L3 - Sciences de la Terre

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Reconnaître les différents types de roches magmatiques et métamorphiques à travers l’observation et la description . L’étudiant observera et distinguera les grands types de roches magmatiques (volcaniques et plutoniques) et métamorphiques par la manipulation d’échantillons macroscopiques et microscopiques (lames minces de roches) à partir de leur minéralogie et texture en Travaux Pratiques.
• Analyser les modalités de formation des roches magmatiques et métamorphiques d’après les observations macroscopiques et microscopiques . L’étudiant pourra évaluer l’origine géodynamique des différentes roches en lien avec les connaissances acquises pendant les cours magistraux.
• Reconnaître les différents types de roches magmatiques d’après les compositions en éléments majeurs et traces . L’étudiant devra se familiariser avec les compositions en éléments majeurs et les spectres de Terres Rares et les utiliser pour reconnaître ces roches et savoir analyser leur origine géodynamique.
• Comprendre les notions de formation des magmas et de leur évolution dans les différents contextes géodynamiques . L’étudiant devra, à travers le comportement des éléments chimiques, comprendre comment les magmas se forment dans le manteau terrestre ou dans la croûte (fusion partielle) et comment les magmas évoluent en composition lors des processus pétrogénétiques (cristallisation, mélange), et qui amènent à la diversité pétrologie et géochimique des roches magmatiques.
• Comprendre les transformations minéralogiques des différents types de roches associées au métamorphisme . L’étudiant devra se familiariser avec l’évolution minéralogique des différentes roches métamorphiques et évaluer les conditions pression-température auxquelles les roches ont été soumises dans les différents contextes géodynamiques.

La grande variété des roches magmatiques et métamorphiques sur le globe indique que ces roches sont le résultat d’une suite de processus complexes, dont les compositions minéralogiques et géochimiques sont la mémoire.

Le cours présente les caractéristiques pétrologiques et géochimiques des roches du manteau terrestre et des magmas dans les différents contextes géodynamiques, en insistant sur les relations entre compositions minéralogique et géochimique. Les compositions en éléments majeurs, traces et isotopiques sont utilisées pour discuter les processus impliqués dans la formation de ces différents types de magma (source, fusion partielle, cristallisation fractionnée, mélange).

Les Travaux Pratiques servent à illustrer les différences pétrologiques et minéralogiques dans les différents contextes géodynamiques, en macroscopie et microscopie, à travers des exemples de séries magmatiques et métamorphiques.

Cette unité d’enseignement utilise les savoirs / connaissances acquis au cours de la licence de Sciences de la Terre (L1, L2 et premier semestre de L3). L’étudiant devra notamment mobiliser les apprentissages acquis dans les enseignements de pétrographie magmatique ainsi qu’en géochimie (GEOS220, GEOS207, GEOS329).

Les compétences acquises seront évaluées au cours des séances de travaux dirigés et de travaux pratiques (0,4), lors de l’examen partiel (0,2), puis lors de l’examen final (0,4 ; écrit : 0,2 et Travaux Pratiques : 0,2). Lors de la deuxième session, un examen écrit aura lieu (0,6), la note d’examen de Travaux Pratiques étant conservée (0,4).

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Choisir la pertinence d'une méthode géophysique adaptée selon le but recherché et les caractéristiques du site étudié
• Traiter et analyser les données des différentes méthodes de prospection géophysique.
• Développer un sens critique par rapport aux données
• Interpréter les données de différentes méthodes de prospection géophysique, synthétiser et construire un modèle conceptuel
• Faire le lien entre des connaissances géologiques et physiques et utiliser ou développer ses compétences mathématiques et informatiques
• S'initier à des méthodes d'imagerie du proche sous-sol classiquement utilisées dans les entreprises de géophysique et les bureaux d'études.

Ce module présente l'ensemble des méthodes de la géophysique appliquée (appelée aussi géophysique de subsurface) permettant d'explorer, d'imager et plus généralement d'obtenir des informations sur le sous-sol. Parmi toutes les méthodes géophysiques existantes, l'étudiant sera initié à la prospection sismique, magnétique, gravimétrique, les mesures de résistivité électrique et le radar de sol. Il s'appropriera les principes physiques, les mesures ainsi que les bases de traitement et d'interprétation de ces différentes méthodes.

J. Dubois et M. Diament, Géophysique, Cours et Exercices corrigés, Dunod, 2ème édition 2001.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de : Les étudiants sont amenés à reconnaitre, comprendre, analyser et évaluer les déformations structurales engendrées par l’activité tectonique superficielle à profonde dans divers contextes tectoniques.

• Reconnaitre et comprendre l’influence des conditions physiques sur la déformation des roches. L’étudiant sera capable d’observer et de distinguer l’influence des paramètres physiques internes (nature rhéologique) et externe (température, pression, vitesse…) sur la déformation des roches.
• Comprendre et analyser la fracturation naturelle des roches en déformation cassante. L’étudiant étudiera les critères de rupture (Coulomb-Navier/Griffith) et sa représentation dans le cercle de Mohr. Il reconnaitra et comprendra l’organisation spatiale les différentes structures tectoniques (fentes de tension, stylolites, cisaillements secondaires) en déformation rotationnelle et non-rotationnelle. Il comprendra l’évolution dynamique des failles, les structures en terminaison et dans les zones de relais de faille. Il évaluera l’organisation spatiale des contraintes principales en relation avec ces déformation (modèle d’Anderson).
• Analyser les critères de mouvements sur les miroirs de failles. L’étudiant sera capable de reconnaître les différents types de tectoglyphes visibles sur les miroirs de failles dans l’objectif d’en évaluer le déplacement. Il comprendra leurs genèses ainsi que leurs évolutions selon les contextes d’écartement, de rapprochement et de glissement pur sur le plan de faille. Ces déplacements seront utilisés et interprétés du point de vue dynamique par leur représentation stéréographique et l’évaluation des paléocontraintes régionales déduites des méthodes graphiques du dièdre droit et du dièdre aigue réduit.
• Reconnaitre, analyser et évaluer les structures tectoniques d’échelles régionales. L’étudiant intégrera l’ensemble des concepts précédents pour identifier les différentes structures tectoniques régionales, selon le contexte géodynamique extensif, décrochant et compressif. Il saura définir, décrire et associer les grandes structures tectoniques régionales issues de ces différents contextes géodynamiques. Il pourra intégrer les différentes expressions de la déformation depuis l’échelle de la lithosphère (cassant/surface – ductile/profondeur) jusqu’à l’échelle d’un affleurement (diaclase, faille, plissement, …)

But : Reconnaître, décrire et interpréter les structures nées de l'activité tectonique superficielle à profonde dans les divers contextes géodynamiques terrestre.

Programme : Les différentes conditions de la déformation des roches (déformation cassante/ ductile). L'influence de paramètres physiques (T°,P° P°H2O, anisotropie ...) sur la déformation. Les modes de formation des structures tectoniques : aspect cinématique et dynamique (failles, plis, schistosités, foliations, linéations, ...). Les associations de structures tectoniques et leur interaction spatiale et temporelle dans leur cadre géodynamique. Les systèmes tectoniques élémentaires (système extensif, compressif, décrochant).

L’étudiant devra connaître les bases de la géologie structurale et de la tectonique (relation contraintes/déformations, modalité de la rupture (type de faille-glissement), modalité du plissement (géométries), savoir réaliser des coupes géologiques, connaitre les différents contextes géodynamiques et les structures associées.

L’étudiant devra connaître les bases de la géologie structurale et de la tectonique (relation contraintes/déformations, modalité de la rupture (type de faille-glissement), modalité du plissement (géométries), savoir réaliser des coupes géologiques, connaitre les différents contextes géodynamiques et les structures associées.

- Brahic A. (1999 à 2006): Sciences de la Terre et de l’Univers – Ed Vuibert

- Caron J-M (1995: Comprendre et enseigner la planète Terre – Ed Ophrys GAP

- Choukroune P. (1995): Déformations et déplacements dans la croûte terrestre – Ed Masson

- Debelmas J. & Mascle G (1991): Les grandes structures géologiques – Ed Dunod

- Jolivet L. (1995): La déformation des continents. Exemples régionaux – Ed Hermann

- Mattauer M. (1998): Ce que disent les pierres – Ed Belin

- Mattauer M. (1980): Les déformations des matériaux de l’écorce terrestre – Ed Hermann.

- Mercier J. Vergely P Y. Missenard. (1992, 2011): Tectonique – Ed Dunod- Nicolas A. (1989)

L’enseignement de cette UE comprend 21h de cours magistral et 24h de TD/TP. Les séances pratiques se répartissent en 4 séances de TD (Utilisation du cercle de Morh pour la résolution de problèmes de fracturation – exercices de projection stéréographique pour la détermination de paléo-contraintes) et 4 séances de TP d’interprétation et de commentaire de carte géologique (schéma structural-coupe-log-interprétation régionale)

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Distinguer les différents flux et réservoirs dans le cycle de l’eau et leur variabilité spatiale et temporelle. Connaître les appareils utilisés pour mesurer ces flux.
• Décrire les caractéristiques d’un bassin versant.
• Comprendre la relation entre les précipitations et les régimes hydrologiques des rivières.
• Comprendre la dynamique fluviale des rivières (évolution spatiale et temporelle) en distinguant les paramètres de contrôle des rivières (le débit liquide et la charge sédimentaire) et les paramètres de réponses des rivières (formes fluviales, pentes, dimensions).
• Connaître les principes de base de l’hydrogéologie (aquifère, porosité, perméabilité, charge hydraulique, loi de Darcy, relations nappe-rivière).

Objectif : L’enseignement a pour but de donner aux étudiants les principaux éléments de l’hydrologie continentale permettant de comprendre les processus hydrauliques se produisant en surface et en sub-surface de la terre, leur vulnérabilité face au changement climatique et à la pression anthropique croissante. Il comporte des enseignements en salle (cours et TD) et un TP d’hydrométrie et approches de base en hydrogéologie de terrain.

Programme : Cours/TD : Eléments de météorologie et de climatologie - Le cycle de l’eau : les grands réservoirs - Le bilan hydrologique -Le bassin versant et son complexe - Précipitations : processus, mesures, hyétogramme, spatialisations des données, variabilité spatiale et temporelle, notion de précipitations efficaces - L'évaporation, l’évapotranspiration : processus, mesures, variabilité spatiales et temporelles, ETP versus ETR - Propriétés hydrodynamiques des matériaux géologiques, relations nappes-rivières - L'infiltration et la recharge- Ruissellement – Ecoulements – différents types, régimes hydrologiques, étiages et crues, analyse d’hydrogrammes, fréquence de retour - Modélisation pluie-débit - Lacs : types, stratifications et classifications

Travaux pratiques (6h) : "mesures de terrain" : hydrométrie, découverte de l’hydrogéologie de la vallée de l’Yvette, mesures physico-chimiques de terrain

Les objectifs d’apprentissage de cette UE sont :

• Associer aux grandes coupures de l’échelle des temps géologiques , les grands processus qui ont façonné la planète Terre.
• Pour l’Archéen (Précambrien), d’observer et reconnaître les principales roches caractéristiques de cette période pour comprendre l’évolution de l’atmosphère et de l’océan ainsi que l’apparition des premières formes de vie et leur développement.
• Pour le Paléozoïque, d’ a nalyser la disposition et le déplacement des principaux blocs continentaux engagés dans les cycles orogéniques calédoniens et varisques. A partir d’exemples en France et en Europe principalement, l’étudiant reconnaîtra les marqueurs pétrographiques et géodynamiques définissant ces différents ensembles structuraux et pourra les intégrer dans l’évolution géodynamique globale. L’évolution et la diversification de la faune et de la flore sera détaillée au regard des grandes crises du vivant (extinction).
• Pour le Mésozoïque et le Cénozoïque, de comprendre l’ouverture et la fermeture des grands domaines océaniques (Atlantique, Téthysiens) dans le contexte du cycle Alpin. Il sera capable de faire le lien avec le stage de cartographie dans les Alpes.
• Intégrer pour chaque période è les conditions paléoclimatiques et paléoenvironnementales, et leurs impacts sur la biosphère.
• Identifier les grandes coupures de l’échelle des temps géologiques d’un point de vue lithologique, tectonique, environnemental, climatique et faunistique.
• Lister les idées autour du concept de la tectonique des plaques, depuis les premières observations dans l’antiquité jusqu’aux développements modernes de la fin du 20ème siècle.

Objectif Cette U.E a pour but de confronter les étudiants à une démarche transversale, faisant appel à différentes disciplines des Sciences de la Terre (géochimie, géophysique, géologie structurale, géologie historique, pétrologie magmatique et métamorphique).

L’approche pédagogique se fera par un travail personnel hors cours d’une part et par un travail en présentiel (cours et TP/TD) d’autre part.

Programme : L’histoire de la Terre sera vue depuis son stade primitif jusqu’à son évolution actuelle, à toutes les échelles (de l’échelle du globe à celle de la France).

Cette unité d’enseignement utilise les savoirs acquis au cours de la licence de Sciences de la Terre. L’étudiant devra notamment mobiliser les apprentissages acquis précédemment dans les enseignements de pétrographie sédimentaire et magmatique, géodynamique et géochimie.

Lors des travaux dirigés et des travaux pratiques, l’étudiant analysera des documents cartographiques (reconstitutions paléogéographiques à différentes échelles, cartes géologiques actuelles) afin de replacer les grands ensembles structuraux dans leur contexte géodynamique global et d’organiser les événements dans l’espace et dans le temps . La compilation et l’analyse de nombreuses données indépendantes permettra à l’étudiant de comprendre et d’intégrer les différentes approches et disciplines des sciences de la Terre dans un modèle global unifié. L’analyse de l’évolution du visage de la Terre lui permettra de déterminer les grands mécanismes à l’origine des transformations.

Les compétences seront évaluées au cours des séances de travaux dirigées et de travaux pratiques (0,5) et lors de l’examen final (0,5). Lors de la deuxième session, les notes de TD/TP seront conservées et un examen final (0,5) sera réalisé.

Cette unité d’enseignement utilise les savoirs acquis au cours de la licence de Sciences de la Terre. L’étudiant devra notamment mobiliser les apprentissages acquis précédemment dans les enseignements de pétrographie sédimentaire et magmatique, géodynamique et géochimie.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Reconnaître et décrire les faciès et microfaciès sédimentaires . L’étudiant décrira, caractérisera et reconnaîtra les faciès des sédiments ou roches carbonatés, détritiques, carbonés et celles d’origine chimiques/biochimiques. L’étudiant sera capable d’effectuer une reconnaissance pétrographique fine des microfaciès sédimentaires carbonatés et détritiques de domaines sédimentaires variés (cône alluviaux, fluviatile, côtiers, marins) au microscope photonique.
• Reconnaître et décrire les processus diagénétiques des roches carbonatés et détritiques. L’étudiant décrira, caractérisera et reconnaîtra les processus diagénétiques de cimentations, recristallisation, néoformations ou dissolution des sédiments ou roches carbonatés, et détritiques. L’étudiant effectuer une reconnaissance pétrographique, minéralogique et diagénétique fines de deux grandes familles de roches sédimentaires au microscope. Il établira une séquence paragénétique.
• Reconnaître et décrire les structures sédimentaires. L’étudiant décrira, caractérisera et identifiera les structures sédimentaires (rides, dunes, traces mécaniques, biologiques) visibles dans les sédiments ou roches.
• Techniques de retranscription des données (levé de LOG) . L’étudiant retranscrira ses observations ou descriptions sur un LOG sédimentaire (lithologie, faciès, figures sédimentaires).
• Analyser les faciès en vue de les classifier . L’étudiant analysera les différents composants et caractéristiques des roches (caractéristiques minéralogique, granulométrique, texturale, faunistique, floristique, structures sédimentaires) en vue de les classifier.
• Interpréter les environnements de formation des roches. L’étudiant déduira les conditions de formation des sédiments/roches en fonction de leur caractéristiques faciologiques (minéraux composants bioclastiques, figures sédimentaires…), afin d’en déduire un environnement de dépôts (paysage 3D) incluant des informations sur le processus d’écoulement, la vitesse de courant et les conditions climatiques (température, humidité/aridité).
• Comprendre les processus sédimentaires . L’étudiant sera capable d’adopter une démarche méthodologique et scientifique nécessaire à la description pétrographique et à l’élaboration de classification de microfaciès permettant la reconstruction de modèle de facies et d’architecture sédimentaire, savoir-faire indispensable à toute étude de pétrographie sédimentaire demandée dans le monde académique ou industriel. L’étudiant intégrera ces observations dans un cadre stratigraphique permettant d’apprécier l’évolution des conditions de dépôt au cours du temps (séquence paysage). L’étudiant devra intégrer le changement d’échelle entre ses observations, réalisées à l’échelle très ponctuelle, et ses interprétations à l’échelle de la dizaine de kilomètres ou même à l’échelle du bassin.
• Comprendre les processus diagénétiques . L’étudiant sera capable d’adopter une démarche méthodologique et scientifique nécessaire à la description pétrographique au microscope pour comprendre les processus qui vont transformer peu à peu les sédiments en roches. L’étudiant devra manipuler et maîtriser les mécanismes de changement d'échelles spatiales afin de remettre les phénomènes observés et caractérisés au microscope à l’échelle du bassin.

Le programme est composé :

• CM1 : Introduction, production carbonatée (type de cristaux, minéraux, réactions chimiques…), Principaux constituants des roches carbonatées – Les producteurs microbiens organo-minéralisateurs
• CM2: Principaux constituants des roches carbonatées, Grains squelettiques (Algues, Coraux), Principaux constituants des roches carbonatées – Grains squelettiques, Grains non squelettiques, origine de la matrice boueuse, Classifications des carbonates (Texture et faciès), Les plates-formes et rampes carbonatées, répartition d’ensemble et exemple de milieux sédimentaires carbonatés

• CM3 : Diagenèse des carbonates
• CM4 : Constitution et classification des sédiments et roches détritiques: Minéralogie des roches détritiques, Classification des roches détritiques, Constitution et classification des sédiments et roches détritiques: Analyse granulométrique, les techniques de base de levé de LOG
• CM5 : Exemple de milieux sédimentaires: fluviatiles, Exemple de milieux sédimentaires: désertiques, littoraux et estuariens
• CM6 : Diagenèse des roches détritiques
• CM7 : Mise en place des sédiments: Mécanisme et effet de transport, Ecoulement de particules sédimentaires, Formation des structures sédimentaires élémentaires, Mise en place des sédiments: Formation des structures sédimentaires élémentaires

TP : TP1 à TP4 Microfaciès carbonatés: Etude des microfaciès carbonatés du Dogger du Bassin de Paris et TP5 à TP8 Microfacies silicoclastique

Connaissance du cycle sédimentaire (processus et mécanismes de production, transport et dépôt), environnements fluviatiles, lacustres, évaporitiques et environnements de plate-forme (carbonatée et silicoclastique). Reconnaissance macroscopique de roches carbonatées, silicoclastiques, évaporitiques et de figures sédimentaires.

Deconinck, J. F., Brigaud, B., Pellenard, P., 2016. Pétrographie et environnements sédimentaires. Dunod, Collection Sciences Sup, 384 pages

Les objectifs et rendu de cette UE sont :

• Description de 17 lames minces
• Élaboration d’un tableau synthétique des faciès
• Schémas légendés de chaque faciès
• Élaboration de modèles sédimentaires 3D de plate-formes et rampes carbonatées et milieux estuariens, avec localisation de chaque faciès sur le modèle
• Modèle sédimentaire synthétique
• Élaboration d’un schéma temps-distance (diagramme de wheeler) de l’architecture sédimentaire avec habillage en faciès
• Description des cimentations précoces et tardives – élaboration d’un schéma diagénétique

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de : - Construire une représentation mathématique d'un processus géologique - Présenter oralement et à l'écrit des résultats scientifiques - Argumenter et défendre des choix de modélisation - Présenter oralement et à l'écrit des résultats scientifiques - Savoir être à l'aise à l'oral devant un public - Gérer un projet long, avec plusieurs collaborateurs

Ce module est sous forme de projet en groupe suivi sur le semestre. Il s'agit de présenter son projet sous forme d'un "jeu sérieux" devant un public simulant un client public ou privé (pour un bureau d'étude), des chercheurs (pour une étude fondamentale). A la suite de la présentation de l'état d'avancement du projet, il y a un échange pour déterminer les objectifs à réaliser pour la prochaine séance afin de résoudre les problèmes rencontrés précédemment. Quelques exemples de projets : diffusion d’un polluant dans une nappe, construction d’un édifice volcanique, prévision de la trajectoire d’un nuage…

Les notions suivantes seront abordées : - Notions de base : milieu continu, champ scalaire et tensoriel, ondes - Opérations de base : intégration, dérivation, gradient, rotationnel, … - Repères : cartésien, cylindrique, sphérique - Equations bilan : chaleur, dynamique, mécanique, … - Les limites du calcul analytique - Outil numérique : calcul formel

Bases de mathématiques. Par exemple : Mathématiques en géosciences : algèbre et champs vectoriels ; Mathématiques en géosciences : analyse et statistiques, ou équivalent. Ce module enseigne les outils de modélisations de base, nécessaire à la description des systèmes en géosciences (transfert de matière, de chaleur, de rayonnement, déformation, …). Les approximations des milieux continus et leurs méthodes de résolution seront introduites. Il sera focalisé sur la modélisation analytique et les outils modernes informatiques de calcul formel. Ce module est basé sur une forte proportion de TP informatique où l’étudiant peut manipuler les objets lui-même

Mathématique pour la Physique Noirot,Yves De la Physique avec Mathématica Garrigos Robert, De Boexk, 200

Les Objectifs d’Apprentissage Visés seront évalués :

• OAV analyse : rapport
• OAV compétence transversales : présentation orale
• OAV interprétation : réponse aux questions
• OAV : compétences préprofessionnelles : présentation orale

Les pré-requis sont : - Bases de mathématiques. Par exemple : Mathématiques en géosciences : algèbre et champs vectoriels ; - Mathématiques en géosciences : analyse et statistiques, ou équivalent. Ce module enseigne les outils de modélisations de base, nécessaire à la description des systèmes en géosciences (transfert de matière, de chaleur, de rayonnement, déformation, …). Les approximations des milieux continus et leurs méthodes de résolution seront introduites. Il sera focalisé sur la modélisation analytique et les outils modernes informatiques de calcul formel. Ce module est basé sur une forte proportion de TP informatique où l’étudiant peut manipuler les objets lui-même

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Maîtriser différentes techniques analytiques et leur finalité à travers des exemples pratiques soit de manipulation directe en laboratoire soit de manipulation de données.
• Mettre en forme et traiter des données expérimentales ou de terrain.
• Analyser et interpréter des données.
• Evaluer de façon critique les données et appréhender les limites analytiques (e.g., signification d’un écart-type sur un âge, une mesure de concentration).
• Hiérarchiser les niveaux d’informations (e.g., reconnaitre quelles informations sont significatives dans un article scientifique).
• Acquérir une démarche et un raisonnement scientifique avant de mettre en place un type d’analyse donné (objectifs, limites…).
• Synthétiser et communiquer sur des problématiques scientifiques.
• Travailler en équipe et savoir confronter les différentes observations et méthodes

Le but de cette UE est de confronter l’étudiant à des données expérimentales et de terrain acquises lors du stage multidisciplinaire afin qu’il soit amené à formuler des hypothèses et des interprétations argumentées. Il s’agit également de permettre à l’étudiant de découvrir l’éventail des outils analytiques utilisés en géosciences. L’étudiant devra traiter et analyser des données et les re-contextualiser par rapport à une problématique globale. Les données manipulées par l’étudiant pourront avoir été acquises sur le terrain par l’étudiant lui-même dans le cadre du stage multidisciplinaire de Licence 3, lors de son projet en géosciences ou issues de la littérature relative à la problématique traitée. In fine, l’étudiant devra acquérir une démarche scientifique d’analyse et de synthèse de résultats obtenus par différentes approches analytiques, e.g., par des méthodes spectrométriques, des outils géochimiques ou géophysiques. L’étudiant devra être capable de travailler en équipe et de présenter conjointement une note technique sur une méthode donnée.

• C. Langlois. Mini manuel de géologie : Géophysique, Cours et exercices corrigés. Dunod 2011, 200 pages, ISBN : 9782100518555
• R. Hagemann & M. Treuil. Introduction à la géochimie et ses applications, Tomes 1 & 2. CEA collection enseignement, 445 et 296 pages, ISBN : 272720194X et 2727201958.

Les enseignements seront dispensés sous forme de cours magistraux et de travaux pratiques et dirigés associés. L’enseignement pratique est privilégié permettant à l’étudiant de se confronter aux diverses facettes d’apprentissage. L’évaluation sera faite via une épreuve finale de synthèse, un oral illustrant un projet en équipe mais également par un suivi régulier (modalités de contrôle des connaissances à préciser).

Attendus de l'UE Langue-Anglais3 : Niveau B2 minimum dans les 5 compétences linguistiques.

ANGLAIS DE SPÉCIALITÉ. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais2 tout en introduisant un travail sur la langue de spécialité (scientifique et/ou de l'entreprise) : on prolongera l'approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) à partir de thèmes choisis selon la filière (interaction à travers de documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur une problématique et un scénario de communication). La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours. Le travail se fera par groupes de niveau.

Les objectifs d’apprentissage de cette UE sont :

• Reconnaître les différentes familles de roches magmatiques et métamorphiques associées sur le terrain. L’étudiant sera confronté à une grande variété de roches lui permettant de reconstruire la succession des faciès pétrologiques depuis le manteau jusqu’à la surface. Il apprendra également à reconnaître les principaux types de formations volcaniques : coulées de lave, dépôts pyroclastiques, brèches, dykes, sills, necks…
• Etablir les relations stratigraphiques entre les unités volcaniques, celles constituant le socle et les couvertures sédimentaires. A partir de ses relevés de terrain, l’étudiant construira le log géologique de son secteur d’étude.
• Interpréter les morphologies et les faciès volcaniques. L’étudiant reconstruira la succession des phénomènes éruptifs ayant affecté la zone d’étude en identifiant, le cas échéant, les zones sources (dômes, cônes, necks).
• Synthétiser les observations de terrain. L’étudiant reportera les levés de sa minute sur un fond topographique et les complétera par l’observation d’imagerie (photos aériennes, satellite, MNT), lui permettant d’extrapoler les contours des principales formations géologiques. La carte géologique ainsi réalisée lui permettra d’établir la succession des évènements géologiques s’étant succédés sur sa zone de travail. Ce travail s’appuiera sur la réalisation de coupes géologiques clés illustrant les relations géométriques et stratigraphiques entre les différentes formations.
• Organiser son travail en équipe au sein d’un petit groupe. L’étudiant interagira au sein de son groupe afin de discuter des observations. Il sera régulièrement amené à confronter les observations de son secteur à celles des groupes contigus, et devra aboutir à une cohérence d’ensemble. A l’issue du travail de cartographie, chaque groupe reportera la carte de son terrain sur une carte d’assemblage.
• Restituer l’histoire géologique. L’étudiant analysera cette succession pour proposer une histoire volcanique détaillée de sa zone d’étude qu’il replacera dans un cadre régional en intégrant l’histoire du socle ancien pour évaluer son modèle d’évolution géologique global.

Cette UE vise à former l’étudiant sur le terrain aux différentes expressions du volcanisme (pétrologie, morphologie et phénoménologie éruptive) et de sa mise en place au travers du socle plutonique. Il devra aussi se former à la géologie du socle à travers l’observation de roches plutoniques et métamorphiques associées aux morphologies volcaniques. Grâce à ses relevés sur le terrain, l’étudiant dressera une carte géologique en domaine volcanique dans la région du Cantal. L’observation et le décryptage d’affleurements complexes, l’identification des formations, leur représentation 2D et 3D, et la chronologie des ensembles, permettront à l’étudiant de reconstruire l’évolution dans l’espace et le temps du volcanisme récent et des orogenèses anciennes.

Volcanologie, Bardintzeff J.M., Dunod, Paris.

Le stage dure 7 jours transport compris. Modalités de contrôle des connaissances : travail sur le terrain (participation, carnet de terrain), rendu de carte géologique, rapport de synthèse.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Reconnaître, décrire la géomorphologie des bassins versants, les sols, les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires (minéralogie, structure, texture, …), les associations minérales dans un gisement de fluorine/baryte de type interface socle-couverture et l’état de fracturation et les relations structurales . Il décrira les liens modelé-dynamique des cours d’eau, incision des vallées, formation des méandres. L’étudiant décrira les caractéristiques pétrographiques des échantillons observés sur le terrain à travers un vocabulaire adéquat. L’étudiant décrira, caractérisera et reconnaîtra les plutoniques du Morvan et les faciès sédimentaires de roches carbonatées du Jurassique du Bassin de Paris. L’étudiant retranscrira ses observations ou descriptions de roches sédimentaires sur un LOG (lithologie, faciès, figures sédimentaires). L’étudiant devra reconnaître les différents minéraux constituant le gisement et établira une paragenèse. L’étudiant sera capable d’effectuer une reconnaissance sur terrain des fractures sur formations sédimentaires et plutoniques. L’étudiant sera amené à observer et décrire plusieurs sols l’amenant à découvrir leur diversité, typologie et usage.
• Planifier et exécuter des mesures géophysiques (sismique, géoélectrique, radar géologique, magnétisme) sur des sols, des formations magmatiques et sédimentaires et sur un gisement de fluorine. L’étudiant fera des mesures géophysiques (radar, sismique, résistivité, magnétisme) sur des sols/formations magmatiques, sédimentaires et d’un gisement de fluorine.
• Savoir exécuter un relevé GPS pour positionner des coordonnées d’échantillonnage/mesures et représenter ces relevés sur une carte, en vue d’une réalisation d’une base de données.
• Connaître et mettre en œuvre les principales mesures de prévention en matière d'hygiène et de sécurité dans des conditions de terrain . Savoir effectuer des mesures de débit en rivière et les relier à une surface de bassin versant caractérisée sur une carte. Savoir utiliser des sondes pH et conductivité et comprendre les origines de différences marquées selon les points de mesures. Savoir prélever de l’eau selon un protocole bien défini. Effectuer des mesures piézométriques.
• Traiter, analyser et interpréter les données géophysiques acquises en termes de propriétés physiques des différents types de roches et de sols.
• Analyser les sols et les faciès sédimentaires, métamorphiques et magmatiques en vue de les classifier. L’étudiant analysera les différentes caractéristiques des sols et les différents composants des roches (minéraux, faune, flore, structures) en vue de les classifier.
• Interagir, travailler en équipe au sein d’un petit groupe, retranscrire de manière ordonnée et géoréférencé ses données, et présenter des observations/mesures de terrain. Les informations obtenues sur le terrain seront mises au propre et présentées fin de synthèse les données obtenues en vue d’effectuer un projet à long terme sur des questions soulevées.

Il s'agit d'un stage multidisciplinaire couplant plusieurs approches (pétrographie, hydrologie, minéralogie, géophysique) afin d’avoir une vision intégrée sur des sites géologiques d’intérêts majeurs (économique ou écologique) : gisement de fluorine, site archéologique, réserve naturelle nationale, parc naturel régional, géosite. Le stage a lieu dans le Morvan.

Les grandes questions qui pourront être abordées : - Comment une roche s’enrichit-t-elle en éléments chimiques et devient un gisement ? - Quelle est l’influence du substrat sur la qualité des eaux ? - Quels sont les facteurs contrôlant la géométrie des roches ? - Quelles est l’influence du sol sur les vignes ?

Modules de physique et de Sciences de la Terre de Licence 1& 2 permettant d’appréhender les concepts développés en géophysiques, en géochimie, en pédologie, en pétrologie et en ressources minérales. Maîtriser les principes de cartographie géologique et les concepts de changement d'échelles spatiales.

Le stage dure 7 jours transport compris. Modalités de contrôle des connaissances : travail sur le terrain (participation, carnet de terrain), rendu de carte géologique, rapport de synthèse.

Prise en main d’un projet spécifique, développement de l’autonomie, analyse de la démarche et des résultats obtenus, capacité à rédiger un rapport et à présenter démarche et résultats.

Première expérience d’un étudiant avec le monde de la recherche soit dans une entreprise soit dans un laboratoire de recherche. Les compétences à développer lors du stage pour l’étudiant sont : la prise en main d’un projet spécifique, le développement de l’autonomie, l’analyse de la démarche et des résultats obtenus, la capacité à rédiger un rapport et à présenter démarche et résultats.

Contenu : Le stage est dirigé par un maître de stage dans l’entreprise et un tuteur à l’université. L’étudiant a en charge un dossier, une étude qu’il devra mener au cours des quatre semaines de stage. Il rédigera un mémoire qu’il présentera devant les étudiants de la Licence et les responsables du stage.

Durée : 1 mois

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• L’étudiant sera capable d’identifier en autonomie la nature et l’âge des roches ainsi que les structures tectoniques et à les reporter sur une minute de terrain.
• Il maitrisera les outils de terrain pour réaliser une carte géologique et une interprétation de l’histoire géologique de la région (paléo-contraintes) en lien avec le cadre global de la déformation alpine.
• Il sera capable de choisir et réaliser des coupes géologiques, un log sédimentaire et rédiger un rapport explicitant la géologie régionale.
• Organiser son travail en équipe au sein d’un petit groupe. L’étudiant interagira au sein de son groupe afin de discuter des observations. Il sera régulièrement amené à confronter les observations de son secteur à celles des groupes contigus, et devra aboutir à une cohérence d’ensemble. A l’issue du travail de cartographie, chaque groupe reportera la carte de son terrain sur une carte d’assemblage.

Stage d'apprentissage à la cartographie géologique en domaine sédimentaire plissé. L’étudiant apprendra à reconnaître, décrire et représenter ses observations de terrain (nature et âge des roches, plissement, failles...) sur un fond topographique. Il proposera une interprétation structurale du secteur géographique dont il a la charge tout en intégrant d'une part, l'ensemble de ses propres données de terrain récoltées localement, avec d'autre part les connaissances acquises sur la structuration et la géologie globale des Alpes lors de 3 excursions à thème. L’étudiant apprendra à travailler en groupe ainsi qu’en autonomie.

Programme : 1ère journée : reconnaissance de faciès sédimentaire et réalisation du log stratigraphique régional. Journées suivantes : travaux personnels et encadrés de cartographie géologique. Reconnaissance des formations sédimentaires et des structures tectoniques à différentes échelles (plissement, discordance, chevauchement, faille, fracture...). 3 journées à thème : 1.Tectonique polyphasée et chronologie relative des déformations - Région du Dévoluy. 2.Nappe de charriage et sédimentations syntectoniques - Nappe de Dignes. 3.Déformations ductiles le long d'une coupe dans les zones internes de la chaîne.

Modalités de contrôle des connaissances : production d’un rapport final en groupe (synthèse géologique régionale et log) et personnel (production d’une carte géologique, coupe, schéma structural explicatif). Notation du groupe de travail pondéré par le travail personnel (participation, carnet de terrain). Le stage dure 10 jours transport compris.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont :

• Quantifier l’altération en fonction des éléments chimiques mesurés dans les eaux.
• Interpréter la géométrie et la formation d’un gisement de type socle/couverture. Comprendre le lien entre la concentration en F/Ba dans les roches sédimentaires et l’altération des formations du socle.
• Analyser et interpréter les modalités de formation des roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires d’après les types de roches observés et les relations structurales entre différentes unités magmatiques/métamorphiques observées sur le terrain. L’étudiant pourra proposer un contexte géodynamique à l’origine des différentes roches en lien avec les connaissances acquises pendant les cours magistraux et les documents proposés sur le terrain. L’étudiant sera capable d’adopter une démarche méthodologique et scientifique nécessaire à la description pétrographique et à l’élaboration de classification de faciès et microfaciès permettant la construction d’un LOG sédimentaire. L’étudiant devra intégrer le changement d’échelle entre ses observations, parfois très ponctuelles, ou à l’échelle de l’affleurement (terrain et géophysique) et ses interprétations à l’échelle de la dizaine de kilomètres ou même à l’échelle du bassin.
• Interpréter les conditions de formation des sols. L’étudiant déduira les conditions de formation des sols en fonction de leurs caractéristiques, afin d’en déduire un environnement de formation (paysage 3D) incluant des informations sur les processus et les conditions climatiques (température, humidité/aridité). Il fera le lien avec les usages.
• Interpréter l’écoulement des eaux souterraines et la relation entre la nappe et la rivière à partir de données hydrologiques et géophysiques .
• Interpréter une zone d’occupation archéologique d’après les données géophysiques, pétrographiques et hydrologiques, les conditions de formation des fractures. L’étudiant déduira les conditions de formation des fractures en fonction de leurs caractéristiques, afin d’en déduire un processus de formation et de contrainte.
• Comprendre les processus et géométries sédimentaires .
• Retranscrire et synthétiser les informations obtenues sur le terrain de manière chronologique et proposer une synthèse géodynamique de l’objet global étudié.
• Travailler en équipe en répartissant le travail sur le terrain mais aussi en salle. Savoir élaborer une stratégie de travail sur le terrain pour la semaine, synthétiser les informations de terrain et interpréter en groupe en salle les données.

Avec les informations/prélèvements issus du stage de terrain multidisciplinaire en Géosciences , l’étudiant interprétera ses données d’observation et d’expérimentation en groupe pour répondre à des grandes questions telles que :

• Comment une roche s’enrichit-t-elle en éléments chimiques et devient un gisement ?
• Quel est le lien entre le taux d’érosion/altération et les types de sol/substrat géologique des bassins versants ?
• Quelle est l’influence de la géologie du substrat sur la chimie/qualité des eaux ?
• Quels sont les facteurs contrôlant la géométrie des roches ?
• Quelle est l’influence de la qualité d’un sol sur des zones cultivables (graminées, vignes…) ?
• Quelle est l’origine du sel dans les eaux des Fontaines Salées ?

Afin d’y répondre, l’étudiant manipulera et maîtrisera les mécanismes fondamentaux de changement d’échelles spatiales (atomique à régionale) et temporelles et devra rédiger et présenter (écrit et oral) de façon scientifique son propos en resituant son travail dans l’état de l’art (bibliographie française et anglaise).

Modules de physique et de Sciences de la Terre de Licence 1, 2 et 3 permettant d’appréhender et intégrer différents concepts développés en géophysiques, en hydrologie et chimie des eaux, en pédologie, en pétrologie et en ressources minérales.

L’étudiant manipulera et maîtrisera les mécanismes fondamentaux de changement d’échelles spatiales (atomique à régionale) et temporelles et devra rédiger et présenter (écrit et oral) de façon scientifique son propos en resituant son travail dans l’état de l’art (bibliographie française et anglaise).