La géophysique dans les programmes officiels du lycée
La sismologie et l’étude de la dynamique de la Terre sont abordées dans la thématique du programme de Sciences de la Vie et de la Terre : “La Terre, la vie et l’organisation du vivant”.
La dynamique interne de la Terre
Les élèves découvrent, dans le prolongement des cycles 3 et 4, le fonctionnement interne actuel de la Terre, une planète active. Ils apprennent comment les méthodes des géosciences permettent de construire une approche scientifique de la dynamique terrestre. C’est aussi l’occasion pour eux de s’approprier les ordres de grandeur des objets (échelles de temps, échelle de taille) et des mécanismes de la géologie, en mobilisant différents objets géologiques, allant de la roche au globe terrestre.
L’étude sismologique permet aux lycéens et aux étudiants d’affiner leur compréhension de la structure du globe terrestre et de la lithosphère, au-delà de la vision du risque sismique appréhendé par les élèves au collège. Les caractéristiques d’un séisme sont dégagées à partir de l’étude de cas concrets et en utilisant des outils numériques enrichissant les possibilités d’analyse par les élèves.
Les ressources disponibles sur cette page fournissent des supports comprenant ces aspects de l’apprentissage de la dynamique interne de la Terre.
La dynamique de la lithosphère
Ce sous-thème aborde le mouvement des plaques de la lithosphère. Ces mouvements peuvent être quantifiés par différentes méthodes géologiques : études des anomalies magnétiques, mesures géodésiques, détermination de l’âge des roches par rapport à la dorsale, alignements volcaniques liés aux points chauds.
Les élèves doivent savoir analyser des bases de données de vitesse de déplacement (mesure laser, mesures GPS).
Le thème de la sismologie permet les croisements entre enseignements
Le thème de la sismologie et de la dynamique de la Terre peut également être un support de contextualisation pour aborder des notions appartenant à d’autres disciplines scientifiques, en particulier la physique-chimie, l’informatique, et les mathématiques.
Exemple de notions abordées dans le contexte des géosciences (géophysique et planétologie) :
- les lois de Snell-Descartes, les ondes mécaniques, les capteurs, les mouvements et les interactions… en physique-chimie
- la fonction logarithme décimal, l’exploitation de graphiques… en mathématiques
A consulter également sur ce site
Ressources pédagogiques
Vous trouverez dans cette partie des ressources pédagogiques utilisables directement en classe, comme des fiches élèves, des activités pédagogiques, mais également des documents destinés aux enseignants pour leur autoformation sur le thème de la sismologie.
Pour introduire les notions relatives à la sismologie et à la dynamique de Terre, les ressources classées en cycle 4 sont également utilisables au lycée.
Les contenus pédagogiques suivants (au format pdf) sont mis à votre disposition par Edumed-Obs. Vous pouvez les télécharger ci-dessous ou les retrouver sur la plateforme, dans la rubrique “Teachers room”.
- Using seismograms data a school : activité en anglais, proposant un exercice autour de la méthode de localisation des séismes par l’utilisation des données de stations.
- Localiser un épicentre à partir de l’analyse des sismogrammes : exercice proposant à l’élève de localiser l’épicentre d’un séisme grâce à des enregistrements de plusieurs sismomètres.
- Mettre en évidence la dualité de la croûte terrestre par la sismologie (1) : exercice sur la vitesse des ondes sismiques en fonction des matériaux traversés dans le globe terrestre, afin de renseigner sur la nature physico-chimique de l’intérieur de la Terre. Focus sur les données des sismomètres.
- Mise en évidence de la dualité de la croûte terrestre par la sismologie (2) : exercice sur la vitesse des ondes sismiques en fonction des matériaux traversés dans le globe terrestre, afin de renseigner sur la nature physico-chimique de l’intérieur de la Terre. Focus sur la répartition des stations sismologiques
- Etude de cas “Antilles” : un TP de niveau terminal S, sur une étude de cas dans les Antilles afin de mettre en évidence la convergence de deux plaques tectoniques, et de développer les caractéristiques d’une zone de subduction.
- “Sismo-Rupture” : dispositif expérimental permettant de mettre en évidence la formation de failles ainsi que la naissances d’ondes sismiques.+ PEDA.fr.sismo-moho-alpes.pdf
- Evolution du Moho dans la région des Alpes du Sud (1) : développement de la notion de Moho (qui est la frontière géophysique entre la croûte terrestre et le manteau) en passant par une étude de cas précise : celle de la région des Alpes du Sud.
- Evolution du Moho dans la région des Alpes du Sud (2) : développement de la notion de Moho (qui est la frontière géophysique entre la croûte terrestre et le manteau) en passant par une étude de cas précise : celle de la région des Alpes du Sud.
- La dynamique de la lithosphère se caractérise par une mobilité horizontale : exercice pour identifier les plaques tectoniques et quantifier leurs mouvements passés et actuels.
- Des études sismologiques révèlent des anomalies de vitesse en profondeur : mise en évidence de l’hétérogénéité thermique du manteau, et de la structure particulière du manteau qui se caractérise par un ralentissement des ondes de volume.
- Sismologie et structure interne du globe : propagation des ondes sismiques / modèle de Terre PREM – Fiche 1 : utilisation de données sismologiques partout autour du globe afin d’identifier la composition de l’intérieur de la Terre. Étude du trajet des ondes de volume produites lors d’un séisme précis qui a eu lieu au Pérou en 2019. Logiciels Educarte, SeisGram2K et ondes P.
- Sismologie et structure interne du globe : propagation des ondes sismiques / modèle de Terre PREM – Fiche 2 : utilisation de données sismologiques partout autour du globe afin d’identifier la composition de l’intérieur de la Terre. Étude du trajet des ondes de volume produites lors d’un séisme précis qui a eu lieu au Pérou en 2019. Logiciel Tectoglob3D.
- Séismes : enregistrer simultanément les contraintes et les ondes sismiques sur un modèle analogique de faille : explications graphiques du principe de rupture par accumulation d’énergie géologique, puis une présentation succincte des différentes technologies utilisées pour mesurer les séismes provoqués par ces rupture.
- Fiche pédagogique “Comment les scientifiques savent que les continents dérivent ?” : Livret / Kakémono (pdf) – CNRS-INSU © Méduse Communication)
- Fiche pédagogique “Comment les scientifiques savent ce qui est à l’intérieur de la Terre ?” : Livret / Kakémono (pdf) – CNRS-INSU © Méduse Communication)
- Fiche pédagogique “Comment les scientifiques savent quelle est l’origine de séismes ?” : Livret / Kakémono 1 / Kakémono 2 (pdf CNRS–INSU © Méduse Communication)