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Sciences de la Vie et de la Terre

Mise à jour le 28/05/2008
Par Nathalie Pajon-Perrault

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 AU  COLLEGE    

Cycle 3

Cycle 4

• Enseignement Pratique Interdisciplinaire (EPI)

 AU  LYCEE

•  Seconde

•  Premières  Enseignement commun  -  Spécialité SVT

•  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

Alternance jour-nuit et saisons

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).

Evolution de la surface de la mer d'Aral

 

Quelques exemples de déforestation

 

Quelques conséquences du changement climatique

 

AU  LYCEE

(... en construction ...)

Niveau Seconde

Programmes officiels : B.O spécial n°1 du 22 janvier 2019

Thèmes - Notions du programme

Ressources proposées dans ce site

 Thème 2 - Les enjeux contemporains de la planète : Géosciences et dynamique des paysages

1. L'érosion, processus et conséquences

• L'érosion affecte la totalité des reliefs terrestres. L'eau est le principal facteur de leur altération (modification physique et chimique des roches) et de leur érosion (ablation et transport des produits de l'altération).

• L'altération des roches dépend de différents facteurs dont la nature des roches (cohérence, composition), le climat et la présence de végétation.

• Une partie des produits d'altération, solubles et/ou solides, sont transportés jusqu'au lieu de leur sédimentation, contribuant à leur tour à la modification du paysage.

 

• "Modelés des paysages - Transport des particules - Etude d'un méandre"

• "Transport et sédimentation des particules"

 

2. Sédimentation et milieux de sédimentation

• Il existe une diversité de roches sédimentaires détritiques (conglomérats, grès, pélites) en fonction de la nature des dépôts.

• Les roches formées dépendent des apports et du milieu de sédimentation.

• Ces roches sont formées par compaction et cimentation des dépôts sédimentaires suite à l'enfouissement en profondeur.

 
3. Erosion et activité humaine

• L'être humain utilise de nombreux produits de l'érosion/sédimentation pour ses besoins. Par ailleurs, l'activité humaine peut limiter ou favoriser l'érosion, entraînant des risques importants dans certaines zones du globe. Des mesures d'aménagement spécifiques peuvent limiter les risques encourus par les populations humaines.

• "La dégradation du sol par l'Homme"

• "Les sols, une ressource fragile"

• "Erosion des sols, ruissellement et croûte battance"

4. Caractéristiques des sols et production de biomasse
• En dehors des agents érosifs, la nature et la composition des sols résultent aussi de l'interaction entre les roches et la biosphère, par le biais de plantes, d'animaux et de microbes. La biosphère prélève dans les sols des éléments minéraux participant à la production de biomasse.  

 Thème 2 - Les enjeux contemporains de la planète : Agrosystèmes et développement durable

1. Structure et fonctionnement des agrosystèmes

• Les agrosystèmes terrestres ou  aquatiques sont gérés afin de produire la biomasse nécessaire à l'humanité pour ses différents besoins (alimentaires, textiles, agrocarburants, pharmaceutiques,...)

• Les caractéristiques des systèmes agricoles varient selon le modèle de culture (agriculture vivrière, extensive ou intensive)

• Dans plusieurs modèles agricoles, l'exportation d'une grande partie de la biomasse produite réclame l'apport d'intrants pour fertiliser les sols.

• "De l'or vert en Champagne-Ardennes"

• "Eau et sol, deux ressources inégalement réparties"

2. Caractéristiques des sols et production de biomasse

• En dehors des agents érosifs, la nature et la composition des sols résultent aussi de l'interaction entre les roches et la biosphère, par le biais de plantes, d'animaux et de microbes. La biosphère prélève dans les sols des éléments minéraux participant à la production de biomasse.

• En consommant localement la biomasse morte, les êtres vivants du sol recyclent cette biomasse en éléments minéraux, assurant la fertilité des sols.

 
3. Vers une gestion durable des agrosystèmes

• Les agrosystèmes ont une incidence sur la qualité des sols et l'état général de l'environnement proche de façon plus ou moins importante selon les modèles agricoles.

• L'un des enjeux environnementaux majeurs est la limitation de ces impacts. La recherche agronomique actuelle, qui s'appuie sur l'étude des processus biologiques et écologiques, apporte connaissances, technologies et pratiques pour le développement d'une agriculture durable permettant tout à la fois de couvrir les besoins de l'humanité et de limiter les impacts environnementaux.

 

 

Niveau Première S - Enseignement SCIENTIFIQue 

Programmes officiels  :  B.O n°1 du 22 janvier 2019

Thèmes  -  Notions du programme Ressources proposées dans ce site

Thème 1 : Une longue histoire de la matière

2 - Des édifices ordonnés : les cristaux

• Un composé de formule chimique donnée peut cristalliser sous différents types de structures qui ont des propriétés macroscopiques différentes.

• Ainsi, les minéraux se caractérisent par leur composition chimique et leur organisation cristalline.

• Une roche est formée de l'association de cristaux d'un même minéral ou de plusieurs minéraux.

• Des structures cristallines existent aussi dans les organismes biologiques (coquilles, squelette, calcul rénal, etc.)

• Dans le cas des solides amorphes, l'empilement d'entités se fait sans ordre géométrique. C'est le cas du verre. Certaines roches volcaniques contiennent du verre, issu de la solidification très rapide d'une lave.
Minéraux et ressources minérales

Thème 2 : Le Soleil, notre source d'énergie

1 - Le rayonnement solaire

• La puissance radiative reçue du Soleil par une surface plane est proportionnelle à l'aire de la surface et dépend de l'angle entre la normale à la surface et la direction du Soleil.

• De ce fait, la puissance solaire reçue par unité de surface terrestre dépend :

- de l'heure (variation diurne);

- du moment de l'année (variation saisonnière);

- de la latitude (zonation climatique).

 
2 - Le bilan radiatif terrestre

• La proportion de la puissance totale, émise par le Soleil et atteignant la Terre, est déterminée par son rayon et sa distance au Soleil.

• Une fraction de cette puissance, quantitifiée par l'albédo terrestre moyen, est diffusée par la Terre vers l'espace, le reste est absorbé par l'atmosphère, les continents et les océans.

 

Thème 3 : La Terre, un astre singulier

• Au cours de l'histoire des sciences, plusieurs arguments ont été utilisés pour aboutir à la connaissance actuelle de l'âge de la Terre : temps de refroidissement, empilements sédimentaires, évolution biologique, radioactivité.

• L'âge de la Terre aujourd'hui précisément déterminée est de 4,57.109 ans.
 

 

Niveau Première S - Enseignement de specialite

Programmes officiels  :  B.O n°1 du 22 janvier 2019

Thèmes  -  Notions du programme Ressources proposées dans ce site

Thème 1 : La Terre, la Vie et l'organisation du vivant : La dynamique interne de la Terre.

1 - La structure du globe terrestre : Des constrastes entre les continents et les océans

• La distribution bimodale des altitudes, observée entre continents et le fond des océans reflète un contraste géologique, qui se retrouve dans la nature des roches et leur densité.

• Si la composition de la croûte continentale présente une certaine hétérogénéité visible en surface (roches magmatiques, sédimentaires et métamorphiques), une étude en profondeur révèle que les granites en sont les roches les plus représentatives.

 
1.1 - La structure du globe terrestre : L'apport des études sismologiques et thermiques à la connaissance du globe terrestre

• Un séisme résulte de la libération brutale d'énergie lors de la rupture de roches soumises à des contraintes.

• Les informations tirées du trajet et de la vitesse des ondes sismiques permettent de comprendre la structure interne de la Terre (croûte-manteau-noyau ; modèle sismique PREM (Préliminary Reference Earth Model), comportement mécanique du manteau permettant de distinguer lithosphère et asthénosphère ; état du noyau externe liquide et du noyau interne solide).

• Les études sismologiques montrent les différences d'épaisseur entre la LO et la LC. L'étude des séismes au voisinage des fosses océaniques permet de différencier le comportement d'une lithosphère cassante par rapport à une asthénosphère plus ductile.

• La température interne de la Terre croît avec la profondeur (gradient géothermique). Le profil d'évolution de la température interne présente des différences suivant les enveloppes internes de la Terre, liées aux modes de transfert thermiques : la conduction et la convection. Le manteau terrestre est animé de mouvements de convection, mécanisme efficace de transfert thermique.

• La propagation des ondes sismiques dans la Terre révèle des anomalies de vitesse par rapport au modèle PREM. Elles sont interprétées comme des hétérogénéités au sein du manteau.

 
2.1 - La dynamique de la lithosphère : La caractérisation de la mobilité horizontale

• La lithosphère terrestre est découpée en plaques animées de mouvements. Le mouvement des plaques, dans le passé et actuellement, peut être quantifié par différentes méthodes géologiques : étude des anomalies magnétiques, mesures géodésiques, détermination de l'âge des roches par rapport à la dorsale, alignement volcaniques liés aux points chauds.

• La distinction de l'ensemble des indices géologiques et les mesures actuelles permettent d'identifier des zones de divergence et des zones de convergence aux caractéristiques géologiques différentes (marqueurs sismologiques, thermiques, pétrologiques).

• "Le paléomagnétisme et la mobilité lithosphérique"

• "La topographie océanique"

• "Le volcanisme de point chaud, l'alignement volcanique d'Hawaï"

• "L'expansion océanique"

• "Le retour de la lithosphère dans le manteau"

• "Une zone de subduction : le Japon"

• "Etude des marges actives en subduction"

2.2 - La dynamique de la lithosphère : La dynamique des zones de divergence

• La divergence des plaques de part et d'autre des dorsales favorise la mise en place d'une nouvelle lithosphère.

• Celle-ci se met en place par apport de magmas mantelliques à l'origine d'une nouvelle croûte océanique. Ce magmatisme à l'aplomb des dorsales s'explique par la décompression du manteau.

• Dans certaines dorsales (dorsales lentes) l'activité est plus réduite et la divergence met directement à l'affleurement des zones du manteau.

• La nouvelle lithosphère formée se refroidit en s'éloignant de l'axe et s'épaissit. Cet épaississement induit une augmentation progressive de la densité de la lithosphère.

• La croûte océanique et les niveaux superficiels du manteau sont le siège d'une circulation d'eau qui modifie les minéraux.

• "La topographie océanique"

• "L'expansion océanique"

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

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

2.3 - La dynamique de la lithosphère : La dynamique des zones de convergence, les zones de subduction

• La lithosphère océanique plonge en profondeur au niveau d'une zone de subduction.

• Les zones de subduction sont le siège d'un magmatisme sur la plaque chevauchante.

• Le volcanisme est de type explosif : les roches mises en place montrent une diversité pétrologique mais leur minéralogie atteste toujours de magmas riches en eau.

• Ces magmas sont issus de la fusion partielle du coin de manteau situé sous la plaque chevauchante ; ils peuvent s'exprimer en surface ou peuvent cristalliser en profondeur, sous forme de massifs plutoniques. Ils peuvent subir des modifications lors de leur ascension, ce qui explique la diversité des roches.

• La fusion partielle des péridotites est favorisée par l'hydratation du coin de manteau.

• Les fluides hydratant le coin de manteau sont apportés par des transformations minéralogiques affectant le panneau en subduction, dont une partie a été hydratée au niveau des zones de dorsales.

• La mobilité des plaques lithosphériques résulte de phénomènes de convection impliquant les plaques elles-mêmes et l'ensemble du manteau.

• L'augmentation de densité de la lithosphère constitue un facteur important contrôlant la subduction et, par suite, les mouvements descendants de la convection. Ceux-ci participent à leur tour à la mise en place des mouvements ascendants

• "Le retour de la lithosphère dans le manteau"

• "Une zone de subduction : le Japon"

• "Etude des marges actives en subduction"

• "Un travail collaboratif autour du magmatisme des zones de subduction"

 

2.4 - La dynamique de la lithosphère : La dynamique des zones de convergence, les zones de collision

• L'affrontement de lithosphère de même densité conduit à un épaississement crustal. L'épaisseur de la croûte résulte d'un raccourcissement et d'un empilement des matériaux lithosphériques.

• Raccourcissement et empilement sont attestés par un assemblage de structures tectoniques déformant les roches (plis, failles, chevauchements, nappes de charriage).

• "Des différences entre chaînes de montagnes récentes et anciennes"

 

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