GOOGLE EARTH Quelques méthodes d`utilisation et pistes d`activités

GOOGLE EARTH
Quelques méthodes d’utilisation
et pistes d’activités
Google Earth est un logiciel, permettant une visualisation de la Terre (et d’autres astres !) avec un
assemblage de photographies aériennes ou satellitaires. Ce logiciel permet pour tout utilisateur de
survoler la Terre et de zoomer sur un lieu de son choix. Mais aussi bien d’autres fonctions…
Téléchargement : http://www.google.com/intl/fr/earth/download/ge/
par Eric Villar
1
SOMMAIRE
GEOLOCALISATION DE LIEUX : LE MARQUAGE
3
VISITE DES LIEUX GEOLOCALISES
4
LES OBJETS GEOLOGIQUES A « HAUTEUR D’HOMME » : « STREET VIEW »
5
UN PROFIL TOPOGRAPHIQUE A PARTIR D’UN TRAJET !
6
DISTANCES & MESURES
7
RETOUR VERS LE FUTUR : LES SUPERPOSITIONS DE COUCHES
8
RETOUR VERS LE FUTUR II : LES DONNEES TEMPORELLES
9
PORTABILITE DES PRODUCTIONS : LE FICHIER KMZ
12
... ET LE SOCLE COMMUN DANS TOUT CELA ?
13
EXERCICES D’ENTRAINEMENT POUR LA CONSTRUCTION D’UN KMZ
14
GOOGLE EARTH ET SON INTERFACE DE TRAVAIL
15
BIBLIOGRAPHIE
16
ANNEXE
17
2
Géolocalisation de lieux : le marquage
Intérêt, place dans le programme :
Elle intervient dans toutes les étapes décrites plus bas, car elle permet un accès aux lieux étudiés
rapide et précis et de futures recherches aisées.
Activité(s) proposée(s) :
Faire localiser des lieux d’intérêt déjà étudiés, comme des zones sismiques (Faille de San Andreas)
ou des zones volcaniques (l’Afar en Etiopie).
Tutoriel Google earth :
dans le champ « recherche », onglet « aller à », inscrire le nom du lieu recherché ou ses
coordonnées géographiques ;
puis cliquer sur l’icône « ajouter un repère » ;
dans la fenêtre, on peut ajouter un titre, des commentaires, adjoindre des média, changer
l’icône…
ne pas oublier de cliquer-droit sur le dossier ou l’étape de travail et sur « Enregistrer dans
Mes lieux préférer » pour sauvegarder dans Google earth la production car cette dernière
s’efface lors du départ de Google earth si elle reste dans les Lieux temporaires.
3
Visite des lieux géolocalisés
Intérêt, place dans le programme :
Il est possible d'organiser et d'enregistrer des visites virtuelles de lieux géolocalisés avec,
éventuellement, un commentaire oral.
5ème – « Géologie externe : évolution des paysages » :
identifier les éléments significatif du modelé du paysage ;
géolocaliser les étapes d’une sortie géologique.
4ème – « Activité interne du Globe » :
visiter des exemples d’édifices volcaniques.
Terminale S – « La convergence lithosphérique et ses effets » :
géolocaliser les étapes d’une sortie géologique.
Activité(s) proposée(s) :
Organiser une visite de plusieurs édifices volcaniques effusifs et explosifs pour comparer leur
morphologie.
Tutoriel Google earth :
ajouter les repères de tous les volcans ;
organiser dans un fichier les volcans dans la fenêtre « Lieux » pour plus de faciliter lors de
l’enregistrement ;
cliquer sur l’icône « Lancer la visite » dans la fenêtre « Lieux » ou sur « Enregistrer la
visite » pour une visite plus personnalisée ;
dans la seconde option, la fenêtre d’enregistrement s’ouvre, où l’on peut lancer/arrêter
l’enregistrement et l’agrémenter d’un commentaire ;
pour finir, lors de la lecture de la visite, il est possible de « pauser », avancer, reculer ou
lire en boucle.
Enregistrement
Fenêtre d’enregistrement
Enregistrement oral
Reculer
Avancer
Fenêtre de lecture
Lecture en boucle
Lecture/Pause
4
Les objets géologiques à « hauteur d’Homme » : « Street view »
Intérêt, place dans le programme :
Le mode « Street view » suppose que les " Google mobiles " sont passées par le lieu et l'ont
photographié, ce qui implique que le lieu d’intérêt doit être en bord de route !
5ème – « Géologie externe : évolution des paysages » :
identifier les éléments significatif du modelé du paysage ;
la sédimentation correspond essentiellement au dépôt de particules issues de l’érosion ;
visualiser quelques les étapes d’une sortie géologique.
Terminale S – « La convergence lithosphérique et ses effets » :
reconnaissance des indices de collision ;
visualiser quelques les étapes d’une sortie géologique.
Activité(s) proposée(s) :
Organiser des déplacements vers des objets géologiques d’intérêt (empilement sédimentaire,
faille…).
Tutoriel Google earth :
ajouter un repère pour faciliter la recherche ;
se déplacer sur le lieu et « cliquer-glisser » « M. Street view » à l’endroit voulu, les axes
photographiés apparaissent en bleu ;
des lors, la navigation se réalise comme pour la vue aérienne ;
une astuce, un « cliquer-glisser » sur l’œil de la « console de navigation » permet d’ajuster
la visée comme s’il on tournait la tête.
Console de navigation
« M. Street view »
5
Un profil topographique à partir d’un trajet !
Intérêt, place dans le programme :
Il est possible de tracer des trajets sur le globe pour, par exemple, savoir combien de kilomètres je
pédale pour me rendre dans mon établissement. Donc des trajets non linéaires mais aussi linéaires.
Les linéaires qui peuvent nous intéresser, car Google Earth peut tracer leur profil d'élévation ou
profil topographique.
4ème – « Activité interne du Globe » :
les matériaux émis lors d’une éruption constituent l’édifice volcanique ;
les plaques sont mobiles et leurs mouvements transforment la surface du globe.
Terminale S – « La convergence lithosphériqueet ses effets » :
l’analyse de documents permet de dégager les principales caractéristiques des marges
actives actuelles.
Activité(s) proposée(s) :
Réaliser des profils topographiques d’édifices volcaniques différents (bouclier et stratovolcans) ou
de frontière de plaque (subduction, dorsale…) pour appréhender quelques-unes de leurs
caractéristiques.
Tutoriel Google earth :
punaiser un repère pour faciliter la recherche ;
puis cliquer sur « Ajouter un trajet » ;
tracer le segment voulu de la gauche vers la droite, un clic par extrémités ;
dans la fenêtre qui s’ouvre, si la coupe inclue des fonds océaniques, dans l’onglet
« Altitude » faire le choix « Au niveau du fond marin » ;
fermer la fenêtre en cliquant sur « OK » ;
dans la fenêtre « Lieux », cliquer-droit sur le trajet et sélectionner « Afficher le profil
d’élévation » ;
sur le profil, le déplacement de la souris est suivi sur le trajet et affiche l’altitude et le
pourcentage de la pente.
6
Distances & mesures
Intérêt, place dans le programme :
Il est possible de tracer des trajets et d’obtenir leurs mesurer la distance. D’intérêt faible mais
couplées à des données temporelles, elles permettent de calculer des vitesses !
4ème – « Activité interne du Globe » :
à raison de quelques centimètres par an, les plaques s’écartent ;
1èreS – « Thème 1 – B : La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle » :
des travaux complémentaires montre que les mouvements divergents (dorsales),
décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents
avec ce modèle géométrique ;
des alignements volcaniques intraplaques sont la trace du déplacement de plaques
lithosphériques au-dessus d’un point chaud fixe ;
le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques d’après les alignements de
volcans intraplaques.
Activité(s) proposée(s) :
Calcul de la vitesse de déplacement de la plaque pacifique à l'aide du fonctionnement du point
chaud hawaïen ; ou calcul de la vitesse de coulissage de la faille transformante de San Andreas.
Tutoriel Google earth :
organiser dans un fichier (fenêtre « lieux ») le (les) repère(s) punaisés ;
pour connaitre la distance entre deux lieux, cliquer sur « Afficher la règle » ;
tracer le segment voulu, un clic par extrémités ;
dans la fenêtre « Règle » apparait la distances entre les deux points (choisir l’unité qui
convient).
7
Retour vers le futur : les superpositions de couches
Intérêt, place dans le programme :
La superposition d'image permet d'agrémenter la carte brute par des couches diverses, ce qui
fournit la 4ème dimension à Google earth. On distingue deux types d’utilisation, voici la première :
des superpositions au sens strict et des superpositions qui intègre la dimension temporelle.
4ème – « Activité interne du Globe » :
localisation des zones sismiques au niveau mondial ;
localisation des zones volcaniques au niveau mondial ;
les zones sismiques et volcaniques permettent de délimiter une douzainede plaques.
1èreS – « Thème 1 – B : La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle » :
la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s’établit selon
un plan incliné.
Terminale S – « La convergence lithosphérique et ses effets » :
convergence et subduction : construction du plan de Wadati/Benioff.
Activité(s) proposée(s) :
illustrer les zones volcaniques et les zones sismiques ;
fusionner les deux pour délimiter les plaques tectoniques ;
construire le plan de Wadati/Benioff.
Tutoriel Google earth :
installer le fichier .kmz trouvé, en doule-cliquant, il s’installe automatiquement dans
Google earth ;
puis le sélectionner pour voir s’afficher les couches.
8
Retour vers le futur II : les données temporelles
Intérêt, place dans le programme :
Certaines données affichées dans Google earth sont associées à un marquage temporel. Par
exemple, les images satellitales disponibles pour une zone, mais aussi une trace GPS. Lors de
l’affichage de ces données un repère chronologique s’affiche avec un curseur temporel déplaçable.
6ème – « Peuplement du milieu » :
influence de l’Homme sur le peuplement du milieu (déboisement).
4ème – « Activité interne du Globe » :
lors des éruptions, les matériaux émis constituent l’édifice volcanique ;
les aléas sismiques et volcaniques dus à l’activité de la planète engendrent des risques pour
l’Homme.
3ème – « Responsabilité humaine en matière de santé et d’environnement » :
les impacts des différentes sources d’énergie sur l’émission des gaz à effet de serre sont
comparés.
2nd– « Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol » :
L’agriculture a besoin d’eau : ressource très inégalement répartie à la surface de la
planète, fragile et disponible en quantités limitées ;
L’énergie solaire chauffe l’eau, ce qui est à l’origine des vents et courants.
1ère S – « Thème 2 – B : Nourrir l’humanité » :
prise en compte de l’environnement pour assurer la durabilité des pratiques alimentaires
collectives ;
les conséquences environnementales posent le problème des pratiques agricoles utilisées
(bilans de matière : eau).
1èreES & L – «Vers une agriculture durable au niveau de la planète » :
l’exportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements et
l’amélioration qualitative des productions posent les problèmes, des ressources en eau des
atteintes portées à l’environnement.
Activité(s) proposée(s) :
reconstituer les courants marins dans l’Atlantique Nord à partir des trajectoires de bouées
dérivantes ;
comparer des photos dans le temps (calotte glaciaire, mer d’Aral, Piton de la Fournaise…).
Tutoriel Google Earth :
Reconstituer les courants marins :
charger le projet KMZ Energie Solaire et
Courants ;
le déplacement du curseur temporel
affiche le trajet des bouées au cours du
temps, on peut repérer des gyres de faible
étendue et des trajectoires bien plus
longues, plus intéressantes pour la
reconstitution des courants ;
cliquer sur l’une des bouées avec le bouton
droit et choisir dans le menu contextuel,
l’affichage du profil d’élévation ;
la ligne rouge représente l’ensemble de la
trajectoire de la bouée et la flèche sa
position à l’instant étudié ;
le « profil » apporte des informations
complémentaires sur le trajet : longueur et
durée,
vitesse
moyenne,
vitesse
instantanée ;
en appliquant la démarche de bouée en
bouée, on peut reconstituer une trajectoire
type autour de l’Atlantique Nord.
9
Observer l’évolution de la banquise Arctique depuis 30 ans :
charger le fichier NSIDC_septSeaIceExtent.kmz ;
utiliser le curseur temporel pour visualiser les variations d’étendue de la banquise ;
proposition d’activité sur :http://www.ac-nice.fr/svt/productions/exploitations/banquise/activite.pdf
10
Reconstituer l’assèchement de la mer d’Aral :
localiser et afficher la mer d’Aral ;
cliquer sur l’icône « Afficher les images anciennes » ;
utiliser le curseur temporel pour visualiser les variations de l’étendue d’eau, par exemple :
1973, 1986, 2011.
Illustrer l’une des coulées de lave du Piton de la Fournaise en 2007 :
ouvrir le fichier .kmz ;
sélectionner les deux photographies puis faire varier la transparence pour voir l’évolution ;
le polygone tracé permet de visualiser la coulée et le gain sur l’océan.
11
Portabilité des productions : le fichier KMZ
Intérêt, place dans le programme :
Une fois toutes les étapes pour marquer, tracer, superposer… effectuées
Activité(s) proposée(s) :
Calcul de la vitesse de déplacement de la plaque pacifique à l'aide du fonctionnement du point
chaud hawaïen ; ou calcul de la vitesse de coulissage de la faille transformante de San Andreas.
Tutoriel Google earth :
une fois tous les lieux marqués, les trajets tracés, les superpositions effectuées… cliquerdroit sur le dossier et « Enregistrer le lieu sous… » ;
le dossier va être enregistré et transformer en fichier .kmz et autoriser sa portabilité ;
si le dossier contient des liens sur l’Internet, ils seront utilisables sur un autre terminal,
cependant s’il contient des liens aiguillant vers des média présents sur votre ordinateur, ces
derniers ne se retrouverons pas dans le fichier .kmz, il faudra donc les fournir et changer le
lien.
12
... Et le socle commun dans tout cela ?
De manière volontaire, nous avons circonscrit les capacités aux compétences 3 et 4, mais il est
possible de valider d’autres compétences et donc capacités lors de l’utilisation de Google earth…
Compétence 3
Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique
PRATIQUER UNE DEMARCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE, RESOUDRE DES PROBLEMES
Rechercher, extraire et organiser l’information utile.
Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes.
Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer.
Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté.
SAVOIR UTILISER DES CONNAISSANCES DANS DIVERS DOMAINES SCIENTIFIQUES
L’univers et la terre : organisation de l’univers ; structure et évolution au cours des temps géologiques de la
Terre, phénomènes physiques.
ENVIRONNEMENT ET DEVELOPPEMENT DURABLE
Mobiliser ses connaissances pour comprendre des questions liées à l’environnement et au développement
durable.
Compétence 4
La maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication (B2i)
DOMAINE 1 – S’APPROPRIER UN ENVIRONNEMENT INFORMATIQUE DE TRAVAIL
Utiliser les logiciels et les services à disposition.
13
Exercices d’entrainement pour la construction d’un KMZ
1°- Construction d’KMZ permettant aux élèves de calculer le déplacement de la plaque
pacifique grâce au point chaud de l’archipel de la société.
Carte bathymétrique et toponymique de
l'alignement de la Société (isocontour tous
les 1000m). Les âges radiométriques en Ma
sont reportés en gras au niveau des îles. La
zone du point chaud actif est notée par une
étoile. (IPGP – Clouard)
A noter que Tahiti est composée de Iti
(datée de 1,4Ma) et de Nui (datée de
0,2Ma)
2°- Construction d’un KMZ permettant aux élèves de
calculer le décalage conséquent à la faille en
décrochement au niveau de « Carizzo plain national
monument » et le sens de déplacement des plaques
Pacifique et Nord-Américaine.
Carrizo plain
Coordonnées du lieu : 35.1277676442, -119.661536179
Carte de la frontière entre les plaques Pacifique et
Nord-Américaine au niveau de la faille de San
Andreas.
« Carizzo plain national
monument » par Google
Earth.
Dans ce lieu, on peut
observer un ruisseau dont
l’écoulement a été décalé
par le décrochement de la
faille de San Andreas.
L’âge de mise en place de
ce cours d’eau est estimé à
25 000 ans.
14
Google earth et son interface de travail
D
B
C
A
A : vue de la Terre (date des prises de vue, coordonnées, altitude…);
B : Fenêtres Recherche, Lieux, Données ;
C : console de navigation (orientation de la vue dans les trois dimensions) ;
D : icônes d’action
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Icônes d’action :
7 : afficher les images anciennes ;
1 : masquer la fenêtre B ;
8 : lumière du soleil ;
2 : ajouter repère ;
9 : autres astres ;
3 : ajouter polygone ;
10 : afficher règle ;
4 : ajouter trajet ;
11 : envoyer e-mail ;
5 : ajouter superposition ;
12 : imprimer ;
6 : enregistrer la visite ;
13 : afficher dans Google maps.
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Bibliographie
Google earth :
http://www.google.fr/intl/fr/earth/
Global volcanism program (GVP) :
http://www.volcano.si.edu
United States geological survey (USGS) :
http://www.usgs.gov/
Activolcans :
http://www.activolcans.info/
Aster volcano archive (AVA) :
http://ava.jpl.nasa.gov/default.htm
National Snow and Ice Data Center (NSIDC) :
http://nsidc.org/
Programme des Nations Unies pour l’environnement (UNEP) :
http://www.unep.org/french/
ValérieClouard – Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) :
http://www.ipgp.fr/~clouard/contact.html
Pierre Thomas - Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon :
http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre
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Annexe
Contenus des fichiers .kmz :
KMZ
Contenus
Deux marquages : Carizzo plain national monument - Faille de San
Andreas ; Etiopie, région des Afar - Champ volcanique.
Visite de quelques édifices volcaniques autour du Monde : Erta Ale,
Etiopie – Vésuve, Italie – Tungurahua, Equateur – Chaitèn, Chili…
Deux exemples : Faille normale RD 125 - Le Muy (83) ; Dépôt des
particules sédimentaires en strate - Bancairon (06) - D2205.
Comparaison de profils entre volcan bouclier et stratovolcan ;
profil d'élévation des frontières tectoniques (dorsales, zone de
subduction...).
Calcul de la vitesse de déplacement de la plaque pacifique à l'aide du
fonctionnement du point chaud hawaïen.
Exemples :
localisation des volcans et des zones sismiques ;
trajectoires de bouées dérivantes pour reconstituer les courants
marins dans l’Atlantique Nord ;
l'éruption de 2007 du Piton de la fournaise avec des fontaines de
lave formant plusieurs larges coulées de lave allant jusqu'à la mer ;
le tsunami faisant suite au séisme du 26 décembre 2004, qui s'est
abattu sur les côtes de la province indonésienne d'Aceh ;
la mer d'Aral et son assèchement ;
KMZ du NSIDC sur la fonte de la calotte glacière arctique ;
la déforestation dans la province de Rondonia au Brésil (passer par
"Sensibilisation mondiale" et l'UNEP).
N.B. : les photos sont à trouver, en ligne, dans le dossier « Photos » !
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