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Sciences de la Vie et de la Terre

Mise à jour le 28/05/2013
Par npajon - publié en septembre 2008.

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 AU  COLLEGE    

Cycle 3

Cycle 4

• Enseignement Pratique Interdisciplinaire (EPI)

 AU  LYCEE

•  Seconde

•  Premières  L/ES  -  S 

•  Terminale S  -  Spé

AU COLLEGE

CYCLE 3  (sciences et technologie)

Les programmes officiels du cycle 3 :

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

identifier differentes sources et connaitre quelques conversions d'energie

♦ Reconnaître les situations où l'énergie est stockée, transformée, utilisée. La fabrication et le fonctionnement d'un objet technique nécessitent de l'énergie.

→ Exemples de sources d'énergie utilisées par les êtres humaines : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile...

→ Notion d'énergie renouvelable.

 

LA PLANETE TERRE  -  LES ETRES VIVANTS DANS LEUR ENVIRONNEMENT

Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre

Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour-nuit, autour du Soleil et cycle des saisons)

→ Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du Soleil

 

Identifier les composantes biologiques et géologiques d'un paysage

→ Paysages, géologie locale, intercations avec l'environnement et le peuplement.

Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations

→ Phénomènes géologiques traduisant l'activité interne de la Terre (volcanisme, tremblements de terre...)

→ Phénomènes traduisant l'activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; évènements externes (tempêtes, cyclones, inondations et sècheresses...)

 

IDENTIFIER DES ENJEUX LIES A L'ENVIRONNEMENT

♦ Relier les besoins de l'être humain, l'exploitation des ressources naturelles et les impacts à prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisement des stocks)

→ Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches à des fins de construction...)

 

 

CYCLE 4 : La plaNEte terre, L'ENVIRONNEMENT ET L'ACTION HUMAINE

Les programmes officiels du cycle 4

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

LES PHENOMENES GEOLOGIQUES LIES AU FONCTIONNEMENT DE LA TERRE

LA TERRE DANS LE SYSTEME SOLAIRE

Expliquer quelques phénomènes géologiques à partir du contexte géodynamique global.

♦ Le système solaire, les planètes telluriques et les planètes gazeuses.

♦ Le globe terrestre : forme, rotation, dynamique interne et tectonique des plaques, séismes et éruptions volcaniques.

♦ Eres géologiques.

 

 

 

ELEMENTS DE CLIMATOLOGIE ET METEOROLOGIE

Expliquer quelques phénomènes météorologiques et climatiques.

♦ Météorologie : Dynamique des masses d'air et des masses d'eau - Vents et courants océaniques

♦ Différence entre météo et climat - Les grandes zones climatiques de la Terre.

♦ Les changements climatiques passés (temps géologiques) et actuels (influence des activités humaines sur le climat)

LES RISQUES NATURELS

Utiliser les connaissances scientifiques dans le cadre des risques naturels

♦ Les phénomènes naturels : risques et enjeux pour l'être humain.

♦ Notions d'aléas, de risques et de vulnérabilité - Prévention, adaptation, protection.

→ Relier les connaissances scientifiques sur les risques naturels (ex : séismes, cyclones, inondations) ainsi que ceux liés aux activités humaines (pollution de l'air et des mers, réchauffement climatique...) aux mesures de prévention (quand c'est possible), de protection, d'adaptation, ou d'atténuation.

ressources naTurelles, ECOSYSTEMES ET ACTIVITES HUMAINES

Caractériser quelques-uns des principaux enjeux de l'exploitation d'une ressource naturelle par l'être humain, en lien avec quelques grandes questions de société.

♦ L'exploitation de quelques ressources naturelles par l'être humain : eau, sol, pétrole, charbon, bois, ressources minérales, ressources halieutiques... pour ses besoins en nourriture et ses activités quotidiennes.

→ Comprendre et expliquer les choix en matière de gestion de ressources naturelles à différentes échelles.

→ Expliquer comment une activité humaine peut modifier l'organisation et le fonctionnement des écosystèmes en lien avec quelques questions environnementales globales.

→ Proposer des argumentations sur les impacts générés par le rythme, la nature (bénéfices / nuisances), l'importance et la variabilité des actions de l'être humain sur l'environnement.

♦ Quelques exemples d'interactions entre les activités humaines et l'environnement, dont l'interaction homme-biodiversité (de l'échelle d'un écosystème local et de sa dynamique jusqu'à celle de la planète).

 

 

AU  LYCEE

 

Niveau Seconde

Programmes officiels (B.O spécial n°4 du 29 avril 2010)

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

 Thème 1 : La terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant : une planète habitée

Les conditions de la vie : une particularité de la Terre ?

  • La Terre est une planète rocheuse du système solaire. Les conditions physico-chimiques qui y règnent permettent l’existence d’eau liquide et d’une atmosphère compatible avec la vie.
Ces particularités sont liées à la taille de la Terre et à sa position dans le système solaire.
Ces conditions peuvent exister sur d’autres planètes qui possèderaient des caractéristiques voisines sans pour autant que la présence de vie y soit certaine.

 

  • "L'eau dans l'Univers"

 

 

La biodiversité, résultat et étape de l'évolution

  • [...] La biodiversité se modifie au cours du temps sous l’effet de nombreux facteurs, dont l’activité humaine.

  • "Le blanchissement des coraux" (fichier .kmz)

Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol

Le soleil, une source d'énergie essentielle

  • La lumière solaire permet, dans les parties chlorophylliennes des végétaux, la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone.

  • Ce processus permet, à l'échelle de la planète, l'entrée de matière minérale et d'énergie dans la biosphère.

  • La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu’ils sont issus d’une biomasse. Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à l’action des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement.

  • La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.

  • La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées. Cette exploitation a des implications économiques et environnementales.

 

  • Utiliser l'énergie des vents, des courants marins, des barrages hydroélectriques, revient à utiliser indirectement de l'énergie solaire. Ces ressources énergétiques sont rapidement renouvelables.

 

Application pédagogique : La photosynthèse à l'échelle planétaire

 

 

  • Les combustibles fossiles : mise au point scientifique

  

  • "Méthane : ressource d'énergie prometteuse ou géohasard ?"

  • L'énergie hydroélectrique

  • L'énergie éolienne

Le sol : un patrimoine durable ?

  • [...] L'agriculture a besoin (pour cela) de sols cultivables et d'eau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. [...]

 

 

  • Un sol résulte d'une longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence d'eau et la température.

 

 

  • Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. Sa gestion est un enjeu majeur pour l'humanité.

  • "Eau et sol, deux ressources inégalement réparties à la surface de la planète"

  • Le système sol - eau

  • L'eau, agent d'altération des roches.

  • Les réactions d'hydrolyse et la production d'argiles.

 

  • La dégradation des sols par l'homme :

  • Éléments du sol et activités anthropiques

 

Niveau Première ES / L

Programmes officiels : B.O spécial n°9 du 30 septembre 2010 
 

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

Nourrir l'humanité : Vers une agriculture durable au niveau de la planète

Une agriculture pour nourrir les hommes

 

 

  L'exportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements et l'amélioration qualitative des productions posent le problème :

  • des apports dans les cultures : engrais, produits phytosanitaires, etc. ;



  

 

  • des ressources en eau ;
  • [...]

 

  • Généralités sur les nitrates

  • Etat des lieux sur l'utilisation des nitrates (échelles mondiale, nationale, régionale)

  • Généralités sur les pesticides

  • Etat des lieux sur l'utilisation des pesticides (échelles mondiale, nationale, régionale)

 

  • "Eau et sol, deux ressources inégalement réparties à la surface de la planète"

  • "La répartition de l'eau douce sur la planète"

  • "Les réserves en eau utilisables à l'échelle de la planète"

 

Qualité des sols et de l'eau

 

  • Le sol : milieu d'échanges de matière.
  • Engrais et produits phytosanitaires ; composition chimique

 

 

  • Eau de source, eau minérale, eau du robinet ; composition chimique d'une eau de consommation.

 

  • Critères physico-chimiques de potabilité d'une eau. 
  • Traitement des eaux naturelles

  

 

 

Niveau Première S

Programmes officiels  :  B.O spécial n°9 du 30 septembre 2010

Thèmes - Notions du programme

Ressources disponibles dans ce site             

La naissance de l'idée

  Au début du XXème siècle, les premières idées évoquant la mobilité horizontales s'appuient sur quelques constatations  ...]

 

  • Les arguments de Wegener (application Géosciences-3D)

  • Dérive des continents (application Géosciences-3D)

L'interprétation actuelle des différences d'altitude moyennes entre les continents et les océans

  [...] Les études sismiques et pétrographiques permettent de caractériser et de limiter deux grands types de croûtes terrestres [...]

  • Ondes sismiques (application Géosciences-3D)

L'hypothèse d'une expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux

  Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux thermique permettent d'imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à l'axe des dorsales, conséquence d'une convection profonde.

  La mise en évidence de bandes d'anomalies magnétiques symétrique par rapport à l'axe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d'inversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du siècle), permet d'éprouver cette hypothèse et de calculer des vitesses d'expansion.

 

  

  • La topographie océanique


  • Le paléomagnétisme et la dérive des plaques lithosphériques.

  • De la dérive des continents à la tectonique des plaques  (application Géosciences-3D)

 

 

Le concept de lithosphère et d'asthénosphère

  Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s'établit selon un plan incliné.   [...]

  L'interprétation de ces données sismiques permet ainsi de montrer que la lithosphère s'enfonce dans le manteau au niveau des fosses dites de subduction.

  • Convergence et zones de subduction

- "Une zone de subduction : le Japon"

- "Subduction"                 

- "Une zone de subduction : Vanuatu"   (kmz)

  • Le retour de la lithosphère océanique dans le manteau

Un premier modèle global : une lithosphère découpée en plaques rigides

 

 

  A la fin des années soixante, la géométrie des failles transformantes océaniques permet de proposer un modèle en plaques rigides. Des travaux complémentaires parachèvent l'établissement de la théorie de la tectonique des plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales), décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents avec ce modèle géométrique.

 

 

 

 

 

 

  Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, dont la position ne correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques lithosphériques au-dessus d'un point chaud fixe, en première approximation, dans le manteau.

 

  • Géologie globale  (fichier .kmz)

  • Convergence et zones de subduction

- "Une zone de subduction : le Japon"

- "Subduction"

- "Une zone de subduction : Vanuatu"   (kmz)

  • Divergences

- "L'expansion océanique"

- "L'Islande, une dorsale émergée et un point chaud"

  • De la dérive des continents à la tectonique des plaques  (application Géosciences-3D)

 

  • Points chauds

- "Le volcanisme de point chaud, l'alignement volcanique des îles Hawaï"

- "L'Islande, une dorsale émergée et un point chaud"

Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive

  Le modèle prévoit que la croûte océanique est d'autant plus vieille qu'on s'éloigne de la dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forages sous-marins JOIDES) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des plaques.

 

 

  Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d'après le paléomagnétisme et les alignements de volcans intraplaques). Avec l'utilisation des techniques de positionnement par satellites (GPS), à la fin du XXème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont confirmées.

  •  "L'expansion océanique"

  • De la dérive des continents à la tectonique des plaques  (application Géosciences-3D)
 

 

Données GPS et vitesses de déplacement

  • "L'expansion océanique"

  • "L'Islande, une dorsale émergée et un point chaud"

  • "Ouverture océanique"

  • "Balises GPS" : 1 fichier .kmz

  • "GPS et vitesse angulaire" (mise au point connaissances)

L'évolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique

  En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction et produite dans les dorsales.

  La divergence des plaques de part et d'autre de la dorsale permet la mise en place d'une lithosphère nouvelle à partir de matériaux d'origine mantélique.

  Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère océanique s'incorporent au manteau.

  • Géologie globale  (fichier .kmz)

 

  • Convergence et zones de subduction

- "Une zone de subduction : le Japon"

- "Subduction"

- "Une zone de subduction : Vanuatu"   (kmz)

  • Divergences

- "L'expansion océanique"

- "L'Islande, une dorsale émergée et un point chaud"

- "La naissance d'un océan, la dépression de l'Afar"

Thème  2 A : Tectonique des plaques et Géologie appliquée

Tectonique des plaques et Recherche d'hydrocarbures

  Le choix est en fait de s'intéresser à un champ pétrolifère ou gazier situé situé dans un bassin de marge passive pour comprendre les principaux facteurs qui conditionnent la formation des gisements. En s'appuyant éventuellement sur ce qui aura ét étudié en seconde, il s'agit d'expliciter le constat fait alors : les gisements d'hydrocarbures sont rares et précisément localisés.

  • Les combustibles fossiles : mise au point scientifique

  • "Méthane : ressource d'énergie prometteuse ou géohasard ?"

  • "Les gisements pétroliers du Golfe du Mexique"

 

Niveau Terminale S

Programmes officiels B.O spécial n°8 du 13 octobre 2011

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

Thème  1 - A : Génétique et Evolution

4 - Un regard sur l'évolution de l'Homme

  [...] Homme et chimpanzé partagent un ancêtre commun récent. Aucun fossile ne peut être à coup sûr considéré comme un ancêtre de l'homme ou chimpanzé. [...]

  • L'âge d'Orrorin 

Thème  1-B : Le domaine continental et sa dynamique

1 - La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale

  • La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l'asthénosphère. Les différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent par des différences crustales.

 

 

  • [...] L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte continentale date par endroits de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie.

  (Déterminer un âge en utilisant la méthode de la droite isochrone)

  • Les mouvements verticaux de la lithosphère en Scandinavie

 

  • "Des différences entre les chaînes de montagnes récentes et les massifs anciens"  (profondeur variable du Moho)

  • La datation isotopique

2 - La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes

  Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine océanique disparu (ophiolites) et d'anciennes marges continentales passive. La "suture" de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de deux lithosphères continentales (collision). Tandis que l'essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s'épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux plaques.

  Les matériaux océaniques et continentaux montrent les traces d'une transformation minéralogique à grande profondeur au cours de la subduction.

  La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique âgée est la principale cause de la subduction. En s'éloignant de la dorsale la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation de sa densité au-delà d'un seuil d'équilibre explique son plongement dans l'asthénosphère. En surface, son âge n'excède pas 200 MA.

  • "Géologie globale"  (.kmz)

 

  • Convergence et zones de subduction

- "Une zone de subduction : le Japon"

- "Etude des marges actives en subduction"

- "Une zone de subduction : Vanuatu"   (kmz)

3 - Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux

  Dans les zones de subduction, des volcans émettent des laves souvent visqueuses associées à des gaz et leurs éruptions sont fréquemment explosives.

  La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite libère de l'eau qu'elle a emmagasinée au cours de son histoire, ce qui provoque la fusion partielle des péridotites du manteau sus-jacent.

  Si une fraction des magmas arrive en surface (volcanisme), la plus grande partie cristallise en profondeur et donne des roches à texture grenue de type granitoïde. Un magma, d'origine mantellique, aboutit ainsi à la création de nouveau matériau continental.

Actualisation des connaissances

Magmatisme et subduction

Activités pédagogiques

Un travail collaboratif autour du magmatisme des zones de subduction

4 - La disparition des reliefs

  Les chaînes de montagnes anciennes ont des reliefs moins élevés que les plus récentes. On y observe à l'affleurement une plus forte proportion de matériaux transformés et/ou formés en profondeur. les parties superficielles des reliefs tendent à disparaître.

  Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs.

  Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solides ou solubles, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent (sédimentation).

  Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs.

  L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale.

 Actualisation de connaissances

  • L'eau, agent d'érosion

  • Disparition des reliefs et phénomènes d'extension

Activités pédagogiques

  • Des différences entre les chaînes de montagnes récentes et les massifs anciens

  • Transport et sédimentation des particules

  • La disparition des reliefs en Himalaya

  • Mécanismes au foyer (application Géosciences-3D)

Thème  2-A : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre

   La température croît avec la profondeur (gradient géothermique) ; un flux thermique atteint la surface en provenance des profondeurs de la Terre (flux géothermique). gradients et flux varient selon le contexte géodynamique.

  [...]

  A l'échelle globale, le flux sort dans les dorsales est associé à la production de lithosphère nouvelle ; au contraire, les zones de subduction présentent un flux faible associé au plongement de la lithosphère âgée devenue dense. La Terre est une machine thermique.  [...]

Actualisation de connaissances

  La géothermie

Activités pédagogiques

  • "Dorsales" (.kmz)

→ fichier sur le flux thermique océanique.

  • "Etude de 2 ressources géothermiques en France : Alsace et Bouillante"

  • "La géothermie est-elle utilisable dans le nord-est de la France ?"

  • "Ressource géothermique de Bouillante"

 

 

Terminale S  spécialité

Programmes officiels B.O spécial n°8 du 13 octobre 2011

Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir

  L'atmosphère initiale de la Terre était différente de l'atmosphère actuelle. Sa transformation est la conséquence notamment, du développement de la vie. L'histoire de cette transformation se trouve inscrite dans les roches, en particulier celles qui sont sédimentaires.

 

  Les bulles d'air contenues dans les glaces permettent d'étudier la composition de l'air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d'origine humaine. La composition isotopique des glaces et d'autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.

 

  L'effet de serre, déterminé notamment par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global. La modélisation de la relation effet de serre / climat est complexe. Elle permet de proposer des hypothèses d'évolutions possibles du climat de la planète, notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l'activité humaine.

 

  Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d'années), les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires. Des conditions climatiques très éloignées de celles de l'époque actuelle ont existé.

  • Les marqueurs du temps

  • L'origine du dioxygène

 

 

  • Climats et paléoclimats

  • Les climats de la Terre

  • Impact des paramètres orbitaux sur le climat

  • Climats aux grandes échelles de temps

  Réchauffement climatique, responsabilité humaine et biodiversité

  • Effet de serre

  • L'évolution du climat : l'impact des GES de 1900 à nos jours

  • "Méthane : ressource d'énergie prometteuse ou géohasard ?"

  • Modélisation du cycle du carbone à long terme et impacts climatiques

  • L'évolution du climat du silurien au permo-carbonifère

  • Cycle du carbone