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Pour les TIPE 2020 – 2021 :

Le « formulaire avant-projet TIPE 2020-2021 » à télécharger

Consultez aussi la page « Ressources diverses pour les TIPE »

Pour préparer la rentrée en 2e année :

Programme de colle prévisionnel BCPST 2 sept 2020

Le phénomène sédimentaire

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Question 1

Un affleurement en Europe

A	Le principal processus responsable de la mise en place de cet affleurement est l’hydrolyse
B	Cet affleurement est généré par des éboulis et glissements de terrains
C	Cet affleurement peut aider à la compréhension des conditions climatiques passées
D	L’eau est l’agent principalement responsable de la genèse de cet affleurement
E	Un cours d’eau est responsable de l’organisation des éléments rocheux

Explication pour la question 1:

Il s'agit d'une moraine latérale témoignant de la présence récente, au regard de la bonne conservation de l'affleurement, d'un glacier.

Question 2

L’hydrolyse partielle en climat tropical d’un feldspath sodique, l’albite, de formule NaAlSi₃O₈, produit un minéral argileux, la kaolinite, de formule Si₂O₅Al₂(OH)₄. Le bilan stœchiométrique de cette réaction permet d’affirmer que :

A	Pour la formation d’1 mole de kaolinite 2 moles d’albite sont nécessaires
B	Pour la formation d’1 mole de kaolinite 9 moles d’H2O sont nécessaires
C	Pour la formation d’1 mole de kaolinite 18 moles d’H2O sont nécessaires
D	Pour la formation d 1 mole de kaolinite 11 moles d’H2O sont nécessaires
E	Aucune de ces réponses n'est correcte car l’albite est inaltérable

Explication pour la question 2:

Il s'agit de l'hydrolyse acide d'un feldspath. L'an dernier un exemple de réaction d'hydrolyse a été vu à partir de l'orthose KAlSi3O8. Il suffit de reprendre la méthode appliquée car Na+ se comporte comme K+

Question 3

Aidez ce pauvre géologue à classer ces dépôts sédimentaires...

http://www.geolsed.ulg.ac.be/sedim/sedimentologie.htm

A	A : dépôts torrentiels ; B : dépôts glaciaires ; C : dépôts fluviatiles ; D : dépôts de plage
B	A : dépôts de plage ; B dépôts fluviatiles ; C : dépôts torrentiels ; D : dépôts glaciaires
C	A : dépôts fluviatiles ; B : dépôts de plage ; C : dépôts glaciaires ; D : dépôts torrentiels
D	A : dépôts glaciaires ; B : dépôts torrentiels ; C : dépôts fluviatiles ; D : dépôts de plage
E	A : dépôts glaciaires ; B : dépôts torrentiels ; C : dépôts de plage ; D : dépôts fluviatiles

Explication pour la question 3:

Les dépôts glaciaires sont très hétérogènes ; seuls les plus gros éléments se déposent dans les torrents ; les dépôts de plage (ici des galets) sont usés par le transport fluviatile, la houle...

Question 4

L’analyse des 2 lames minces de roches carbonatées présentées ci-dessous permet de déduire :

http://www.geolsed.ulg.ac.be/sedim/sedimentologie.htm

A	Que le milieu de dépôt était agité
B	Qu’il s’agit d’un mudstone
C	Qu’il s’agit d’un packstone
D	Qu’il y avait des organismes dans le milieu de dépôt
E	Qu’il s’agit d’un milieu de dépôt lacustre

Explication pour la question 4:

La matrice micritique est prépondérante, elle résulte de la bioprécipitation d'organismes dans des milieux calmes et de fortes profondeurs mais au dessus de la CCD (boue calcaire des grands fonds).

Question 5

Sur l’enregistrement ci-dessous :

in : Vademecum de stratigraphie séquentielle

A	L’échelle verticale est en km
B	Les traits sombres représentent des réflecteurs sismiques
C	La côte est à l’ouest et le large à l’est
D	Des figures de progradation (downlap) sont visibles
E	Des failles normales sont visibles

Question 6

Le cliché ci-dessous représente une lame mince de roche carbonatée. La lettre q désigne les cristaux de quartz et la lettre c de la silice amorphe : la calcédoine. La présence de quartz et de calcédoine dans cette roche carbonatée s’explique par :

http://www.geolsed.ulg.ac.be/sedim/sedimentologie.html

A	Le phénomène de compaction liée à la diagenèse
B	La présence de quartz dans le milieu de dépôt
C	La présence de minéraux argileux dans le milieu de dépôt
D	La présence de pores dans la roche
E	Un processus de silicification diagénétique

Explication pour la question 6:

Il s'agit d'un phénomène de remplacement lié à l'évolution de la composition chimique du substrat au cours de la diagenèse. Les cavités ultimes de la roche carbonatée sont remplies par des fluides sursaturés en silice qui précipitent formant quartz et calcédoine. La silicification fait partie de la diagenèse tardive.

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Les images de la semaine du site Planet-Terre (lien dans la colonne de droite) : en particulier celles de 2020 qui regorgent d’exemples illustrant le phénomène sédimentaire !

Les vidéos « cailloux confinés » sur les roches sédimentaires

Cartographie

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Question 1

Sur cet extrait de la carte géologique de la France au millionième :

A	Les formations présentes sont toutes des formations sédimentaires
B	Des failles normales sont visibles
C	Les formations j2 sont discordantes sur les formations de l'Ere primaire (k,s,o)
D	Les formations j3 sont discordantes sur les formations j2
E	Il n'y a pas de formation j1

Explication pour la question 1:

Les formations j1 sont présentes (bleu le plus foncé) mais l'indice ne figure pas sur la carte. Les formations j2 reposent en discordance sur les formations j1.

Question 2

Sur cet extrait de carte au 1 / 50 000e :

A	Il n'y a que des formations sédimentaires
B	Le pendage des nombreuses failles est très fort, proche de 90°
C	La géométrie de certaines couches sédimentaires peut être déterminée en appliquant la règle du "V dans la vallée"
D	Les formations sédimentaires mésozoïques présentent un pendage vers l'Ouest au nord de Frontenas
E	Entre le Boitier et Frontenas les formations sédimentaires mésozoïques présentent un pendage vers le sud

Question 3

Sur cet extrait de la carte géologique de Lyon au 1/50 000e :

A	L'altitude du lycée du parc est de 140 m environ
B	L'altitude du lycée du parc est de 170 m environ
C	Le lycée du parc est construit sur un substratum constitué de moraines glaciaires
D	Le lycée du parc est construit sur un substratum constitué d'alluvions fluviatiles du quaternaire
E	Il y a des dépôts glaciaires sur cet extrait de carte

Explication pour la question 3:

Attention les courbes marrons foncées ne sont pas des courbes de niveau d'altitude mais elles indiquent l'altitude de la nappe phréatique du Rhône (lignes isopièzes). Les flèches bleues indiquent le sens d'écoulement de l'eau dans la nappe.

Question 4

Sur cet extrait de carte géologique au 1/50 000e :

A	Il n'y a que des formations sédimentaires à l'affleurement
B	Le pendage des couches est orienté vers l'Ouest
C	Il n'y a que des formations du quaternaire à l'affleurement
D	Il y a des gîtes fossilifères à l'Est
E	Les formations sédimentaires sont disposées de façon horizontale ou subhorizontale

Explication pour la question 4:

Les limites des formations du Jurassique suivent les courbes de niveau. Il s'agit d'une structure tabulaire ou horizontale. Ne pas confondre le figuré pour les fossiles avec un figuré de pendage (la barre verticale du "T" est barrée).

Question 5

Sur cet extrait de carte au 1/50 000e :

A	La disposition des couches montre que la structure cartographiée est un anticlinal
B	La disposition des couches montre que la structure cartographiée est un synclinal
C	Outre les formations quaternaires, les formations présentes sur cet extrait sont essentiellement des formations du Mésozoïque
D	Le trait pointillé à l'Ouest de la carte indique une faille verticale masquée par les éboulis
E	Le trait pointillé à l'Ouest de la carte indique une faille à faible pendage masquée par les éboulis

Explication pour la question 5:

Le pendage de la faille est faible car le trait pointillé suit les courbes de niveau.

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Datation et structure du globe

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Question 1

Datation relative à partir du document 1

A	1. La formation D est postérieure à la formation K et antérieure à la formation X
B	2. L’évènement le plus récent est le dépôt des conglomérats L
C	3. Un évènement tectonique a entraîné le basculement des formations avant le dépôt des conglomérats N
D	4. Il n’est pas possible de savoir si le basalte se met en place avant ou après le basculement
E	5. La faille h est une faille normale

Question 2

Des échantillons de granites dans deux massifs A et B situés dans une même région ont été prélevés; pour chaque échantillon, les rapports ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr et ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ont été mesurés sur différents minéraux et reportés sur la figure ci dessus.

A	1. Si l’on connait la constante de désintégration du Rubidium en Strontium, il est alors possible de dater les deux granites
B	2. Il n’est pas possible de dater les deux granites car ceux-ci ont des minéraux dont l’âge est différent.
C	3. Le granite A est plus âgé que le granite B
D	4. Les deux granites ne proviennent pas d’un même réservoir magmatique
E	5. Le granite B est plus âgé que le granite A

Question 3

Le schéma ci dessus représente le cycle de l'eau avec les flux entrants et sortants des différents réservoirs

A	1. Ce document illustre que sur Terre, l’eau est présente sous trois états liquide, solide et gazeux
B	2. Le temps de résidence de l’eau dans les océans est supérieur à celui dans l’atmosphère
C	3. Le temps de résidence de l’eau sur les continents est inférieur à celui de l’atmosphère
D	4. Sur les continents, l’eau est majoritairement dans le sous-sol
E	5. Le temps de résidence de l’eau dans l’océan est de 3000 ans environ

Question 4

La chimie des enveloppes terrestres

A	1. La chimie des enveloppes terrestres peut être estimée grâce à la récolte et l’étude des roches présentes en surface ou en subsurface.
B	2. La croûte est chimiquement distincte du manteau notamment par la teneur en Silice et en Magnésium
C	3. La grande richesse en fer du manteau est argumentée par l’étude des météorites
D	4. Manteau et noyau sont constitués des mêmes éléments mais l’un est liquide et l’autre solide
E	5. La lithosphère est une enveloppe homogène chimiquement.
F	6. Toutes les enveloppes sont constituées par des minéraux silicatés

Question 5

Les données sismiques

A	1. L’auscultation sismique de la Terre a permis de mettre en évidence les principales discontinuités
B	2. La transition lithosphère asthénosphère se caractérise par une disparition des ondes S et un ralentissement des ondes P
C	3. La transition manteau / noyau se marque par une diminution de la vitesse des ondes P
D	4. La transition manteau / noyau a été mise en évidence grâce à la zone d’ombre
E	5. La discontinuité noyau externe/ noyau interne est une discontinuité physique

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Géodynamique

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Question 1

La carte ci-dessus représente les pressions atmosphériques sur une partie de l’hémisphère nord le dimanche 12 février 2017. (source www.windity)

A	1. Un anticyclone est centré sur l’Espagne
B	2. Au nord de l’Islande les vents ont une direction vers le Nord
C	3. La région lyonnaise est sous l’action de vents d’Est
D	4. Autour de l’Espagne les vents tournent dans le sens horaire
E	5. Aucune de ces propositions n’est valable

Explication pour la question 1:

Les vents soufflent des zones de hautes pressions vers les zones de basses pressions. La situation de la région lyonnaise est singulière car du fait de l'anticyclone centré sur le continent eurasiatique et d'une zone dépressionnaire en Espagne, la région a subi un retour d'Est.

Question 2

Le gradient géothermique

A	1. Augmente avec la profondeur
B	2. Est plus élevé dans la croûte que dans le manteau
C	3. Augmente dans le manteau car la chaleur est évacuée par convection
D	4. N’est connu de façon directe que dans les premiers kilomètres de croûte
E	5. Est plus élevé au niveau des dorsales que des vieux continents

Question 3

Dans l'exemple ci dessus :

A	1. La sphère focale F indique un mécanisme au foyer dans un contexte d’extension intraplaque
B	2. Les sphères focales A et E traduisent des mécanismes au foyer dans un contexte d’extension interplaques
C	3. La sphère C traduit un contexte de convergence interplaques
D	4. La sphère focale B la plus au Sud traduit un décrochement senestre
E	5. La sphère focale B la plus à l’Est est liée à l’activité d’une faille transformante

Question 4

Le document ci-dessus présente les mouvements lithosphériques verticaux sur une partie du continent nord américain (en mm.an^-1)

A	1. Il existe une anomalie isostatique négative en baie d’Hudson.
B	2. Il est possible de trouver des paléoplages récentes au dessus du niveau de la mer dans la région de Brigantine city.
C	3. Le soulèvement observé (uplift) en baie d’Hudson et la subsidence de Brigantine city sont deux phénomènes géologiques indépendants.
D	4. Le soulèvement de la baie d’Hudson est un réajustement isostatique.
E	5. Une déchirure intracontinentale affecte le continent nord Américain.

Explication pour la question 4:

Une situation similaire avec celle du bouclier scandinave étudié. La remontée du continent nord américain s'explique par le délestage du dernier glacier posé sur ce continent. La subsidence en ses bordures est la conséquence de la flexure de la lithosphère. Le même phénomène est observable sur les côtes anglaises avec l'ennoiement des rivières.

Question 5

Le nombre de Rayleigh et la convection du manteau

A	1- Le nombre de Rayleigh du manteau est connu à toute profondeur grâce à la tomographie sismique
B	2- Ce nombre augmente si le coefficient de dilatation thermique du matériau augmente
C	3- Ce nombre diminue si la viscosité du matériau augmente
D	4- Ce nombre diminue si le coefficient de diffusivité thermique du matériau augmente
E	5- Ce nombre ne dépend pas du gradient de température dans le manteau

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TP Structure et dynamique du globe 1 et 2

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Question 1

Le sous-chron Mammoth de l’échelle paléomagnétique ci-dessus est enregistré à 35 km de l’axe de la dorsale Atlantique Nord, à 120 km de l’axe de la dorsale Pacifique Nord et à 145 km de l’axe de la dorsale Pacifique oriental.

A	La vitesse d’expansion de la dorsale Pacifique est plus importante à l’Est qu’au Nord
B	La vitesse d’expansion de l’océan Atlantique est de 1 cm/an environ
C	La vitesse d’expansion de l’océan Atlantique est de 2 cm/an environ
D	La vitesse d’expansion de l’océan Pacifique est de 10 cm/an
E	Sachant que la fin du sous-chron Olduway est enregistrée à 21 km de l’axe de la dorsale Atlantique, on peut en conclure que la vitesse d’expansion de l’océan Atlantique n’est pas constante

Question 2

Sur la coupe tomographique ci dessus :

A	Les zones bleues correspondent à des zones où la vitesse des ondes est supérieure à celle prévue par le modèle PREM
B	Le trait pointillé indique la limite entre lithosphère et asthénosphère
C	La plaque africaine semble plus froide que la plaque nord américaine
D	Il n'y a pas de plaque en subduction
E	La dorsale atlantique est la conséquence d'un panache mantellique ascendant de grande ampleur

Question 3

Sur l'extrait de planisphère des fonds de l'océan Pacifique ci dessus sont indiquées quelques îles volcaniques en activité (Hawaï) ou ayant cessé leur activité depuis plusieurs millions d'années.

A	Une frontière de plaques est présente sur cet extrait
B	Une dorsale est présente sur cet extrait
C	Entre 65 et 44 millions d'années, la plaque Pacifique s'est déplacée vers le Sud
D	Depuis 44 millions d'années, la plaque Pacifique se déplace vers le Nord Est
E	La direction de déplacement de la plaque Pacifique n'a pas été constante au cours du temps

Explication pour la question 3:

Même cas de figure que celui étudié en TP, mais dans l'océan Pacifique. Il est même possible de calculer la vitesse de déplacement et de la confronter aux données du paléomagnétisme.

Question 4

Sur l'extrait de planisphère ci dessous :

http://data.abuledu.org/URI/509f636d

A	On dénombre 7 plaques lithosphériques
B	Il y a une cordillère
C	Il y a au moins un rift
D	Il y a au moins deux points triples (séparant trois plaques)
E	Aucun arc insulaire n'est visible

Question 5

On considère une croûte continentale de densité de 2,8 à l'équilibre isostatique. Aux endroits où cette croûte continentale a pour épaisseur 28 km, son altitude et de 0 km. La densité du manteau est de 3,3. Sous une chaîne de montagne de 3 000 m d’altitude moyenne, en utilisant le modèle d’Airy, la profondeur du Moho est de :

A	19,2 km
B	16,8 km
C	44,8 km
D	40,2 km
E	Il n'est pas possible de répondre à la question car une donnée manque

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POUR VOUS ENTRAÎNER :

Extrait du sujet de l’écrit B du concours agro-véto 2017 : quelques aspects de la géologie de la Provence

Les images de la semaine (issues du site planet-terre) :

… ou comment faire un peu de géologie pendant les vacances 🙂

Faire de la géologie en visitant les calanques de Marseille

La calanque de Sugiton vue depuis le col de Sugiton en direction du Sud-Est

Les récifs à hermelles de la baie du Mont-Saint-Michel et de l’île de Ré, exemples de récifs non-coralliens visibles en France métropolitaine

Récif à hermelles dans la baie du Mont-Saint-Michel, commune de Saint-Jean-le-Thomas

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