5 L`Homme face aux risques géologiques

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L’Homme face aux risques géologiques
L’identification du risque géologique
Capacités du programme
– Recenser et organiser des informations pour apprécier
l’aléa sismique ou volcanique
– Présenter ces informations sous une forme appropriée.
Conseils et suggestions
– Ce chapitre vise à sensibiliser les élèves à la notion de
risque géologique et aux moyens employés par l’Homme
pour en limiter les conséquences. La recherche d’information sur des catastrophes géologiques récentes, largement évoquées par les médias, semble un bon point
d’entrée dans ce chapitre. La comparaison du contenu
de l’information permet d’exercer un esprit critique sur les
différents traitements médiatiques des catastrophes.
– La p. 201 permet d’associer la notion de risque et de catastrophe géologique à celle d’éducation et de prévention.
– L’unité 1 est consacrée à la définition et à l’identification du risque géologique.
– Le doc. 1 permet d’établir le risque géologique comme
association de l’aléa et de l’enjeu. Une série de schémas
est l’occasion d’une première application de cette définition dans le cadre d’une comparaison.
– Le doc. 2 propose une identification des principales
zones à risque géologique en Europe : il s’agit de relever
et de mettre en relation les informations apportées par
le document afin d’estimer le risque et de s’interroger
sur les mesures à prendre. Cette étude permet de réinvestir les connaissances du chapitre 3 sur la répartition
des séismes et des volcans à la surface de la Terre. Il serait judicieux de l’accompagner d’une recherche documentaire sur les séismes récents dans les zones à fort
aléa sismique et/ou sur les dernières éruptions en Europe (voir l’atelier B2i p. 210, qui servira aussi à illustrer
le risque associé à la Soufrière). La notion de temps géologique peut ainsi être abordée : les volcans actifs aujourd’hui ne sont pas les seuls volcans potentiellement
dangereux (on peut citer les volcans de la chaîne des
Puys en Auvergne, qui sont considérés comme actifs).
– Le doc. 3 propose une étude comparative du risque
géologique à la Guadeloupe et à la Réunion. L’aléa volcanique est associé au type éruptif (explosif ou effusif), en
lien avec le chapitre 2. L’impact humain est envisagé du
point de vue historique et démographique.
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(pp. 202-203 du manuel de l’élève)
Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Comprendre et définir le risque géologique (doc. 1).
– S’informer sur l’aléa et l’enjeu géologiques afin d’identifier
les zones à risque (doc. 2, 3 et 4).
– Établir une comparaison du risque sismique de différentes
régions (doc. 2 et 3).
Exploitation des documents par les activités
1 Doc. 1 (Mettre en relation des informations, proposer une représentation adaptée).
Village
Aléa
Enjeu
Risque : combinaison
de l’aléa et de l’enjeu
A
Fort
Fort
Très important
B
Fort
Moyen
Important
C
Faible
Moyen
Faible
D
Fort
Moyen
Fort
2 Doc. 2 (…xtraire les informations d’une carte, établir une comparaison). • Les zones les plus exposées à
l’aléa sismique sont les chaînes de montagnes : Alpes,
Pyrénées, Balkans et les côtes méditerranéennes.
L’aléa est particulièrement fort en Italie, en Grèce et en
Turquie. L’Italie et le sud de la Grèce sont des zones présentant des volcans actifs aujourd’hui : l’aléa volcanique
est donc fort dans ces deux zones. L’aléa sismique et volcanique est particulièrement fort en Islande, du fait que
cette île est sur une dorsale. • Paris et Rome sont des
villes de plus d’un million d’habitants : l’enjeu est donc
identique dans les 2 villes. L’aléa sismique est fort dans
la région de Rome et faible dans la région parisienne. Le
risque est donc fort à Rome et faible à Paris.
3 Doc. 3 (Mettre en relation des informations pour
établir une comparaison). • Saint-Claude en Guadeloupe
a un aléa volcanique fort et entre 10 000 et 50 000
habitants : le risque volcanique est donc élevé. SaintDenis de la Réunion a un faible aléa volcanique et plus
de 50 000 habitants : le risque volcanique y est faible.
• La Soufrière est un volcan explosif, le piton de la Fournaise un volcan effusif. Les zones à fort aléa volcanique
sont plus étendues pour la Soufrière. Donc, un volcan explosif présente plus de danger pour la population qu’un
volcan effusif.
4 En conclusion (Organiser et communiquer).
Pour établir les zones à risques géologiques, il faut
étudier l’activité sismique et volcanique et établir des
cartes d’aléas. On évalue également l’enjeu c’est-à-dire
2
les personnes et biens menacés par le phénomène géologique. Le risque est la combinaison de l’aléa et de l’enjeu. Aujourd’hui, les principales zones à risque sismique
et/ou volcanique sont identifiées.
L’Homme face au risque sismique
(pp. 204-205 du manuel de l’élève)
Capacités du programme
Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Recenser et organiser des informations pour apprécier l’aléa
sismique.
– Recenser et organiser des informations pour prévenir les
risques pour les populations et les constructions.
– Présenter ces informations sous une forme appropriée.
– Comprendre les difficultés de la prévision du risque sismique
(doc. 1).
– S’informer sur les méthodes d’identification des zones à
risque sismique (doc. 2, 3).
– Mettre en relation les informations sur les mesures
de prévention du risque sismique (doc. 4, 5 et 6).
Conseils et suggestions
– L’objectif de cette unité est de montrer comment
l’Homme cherche à limiter les conséquences liées aux
séismes. Il s’agit de présenter les limites de la prévision
sismique à court terme et de mettre l’accent sur l’évaluation de l’aléa sismique.
– L’ensemble des documents est une étude de cas dans
la région des Alpes-Maritimes. Les élèves mettent en
relation la méthode présentée dans le doc. 1 et les données du doc. 3 pour étudier le risque sismique dans la
région de Nice.
– L’intensité des séismes historiques, voire leur magnitude, sont estimées à partir des intensités épicentrales
(déterminées en fonction des observations en différents lieux). Quelques failles sont représentées, mais il
n’est pas établi avec certitude laquelle est à l’origine des
séismes historiques. L’ensemble des données permet
néanmoins de définir la région de Nice comme une zone
à risque et de prévoir un séisme de magnitude proche de
6 (mais quand ?).
– L’exercice 4 p. 212 propose d’étudier le risque sismique lié à une autre faille : la faille nord-anatolienne.
– Les doc. 4, 5 et 6 présentent les mesures d’éducation
et de prévention liées au risque sismique. Un parallèle
pourra être fait avec le comportement de la population,
très éduquée et disciplinée, au moment du violent séisme
de mars 2011 (magnitude 9).
– L’atelier « Ma commune face au risque » p. 210 est
l’occasion de consulter les plans d’aménagement de la
commune du collège.
– La carte du doc. 4 pourra être mise en relation avec
celle du doc. 3 pour comparer une zone de sismicité
moyenne et une zone de sismicité faible dans un même
département.
Exploitation des documents par les activités
Doc. 1 (Saisir des informations à partir d’un texte).
• La principale difficulté est qu’il est impossible de déterminer avec exactitude la date, le lieu et la magnitude d’un
séisme.
• On définit les zones à risque sismique en étudiant 3
critères importants : la sismicité actuelle, la sismicité historique (les séismes du passé, leur caractéristiques, leur
fréquence) et l’étude de la localisation et de l’activité des
failles actives.
1
2 Doc. 1 à 3 (Mettre en relation des informations
pour construire une argumentation). • La carte montre
que la région de Nice est traversée par un réseau de
failles actives. De plus cette zone a connu un nombre
important de séismes historiques. Certains ont été meurtriers. Enfin, on enregistre aujourd’hui une sismicité avec
en moyenne 20 séismes faibles par mois et un séisme
modéré tous les 5 ans. Les 3 facteurs donnés dans le texte
du doc. 1 sont donc réunis pour qu’on prévoie un séisme
dans la région de Nice.
• Pour préciser l’aléa et prévoir le risque sismique, il est
nécessaire d’étudier l’activité sismique de la région,
grâce à un réseau de sismomètres (doc. 2).
3 Doc. 2 à 4 (Associer les informations extraites des
documents). Les communes ayant adopté un PPR séismes
sont situées dans une zone de sismicité moyenne, à proximité de failles actives. De nombreuses communes des
Alpes-Maritimes ont connu des secousses meurtrières et
destructrices. Le plan PPR séisme vise à prévenir ces dégâts humains et matériels.
4 Doc. 4 à 6 (Saisir des informations). Le PPR permet de réglementer l’aménagement du territoire et en
particulier de mettre en place des règles de construction
D • Chapitre 5 • L’Homme face aux risques géologiques
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parasismiques (doc. 4). Les terrains à bâtir sont choisis,
les matériaux doivent être aux normes parasismiques.
La construction parasismique permet d’éviter l’effondrement des bâtiments et donc de sauver des vies en cas
de secousses. Les mesures de prévention (doc. 6)
permettent d’éduquer la population sur les conduites
à tenir en cas de séisme : avant, pendant et après la
secousse.
3
En conclusion (Communiquer en rédigeant une
synthèse). L’Homme ne peut pas prévoir avec exactitude un séisme. Cependant, l’étude de la sismicité, des
séismes historiques et de l’activité des failles permet de
délimiter des zones à risques. Dans ces zones, l’activité
sismique est surveillée et des PPR sont adoptés précisant les règles de prévention : construction parasismique,
éducation et information des populations.
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L’Homme face au risque volcanique
Capacités du programme
– Recenser et organiser des informations pour apprécier
l’aléa volcanique.
– Recenser et organiser des informations pour prévenir
les risques pour les populations et les constructions.
– Présenter ces informations sous une forme appropriée.
Conseils et suggestions
– Cette unité vise à montrer comment une prévision
fiable des éruptions permet une prévention efficace du
risque volcanique. Il serait judicieux de l’introduire par
la description d’une catastrophe liée à une éruption (la
Montagne Pelée, www.brgm.fr/brgm/Risques/Antilles/
guad/v1902.htm). On peut également aborder cette
partie par l’étude d’une œuvre d’art représentant un volcan en éruption (la Procession de Saint Janvier à Naples
pendant une éruption du Vésuve d’Antoine Jean-Baptiste Thomas, 1822). Le choix s’est porté ici sur le piton
de la Fournaise, l’un des plus actifs et des plus surveillés
du monde (www.fournaise.info/observatoire.php).
– Les documents se concentrent autour de l’éruption du
2 avril 2007, en lien avec son étude chapitre 2.
– Les documents 1 à 4 sont consacrés à la détection des
signes précurseurs de l’éruption volcanique : les déformations sont mesurées par GPS, sismomètre et enregistrés par des caméras. Les émissions du volcan sont
surveillées en permanence. Il ne s’agit pas d’établir une
liste exhaustive des paramètres mesurés mais de montrer qu’on peut prévoir une éruption avec des délais de
quelques jours à quelques semaines.
– Le réseau de surveillance permet une prévision du
risque volcanique et le déclenchement du PSS (doc. 5).
D’autres PSS pourront être évoqués et comparés à celui du
Piton (la Soufrière de la Guadeloupe, http://volcano.ipgp.
jussieu.fr/guadeloupe/les_risques_volcaniques. htm).
– L’unité permet de mettre en relation les informations
relatives à l’éruption du 2 avril 2007 pour déterminer le
seuil d’alerte du PSS et le risque pour la population.
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(pp. 206-207 du manuel de l’élève)
Compétences mises en œuvre dans l’unité
– S’informer sur les méthodes de prévision du risque
volcanique (doc. 1 à 4).
– Mettre en relation les informations sur les mesures
de prévention du risque volcanique (doc. 5 à 7).
Exploitation des documents par les activités
1
Doc. 1 à 4 (Concevoir et construire un tableau).
Mesure
Observation
Appareil
de mesure
Mouvements
du sol
Vibrations, écartements
des fissures, augmentation
de l’altitude, augmentation
de la distance entre les repères
GPS,
Caméra
Température
et composition
des gaz
Modification des propriétés des
gaz émis
Stations
de mesure
des gaz
Activité
sismique
Augmentation du nombre
de séismes
Sismomètres
Doc. 2 et 4 (…xploiter un graphique, mettre en
relation des informations). Entre le 1er janvier et le
2 avril 2007, le nombre de séismes est variable mais
ne dépasse jamais une centaine par jour. Le 2 avril, on
enregistre plus de 300 secousses. Ces séismes sont
enregistrés grâce au réseau de sismomètres.
2
3 Doc. 5 et 7 (Mettre en relation des informations).
Le 2 avril 2007, le nombre de séismes augmente. Le doc.
7 est une photographie montrant la coulée de lave traversant le RN2 le 2 avril 2007. Cela signifie que la coulée
de lave a quitté l’enclos du volcan et menace les routes
et les populations. Le niveau d’alerte doit donc être au
moins le niveau 3.
Doc. 5 à 7 (Saisir des informations). Les mesures
de prévention liées au risque volcanique sont : la mise
en place d’un plan d’alerte qui prévoit la préparation et
4
l’alerte des équipes d’intervention, l’information des
populations et le bouclage de certaines zones (doc. 5) ;
l’éducation des populations sur les comportements à
adopter en cas d’éruption (écouter la radio, se mettre
à l’abri) (doc. 6) ; la fermeture des routes pour protéger
la population qui nécessite l’intervention d’équipes en
alerte sur place (doc. 7).
la surveillance des volcans actifs de la planète. Avant
l’éruption, les signes précurseurs sont détectés par les
instruments et l’éruption est prévue. Pour prévenir le
risque volcanique, des mesures d’éducation et d’information sont adoptées par les communes et préfectures.
Un plan d’alerte en plusieurs phases permet de prévenir
et de protéger la population en cas d’éruption.
5
En Conclusion. (Communiquer en rédigeant
une synthèse). Des stations de mesure permettent
(pp. 212-213 du manuel de l’élève)
Les corrigés de la rubrique « Je vérifie mes connaissances » (p. 212) se trouvent à la fin du manuel élève (p. 221).
Sont proposés ici les corrigés des exercices de la rubrique « J’applique mes connaissances » et de l’exercice
« J’apprends à résoudre une tâche complexe »
3 PISA Une éruption en Islande
Mettre en relation des informations. Cet exercice permet
de réinvestir les capacités travaillées dans les unités de
ce chapitre : la saisie d’informations à partir d’une carte
et la mise en relation entre les informations de différents documents. Il s’agit également d’élargir la notion
de risque volcanique : les cendres envoyées dans l’atmosphère constituent également un facteur de risque.
Cet exercice pourra être l’occasion de souligner l’importance de la surveillance satellite des éruptions volcaniques, mais aussi d’évènements liés à d’autres risques
majeurs (marée noire, pollution chimique...).
a. Le nuage de cendres se forme en Islande. Sur le doc. 1,
on observe que le 14 avril à 10 h (jour de la 2e éruption)
le nuage de cendres est au-dessus de la partie Sud de
l’Islande. Le vent souffle d’Ouest en Est. Le 15 avril à
10 h, on observe que le nuage s’est reparti sur une partie
de l’océan Atlantique à l’est de l’Islande et jusqu’au nord
de la Grande-Bretagne.
b.
Risque pour la population
Mesure de sécurité
L’éruption menace directement
la population
La population est évacuée dans
la région du volcan
Les cendres menacent
les réacteurs des avions
de ligne
Fermeture des aéroports
islandais puis de l’espace aérien
européen
c. Les images satellite permettent de visualiser le nuage
de cendres. Or ces cendres menacent les réacteurs des
avions. Les images permettent donc de déterminer la
zone aérienne dans laquelle les avions ne doivent plus
passer et ainsi de protéger l’équipage et les passagers.
4 Une ville sous surveillance
Raisonner et argumenter. Cet exercice propose de
mobiliser les connaissances acquises sur la nature et la
répartition des séismes dans le cadre de l’évaluation du
risque sismique. La région d’Istanbul est une des zones
du monde où le risque sismique est le plus élevé. L’élève
devra également construire un paragraphe d’argumentation dans un cadre proche de celui de l’activité 2 de
l’unité 2. Il devra également exercer son esprit critique
car le document proposé ne présente pas la sismicité
actuelle de la région.
Réponses attendues :
a. Les séismes de 1912, 1957, 1967 et 1999 sont alignés au Nord de la zone représentée. Le séisme de 1953
est plus au sud. Ces séismes sont sur la faille active.
b. Les séismes sont dus à la rupture d’une zone fragile :
la faille nord anatolienne.
c. Le réseau de failles actives parcoure la région d’Istanbul, des séismes historiques récents et nombreux se
sont produits dans la région. Istanbul présente bien les
caractéristiques d’une zone à fort risque sismique.
D • Chapitre 5 • L’Homme face aux risques géologiques
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J’apprends à résoudre une tâche complexe
Compétence 1 : rédiger un texte, cohérent et ponctué.
Compétence 3 : savoir utiliser des connaissances dans
divers domaines scientifiques, pratiquer une démarche
scientifique, communiquer dans un langage adapté.
La réalisation de cet exercice est une tâche complexe
qui utilise des informations présentes dans 4 documents constitués de différentes cartes. Les notions
développées prennent appui sur celles abordées en particulier dans l’unité 1 du chapitre 4. L’élève doit extraire
des différentes cartes les informations utiles, puis les
mettre en lien afin de comprendre que l’on se trouve à la
frontière de 3 plaques, la plaque eurasiatique, la plaque
pacifique et la plaque des Philippines. Il doit ensuite rédiger une synthèse, réaliser un schéma et le rendre fonctionnel en symbolisant le sens du mouvement de ces 3
plaques.
limite
de plaque
plaque
eurasiatique
épicentre
Mer du Japon
Pyongyang
JAPON
Séoul
Tokyo
plaque
des Philippines
N
Taipei
Océan
Pacifique
plaque
pacifique
330 km
Réponse attendue :
Quelques documents sur le séisme du 11 mars
2011 :
Les séismes sont fréquents au Japon, 1 à 4 séismes
de magnitude égale et supérieure à 5 se produisent
chaque année pour une surface de 12 300 km2 (doc. 1
p. 213). Le séisme du 11 mars 2011, de magnitude 9,
s’est produit au large des côtes nord-est, dans une zone
où les séismes ne dépassent pas d’habitude une magnitude de 4 (doc. 1) : c’est donc un séisme d’une rare
puissance. La sismicité élevé du Japon s’explique par
sa situation à la limite de 3 plaques lithosphériques : la
plaque eurasiatique, la plaque pacifique et la plaque des
Philippines (doc. 4 p. 187 et doc. 2 p. 213). Ces plaques
sont en mouvement, dont le sens est symbolisé sur le
schéma ci-contre. Le rapprochement entre la plaque des
Philippines et la plaque pacifique est de 4,73 cm par an
(doc. 2 p. 213), celui entre la plaque eurasiatique et la
plaque pacifique de 9,08 cm par an (doc. 2 p. 187).
Le séisme du 11 mars 2011, de magnitude 9, est le quatrième plus important séisme au monde depuis 1900 et
le plus puissant qu’ait connu le Japon depuis 130 ans.
Voici quelques ressources en ligne à ce sujet :
– le site de l’USGS (une référence, en anglais) : http://
earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2011/
usc0001xgp/
– le site d’Eduterre Usages (en français) : http://eduterre.
inrp.fr/eduterre-usages/ressources_gge/subduction_Japon/subduction_Japon
Ce dernier site propose un dossier particulièrement intéressant, regroupant de nombreuses données sur la zone
de subduction du Japon et sur le séisme du 11 mars 2011
(carte, localisation de l’épicentre, sismogrammes, vidéos,
etc.), ce qui permet un vrai travail en autonomie de la part
des élèves dans le cadre d’une démarche d’investigation.
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