La 3D interactive au service de la Géologie

La 3D interactive au
service de la Géologie
Agnès Rivière, Professeur associée à Ifé-ENS Lycée
Paul-Louis Courrier <agnes.riviè[email protected]>
Thierry Lhuillier, Professeur associé à Ifé-ENS Lycée
Claude de France <[email protected]>
Publié par Gérard Vidal

La 3D interactive au service de la Géologie
par Agnès Rivière, Thierry Lhuillier, et Gérard Vidal
Copyright © 2015-01-15 Ce livret est mis à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons
Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International [http://
creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/]
Résumé
La compréhension des phénomènes géologiques se heurte chez les élèves à la difficulté de relier la vision de
l’espace avec celle du temps. Pour améliorer la compréhension des élèves, les outils utilisés jusqu’à présent étaient
soit des animations, le plus souvent en 2D, soit des logiciels complexes et/ou peu intuitifs.
Dans cet atelier, nous présenterons plusieurs outils, dont les atouts sont la 3D et l’interactivité, conçus pour être
d'une utilisation simple pour le professeur comme pour l'élève.
Pour le programme de Première S sur l'historique de la théorie de la tectonique des plaques, nous présenterons deux
applications 3D permettant de traiter cette partie de programme de manière interactive : l'application « Dérive des
continents » déjà présentée lors de Formaterre 2013 et l'application « De la dérive des continents à la tectoniques
des plaques » qui vient compléter le précédent. Pour le programme de Terminale S, nous présenterons le module
« Mécanismes au foyer » avec une activité associée pour traiter de l'effondrement gravitaire. Cette activité a
également été présentée lors de Formaterre 2013 : Livre numérique "Tectonique Formaterre 2013" à télécharger
et à lire sous tablette Ipad, Samsung ou avec Firefox (extension Lucifox) ou Chrome (extension Readium). La fin
de l'atelier a été consacrée à une discussion avec les concepteurs des animations pour améliorer les applications
et modules déjà existants.

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Table des matières
La 3D interactive au service de la Géologie ....................................................................... 1
Présentation rapide du projet Géosciences3D: ............................................................. 1
L'histoire d'un modèle (PremièreS). .......................................................................... 1
La dérive des continents, les arguments d'A.Wegener. .......................................... 1
De la dérive des continents à la tectonique des plaques. ........................................ 2
L'effondrement gravitaire (Terminales S). .................................................................. 5
Activité 1: Les indices à partir des données GPS. ................................................ 5
Activité 2: Les indices à partir des données sismiques. ......................................... 7
Conclusion: .......................................................................................................... 9
Annexes: .............................................................................................................. 9

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Liste des illustrations
1. En vidéo en 2 mn 20 .................................................................................................. 1
2. Les informations affichables ........................................................................................ 1
3. Bouton de translation-rotation du continent ..................................................................... 2
4. La Pangée reconstituée ............................................................................................... 2
5. Recherche du pôle de rotation relatif aux deux plaques ..................................................... 3
6. Feuille de calcul pour transformer la vitesse linéaire d'éloignement de deux stations en
vitesse angulaire ............................................................................................................ 3
7. Les 4 limites datées au choix: ...................................................................................... 4
8. Disparition du fond de l'océan lors de la fermeture: .......................................................... 4
9. Ecran bilan présentant toutes les valeurs calculées par l'application. ..................................... 5
10. Choix du couple de station GPS du réseau RENAG ........................................................ 6
11. Déplacement de chaque station en valeur absolue (en mm/an) .......................................... 6
12. Déplacement relatif de la station PUYA par rapport à la station JANU considérée comme
fixe (en mm/an) ............................................................................................................ 7
13. Carte sismotectonique synthétique regroupant l'ensemble des solutions focales fiables
calculées avec les données SismAlp (D'après la thèse de C.Sue- fig 3.59) ................................ 7
14. Sismogrammes de deux stations ayant enregistré ce séisme .............................................. 8
15. Analyse des mécanismes au foyer pour le séisme 94 06 18 06 .......................................... 9

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La 3D interactive au service de la
Géologie
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Présentation rapide du projet
Géosciences3D:
Figure 1. En vidéo en 2 mn 20
Cette vidéo, présente en 2 mn30, le projet de création d'applications 3D interactive en géologie et
donne un aperçu des applications "Dérive des continents" et "De la dérive des continents à la tectonique
des plaques"
L'histoire d'un modèle (PremièreS).
La dérive des continents, les arguments d'A.Wegener.
La première application «Dérive des continents [http://geosciences3d.univ-lyon1.fr/
resources.php#DER_CONT] » permet de traiter la naissance de la théorie d'A.Wegener en reprenant
les différents arguments que celui-ci a utilisés dans sa publication. Le globe mobile et « zoomable »
présente les différents continents dans leur position actuelle et il est possible de superposer diverses
couches.
Figure 2. Les informations affichables
Les marges continentales que Wegener
ne connaissait pas permettent une
meilleure concordance des plaques et
permettent d'introduire la notion de rift.
Les tillites de 300 Ma avec le sens
d'écoulement des glaces. C'est avec ces
informations que la reconstitution de
la Pangée est la plus facile à réaliser.
L'âge des formations géologiques, synthèse
de l'histoire géologique de chaque plaque
montre une complexité bien supérieure
au document proposé par Wegener
Les fossiles du Permo-Trias: Les
sites fossilifères sont géoréférencés.