Fascicule Technique à l'usage des Géologues Amateurs








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Fascicule Technique à l'usage des Géologues Amateurs

Luc Van Bellingen

Table des matières

1.  Introduction

3

2.  Les difficultés et la complexité de la géologie

3

3.  Le pari de ce fascicule

4

4.  Le travail collectif à l’honneur

5

5.  Ce qu'il faut pour travailler sur le terrain

6

5.1. Le matériel

6

5.2.  Les cartes

9

5.2.1. Les cartes topographiques aussi appelées "cartes d'état major" ou cartes I.G.N.

9

5.2.2. Les cartes géologiques

17

5.2.3.  Quelques définitions situant notre champ d'investigation

26

5.2.4. Le tableau des roches

29

5.2.5. La stratigraphie

33

5.2.5.1. Les principes de la stratigraphie

33

5.2.5.2. Les couches

35

5.2.6. Interprétation d'une carte géologique

36

5.2.6.1. Anticlinaux et synclinaux

36

5.2.6.2.  Les accidents de terrain

42

5.2.6.3. Le relief

48

5.2.6.4. Un conseil

50

5.2.6.5. Un dernier conseil

51

5.2.6.6. Quelques coupes

52

5.2.6.7. Transgressions et régressions

53

6.   Le Géologue sur le terrain

60

6.1.  Les règles à respecter

60

6.1.1.  Avant de partir…

60

6.1.2.  Sur le terrain…

60

6.2.  L'entrée dans la carrière


64

6.3.  La mise au travail

66

6.3.1.  Le temps de l'observation

66

6.3.2.  Le temps de la  réflexion

68

6.3.3.  Les erreurs d'observation éventuelles

70

6.3.4.  Le temps de la recherche active

71

7.  De retour à la maison

73

7.1.  Les règles à respecter

73

7.2.  Le laboratoire et les collections

74

7.2.1.  Le contenu du laboratoire

74

7.2.1.1.  La table de travail

74

7.2.1.2.  L'étagère ou le tiroir pour les outils

75

7.2.1.3.  Une armoire pour les produits chimiques

80

7.2.1.4.  Une bibliothèque

82

7.2.1.4.1.  Les ouvrages de minéralogie

83

7.2.1.4.2.  Les ouvrages de paléontologie

84

7.2.1.4.3.  La géologie

87

7.2.1.4.4.  Une étude "régionale"

87

7.2.1.4.5.  En conclusion...

88

7.2.1.4.6.  Et Internet ???...

88

7.2.1.4.7.  Les collections privées et publiques

89

7.2.1.5.  Une armoire à collection

89

7.2.1.6.  Une vitrine

92

7.2.1.6.1.  Une vitrine "normale"

92

7.2.1.6.2.  Une vitrine "fluo"

93

7.2.1.6.2.1.  Introduction

93

7.2.1.6.2.2.  Les ondes longues

94

7.2.1.6.2.3.  Les ondes courtes

94

7.2.1.6.2.4.  Comment procéder ?

95

7.2.1.7.  Un studio photo

101

7.2.1.8.  Une réserve

103

7.2.2.  La collection

104

7.2.2.1.  Les logiciels de gestion des collections

104

7.2.2.2. L'étiquetage

107

7.2.2.3. Le classement et le rangement

108

8.  Ma méthode d'étiquetage, classement et rangement

116

9.  Le transport d'une collection ou d'échantillons

136

10.  En guise de conclusion...

136

Annexe

137


1.  Introduction

Depuis une centaine d'années, la littérature scientifique a comporté des dizaines voire même des centaines d’ouvrages d'initiation technique, des "guides du naturaliste".

Le naturaliste curieux de Géologie et qui ouvre ces "guides" ne verra pas sa curiosité satisfaite. Botanique et Zoologie font l'objet d'importants développements sur la façon de recueillir et de conserver les animaux et les végétaux. Arrivé aux environs immédiats de la table des matières, on découvre le chapitre des géologues réduit à quelques pages. On y conseille l'usage du marteau et du burin et le rangement des collections dans des cuvettes en carton, ou des boîtes en matière plastique et c'est à peu près tout.

N'y a-t-il vraiment que cela à dire aux apprentis géologues ?

2.  Les difficultés et la complexité de la géologie

Le sujet est d'apparence assez pauvre. Je ne vois pas l’utilité d'un filet à papillons pour capturer les insectes fossiles, ni de boîtes d'élevage. La dissection et l'examen des formes vivantes ne peuvent s’appliquer aux formes fossiles. Les plantes du Houiller ne peuvent se ranger en herbiers. Et ainsi de suite.

La plupart des procédés techniques et des outils utilisés et mis à la disposition des naturalistes, zoologistes et botanistes, ne semblent pas trouver leur application à la géologie.

A bien examiner la question, c’est-à-dire à réfléchir aux questions qui m’ont été souvent posées par les débutants, il m’est apparu comme une évidence : Les difficultés que j’ai rencontrées au début de mes recherches sont encore aujourd’hui les mêmes.  Les débutants se trouvent devant un manque cruel de renseignements, un manque de documents, un manque d’explications claires sur le "Comment fait-on pour… ?"

Bien sûr, rien n’est plus facile que d’aller dans une bourse et d’acheter des minéraux et des fossiles et ensuite de les placer dans une vitrine avec l’étiquette fournie par le vendeur… Mais est-ce cela la géologie ?

Assurément non !

La Géologie est avant tout une science de recherches et une science de terrain.  Et donc, je peux admettre que la géologie est une science particulièrement difficile pour les débutants. D’autant plus difficile que si on aborde les roches et les minéraux, il faudra, au préalable aborder la chimie minérale et la géométrie dans l’espace.  D’autant plus complexe que si on aborde la paléontologie, il faudra maîtriser la zoologie, la biologie, la botanique et l’écologie des systèmes vivants.  D’autant plus difficile à appréhender que si on aborde la géologie, il faudra connaître les rudiments de la physique et de la géographie.

Au-delà, la lecture d’un ouvrage ou d’une carte géologique comporte une série de rébus pour le néophyte qui se sent envahi par l’appréhension et le découragement.

Cette difficulté tient peut-être à ce que rien ne nous est familier en matière géologique.  Aucune notion enfantine ne peut servir de support à des greffes.  Nous n’avons aucune image mentale des termes qui nous sont proposés.  On a vu voler des papillons, courir des lapins, on a cueilli des fleurs et admiré de beaux arbres.  Tout cela est vivant, se rencontre en tous lieux et attire la curiosité par la forme et la couleur.

En dehors des tas de cailloux en vue d’empierrer un passage, une entrée de garage, en dehors des moellons destinés à la construction (très souvent remplacés aujourd’hui par des briques), les roches ne se voient pas facilement.  Il faut souvent les cherches dans les chemins creux, dans les carrières, dans les fondations de maison et parfois certains affleurement naturellement visibles ne le sont plus car recouverts de mousses, algues et autres végétaux colonisateurs.  Elles n’attirent pas particulièrement l’attention.  Quant aux fossiles, bien des adultes n’en ont jamais vu… et beaucoup ne soupçonnent même pas leur existence.  Il faut les chercher et parfois dans des lieux d’accès difficile.  C’est dire que parler d’un brachiopode ou bien d’un crinoïde, n’éveille absolument aucune image dans l’esprit du néophyte en géologie, alors que le débutant en zoologie ou en botanique a déjà une image mentale d’une pâquerette ou une tortue.

3.  Le pari de ce fascicule

Partir de zéro et tenter d’initier le candidat géologue est le pari que je prends ici.  En effet, si je n’avais pas eu la chance d’avoir un grand-père ingénieur des mines, si je n’avais pas eu la chance de pouvoir rencontrer des géologues de terrain comme Mr Vincent Dimanche employé par la Société Lhoist, et si je n’avais pas pu participer à des stages de géologie animés par des gens comme Michel Daras, professeur à Athénée Royal de Thuin ou Mr Yves Hanoteau, licencié en Géologie à l’U.L.B., j’en serais encore à me demander : "Comment fait-on pour… ?"

Le candidat géologue va rêver de recueillir, lui aussi une collection de minéraux, de roches et de fossiles.  Ceci implique leur recherche sur le terrain et nécessite quelques instruments dont nous reparlerons plus loin.

Pour utiliser ses fossiles, le géologue doit savoir dans quel terrain il les trouve et avant d’entreprendre des recherches personnelles, il lui faut se guider d’après les renseignements de la carte topographique et de la carte géologique.

Ensuite notre débutant devra aller sur le terrain et apprendre comment on relève la coupe d’une carrière : des couches horizontales, des couches inclinées, des couches ondulées, des plis, des failles transformantes… sans oublier les cas particuliers que sont les grottes, les terrains d’origine volcanique ou d’origine glaciaire.

Familiarisé avec les divers aspects des terrains fossilifères, le géologue  revient chez lui chargé d’échantillons récoltés au cours de ses excursions.  Il faudra organiser son petit laboratoire personnel et ses collections.

Enfin, avant de ranger ses échantillons, il faudra les classer et donc les déterminer.

4.  Le travail collectif à l’honneur

La meilleure manière d’apprendre la géologie est de participer à des excursions collectives. 

Les clubs de géologues amateurs sont souvent de très bons conseils.  Ils expliquent simplement les mécanismes complexes des Sciences de la Terre.  Les membres les plus aguerris guident facilement les plus jeunes et les néophytes, leur montrant où et comment chercher minéraux et fossiles. 

Certains muséums d’histoire naturelle (le Muséum d’Histoire Naturelle de Paris,  L’institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique et le Musée du Marbre de Rance… pour ne citer qu’eux) organisent des stages sur le terrain afin d’initier les débutants. 

Ce sont autant d’occasions pour le débutant comme pour les autres, d’aller pratiquer sur le terrain sous la direction de guides compétents, ce qui est supérieur à toutes les conférences et à tous les livres.

De plus, au cours de ces excursions le géologue a eu l’occasion de sortir avec des confrères.  En vacances, rien ne l’empêche d’en faire autant.  Le géologue a partout des confrères inconnus faisant partie ou non d’une association. 

Grâce à Internet, le monde est devenu un petit village.  Tous les géologues amateurs peuvent, en quelques "clics", être en contact les uns avec les autres.  Les adresses mail s’échangent facilement, on peut être en contact direct avec son interlocuteur via MSN, des forums de discussions thématiques se créent où chacun peut échanger ses expériences.  On peut se rencontrer virtuellement d’abord et si des intérêts communs naissent on peut organiser une sortie sur le terrain ensemble.  C’est l’occasion de se montrer mutuellement ses collections et de s’échanger impressions, sentiments et renseignements divers.  Les sites web dédiés à la géologie fleurissent un peu partout.  Souvent l’œuvre d’amateurs ou d’associations, ils invitent à la découverte d’un monde merveilleux. 

Enfin, il y a les bourses minéralogiques et paléontologiques.  Outre l’aspect mercantile (achat-vente de minéraux et fossiles), il faut voir ces manifestations comme une occasion d’échanger des informations avec certains "vendeurs" qui ne sont pas que "vendeurs" mais qui sont aussi collectionneurs.

 5.  Ce qu'il faut pour travailler sur le terrain

 Nous allons ici examiner tout ce dont le géologue amateur a besoin pour débuter ses travaux sur le terrain.

5.1. Le matériel

Le matériel à emporter doit être réduit au minimum parce qu'il faut le porter, ensuite parce qu'il est inutile de s'encombrer d'instruments qui me peuvent servir à rien.  Dans le vocable "matériel", j'y inclus le matériel de travail et le matériel de sécurité.

D'abord voyons les deux outils essentiels : le marteau et le burin.

Il ne faut pas essayer d'aller travailler sur le terrain avec un marteau de menuisier.  Le manche en bois ne résistera pas aux coups que vous allez porter.  De plus, l'acier de ce marteau est trop faible.  Il va finir par s'écraser et de dangereuses esquilles de métal risquent de s'envoler à chaque coup de marteau.

Il faut faire le sacrifice d'acheter, cher, il est vrai, un vrai marteau forgé dans la masse.

La remarque faite à propos de l'acier du marteau est également valable pour celui du burin.  Mieux vaut un bon burin d'un acier trempé avec pointe au carbure de tungstène qu'un burin qui pliera et deviendra un outil dangereux.

Outre, le marteau et le burin, il faut une petite loupe, une petite brosse afin d'effectuer un premier nettoyage des échantillons et des petites boîtes garnies de papier essuie-tout pour garder les échantillons.

Pour ce qui est de la sécurité, il ne faut pas lésiner.  Gants, casques de sécurité avec visière (s'il n'y a pas de visière, prévoir une paire de lunettes protectrices), de bonnes chaussures de marche ou de sécurité (pas de bottes... elles ne protègeraient pas le pied en cas de chute de pierre)... et n'oublions pas la petite trousse de secours afin de soigner écorchures et coupures...



 







Pour le reste, le géologue amateur verra au fur et à mesure de ses recherches.  Parfois certains lieux demandent un équipement plus lourd comme masse et barre à mine et parfois dans d'autres lieux, il aura besoin de petits burins et enfin, parfois, ce sera une petite pelle et un tamis qui lui seront utiles...

Un élément indispensable est le petit carnet de notes. Il doit être solide et recueillera les notes et croquis pris sur le terrain.

N’oublions pas des journaux et quelques boîtes garnies d’ouate ou de papier essuie-tout dans lesquels il pourra emballer ses découvertes petites et grandes de manière à protéger des cristaux ou les fossiles pendant le voyage de retour.

5.2.  Les cartes

5.2.1. Les cartes topographiques aussi appelées "cartes d'état major" ou cartes I.G.N.
Petit extrait d'une carte topographique au 1/25.000ème

Photo L.V.B.

Avec l'aimable autorisation de l'I.G.N.

Une carte topographique représente d'une façon aussi exacte que possible une certaine région.  Cette reproduction est tout d'abord un dessin orienté et selon la convention, le Nord est toujours au dessus, le Sud, en dessous, l'Ouest à gauche et l'Est à droite.

Une carte est aussi une réduction de la réalité et la proportion selon laquelle se fait la réduction s'appelle l'échelle.  L'échelle d'une carte exprime donc le rapport entre les dimensions réelles sur le terrain et les dimensions reportées sur la carte.

Toutes les cartes ne sont pas à la même échelle.  Il vaudra mieux privilégier une carte à grande échelle car plus précise et montrant plus de détails... mais l'aire de la portion de terrain reproduite sera plus petite.

Carte au 1/10.000ème, 1 m sur la carte représente 10.000 m dans la réalité, soit 100 m. Carte au 1/1.000ème, 1 cm sur la carte représente 1000 cm dans la réalité soit 10 m.

Comment calculer les distances ?

Toutes les cartes topographiques portent une échelle. Ici, en l'occurrence il s'agit d'une carte au 1/25.000ème.  On mesure la distance séparant deux points.  On trouve une valeur en cm qu'il faudra multiplier par l'échelle pour obtenir la distance réelle.

Exemple : Entre le point A et le point B, sur la carte, le géologue amateur mesure une distance de 12 cm.  Donc en réalité la distance séparant le point A du point B est de 12 cm x 25.000 = 300.000 cm ou 3.000 m.  Ceci est une distance en ligne droite, à vol d'oiseau. 

Si l'on veut connaître la longueur d'une route sinueuse, on peut utiliser le curvimètre, un outil précis et coûteux, qu'on veillera à ne pas utiliser sur le terrain.  Le plus simple est de faire suivre la route à morceau de ficelle depuis le point A jusqu'au point B.  Ensuite tendre la ficelle et mesurer la section utilisée.  On peut alors appliquer la règle de l'échelle et le tour est joué. 

Les cartes classiques analogiques (dessinées) au 1/25.000ème vont progressivement être remplacées par les cartes numériques (réalisées par ordinateur) au 1/10.000ème et au 1/20.000ème.

 




Petit extrait d'une carte topographique au 1/25.000ème

Explication de l'échelle

Photo L.V.B.

Avec l'aimable autorisation de l'I.G.N.

Chaque feuille porte un nom, un numéro qui lui vient de la place qu'elle occupe dans l'assemblage des cartes de Belgique.  Les premiers numéros étant ceux des cartes du Nord et les derniers étant ceux de la Lorraine belge.

De nombreuses indications se trouvent sur le dessus de la carte :

Dans le coin Nord-Ouest, nous trouverons la longitude, la latitude et le pays concerné.



Petit extrait d'une carte topographique au 1/25.000ème

Coin Nord-Ouest de la carte avec les indications de longitude et de latitude ainsi que le pays concerné par la carte.

Photo L.V.B.

Avec l'aimable autorisation de l'I.G.N.

La longitude est une valeur angulaire, mesurée en degrés (°), minutes (') et secondes (").  Cette valeur exprime le positionnement de l'objet considéré à l'Est ou à l'Ouest d'un méridien de référence.  Dans notre cas, le méridien de référence est le méridien de Greenwich.  Tous les points de même longitude se trouvent donc sur une ligne imaginaire épousant la courbure terrestre (nous considérons la terre comme une sphère), coupant à angle droit l'équateur et passant par le Pôle Nord et le Pôle Sud.  Tous les points de même longitude sont donc situés sur un même méridien.

Le méridien de Greenwich étant donc une ligne imaginaire faisant le tour d'une sphère, on peut le considérer comme un cercle ayant une valeur de 360°.  Où que l'on soit sur terre, on peut donc se situer sur un méridien allant de 0° à 180° de longitude Est et de 0° à 180° de longitude Ouest par rapport au méridien de Greenwich.

Sur l'exemple présenté ici, le coin Nord-Ouest de la carte est situé à 5°12'43" à l'Est du méridien de Greenwich symbolisé par 5°12'43" E.

La latitude est aussi une valeur angulaire mesurée en degrés (°), minutes (') et secondes ("). Cette valeur exprime le positionnement de l'objet considéré au Nord ou au Sud de l'Équateur. Tous les points d'une même latitude sont positionnés sur une ligne imaginaire parallèle à l'Équateur. Où que l'on soit sur terre, on peut donc se situer sur une ligne parallèle à l'équateur allant de 0° (à l'Équateur) à 90° de Latitude Nord (au Pôle Nord) et de 0° (à l'Équateur) à 90° de Latitude Sud (au Pôle Sud).

Sur l'exemple présenté ici, le coin Nord-ouest de la carte est situé à 50°16'57" au Nord de l'Équateur, symbolisé par 50°16'57" N.

Ces deux mesures forment deux perpendiculaires qui se croisent en un point.  L'objet considéré se trouve donc juste à ce croisement.

Le globe terrestre, les méridiens et les parallèles

Dessin L.V.B.

Dans le coin Nord-Est, nous trouverons le numéro de l'édition, la date, le numéro de la carte et sa place dans l'assemblage des cartes du Royaume.



Petit extrait d'une carte topographique au 1/25.000ème

Côté Nord-Est de la carte avec les indications d'édition, date, numéro et assemblage des feuilles.

Photo L.V.B. Avec l'aimable autorisation de l'I.G.N.
Détaillons un peu cet "assemblage" des feuilles couvrant tout le Royaume.  Comme je le précisais ci-dessus, les premiers numéros de cartes sont au Nord du pays et les derniers au Sud.

Sur cet extrait de carte nous avons le numéro 54/7-8.  Voyons l'assemblage tout autour...

48/5-6

48/7-8

49/5-6

49/7-8

54/1-2

54/3/4

55/1-2

55/3-4

54/5-6

54/7-8

55/5-6

55/7-8

59/1-2

59/3-4

60/1-2

60/3-4
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