des roches eacutevaporitiques et des reacutecifs coralliens tropicaux se forment MESOZOIumlQUE (JURASSIQUE) Loceacutean alpin de la Teacutethys se forme et sapprofondit La dorsale oceacuteanique se deacuteveloppe MESOZOIumlQUE (CREacuteTACEacute) Deacutebut de la fermeture de la Teacutethys avec le rapprochement entre lrsquoAfrique et lrsquoEurope CENOZOIumlQUE (Paleacuteogegravene + Neacuteogegravene) ou (TERTIAIRE) Deacutebut du soulegravevement des Alpes Subduction du fond oceacuteanique sous la plaque africaine Formation des bassins marins externes avec deacutepocirct des Flysch agrave Helminthoiumldes Eacutevolution et comblement du Bassin Tertiaire Pieacutemontais CENOZOIumlQUE (QUATERNAIRE) Glaciations alpines successives et chaleur interglaciaire actuelle

UD 1 ndash LE TEMPS GEacuteOLOGIQUE Temps estimeacute 30 min environ (enseignement) Objectif geacuteneacuteral Expliquer leacutetendue de laquo leacutechelle raquo du temps geacuteologique

Objectifs intermeacutediaires Placer les principaux facteurs de lrsquoeacutevolution le long de la ligne du temps

Objectifs opeacuterationnels Savoir comparer correctement lhistoire des Alpes et lhistoire reacutecente par rapport agrave la ligne du temps

Mateacuteriel disponible 1 ruban blanc de 5 megravetres avec des encoches pour marquer le temps 1 image de la Terre laquo Boule de lave raquo 1 volcan (modegravele jouet) 1 reacutecipient bleu pour lrsquoeau 1 algue ornementale 1 image de la Terre laquo Boule de neige raquo 1 ammonite (modegravele jouet) 1 fossile de trilobite (reacuteplique) 1 marmotte (modegravele jouet) Des dinosaures (modegraveles jouets) Des hommes preacutehistoriques (modegraveles jouets) 1 mini globe terrestre gonflable

Activiteacute didactique Lenseignant deacuteroulera le ruban repreacutesentant une ligne du temps de 4600 millions danneacutees sur le sol (ou lrsquoenroulera en spirale sur la table) Le but est de positionner correctement chaque objet sur lacircge geacuteologique correspondant Il y a 4rsquo600 millions danneacutees gt naissance de la Terre laquo Boule de lave raquo (impression sur forex) Dans la peacuteriode intermeacutediaire positionner

le Volcan (modegravele jouet) la formation des lacs et des oceacuteans (reacutecipient bleu avec lrsquoeau)

Il y a 3rsquo800 millions danneacutees gt naissance de la vie (les algues) Il y a 700 millions danneacutees gt la super glaciation Terre laquo Boule de neige raquo (impression sur forex) Il y a 520 millions danneacutees gt apparition des premiers organismes multicellulaires (fossile de

trilobite) Il y a 230 millions danneacutees gt apparition des dinosaures (modegraveles jouets) Il y a 200 millions danneacuteesgt apparition des ammonites (modegraveles jouets) Il y a 65 millions danneacutees gt disparition des dinosaures diversification des mammifegraveres (marmottes

jouets) Il y a 2 millions danneacutees gt apparition de lhomme (modegraveles jouets) Aujourdrsquohui gt voici la Terre (globe terrestre gonflable avec des animaux)

Notes didactiques

Lrsquohistoire de la Terre est lhistoire dune planegravete complexe et dynamique en constante eacutevolution depuis son origine Cest une histoire aux proportions eacutepiques aux effets speacuteciaux incroyables avec des milliards de figurants Sur le ruban du temps nous avons repreacutesenteacute les phases allant de la naissance de notre planegravete il y a environ 46 milliards danneacutees agrave sa constitution actuelle formeacutee de trois enveloppes concentriques spheacuteriques noyau manteau et croucircte Lrsquoeacutecoulement du temps est repreacutesenteacute en millions danneacutees Dans les uniteacutes suivantes nous verrons que les principales eacutetapes de lhistoire de la Terre sont diviseacutees selon lrsquoEacutechelle des temps geacuteologiques avec les noms des egraveres (simplifieacutes ici en Paleacuteozoiumlque Meacutesozoiumlque Ceacutenozoiumlque) et des peacuteriodes (Carbonifegravere du Permien Trias Jurassique Creacutetaceacute etchellip) Dans luniteacute deacutedieacutee agrave la tectonique des plaques nous parlerons des mouvements des continents de lrsquoouverture et de la fermeture des oceacuteans de la formation des chaicircnes de montagnes lagrave ougrave les continents entrent en collision Nous nous concentrerons sur les principales eacutetapes de lhistoire de la vie sur notre planegravete De lapparition des premiegraveres cellules sans noyau (procaryotes) il y a environ 38 milliards danneacutees agrave lapparition dorganismes multicellulaires et la diversification progressive des organismes marins pour arriver agrave la colonisation de la surface terrestre A partir de 450 millions drsquoanneacutees les veacutegeacutetaux puis les animaux colonisent progressivement la terre Plantes terrestres insectes amphibiens reptiles mammifegraveres oiseaux vont progressivement apparaicirctre agrave la surface de la Terre transformant complegravetement notre planegravete A la fin de la colonne du temps apparaicirct enfin lhumaniteacute la derniegravere protagoniste de lrsquohistoire de notre planegravete pour le meilleur et pour le pire Deux millimegravetres sur une Histoire de 46 megravetres de long

UD 2 ndash LES ROCHES DANS LE TEMPS ET DANS LES LIEUX Temps estimeacute 60min (enseignement) Objectif geacuteneacuteral Deacutecouverte des roches de leurs diffeacuterentes familles leur histoire et leur localisation Deacutecouverte des fossiles

Objectifs intermeacutediaires Savoir observer manipuler comparer deacuteduire situer dans le temps et sur le territoire

Objectifs opeacuterationnels Identification des roches collecteacutees comparaison avec les eacutechantillons preacutesents identification de leurs proprieacuteteacutes et de leur famille dorigine transfert vers leur environnement de deacutepocirct lien avec le paysage actuel

Mateacuteriel disponible Activiteacute didactique 1 Tableau de classification des roches le long de la ligne du temps

1 Carte geacuteneacuterale du territoire transfrontalier

7 Fossiles extraterritoriaux

K1 Hexagonaria sp Devonien Reacutegion du Sahara region Maroc K2 Fossil de veacutegetal Carbonifere Pennsylvanie K3 Calcaire crinoidal Devonien Tafilalet Alnif Maroc K4 Belemnite Jurassique Peterborough GB K5 Choffatia sp Jurassique-Callovien StLaon Vienne France K6 Echinolampas appendiculata Eocene New Bern Caroline du Sud USA K7 Otodus obliquus Eocene Maroc

bull 16 eacutechantillons de roches versant italien

I1 Granite I2 Gneiss I3 Andeacutesite I4 Porphyroiumlde I5 Conglomeacuterat de quartz I6 Quartzite I7 Craie I8 Calcaire agrave petites cellules I9 Dolomite I10 Calcaire I11 Peridotite I12 Serpentinite I13 Gabbro I14 Basalte I15 Jaspe I16 Calcschiste

10 eacutechantillons de roches versant franccedilais F1 Charbon Anthracite Carbonifegravere (Steacutephanien moyen) Clues de Verdaches Valleacutee du Begraves

Continental plaine alluviale mareacutecages F2 Gypse blanc finement recristalliseacute Trias supeacuterieur (Keuper) Esclangon Valleacutee du Begraves

Evaporite lagunaire F3 Peacutelite laquo rose raquo Trias supeacuterieur Esclangon Valleacutee du Begraves Continental F41 Calcaire noir Jurassique infeacuterieur (Hettangien) Valleacutee du Begraves Tanaron Marin plateforme

externe F42 Calcaire beige ou laquo calcaire tithonique raquo Tithonien Bleacutegiers Haute Bleacuteone idem Valleacutee du

Begraves Marin bassin F43 Calcaire blanc ou laquo Calcaire Blanc de Provence raquo Tithonien Gorges du Verdon (Galetas)

Marin plateforme reacutecifale F5 Marnes noires Jurassique infeacuterieur (Toarcien) La Robine sur Galabre Valleacutee du Begraves

Marin bassin hypoxique F6 Marnes noires ou laquo Marnes bleues raquo Creacutetaceacute infeacuterieur (Aptien-Albien) Prads-Haute-

Bleacuteone Marin bassin F7 Gregraves drsquoAnnot Oligocegravene Prads-Haute-Bleacuteone Marin bassin drsquoavant pays F8 Marnes greacuteseuses rouges de la laquo Molasse rouge raquo Oligocegravene Annot Continental plaine

alluviale zone de battement de nappe F9 Microconglomeacuterat Aquitanien Valensole pont du Galetas aval de Gorges du Verdon

Base du bassin continental de Valensole F10 Greacutes Burdigalien Esclangon Valleacutee du Begraves Bassin marin fond de golfe F11 Poudingue Quaternaire (Wuumlrm) Esclangon Valleacutee du Begraves Continental fluviatile

1 jeu avec 18 cartes laquo environnements raquo

Magma Magma Vulcano continentale Volcan continental Fiume Riviegravere Deserto Deacutesert Laguna evaporitica Lagune eacutevaporitique Foresta tropicale umida Forecirct tropicale humide Spiaggia Plage (2x) Laguna deserticalagune deacutesertique Barriera corallina Reacutecif corallien (2x) Mare profondo Mer profonde (2x) Vulcano di dorsale oceanica Volcan de dorsale oceacuteanique Alpi Alpes Frana sottomarina Eboulement sous-marin Fondo marino basso Bas-fonds marins Ghiacciaio Glacier Fiume intrecciato Riviegravere en tresses

1 jeu avec 11 cartes laquo panoramas actuels raquo avec les photos des geacuteosites italiens

Parco Alpi Marittime (1) Altopiano della Gardetta (2) Monviso (3) Marguareis (4) Chianale (5) Colle di Tenda (6) Langhe-Roero (7) Grotte di Bossea (8) Tanaro a Cherasco (9) Ciciu del Villar (10) Foresta fossile di Fossano (11)

1 jeu avec 15 cartes ldquopanoramas actuelsrdquo avec les photos des geacuteosites franccedilais

Digne-les-Bains (20) Les Eaux Tortes (14) Le Lac drsquoAllos (12) Le Canyon du Verdon (23) Les Peacutenitents les Meacutees (24) Le Veacutelodrome (16) Annot (21) Le Crecircte de Lure (25) Le Lac de Castillon (22) LrsquoUbaye (13) Dalle aux Ammonites (17) Champourcin (19) Les Gorges de Daluis (18) Argentera (26) Les Clues de Verdaches (15)

1 jeu avec 9 cartes laquo fossiles animaux et veacutegeacutetaux raquo italiennes

Empreinte de Archosaure Belemnite Calcaire vermiculeacute Coquillages Coraux Polype de corail Crinoiumldes Larves de libellules Pecten

1 jeu avec 8 cartes laquo fossiles animaux et veacutegeacutetaux raquo franccedilais

Coraux Fougegravere arborescente Grypheacutees Huicirctre geacuteante Ammonite Mortoniceras fallax Pecten Pentacrines Rudistes

10+3 loupes

Solution Primaire Secondaire Tertiaire Carbonifeacutere Permien Trias Jurassique Creacutetaceacute Paleacuteocegravene Eacuteocegravene Oligocegravene Miocegravene Pliocegravene Quaternaire Fossiles et pierres

K1 K2 I1 I2 F1

I3 I4 I5 I6

K3 I7 I8 I9 I10 F2 F3

K4 K5 I11 I12 I13 I14 F41 F42 F43 F5

I15 I16 F6

K6 K7 F7 F8

F9 F10

F11

Environment

Magma Volcan continental Riviegravere Deacutesert

Plage Lagune eacutevaporitique Reacutecif de corail

Volcan de dorsale oceacuteanique

Mer profonde Alpes Bas fonds marins Reacutecif de corail

Mer profonde Glissement de terrain sous-marin

Plage Forȇt tropicale humide

Glacier Riviegravere en tresses

Panorama

2615 18 19 1713 2522 21 2316 24 201412

Cartes fossiles

Fougeres arborescentes

Coraux Grypheacutees Pentacrine

Mortoniceras fallax Rudistes

Huicirctre geacuteante

Pecten

Solution avec fiches franccedilaises + fossiles

Solution avec fiches franccedilaises + roches italiennes

Solution avec fiches franccedilaises + roches franccedilaises

Activiteacute didactique Lenseignant preacutesentera le laquo Tableau de la classification raquo en insistant sur le fait que le temps exposeacute est une tregraves petite fraction du temps geacuteologique de la Terre et illustre les principales caracteacuteristiques des trois peacuteriodes Il distribue ensuite les eacutechantillons de roches et de fossiles les cartes laquo environnements raquo les cartes laquo panoramas actuels raquo et les cartes laquo fossiles animaux et plantes raquo ainsi qursquoune loupe Le professeur invite agrave observer les eacutechantillons de roche avec la loupe puis il demande aux eacutelegraveves de les deacuteposer dans les cases selon la peacuteriode geacuteologique en suivant la ligne du temps Agrave la fin lenseignant corrige la disposition des roches Lenseignant invite ensuite agrave disposer dans lordre les cartes laquo environnements raquo les cartes laquo panoramas actuels raquo et les cartes laquo animaux et plantes fossiles raquo dans les lignes preacutedisposeacutees en fonction de la peacuteriode geacuteologique Agrave la fin lenseignant corrige la disposition des cartes En conclusion lenseignant effectue une analyse mettant en liaison les roches avec lenvironnement qui les a geacuteneacutereacutees avec les fossiles trouveacutes et les panoramas des geacuteosites actuels Il utilisera la laquo Carte geacuteneacuterale du territoire transfrontalier raquo pour la geacuteolocalisation

Notes didactiques LES ROCHES ITALIENNES - LA CROUcircTE CONTINENTALE Roche Gneiss Acircge 400 millions drsquoanneacutees Type roche meacutetamorphique laquo acide raquo Composition primaire quartz feldspath et mica Genegravese transformation de magma granitique ou de seacutediments siliceux Ougrave massif Dora-Maira massif Argentera-Mercantour Environnement Le gneiss est une roche meacutetamorphique dont la composition mineacuteralogique est similaire agrave celle du granite ou des roches seacutedimentaires dont elle est issue Les roches dorigine ne sont plus reconnaissables en raison des tempeacuteratures eacuteleveacutees et des pressions auxquelles elles ont eacuteteacute soumises lors des collisions successives entre les plaques continentales pendant lorogenegravese hercynienne (380-280 millions danneacutees) et alpine (65-26 millions danneacutees) Roche Granite Acircge 280 millions danneacutees Type roche magmatique intrusive Composition primaire quartz feldspath potassique plagioclase mica biotite Genegravese refroidissement dun magma acide agrave linteacuterieur de la croucircte continentale Ougrave Massif Argentera-Mercantour Environnement Le granite est une roche constitueacutee de grains macroscopiques de cristaux formeacutes au cours du lent refroidissement dun magma en remonteacutee agrave linteacuterieur de la croucircte terrestre pousseacute agrave la surface lors de lorogenegravese hercynienne agrave lrsquoorigine de la formation du supercontinent Pangeacutee Roche Andeacutesite Acircge 280-250 millions danneacutees

Type roche magmatique effusive Composition primaire plagioclase biotite Genegravese volcans continentaux effusifs agrave eacutecoulement assez fluide Ougrave Domaine Brianccedilonnais Environnement La Pangeacutee eut une vie relativement courte Des fractures se formegraverent dans la croucircte terrestre Le magma qui remonta fut agrave lrsquoorigine de volcans aux eacuteruptions dabord fluides et de composition basique intermeacutediaire (andeacutesites) puis de plus en plus explosives et acides (rhyolites dacites porphyroiumldes) Le supercontinent Pangeacutee se divisa et les phases distensives successives donnegraverent naissance agrave lrsquooceacutean alpin au nord de lrsquooceacutean teacutethysien Roche Porphyroiumlde Acircge 280-250 millions danneacutees Type roche magmatique effusive Composition primaire quartz feldspath alcalin biotite feldspathoiumldes Genegravese volcans continentaux relativement effusifs agrave phases explosives Ougrave Domaine Brianccedilonnais Environnement Leacutevolution dune chambre magmatique passe des laves fluides telles que les andeacutesites agrave des laves de plus en plus acides et visqueuses menant agrave une activiteacute volcanique explosive Les diffeacuterents types de magmas teacutemoignent du changement du chimisme avec des rhyolites dacites porphyres et les porphyroiumldes (ignimbrites) Roche Conglomeacuterat de quartz (Verrucano alpin) Acircge 250 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire Composition primaire clastes de quartz blanc rose vulcanite violette ou verte Genegravese galets de riviegravere dans un environnement deacutesertique Ougrave Domaine Brianccedilonnais couvertures du massif Dora-Maira Environnement La fin du Permien est marqueacutee par lapparition dun nouveau type de roches dont des galets de riviegravere avec des clastes volcaniques de couleur verte ou violette drsquoabord puis de quartz rose et enfin de clastes de quartz blanc Ils indiquent la preacutesence dune plaine alluviale dans un environnement aride entoureacutee de volcans et de la chaicircne des montagnes hercyniennes en phase drsquoeacuterosion et de deacutemantegravelement Roche Quarzite Acircge 249 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire faiblement meacutetamorphiseacutee Composition primaire grains de quartz arrondis Genegravese sables de plage et du delta fluvial Ougrave Domaine Brianccedilonnais couvertures du massif Dora-Maira Environnement La transition du Permien au Trias est marqueacutee par la plus grande extinction biologique de masse sur la planegravete causeacutee par les eacuteruptions volcaniques et le reacutechauffement climatique Le quartzite est une roche constitueacutee de nombreux grains de quartz arrondis cimenteacutes par un leacuteger meacutetamorphisme Ces derniers constituaient le seacutediment sableux lorsque celui-ci se deacuteposait dans un deacutesert sur le delta dune riviegravere ou sur une plage cocirctiegravere Dans les couches terminales de la succession sur celle qui devait ecirctre autrefois une grande zone plane peacuteriodiquement envahie par les mareacutees dans le Val Tanaro et sur le plateau de la Gardetta dans la Valle Maira ont eacuteteacute trouveacutees les empreintes fossiles laisseacutees par le passage des archosaures des reptiles du Trias ancecirctres des dinosaures

Roche Gypse Acircge 247 millions drsquoanneacutees Type roche seacutedimentaire chimique eacutevaporite Composition primaire sulfate de calcium CaSO4 2 (H2O) Genegravese plaines deacutesertiques cocirctiegraveres avec lagunes tregraves saleacutees en eacutevaporation Ougrave Domaine Brianccedilonnais couverture seacutedimentaire du massif Argentera-Mercantour Environnement Le gypse cristallize par eacutevaporation de leau de mer dans un lagon fermeacute aux eaux peu profondes dans un environnement au climat aride et chaud Le gypse est un sulfate de calcium (CaSO4) qui se deacutepose agrave partir dune saumure saleacutee apregraves le calcaire (CaCO3) et avant le chlorure de sodium (NaCl) Roche Cargneule (ou calcaire vacuolaire) Acircge 247 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire chimique eacutevaporite Composition primaire carbonate de calcium CaCO3 Genegravese plaines deacutesertiques cocirctiegraveres avec lagunes tregraves saleacutees en eacutevaporation Ougrave Domaine Brianccedilonnais couvertures seacutedimentaires du massif Argentera-Mercantour Environnement La Cargneule est toujours associeacute au gypse eacutetant formeacute dans le mecircme environnement lagunaire en forte eacutevaporation Les caviteacutes contenaient des niveaux stratifieacutes de sels plus solubles tels que le gypse et le sel gemme dissous ensuite au cours de lorogenegravese et des charriages alpins Les eacutevaporites indiquent la preacutesence au deacutebut du Trias drsquoun rift continental qui marquait la ligne de fracture alpine de la Pangeacutee Roche Calcaire Acircge 245-50 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire organogegravene Composition primaire carbonate de calcium CaCO3 Genegravese lagunes avec reacutecifs coralliens sous climat tropical et seacutediments de mer ouverte Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes) Domaine Brianccedilonnais revecirctements seacutedimentaires du massif Argentera-Mercantour Environnement Avec le Trias moyen le deacutemantegravelement et le deacutemembrement de la Pangeacutee se poursuivent avec la formation de bras de mer peu profonds divisant les continents qui srsquoeacuteloignent Un climat chaud de type tropical creacutee les conditions ideacuteales pour le deacuteveloppement des reacutecifs coralliens sur de grandes plates-formes carbonateacutees pregraves de la ligne de la cocircte avec alternance de calcaire et de dolomies Les calcaires de mer ouverte sont plutocirct constitueacutes de coquilles dorganismes planctoniques de foraminifegraveres ou par la preacutecipitation chimique directe du carbonate de calcium sur le fond marin On peut trouver dans ces roches des fossiles de milieu marin Roche Dolomie Acircge 245-200 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire organogegravene Composition primaire double carbonate de calcium et magneacutesium Ca Mg (CO3) 2 Genegravese lagunes avec reacutecifs coralliens en climat tropical Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes) Domaine Brianccedilonnais revecirctements seacutedimentaires du massif Argentera-Mercantour Environnement Caracteacuteriseacutees par une couleur claire (agrave moins dune dolomitisation chimique secondaire sur des calcaires en phase drsquoeacutemersion) elles se distinguent des calcaires par la preacutesence datomes de magneacutesium dans leur structure moleacuteculaire

Pour les reconnaicirctre il suffit de verser quelques gouttes dacide chlorhydrique dilueacute sil sagit de calcaire une mousse effervescente de bulles de dioxyde de carbone (CO2) se forme dans le cas de la dolomite la reacuteaction plus leacutegegravere na lieu que si la roche est chauffeacutee Les dolomites ne se forment que dans le milieu marin drsquoun lagon pas en pleine mer elles donnent donc une indication de faible profondeur confirmeacutee par la preacutesence de fossiles drsquoorganismes qui preacutefegraverent les fonds marins atteints par la lumiegravere du soleil LES ROCHES ITALIENNES - LA CROUcircTE OCEacuteANIQUE Roche Peacuteridotite Acircge 150 millions danneacutees Type roche magmatique intrusive ultramafique Composition primaire olivine pyroxegravene Genegravese magma du manteau supeacuterieur Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites) Environnement Les peacuteridotites se forment dans le manteau terrestre il est donc rare de les voir agrave la surface Leur remonteacutee est favoriseacutee par lorogenegravese alpine lorsque des lambeaux de la croucircte oceacuteanique et de sa base profonde sont deacutechireacutes et amonceleacutes dans la chaicircne de montagnes Les volcans de la dorsale oceacuteanique sont alimenteacutes par ces magmas Les tempeacuteratures et les pressions quils subissent pendant le meacutetamorphisme les transforment geacuteneacuteralement en serpentinites dans les Alpes du bas Pieacutemont nous les retrouvons avec de vastes affleurements sur le Monte Musinegrave dans la province de Turin et dans la Valle Erro entre Sassello et Acqui Terme Roche Serpentinite Acircge 150 millions danneacutees Type roche meacutetamorphique ultrabasique Composition primaire serpentine magneacutetite Genegravese transformation du magma du manteau supeacuterieur Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites) Environnement La serpentinite est la roche meacutetamorphique typique dune dorsale oceacuteanique Elle donne son nom au groupe de pierres vertes appeleacutees ophiolites (ougrave ophis en grec signifie serpent) ses nuances de vert et sa surface lisse au toucher rappellent en effet la peau dun serpent Elle peut avoir des fibres de chrysotile communeacutement connu sous le nom drsquoamiante La transformation meacutetamorphique en serpentinite se produit deacutejagrave agrave basses tempeacuteratures (200deg C) et pressions (2-4 Kbar) au contact avec leau de loceacutean qui hydrate et oxyde les magmas profonds deacutejagrave solidifieacutes Roche Gabbro Acircge 150 millions danneacutees Type roche magmatique intrusive Composition primaire pyroxegravene feldspath plagioclase Genegravese refroidissement dun magma basique dans la chambre magmatique de la dorsale oceacuteanique Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites Environnement Le gabbro est leacutequivalent oceacuteanique du granite continental La diffeacuterence reacuteside dans la composition du magma provenant directement du manteau et donc pauvre en silice (laquo basique raquo) pour le gabbro contamineacute par les silicates de la croucircte terrestre et donc riche en silice (laquo acide raquo) pour le granite Leur apparence est similaire avec de gros cristaux qui ont pu se deacutevelopper gracircce au lent refroidissement du magma agrave linteacuterieur de la chambre magmatique

Dans les affleurements du Mont Viso le pyroxegravene peut ecirctre remplaceacute par lamphibole formant un gabbro smaragdite avec un contraste chromatique particulier entre les cristaux blancs du plagioclase et les verts vifs des amphiboles Roche Basalte Acircge 150 millions danneacutees Type roche magmatique effusive Composition primaire pyroxegravene plagioclase olivine Genegravese couleacutee de lave des volcans de la dorsale oceacuteanique Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites Environnement Le basalte provient du refroidissement rapide dun magma fluide agrave composition basique dans une dorsale oceacuteanique leacuteruption se produit geacuteneacuteralement dans un environnement sous-marin geacuteneacuterant des structures typiques agrave pillow (coussin) nom donneacute pour la forme arrondie que la lave solidifieacutee prend en contact avec leau de mer Des masses entiegraveres de pillows reacutevegravelent le flanc des volcans sous-marins La couleur du basalte peut varier du vert au brun selon le degreacute doxydation Avec le meacutetamorphisme ils peuvent ecirctre transformeacutes en prasinites Roche Jaspe Acircge 150 millions danneacutees Type roche seacutedimentaire marine Composition primaire silice Genegravese seacutedimentation en mer profonde de radiolaires ou de gel de silice Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites Environnement Il est tregraves rare de rencontrer des niveaux de jaspe dans les montagnes de Cuneo alors quil affleure en abondance au-dessus des roches basaltiques du fond de loceacutean dans les Apennins ligures La couleur rouge lie-de-vin de cette roche due agrave la preacutesence de fer et de manganegravese est frappante Il srsquoagit de laccumulation agrave de grandes profondeurs de spicules microscopiques deacuteponges ou de coquilles siliceuses de radiolaires et de diatomeacutees organismes unicellulaires de plancton animal et veacutegeacutetal la consolidation de gels siliceux produits par les fines eacutemissions volcaniques deacuteposeacutes sur le fond marin agrave plus de 4 000 megravetres de profondeur peut aussi ecirctre agrave lrsquoorigine de cette roche Roche Calcschiste (Schistes Lustreacutes en Franccedilais) Acircge 150 millions danneacutees Type roche meacutetamorphique Composition primaire carbonate de calcium et silice Genegravese transformation meacutetamorphique de seacutediments avec des calcaires et des argiles Ougrave Dominio Piemontese dei Calcescisti con Pietre Verdi (Zone Liguro-Pieacutemontaise avec Schistes Lustreacutes et Ophiolites Environnement Les calcschistesschistes lustreacutes sont des roches meacutetamorphiques deacuteriveacutees de seacutediments marins agrave lrsquoorigine marneux et profonds constitueacutes dun meacutelange variable de carbonates et dargiles Laspect typique du calcschiste est une couleur gris fonceacute avec une patine argenteacutee due agrave la preacutesence de mica (produit meacutetamorphique des argiles) Ils sont eacutegalement responsables de laspect folieacute dense de la roche qui deacutetermine sa schistositeacute Compte tenu de leur grande plasticiteacute on peut observer les plis formeacutes dans les niveaux de calcschistes lors du soulegravevement des Alpes

LES ROCHES FRANCcedilAISES 1) Charbon anthracite du Carbonifegravere (Stefanian moyen) 300 millions drsquoanneacutees Clues de

Verdaches valleacutee du Begraves Origine continentale plaine alluviale de mareacutecages 2) Gypse blanc finement recristalliseacute Trias supeacuterieur (Keuper) 230 millions drsquoanneacutees Esclangon

valleacutee de Begraves Origine Eacutevaporites marines de lagunes cocirctiegraveres 3) Peacutelite rose du Trias supeacuterieur environ 210 millions drsquoanneacutees Esclangon valleacutee de Begraves Origine

continentale 4 - Calcaires jurassiques 41) Calcaire noir du Jurassique infeacuterieur (Hettangien) 200 millions drsquoanneacutees valleacutee de Begraves Tanaron

Origine Seacutediment marin de plate-forme externe 42) Calcaire beige du Jurassique supeacuterieur (Tithonien) 145 millions drsquoanneacutees eacutegalement appeleacute

Calcaire tithonique Haute Bleacuteone et valleacutee de Begraves Origine Seacutediments marins du bassin 43) Calcaire blanc du Jurassique supeacuterieur (Tithonien) eacutegalement appeleacute Calcaire Blanc de

Provence Gorges du Verdon (Galetas) Origine Seacutediments marins de plate-forme internereacutecif corallien

5) Marnes noires du Jurassique infeacuterieur (Toarcien) 180 millions drsquoanneacutees marnes compactes non

alteacutereacutees eacutegalement appeleacutees Marnes en plaquettes La Robine sur Galabre valleacutee du Begraves Origine Seacutediments marins de bassin calme etou profond peu oxygeacuteneacutes

6) Marnes noires du Creacutetaceacute infeacuterieur (Aptien-Albien) 100-125 millions drsquoanneacutees eacutegalement appeleacutees

Marnes bleues Prads Haute Bleacuteone marnes compactes et schisteuses Origine Seacutediments marins de bassin calme et profond

7) Gregraves dAnnot Oligocegravene 35 millions drsquoanneacutees Prads-Haute-Bleacuteone Origine Seacutediments

deacutetritiques marins du bassin davant-pays 8) Marnes greacuteseuses rouges de lrsquoOligocegravene environ 30 millions drsquoanneacutees eacutegalement appeleacutees

molasses rouges marnes compactes et marnes deacutetritiques Origine Seacutediments continentaux de plaine alluviale

9) Microconglomeacuterat du Miocegravene (Aquitanien) 22 millions drsquoanneacutees pont de Galetas en aval des

Gorges du Verdon Origine Base du bassin continental de Valensole 10) Gregraves du Miocegravene (Burdigalien) 18 millions drsquoanneacutees Esclangon valleacutee du Begraves Origine

Seacutediments dun fond drsquoun golfe marin 11) Poudingue (conglomeacuterat) du Quaternaire avec galets et ciment sableux glaciation du Wuumlrm

Esclangon valleacutee du Begraves Origine Seacutediment continental fluviatile

UD 3 ndash LES PRINCIPES DE LA FOSSILISATION

Temps estimeacute 30 min environ (enseignement) + 30 min environ (pratique) Objectif geacuteneacuteral Expliquer les principes de la fossilisation

Objectifs intermeacutediaires Savoir observer deacuteduire et lire une chronologie logique Comprendre certains aspects chimiques de la transformation de la matiegravere

Objectifs opeacuterationnels Principes de fossilisation et seacutedimentation Principes de formation du calcaire Notion de paleacuteoenvironment geacuteologique (mer climat tropical) Notion de tectonique plissement des couches terrestres Notion deacuterosion

Mateacuteriel disponible

Activiteacute didactique

1 laquo Tableau geacuteneacuteral sur les principes de la fossilisation raquo complegravete pour lrsquoenseignant 10 laquo Tableau geacuteneacuteral sur les principes de la fossilisation raquo vide pour les eacutelegraveves 10 seacuteries de silhouettes des 6 eacutetats de lrsquoammonite vivante morte coquille deacuteposeacutee coquille

enfouie coquille comprimeacutee coquille deacutecouverte 10 seacuteries de silhouettes des 6 eacutetats de lichtyosaure vivant mort squelette deacuteposeacute squelette

enfoui squelette comprimeacute squelette deacutecouvert Activiteacute expeacuterimentale

10 reacutecipients en plastique 1 paquet de coquillages 1 paquet de 10 mini entonnoirs Mise agrave disposition de sable et drsquoeau


Selon lacircge des enfants lenseignant peut deacutecider de commencer par le tableau complet en utilisant le laquo Tableau geacuteneacuteral sur les principes de la fossilisation raquo complete ou de distribuer le laquo Tableau geacuteneacuteral sur les principes de la fossilisation raquo vide agrave chaque participant Lobjectif est de positionner correctement les silhouettes des 6 eacutetats de fossilisation en comparant ensuite avec le Tableau complet

En haut agrave gauche le Tableau complet avec la solution concernant lammonite (et les silhouettes agrave remettre aux eacutelegraveves) En haut agrave droite le Tableau complet avec la solution concernant lichtyosaure (et les silhouettes agrave remettre aux eacutelegraveves) Dessous les tableaux vides agrave remettre aux eacutelegraveves Pour reacutepondre precircter attention aux petites diffeacuterences chromatiques et de forme entre les silhouettes

Activiteacute expeacuterimentale

Chaque eacutelegraveve versera une couche de sable drsquoenviron 1 cm dans son propre reacutecipient puis ajoutera 2 cm drsquoeau Il fera ensuite tomber des coquillages qui se deacuteposeront sur le fond en simulant (tregraves rapidement) laction de la chute et de lrsquoamoncellement de mollusques morts ou lrsquoaction des mareacutees ou des courants sous-marins qui entassent les coquilles dans des canaux sous-marins Agrave ce stade on ajoutera lentement du sable en observant comment il enfouit les coquillages et fait monter le niveau deau dans le reacutecipient Par alleurs chaque participant simulera leacuteleacutevation du flanc drsquoune montagne due agrave lorogenegravese

1 Prendre un deuxiegraveme reacutecipient plus grand 2 En se placcedilant au-dessus de ce dernier incliner le premier reacutecipient de faccedilon agrave ce que lrsquoeau

coule dans le deuxiegraveme 3 Noter comment le seacutediment reste compact et a du mal agrave se deacutetacher du reacuteservoir Les

extreacutemiteacutes des premiers coquillages apparaissent Chaque eacutelegraveve simulera ensuite leffet de leacuterosion de la pente en versant leau sur le seacutediment Cela amegravenera progressivement les autres coquillages agrave la surface REMARQUE Agrave la fin de la session il faudra extraire et nettoyer les coquillages et faire seacutecher le sable

1 Mateacuteriel agrave utiliser dans lexpeacuterience

2 Remplir le reacutecipient avec un centimegravetre de sable et le tasser un peu

3 Verser lentement de lrsquoeau dans le reacutecipient en utilisant lrsquoentonnoir

4 On obtient ainsi la simulation dun fond marin sableux

5 On verse les coquillages sur le sable simulant les effets drsquoune tempecircte les vagues et les courants sous-marins transportent et amoncellent les coquillages dans des canaux sous-marins

6 Une couche de coquillage est ainsi formeacutee

7 On poursuit la seacutedimentation marine en versant encore du sable

8 hellipjusqursquoagrave recouvrir complegravetement la couche de coquillages

9 On remarque agrave travers le reacutecipient la stratification sable - coquillages - sable

10 En inclinant le reacutecipient on simule le soulegravevement des montagnes avec lrsquoeau de la mer qui se retire

11 Le seacutediment de sable et les coquillages reacuteapparaissent

12 En maintenant le reacutecipient inclineacute on verse encore de lrsquoeau en simulant un nouveau ruissellement ducirc agrave des pluies et des orages On remarque ainsi comment lrsquoeacuterosion ramegravene progressivement les autres coquillages agrave la surface

Notes didactiques

Regarde au fond de la mer comment se forme un fossile La paleacuteontologie est la science qui eacutetudie les ecirctres vivants du passeacute qui ont laisseacute des traces (empreintes traces coprolithes ) ou dont le corps a eacuteteacute preacuteserveacute en devenant un fossile Un fossile ne se forme que dans des conditions tout agrave fait exceptionnelles suite agrave un enfouissement rapide de lrsquoorganisme (inondations tempecirctes eacuteboulements sous-marins ) lorsquil meurt dans un environnement sans oxygegravene ou encore lorsqursquoaucun animal ne peut latteindre pour manger ses restes (mareacutecages tourbiegraveres sables mouvants plaines sous-marines aux eaux stagnantes ) Cela signifie que seule un petit pourcentage decirctres vivants a pu se transformer en fossiles la plupart nrsquoa jamais laisseacute de trace Nous navons donc aucune ideacutee du nombre et de la diversiteacute des communauteacutes biologiques dans tous les eacutecosystegravemes Cest pourquoi la deacutecouverte de chaque fossile ou de toute une communauteacute fossiliseacutee est un fait exceptionnel pour la science cela eacutequivaut agrave un eacuteclair dans la nuit qui lrsquoillumine comme par magie en nous offrant une photographie du passeacute et de nouvelles connaissances sur leacutevolution de la vie

1) Les squelettes ou les coquilles qui sont des laquo objets durs raquo facilitent la formation de fossiles mais dans de tregraves rares cas des empreintes drsquoecirctres agrave corps mou (meacuteduses laquo vers raquo insectes ) ont pu ecirctre conserveacutees 2) Il est important que lrsquoenfouissement se fasse rapidement avec un seacutediment fin de preacutefeacuterence

3) Geacuteneacuteralement les parties molles se disparaissent rapidement tandis que les os ou les coquilles subissent une recristallisation au fil du temps se transformant en mineacuteraux plus reacutesistants (carbonates siliceux phosphates pyrite carbone) 4) Le poids des seacutediments qui saccumulent sur le corps eacutecrase les squelettescoquilles et les deacuteforme 5) Au fil des temps geacuteologiques le seacutediment se transforme en roche plus ou moins compacte 6) Le soulegravevement des montagnes ramegravene les fonds marins agrave la surface leacuterosion eacutemiette la roche et met au jour le fossile Qui aura la chance de passer par lagrave et de le remarquer

Exemple dans la nature dune couche de coquillages emprisonneacutes au milieu de seacutediments sablonneux affleurement photographieacute le long de la riviegravere Stura agrave Cervere (en aval de Fossano) Fossiles Les roches sont les teacutemoins de lhistoire passeacutee de la Terre Chaque type de roche nous reacutevegravele lenvironnement dans lequel elle sest formeacutee il peut sagir du magma dun volcan ou du seacutediment deacuteposeacute au fond dune riviegravere dun lac ou de la mer Une roche peut aussi nous raconter comment elle a eacuteteacute souleveacutee et rameneacutee agrave la surface par la collision entre les plaques tectoniques Agrave linteacuterieur des roches seacutedimentaires nous pouvons trouver des fossiles cest-agrave-dire ce qui reste des ecirctres vivants ou des traces quils ont laisseacutees lors de leur passage sur terre La fossilisation est un pheacutenomegravene deacutelicat et tregraves rare mecircme une goutte de pluie dune tempecircte ancienne peut laisser une trace (dans ce cas elle fait partie des traces seacutedimentaires) ou lempreinte du corps dune araigneacutee ou dune libellule emprisonneacute dans une boue tregraves fine Le paleacuteontologue qui est un speacutecialiste des fossiles ne part pas uniquement agrave la recherche deacutenormes squelettes de dinosaures au contraire il peut seacutemouvoir agrave la deacutecouverte drsquoune graine ou drsquoune feuille ou de galeries creuseacutees par de petits animaux dans un fond marin tregraves profond Les fossiles sont merveilleux ce nrsquoest pas pour rien qursquoils fascinent les enfants et que deacutejagrave lrsquohomme preacutehistorique les conservait comme des piegraveces preacutecieuses Gracircce agrave eux on reacutealise comment les ecirctres vivants ont changeacute au fil du temps Les pheacutenomegravenes eacutevolutifs et les changements climatiques et environnementaux continus les ont forceacutes agrave sadapter agrave de nouveaux environnements ou agrave migrer vers des territoires plus paisibles tandis que drsquoautres organismes en profitaient pour occuper la niche eacutecologique abandonneacutee Les transformations de la Terre sont le moteur de leacutevolution de la vie des mers souvrent des oceacuteans se ferment des montagnes se soulegravevent la circulation des eaux et des vents change le climat se modifie constamment Le peacutetrole et le charbon aussi sont des fossiles et leur disponibiliteacute est limiteacutee

UD 4ndash LrsquoHISTOIRE DES ALPES

Temps estimeacute 30 min environ (enseignement) + 30 min environ (pratique) Objectif geacuteneacuteral Deacutecouvrir et comprendre Les troix principales peacuteriodes geacuteologiques

Objectifs intermeacutediaires Comprendre les mouvements continus de la Terre - planegravete vivante

Objectifs opeacuterationnels Comprendre la tectonique des plaques et la preacutesence drsquoun oceacutean preacuteceacutedant la formation des Alpes (suite agrave la collision des plaques tectoniques)



1 laquo Tableau Planisphegravere raquo avec les contours de deux phases principales et la ligne du temps geacuteologique

1 repegravere du temps agrave placer sur la ligne du temps 8 silhouettes de Ameacuterique du Nord Ameacuterique du Sud Eurasie Afrique Italie Inde

Antarctique Australie laquo Tableau geacuteneacuteral sur lrsquohistoire geacuteologique des Alpes raquo


5 kits laquo Machine tectonique raquo Mise agrave disposition de sable gravier argile ou farine


Lenseignant expose le laquo Tableau Planisphegravere raquo sur lequel sont traceacutes les contours de la premiegravere et de lrsquoactuelle configuration des plaques tectoniques le supercontinent Pangeacutee (il y a 250 millions danneacutees) et les 5 continents actuels Lenseignant distribue aux eacutelegraveves les silhouettes des continents puis il place le repegravere du temps sur la premiegravere case (il y a 250 millions danneacutees) Il demande ensuite agrave chacun de placer sa silhouette sur le tableau afin de recomposer le puzzle de la Pangeacutee Les contours dessineacutes sur le tableau facilitent le positionnement des silhouettes Lenseignant deacuteplacera ensuite le repegravere du temps sur legravere suivante (Pangeacutee 250 millions Jurassique 140 millions Creacutetaceacute 90 millions Paleacuteogegravene 60 millions Aujourdrsquohui) et demandera aux eacutelegraveves de deacuteplacer leur silhouette de maniegravere coheacuterente On arrivera ainsi agrave la situation actuelle avec lidentification des 5 continents De cette faccedilon il sera possible de reconnaicirctre les correspondances entre les cocirctes continentales dillustrer lapparition et la disparition de la fameuse laquo mer des Alpes Teacutethys raquo et de preacuteparer les eacutelegraveves agrave la naissance des Alpes suite au choc et agrave la monteacutee des fronts tectoniques

Situation initiale Pangeacutee avec toutes les silhouettes relieacutees entre elles

Jurassique Les continents commencent agrave se deacutetacher les uns des autres

Creacutetaceacute La deacuterive des continents se poursuit

Paleacuteogegravene La deacuterive des continents se poursuit

Situation actuelle


Lactiviteacute expeacuterimentale permet de comprendre le pheacutenomegravene de leacuteleacutevation de larc alpin par la compression des plaques Chaque eacutelegraveve pourra reacutealiser lexpeacuterience en prenant lun des 5 kits laquo Machine tectonique raquo Il versera lrsquoune au-dessus de lrsquoautre 4 couches de mateacuteriaux diffeacuterents sable gravier argile quartzeuse ou farine Chaque eacutelegraveve pourra choisir la superposition souhaiteacutee avec 2 ou 3 mateacuteriaux ou mecircme avec un seul mateacuteriau Il faudra ensuite comprimer lentement agrave lrsquoaide du piston tout en observant lrsquoeffet sur le mateacuteriau Lenseignant fera observer comment chaque mateacuteriau reacuteagira agrave la compression Il utilisera les diffeacuterentes couleurs des mateacuteriaux pour expliquer les pheacutenomegravenes de monteacutee et de retournement en soulignant les analogies avec la genegravese de larc alpin avec lrsquoaide du laquo Tableau geacuteneacuteral de lhistoire geacuteologique des Alpes raquo

1 Mateacuteriel agrave utiliser pour lrsquoexpeacuterience

2 Verser et compacter une petite couche de sable en leacutecrasant avec le tampon fourni

3 Reacutepeacuteter llsquoopeacuteration avec une petite couche drsquoargile (ou de farine)

4 Reacutepeacuteter llsquoopeacuteration avec une deuxiegraveme couche de gravier

5 Reacutepeacuteter llsquoopeacuteration avec une deuxiegraveme couche drsquoargile (ou de farine)

6 Reacutepeacuteter llsquoopeacuteration avec une troisiegraveme couche de gravier

7 Reacutepeacuteter llsquoopeacuteration avec une troisiegraveme (et derniegravere) couche drsquoargile (ou de farine) Compacter la stratigraphie obtenue

8 Commencer lentement la compression avec le piston en observant la formation drsquoondulations (plis) et de fractures (failles) le long des diffeacuterentes couches superposeacutees

9 Sarrecircter apregraves chaque centimegravetre de compression et analyser les effets sur les couches qui commencent la phase de monteacutee (orogenegravese)

10 Continuer la compression Noter les premiegraveres fractures qui se forment sur la superficie de la couche supeacuterieure

11 Continuer la compression et noter lrsquoeacuteleacutevation des cuspides lrsquoeacutelargissement (distension) des

fissures en surface le glissement avec superposition des

couches plus profondes

12 Continuer la compression jusquagrave la moitieacute du reacutecipient et commenter la situation finale

13 Noter comment malgreacute une compression presque homogegravene sur tout le front la densiteacute et la granulomeacutetrie diffeacuterentes des couches geacutenegraverent des mouvements diffeacuterents des collines et des zones de deacutepressions

Notes didactiques

LES ALPES Les Alpes sont la cicatrice de la collision entre les plaques continentales de lAfrique et de lEurope qui sest produite au cours des 65 derniers millions danneacutees Elles srsquoeacutetendent sur une longueur de 1 200 km et une largeur variable entre 100 et 400 km Elles ne sont en reacutealiteacute quune portion de la grande chaicircne montagneuse qui part du Maroc en Afrique et seacutetend au-delagrave de lHimalaya en Asie teacutemoignant du grand affrontement en cours aujourdrsquohui encore entre le Sud (Afrique Peacuteninsule Arabique Inde) et le nord (Europe Asie) du monde

Dessin de Federico Sacco qui met en valeur la cicatrice de la chaicircne alpine-himalayenne (lignes noir fonceacute)

LrsquoHISTOIRE DES ALPES Envie de deacutecouvrir la Geacuteologie des Alpes Admirez tout dabord le panorama des montagnes qui nous entourent Les roches les plus anciennes se trouvent lagrave-haut crsquoest un voyage dans le temps de plus de 300 millions drsquoanneacutees nous sommes dans les Massifs Cristallins de lArgentera et de Dora-Maira A cette eacutepoque se formait un seul grand continent appeleacute Pangeacutee La force du magma qui depuis des milleacutenaires poussait par le bas forme des lignes de fracture qui divisent la Terre en diffeacuterents endroits la Pangeacutee se divise en plusieurs continents qui partent agrave la deacuterive Crsquoest drsquoabord loceacutean Atlantique central qui srsquoouvre avec lui un bras de mer lateacuteral appeleacute Teacutethys qui seacutepare lAfrique de lEurope les eacuteloignant lrsquoune de lrsquoautre La Teacutethys est lrsquooceacutean qui se trouvait lagrave ougrave sont les Alpes aujourdhui Il se deacuteveloppe au Meacutesozoiumlque (il y a 250 agrave 65 millions danneacutees) seacutetendant du Maroc agrave lHimalaya actuels en passant par les Alpes Sur ses fonds se deacuteposent des seacutediments argileux et calcaires en milliers de megravetres deacutepaisseur La vie marine est florissante des myriades dorganismes une fois morts sont enfouis et preacuteserveacutes sous forme de fossiles Dans les zones centrales plus profondes se deacuteveloppe une dorsale volcanique oceacuteanique (tout comme aujourdhui dans loceacutean Atlantique) Le lent mouvement des plaques continentales se poursuit au sud et au nord avec louverture de loceacutean Atlantique sud et nord cela amegravene lEurope et lAfrique agrave pivoter et agrave se rapprocher agrave nouveau jusqursquoagrave la collision frontale Avec la fin de lEgravere Meacutesozoiumlque un puissant mouvement de compression deacuteclenche leacutemergence des Alpes Les grandes zones continentales commencent agrave se rapprocher les unes des autres lrsquoAfrique lrsquoArabie et lrsquoInde au sud lrsquoEurope et lrsquoAsie au nord Prises comme dans un eacutetau geacuteant les couches marines faites de diffeacuterents seacutediments sont obligeacutees de se froisser de se plisser et de se soulever Limmense Teacutethys primitive reacutetreacutecit de plus en plus jusquagrave devenir la petite Meacutediterraneacutee actuelle Que se passe-t-il lorsque deux continents entrent en collision renfermant ce qui eacutetait un oceacutean Lune des deux plaques doit neacutecessairement glisser sous lautre tandis que des montagnes seacutelegravevent agrave la surface Le soulegravevement des Alpes se fit progressivement sur des millions danneacutees Pendant le Ceacutenozoiumlque lors de leur surrection de vastes eacutetendues de mer se deacuteveloppegraverent encore dans la plaine du Pocirc sur le versant italien et autour du bassin du Rhocircne sur le versant franccedilais Avec la derniegravere peacuteriode du Quaternaire la chaicircne alpine est abaisseacutee agrave plusieurs reprises par des actions externes lair leau le gel et les oscillations du niveau de la mer exercent des eacuterosions et des incisions toujours plus profondes Les montagnes se recouvrent de glaciers dougrave seuls eacutemergent les sommets les plus hauts le niveau de la Meacutediterraneacutee monte et descend selon les fluctuations du climat leacuterosion sur les montagnes srsquoacceacutelegravere et les glaciations opegraverent comme un sculpteur qui modegravele son œuvre creacuteant ce labyrinthe de valleacutees de canyons et de paysages tel quil se preacutesente agrave nous aujourdhui Ceci est la bregraveve Histoire des Alpes dont les roches ont enregistreacute tous les eacutevegravenements des 300 derniers millions danneacutees

LES ROCHES DES ALPES Pour comprendre les mouvements des continents dans le passeacute les geacuteologues appliquent les principes de la Tectonique des Plaques qui considegraverent la Terre comme une planegravete vivante la remonteacutee du magma profond provoque des fissures qui deacutechirent la croucircte superficielle donnant ainsi naissance aux oceacuteans Si le magma monte et les plaques srsquoeacutecartent quelque chose doit descendre et se rapprocher voire disparaicirctre voilagrave ce qui se passe lagrave ougrave les continents entrent en collision Lune des deux plaques doit neacutecessairement glisser sous lautre tandis qursquoen superficie des montagnes se soulegravevent Ceci est aussi lhistoire des Alpes dont les roches ont enregistreacute tous les eacutevegravenements au cours des 300 derniers millions danneacutees Il y a 300 millions danneacutees Le supercontinent Pangeacutee se forme lorsque lEurope et lAfrique entrent en collision agrave plusieurs reprises avec lAmeacuterique du Nord Les roches les plus anciennes des Alpes de Cuneo gardent dans leur meacutemoire la formation des montagnes appeleacutee orogenegravese hercynienne Pour les voir il faut se rendre aux Massifs Cristallins de lrsquoArgentera ou au Dora-Maira agrave deux endroits distincts de la chaicircne alpine Leurs cœurs de granite et de gneiss nous renseignent sur les magmas profonds qui se sont infiltreacutes entre deux croucirctes continentales en collision Crsquoest ainsi que Pangeacutee naissait

Photos de granite et de gneiss - Panorama de la Valle Gesso (Rifugio Questa)

Il y a 250 millions drsquoanneacutees Degraves sa formation les fractures qui vont causer le morcellement de la Pangeacutee sont eacutevidentes Les volcans sur les continents crachent deacutenormes quantiteacutes de lave pendant plusieurs millions drsquoanneacutees aujourdhui ces laves sont des roches dandeacutesites de rhyolites de porphyroiumldes Leacutenorme activiteacute volcanique est agrave lorigine de la plus grande catastrophe eacutecologique jamais vue lextinction de 96 des espegraveces marines La cause en fut lextrecircme pollution de lair et de leau suivie du reacutechauffement climatique ducirc aux eacutemissions volcaniques drsquoanhydride de carbone dans latmosphegravere Cette trageacutedie du passeacute vous rappelle-t-elle quelque chose

Photos des andeacutesites et des porphyroiumldes - roches au premier plan autour du Lago della Meja (entre les Valli Maira Grana et Stura) Il y a 245 millions drsquoanneacutees Le paysage est composeacute de volcans de deacuteserts de riviegraveres de plages de lagunes cocirctiegraveres arides ougrave lrsquoeau de mer srsquoeacutevapore roches de type quartzite conglomeacuterats roches eacutevaporitiques comme les gypses et calcaires vacuolaires racontent ces paysages torrides Cest sur ces anciennes plages que des traces de reptiles triasiques ancecirctres des dinosaures ont refait surface en 2008 on les appelle des Archosaures De magnifiques traces de leur passage ont eacuteteacute conserveacutees sur le plateau de Gardetta dans la Valle Maira

Photo de conglomeacuterats de quartz quartzites gypses petits calcaires - panorama du plateau de la Gardetta

Il y a 240 millions drsquoanneacutees Survoler la reacutegion des Alpes agrave cette eacutepoque eacutetait une eacutemotion extraordinaire crsquoeacutetait une succession de reacutecifs coralliens et datolls tropicaux qui eacutemergeaient dune mer bleu turquoise Les calcaires et les dolomites nous parlent de ces merveilleux environnements avec des fossiles eacutepars de coquillages de coraux dammonites et drsquoautres animaux marins dans des roches durcies

Photo paysages karstiques calcaires - panorama du Marguareis depuis la Via del Sale della Limone-Monesi Il y a 150 millions drsquoanneacutees Alors que du cocircteacute franccedilais il y a encore de vastes mers tropicales peu profondes dans les Alpes du cocircteacute de Cuneo srsquoouvre le gouffre de loceacutean Teacutethys avec de grandes profondeurs et une dorsale oceacuteanique formeacutee par des chaicircnes de volcans sous-marins Les Ophiolites du Mont Viso et du Monte Beigua agrave la frontiegravere avec la Ligurie en sont les teacutemoins le groupe des ophiolites cest-agrave-dire les roches magmatiques laquo du serpent raquo (ophys en grec) est repreacutesenteacute par des peacuteridotites des serpentinites du gabbro et des basaltes

Photo serpentine gabbro basalte - Panorama Monviso depuis le Colle di Sampeyre

Il y a 100 millions drsquoanneacutees Des boues de mer tregraves profonde continuent de se deacuteposer autour des volcans de la dorsale oceacuteanique que le soulegravevement des Alpes transformera en calcschistesschistes lustreacutes Loceacutean Atlantique se fracture vers le nord et vers le Sud lEurope et lAfrique commencent agrave pivoter en sens inverse et entrent ineacutevitablement en trajectoire de collision Loceacutean Teacutethys se referme son bord oriental senfonccedilant sous la plaque africaine

Photo calcschistes - panorama de Chianale dans le Val Varaita Il y a 65 millions drsquoanneacutees LAfrique et lEurope entrent en collision et le soulegravevement des Alpes commence Lorogenegravese alpine porte agrave la surface drsquoimpressionnantes eacutepaisseurs de roches qui forment des montagnes Sous la pousseacutee des blocs entiers de roches se plient se fendent se chevauchent sur le front exteacuterieur de la chaicircne en direction de la France du cocircteacute pieacutemontais les roches sont exhumeacutees de grandes profondeurs ougrave les tempeacuteratures eacuteleveacutees et les pressions les cuisent jusqursquoau meacutetamorphisme

Photo de roches plieacutees - Monte Mondolegrave

Il y a 30 millions drsquoanneacutees Dans une premiegravere peacuteriode la pousseacutee entre les plaques se poursuit vers la France tandis quau cours des 30 derniers millions danneacutees le mouvement sinverse et se dirige vers le Pieacutemont Le pheacutenomegravene appeleacute par les geacuteologues laquo reacutetro-charriage des Alpes raquo aura des reacutepercussions importantes dans la rotation antihoraire de la Corse et de la Sardaigne dans le soulegravevement des Apennins et dans la formation de la Plaine du Pocirc avec le Bassin Tertiaire Pieacutemontais qui comprend les Langhe et le Roero Aujourdhui encore les Alpes poursuivent leur lent soulegravevement comme en teacutemoignent les freacutequents tremblements de terre dans les montagnes de Cuneo

Photos des Langhe vues du ciel Il y a 2 millions drsquoanneacutees Si aujourdhui nous pouvons admirer la beauteacute des Alpes cest parce quau cours des 2 derniers millions danneacutees le climat srsquoest refroidi agrave plusieurs reprises au point de les recouvrir deacutepaisses couches de glace qui descendaient du haut des valleacutees jusqursquoau deacuteboucheacute vers la plaine Tels deacutenormes sculpteurs les glaciers brisaient les roches les lissaient en passant dessus les entrainaient vers le bas en les entassant dans les moraines glaciaires Avec lœuvre finale des glaciations le panorama alpin naicirct ce spectacle naturel que vous pouvez admirer agrave chaque fois que vous allez agrave la montagne

Photo panorama glaciaire sur le Monte Chersogno en Valle Maira

UD 5ndash LA FABRIQUE DU PAYSAGE ALPIN eacuterosion transport et deacutepocirct Temps estimeacute 60 min environ (enseignement) + 60 min environ (pratique) Objectif geacuteneacuteral Comprendre les dynamiques des paysages en perpeacutetuelle

Objectifs intermeacutediaires Observation deacuteduction logique

Objectifs opeacuterationnels Comprendre les facteurs drsquoeacuterosion les agents atmospheacuteriques chimiques le ruissellement et les risques naturels la planification de lrsquoutilisation du sol lrsquoaction du temps

Mateacuteriel disponible Activiteacute didactique

1 laquo Tableau de la montagne agrave la mer raquo 1 jeu de 20 cartes laquo stade raquo par type de roche granite calcaire de surface argile noire

calcaire de profondeur gregraves (Cartes coloreacutees par famille) 1 jeu de 15 cartes laquo facteur raquo avec les principaux pheacutenomegravenes eacuterosif s vent pluie transport

fluviatile geldeacutegel graviteacute (Cartes couleur saumon) Activiteacute expeacuterimentale

1 laquo Parcours fluviatile raquo agrave monter en plastique avec plan inclineacute 1 reacutecipient en plastique 10 entonnoirs 10 pulveacuterisateurs 1 paquet de cure-dents Mise agrave disposition de sable dargile de gravier fin Mise agrave disposition drsquoeau

Activiteacute didactique Lenseignant expose le laquo Tableau de la montagne agrave la mer raquo Il explique le concept deacuterosion de transport (par graviteacute) et daccumulation qui laquo de la montagne megravene agrave la mer raquo les deacutebris de plus en plus petits (en surface comme en profondeur) jusquagrave ce quils forment les plages Les eacutelegraveves devront ensuite composer le parcours de leacuterosion en positionnant correctement les cartes laquo stade raquo dune famille (par ex argiles) dans les cases approprieacutees sur le Tableau Entre les cartes laquo stade raquo ils placeront les cartes laquo facteur raquo afin de preacutesenter la relation de cause agrave effet Cela peut ecirctre reacutepeacuteteacute pour chacune des 5 familles en distinguant leacuterosion superficielle de lrsquoeacuterosion en profondeur Ci-dessous le bon positionnement

Le tableau de jeu avec des cartes laquo facteur raquo couleur saumon et des cartes laquo stade raquo coloreacutees par type de roche

Positionnement de la famille Calcaire de profondeur (couleur turquoise)

Positionnement type Gregraves (couleur orange)

Positionnement type Argile (couleur vert fluo)

Positionnement type Calcaire (couleur rose)

Positionnement type Granite (couleur bleu clair)

Activiteacute expeacuterimentale Lactiviteacute pratique consiste agrave deacutemontrer comment se deacuteroule leacuterosion le transport et le deacutepocirct des seacutediments en utilisant le parcours dune riviegravere sur un plan inclineacute Le reacutecipient supeacuterieur doit ecirctre rempli du mateacuteriau mixte reacutecupeacutereacute de lactiviteacute expeacuterimentale UD4 Nous verserons de lrsquoeau dessus agrave laide du pulveacuterisateur du gobelet puis du seau Nous observerons comment lrsquoeacutecoulement de lrsquoeau deacuteclenche le processus drsquoeacuterosion en entrainant et en accumulant le mateacuteriau en aval pregraves des anses et en le deacuteposant lagrave ougrave lrsquoinclinaison ou la vitesse de lrsquoeau diminue Leau trouble sera recueillie dans le reacutecipient agrave placer en fin de parcours simulant ainsi la preacutesence dun lac ou dune mer Lenseignant pourra deacutecider drsquoobserver le comportement eacuterosif des autres mateacuteriaux inertes disponibles Il pourra aussi simuler le ralentissement du pheacutenomegravene eacuterosif en plantant des cure-dents dans la partie haute du parcours pour deacutemontrer le rocircle de protection des arbres sur les sols dans la nature

1 Mateacuteriel agrave utiliser dans lrsquoexpeacuterience riviegravere expeacuterimentale cure-dents Eau Mateacuteriau inerte mixte (deacuteriveacute de

lUD04) ou gravier sable argile (ou farine)

2 Assembler les diffeacuterentes piegraveces de la

laquo riviegravere expeacuterimentale raquo Inseacuterer les lattes dans les fentes parqueacutees Placer le reacutecipient dans la partie finale

3 Positionner le parcours agrave meacuteandres en

commenccedilant par la portion la plus en aval Vous pouvez choisir librement dans quel ordre positionner les trois formes disponibles Assurez-vous que la rainure sinsegravere bien sur la latte

4 Positionner la deuxiegraveme portion en vous

assurant quelle se superpose agrave la portion preacuteceacutedente et que la rainure srsquoencastre bien sur la latte correspondante

5 Positionner la troisiegraveme portion en vous assurant quelle se superpose agrave la portion preacuteceacutedente et que la rainure srsquoencastre bien sur la latte correspondante

6 Positionner le reacutecipient supeacuterieur en vous

assurant quil se superpose agrave la portion preacuteceacutedente et que la rainure repose sur la latte correspondante

7 Le parcours fluvial est ainsi precirct

En agissant sur les lattes vous pourrez moduler les pentes pour chaque portion Commencer lexpeacuterience avec une pente douce et continue

8 Prendre le mateacuteriau reacutecupeacutereacute de lrsquoUD04 ou

celui du sac de mateacuteriau Mixte

9 Remplir le reacutecipient supeacuterieur pour simuler le seacutediment de mateacuteriau inerte dissous sur les versants de la montagne

10 Prendre le pulveacuterisateur et arroser le

seacutediment on simule ainsi une pluie leacutegegravere et on observe comment celle-ci deacuteplace peu ou pas le seacutediment

11 Prendre le petit entonnoir pour verser leau

simulant une pluie plus intense on constate que le seacutediment commence agrave glisser vers le bas en particulier largile et le sable tandis que le gravier sarrecircte vite lagrave ougrave la pente est moindre ou si une anse le gecircne sur le parcours

12 Continuer agrave simuler la pluie pour donner

plus de consistance au pheacutenomegravene de deacutelavage qui transportera en aval les granulomeacutetries plus petites et les mateacuteriaux plus leacutegers

13 Avant que le seacutediment du reacutecipient supeacuterieur ne se termine arrecircter de verser de leau On remarquera que Le seacutediment srsquoest accumuleacute

principalement dans les trois premiegraveres parties de la riviegravere

Le seacutediment srsquoest accumuleacute lagrave ougrave il a rencontreacute des obstacles

Leau a presque disparu du parcours en allant saccumuler dans le reacutecipient placeacute en dessous

14 Simuler maintenant une forte perturbation

telle qursquoune averse orageuse Verser leau directement du reacutecipient en provoquant une inondation

15 Noter qursquoil nrsquoy a presque plus de seacutediment

dans la premiegravere portion et qursquoune grande partie du gravier (la granulomeacutetrie la plus grosse) srsquoest arrecircteacutee le long du parcours alors que le sable et largile se deacuteposent au fond de la mer ou du lac (le reacutecipient terminal)

16 Essayer maintenant daccentuer la pente

en inseacuterant drsquoautres lattes de support dans leurs fentes Faites cette opeacuteration lentement et soigneusement afin de ne pas deacutetruire le parcours ou faire tressauter le mateacuteriau inerte deacutejagrave deacuteposeacute

17 Continuer agrave verser leau en observant que les seacutediments sont entraicircneacutes beaucoup plus rapidement vers les portions basses du parcours

18 Apregraves avoir fini de verser lrsquoeau observer

les diffeacuterences de reacutepartition selon les diffeacuterences du parcours de la riviegravere

19 Couvrir agrave nouveau le sommet de la

montagne de seacutediments mixtes (reacutecipient supeacuterieur) Planter quelques arbres (cure-dents) en profondeur dans le seacutediment

20 Reprendre larrosage des seacutediments avec

le pulveacuterisateur (bruine) pour constater qursquoune fois encore il ne se passe pratiquement rien

21 Verser lrsquoeau avec lentonnoir (pluie plus intense) le deacutelavage commence et porte un peu de seacutediment et quelques arbres vers la valleacutee

22 Noter comment les arbres sont tregraves

efficaces contre lrsquoeacuterosion

23 Recommencer agrave verser leau directement

du petit seau principal pour simuler une averse orageuse provoquant une inondation Mecircme si quelques arbres seront tombeacutes et traineacutes en aval de nombreux arbres sont encore solidement agrave leur place bien droits ou inclineacutes empecircchant leacuterosion du seacutediment

24 Noter enfin que par rapport agrave la situation

preacuteceacutedente une grande quantiteacute du seacutediment est resteacutee dans la partie supeacuterieure du parcours laction de retenue des arbres a aussi ralenti la vitesse et la violence de leau

25 Concentrons-nous maintenant sur le reacutecipient terminal qui repreacutesente notre petite mer ou lac Lrsquoextraire soigneusement sans le secouer et observer leffet provoqueacute par une inondation Noter drsquoabord agrave quel point leau est trouble en raison de largile preacutesente dans le seacutediment mixte tandis que le sable et le gravier se sont rapidement deacuteposeacutes sur le fond Le mateacuteriau veacutegeacutetal meacutelangeacute aux deacutebris flotte

26 En laissant le reacutecipient au repos pendant

quelques minutes on peut observer comment le seacutediment srsquoest deacuteposeacute au fil des diffeacuterents lessivages Sur la droite correspondant agrave la zone du delta fluvial et des plages il y a du sable et du gravier Un escarpement inclineacute vers le large sest eacutegalement formeacute plus mince vers la gauche Avec le temps les particules fines en suspension se deacuteposent et recouvrent le sable avec une eacutepaisseur plus reacuteduite vers la cocircte plus importante vers la mer comme dans les lacs et au fond de la mer ougrave seules les boues se deacuteposent au large Le pheacutenomegravene reproduit ce qui se passe lors des inondations ou des eacuteboulements sous-marins appeleacutes laquo turbidites raquo (agrave cause de la turbiditeacute de leau) ou flysch (qui en Suisse signifie laquo versant glissant raquo)

27 Avec le temps les fines particules en suspension continuent de se deacuteposer sur le fond et leau devient progressivement plus limpide Le pheacutenomegravene se reproduira lors de linondation (ou du glissement de terrain sous-marin) successive creacuteant ainsi des alternances de sables et dargiles typiques des turbidites des Langhe ou des Flysch agrave Helmintoids en France

UNE EXTENSION ou UNE VARIANTE de lrsquoUD5 LA SEacuteDIMENTATION Lrsquoexpeacuterience suivante analogue agrave la preacuteceacutedente permet drsquoexpliquer lrsquoalternance de seacutediments grossiers sableux (areacutenaceacutes) et argileux fins que lon observe souvent entre les couches marines et lacustres 1 Prendre un reacutecipient et le remplir agrave moitieacute

deau de maniegravere agrave repreacutesenter un lac ou la mer

2 Verser dedans le seacutediment mixte de

gravier sable et argile pour simuler une inondation ou un glissement de terrain sous-marin On constate que leau devient immeacutediatement trouble en raison de largile tregraves leacutegegravere tandis que le gravier et le sable sont les premiers agrave se deacuteposer sur le fond

3 Apregraves 30 minutes environ largile en

suspension se deacutepose eacutegalement formant une fine couche claire au-dessus du sable fonceacute

4 Apregraves 60 minutes tandis que leau

redevient limpide on voit que le seacutediment argileux qui recouvre le sable est devenu plus eacutepais

Notes didactiques Leacuterosion et la seacutedimentation sont des processus compleacutementaires qui enlegravevent des mateacuteriaux drsquoune zone de la surface de la Terre et les deacuteposent dans une autre Avant decirctre deacuteposeacute le mateacuteriau eacuterodeacute est geacuteneacuteralement transporteacute pendant un certain temps et sur une certaine distance souvent par le mecircme agent (eau ou vent) qui a provoqueacute leacuterosion Au fil des eacutepoques les activiteacutes de lhomme ont provoqueacute une eacuterosion massive du sol LrsquoEacuteROSION Leacuterosion subaeacuterienne comprend tous les types deacuterosion qui se produisent sur les sols exposeacutes agrave latmosphegravere Les mateacuteriaux rocheux exposeacutes sont souvent modifieacutes par des processus chimiques ou meacutecaniques (tels que lalteacuteration de la surface) puis transporteacutes Les principaux agents de leacuterosion subaeacuterienne sont la graviteacute leau de ruissellement la glace (en particulier sous forme de glaciers) le vent et les vagues de la mer sur les cocirctes Leacuterosion par graviteacute se produit lorsque des irreacutegulariteacutes de la surface telles que les pentes des montagnes permettent agrave la graviteacute de transporter vers le bas les fragments de roche produits par lalteacuteration Leacuterosion provoqueacutee par les eaux courantes ou eacuterosion fluviatile ajoute aux effets de laction dissolvante ceux de leacutenergie cineacutetique de leau de ruissellement et laction abrasive des fragments de roche transporteacutes par le liquide en mouvement Leacuterosion se produit principalement dans les peacuteriodes drsquoapport exceptionnel en eau lors drsquoaverses orageuses ou de perturbations moins intenses mais prolongeacutees dans le temps parfois des semaines Les rives sont eacuterodeacutees mineacutees par le courant en particulier le long des cocircteacutes externes des coudes tandis que le seacutediment se deacutepose agrave linteacuterieur des coudes lagrave ougrave la vitesse est plus faible en particulier agrave la fin de la crue lorsque le deacutebit deau diminue LE PROCESSUS DE SEacuteDIMENTATION La seacutedimentation cest-agrave-dire le processus daccumulation des seacutediments se produit lorsquun agent fluide (geacuteneacuteralement leau ou le vent) est contraint de deacuteposer sa charge Le deacutepocirct peut se produire pour des raisons physiques lorsquune masse de seacutediments qui se deacuteplace par graviteacute le long du flanc dune colline atteint la base de la pente ou quun courant deau ou dair ralentit agrave cause drsquoun obstacle Le deacutepocirct des seacutediments par graviteacute se produit lorsque les pentes diminuent reacuteduisant ainsi la vitesse du moyen qui les transporte ou lorsque le deacutebit deau dans la riviegravere diminue et avec lui la capaciteacute de transport de la matiegravere solide Le deacutepocirct se produit aussi dans les eaux calmes les oceacuteans les lacs et les mers ougrave la graviteacute fait seacutedimenter les particules solides qui forment les couches de sables et dargiles sur le fond Dans les oceacuteans les particules fines les plus communes sont les coquilles des micro-organismes qui vivent pregraves de la surface (plancton) la poussiegravere transporteacutee par lair et les riviegraveres ou par les eacuteboulements sous-marins appeleacutes courants de turbiditeacute qui entraicircnent en profondeur les sables les plus superficiels alors que les argiles se deacuteposent lentement comme dans les expeacuteriences que nous avons reproduites

Textes et photographies Enrico Collo et Davide Borra Reacutevisione scientifique Marie-Jo Soncini et Marco Pavia Traduction franccedilaise Charlotte Debeunne avec la reacutevision technique par Violaine Bousquet et Davide Olivero Graphique No Real Interactive srl avec les contributions de Cossima production ndash Marc Bouley

SOMMAIRE INTRODUCTION Le projet ALCOTRA lrsquoAventure Geacuteologique et le ldquo Coffret Didactique 2 Comment est structureacute le Coffret Didactique 3 Se preacuteparer agrave lrsquoutilisation 5 LES UNITEacuteS DIDACTIQUES UD 0 ndash LE COFFRE DE SACCO ET MARTEL Mateacuteriel disponible 8 Activiteacute didactique 9 Notes didactiques 9 UD 1 ndash LE TEMPS GEacuteOLOGIQUE Mateacuteriel disponible 13 Activiteacute didactique 14 Notes didactiques 14 UD 2 ndash LES ROCHES DANS LE TEMPS ET DANS LES LIEUX Mateacuteriel disponible 15 Activiteacute didactique 19 Notes didactiques 19 UD 3 ndash LES PRINCIPES DE LA FOSSILISATION Mateacuteriel disponible 25 Activiteacute didactique 25 Activiteacute expeacuterimentale 26 Notes didactiques 30 UD 4ndash LrsquoHISTOIRE DES ALPES Mateacuteriel disponible 32 Activiteacute didactique 32 Activiteacute expeacuterimentale 35 Notes didactiques 39 UD 5ndash LA FABRIQUE DU PAYSAGE ALPIN eacuterosion transport et deacutepocirct Mateacuteriel disponible 46 Activiteacute didactique 47 Activiteacute expeacuterimentale 50 UNE EXTENSION ou UNE VARIANTE de lrsquoUD5 LA SEacuteDIMENTATION 58 Notes didactiques 59

INTRODUCTION














































Notes didactiques































10+3 loupes


K1 K2 I1 I2 F1

I3 I4 I5 I6

K3 I7 I8 I9 I10 F2 F3

K4 K5 I11 I12 I13 I14 F41 F42 F43 F5

I15 I16 F6

K6 K7 F7 F8

F9 F10

F11

Environment








Panorama

2615 18 19 1713 2522 21 2316 24 201412

Cartes fossiles





Pecten


























































Notes didactiques






















Situation actuelle


















Notes didactiques






























































































INTRODUCTION














































Notes didactiques































10+3 loupes


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I3 I4 I5 I6

K3 I7 I8 I9 I10 F2 F3

K4 K5 I11 I12 I13 I14 F41 F42 F43 F5

I15 I16 F6

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Panorama

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Panorama

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LE COFFRET DIDACTIQUE

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