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Transcript

Thème Les enjeux contemporains de la planète p. 110-111
Chapitre 1 Géosciences et dynamique des paysages p. 112 à 127

Testez-vous sur l'altération des roches

de petites particules détritiques

d'une solution ionique

L'altération physique et chimique des roches aboutit à la création :

Testez-vous sur l'altération des roches

de petites particules détritiques

d'une solution ionique

L'altération physique et chimique des roches aboutit à la création :

Les particules détritiques

L'altération physique d'une roche peut aboutir à sa désagrégation.

Les particules détritiques correspondent aux petits fragments de roche issus de cette désagrégation.

Un exemple : l'altération physique du granite.
L'arène granitique contient de nombreuses particules détritiques

Les solutions ioniques

Une solution ionique est une solution composée d'ions.

Un ion est un atome portant une charge électrique.

Une solution de chlorure de sodium contient des ions Na+ et Cl-

Une solution d'hydroxyde de potassium contient des ions K+ et OH-

L'altération physique et chimique des roches aboutit à la création de petites particules détritiques et d'ions.

Des fragments détritiques issus de leur désagrégation

L'altération des roches produit donc :

Intéressons-nous au devenir des éléments issus de l'altération chimique des roches

Une solution ionique issue de leur dissolution chimique

L'altération des roches produit donc :

Des ions lessivés et exportés par les eaux courantes ou les eaux d'infiltration

Deux devenirs possibles

Une solution ionique issue de leur dissolution chimique

L'altération des roches produit donc :

Des ions lessivés et exportés par les eaux courantes ou les eaux d'infiltration

Deux devenirs possibles

Une solution ionique issue de leur dissolution chimique

L'altération chimique des roches aboutit à la création d'ions

Les ions sont entraînés par ruissellement vers les cours d'eau

Les ions se retrouvent exportés au loin par les eaux courantes

Des ions exportés par les eaux courantes

Les ions s'infiltrent dans le sol puis le sous-sol

Les ions se retrouvent au sein des nappes phréatiques

Des ions exportés par les eaux d'infiltration

L'altération chimique des roches aboutit à la création d'ions

La composition chimique des eaux des nappes phréatiques reflète l'altération des roches

Nappe phréatique

Un exemple : Etude de la composition chimique d'une eau minérale

La composition chimique des eaux des nappes phréatiques reflète l'altération des roches

L'eau minérale "Cristalline", production de la source Céline, située près d'Orléans (Loiret) est caractérisée par une composition chimique marquée par une grande richesse en ions calcium (Ca++) et en ions bicarbonates (HCO3-).

La composition chimique des eaux

Comment expliquer cette richesse en ions calcium et bicarbonates ?

Un exemple : Etude de la composition chimique d'une eau minérale

La composition chimique des eaux des nappes phréatiques reflète l'altération des roches

L'eau minérale "Cristalline", production de la source Céline, située près d'Orléans (Loiret) est caractérisée par une composition chimique marquée par une grande richesse en ions calcium (Ca++) et en ions bicarbonates (HCO3-).

Coupe géologique au nord d'Orléans

Source Céline

Nappe phréatique

L'eau de la source Céline provient des eaux d'infiltration qui se sont accumulées au sein de la nappe phréatique située au sein des calcaires de Beauce.

Les calcaires de Beauce, en présence d'eau, se transforme chimiquement selon la réaction suivante :

CaCO3 + H2O + CO2

2 HCO3- + Ca++

La composition chimique des eaux

Formule chimique du calcaire : carbonate de calcium CaCO3

Des ions issus de leur dissolution chimique

L'altération des roches produit donc :

Des ions lessivés et exportés par les eaux courantes ou les eaux d'infiltration

Des ions participant à la création de nouveaux minéraux

Deux devenirs possibles

Des ions issus de leur dissolution chimique

L'altération des roches produit donc :

Des ions lessivés et exportés par les eaux courantes ou les eaux d'infiltration

Des ions participant à la création de nouveaux minéraux

Deux devenirs possibles

L'altération chimique des roches peut aboutir à la création de nouveaux minéraux

L'exemple de l'altération du granite

Granite sain :

Arène granitique :

Minéraux

Quartz

Feldspath

Mica

Quartz

Argile

Minéral inaltérable

Minéraux transformés

Nouveau minéral

Ions

OH-

HCO3-

Ca++

K+

Des fragments détritiques issus de leur désagrégation

Des ions issus de leur dissolution chimique

L'altération des roches produit donc :

Intéressons-nous au devenir des fragments détritiques !

Problématique :
On cherche à appréhender le devenir des particules détritiques transportées par un cours d'eau

A partir de l'analyse des différentes informations de ce dossier numérique :

- expliquer le devenir des particules détritiques au cours de leur transport par un cours d'eau.

Enigme

1

2

4

3

Quatre documents à étudier afin de compléter votre schéma

Une énigme à résoudre afin d'entrer dans la phase expérimentale

MENU

Enigme

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2

Quatre documents à étudier afin de compléter votre schéma

Une énigme à résoudre afin d'entrer dans la phase expérimentale

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comportement d'une particule dédritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant

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1

2

3

4

effet d'un transport fluviatile sur la forme des particules dédritiques

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3

1

2

4

repartition des particules detritiques deposées dans le lit d'un cours d'eau en fonction de leur taille

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3

2

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4

modélisation du transport et du dépôt des particules dédritiques au sein d'un cours d'eau

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Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

  • la vitesse du courant est insuffisante pour transporter la particule, elle se dépose alors au fond du cours d'eau, on dit qu'elle sédimente.

Trois cas sont possibles :

  • la vitesse du courant permet à la particule d'être arrachée de son substrat et transportée, on parle ici d'érosion;

  • la vitesse du courant permet seulement à la particule d'être transportée;

Coup de pouce

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

  • la vitesse du courant est insuffisante pour transporter la particule, elle se dépose alors au fond du cours d'eau, on dit qu'elle sédimente.

Trois cas sont possibles :

  • la vitesse du courant permet à la particule d'être arrachée de son substrat et transportée, on parle ici d'érosion;

  • la vitesse du courant permet seulement à la particule d'être transportée;

Coup de pouce

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

Etude du comportement des particules détritiques si la vitesse du courant est de 0,5 m/s

Etude du comportement des particules détritiques si la vitesse du courant est de 0,05 m/s

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

- les particules comprises entre 0,05 et 5 mm sont arrachées au substrat puis transportées;
- les particules < 0,05 mm et comprise entre 5 et 20 mm sont transportées;
- les particules > 20 mm se déposent.

Si la vitesse du courant est de 0,5 m/s alors :

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

Si la vitesse du courant est de 0,05 m/s alors :

- les particules < 0,2 mm sont transportées;
- les particules > 0,2 mm se déposent.

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Etude de la forme des particules dédritiques en fonction de leur localisation dans un cours d'eau

En direction de la source du cours d'eau

Répartition des particules détritiques déposées dans le lit de la Loire en fonction de leur taille

Trois prélèvements de sédiments détritiques ont été effectués dans le cours de la Loire : au Puy-en-Velay (ville la plus en amont), à Orléans et à Nantes (ville la plus en aval).

Les échantillons prélevés ont été séchés, tamisés et pesés et les résultats traités de façon à obtenir une analyse granulométrique (classement et proportion des particules détritiques en fonction de leur taille).

Modélisation du transport et du dépôt des particules détritiques au sein d'un cours d'eau

Sous-titre

comportement d'une particule dédritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant

effet d'un transport fluviatile sur la forme des particules dédritiques

repartition des particules detritiques deposées dans le lit d'un cours d'eau en fonction de leur taille

modélisation du transport et du dépôt des particules dédritiques au sein d'un cours d'eau

Diagramme de Hjulström : étude du comportement d'une particule détritique en fonction de sa taille et de la vitesse du courant d'un cours d'eau.

  • la vitesse du courant est insuffisante pour transporter la particule, elle se dépose alors au fond du cours d'eau, on dit qu'elle sédimente.

Trois cas sont possibles :

  • la vitesse du courant permet à la particule d'être arrachée de son substrat et transportée, on parle ici d'érosion;

  • la vitesse du courant permet seulement à la particule d'être transportée;

Particules solides de diamètre inférieur à 0,005 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,005 et 0,05 mm.

Particules solides de diamètre compris entre 0,05 et 2 mm.

Particules solides de diamètre supérieur à 2 mm.

Etude de la forme des particules dédritiques en fonction de leur localisation dans un cours d'eau

En direction de la source du cours d'eau

Répartition des particules détritiques déposées dans le lit de la Loire en fonction de leur taille

Trois prélèvements de sédiments détritiques ont été effectués dans le cours de la Loire : au Puy-en-Velay (ville la plus en amont), à Orléans et à Nantes (ville la plus en aval).

Les échantillons prélevés ont été séchés, tamisés et pesés et les résultats traités de façon à obtenir une analyse granulométrique (classement et proportion des particules détritiques en fonction de leur taille).

Modélisation du transport et du dépôt des particules détritiques au sein d'un cours d'eau