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Initation A La Cartographie Geologique Partie 2

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MINSITERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE UNION – DISCIPLINE - TRAVAIL ETABLISSEMENT D’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR PRIVE GÉOLOGIE MINES PÉTROLE (GMP) SUP-MINES 1A & 2A BTS Initiation à la Cartographie Géologique (Manuel de Travaux Pratiques en Géologie)  Apports théoriques, travaux dirigés et pratiques   ANNÉE SCOLAIRE 2011 - 2012 Enseignant  M. ASSOMA TCHIMOU VINCENT   Hydrogéologue –  Master SIG, Télédétection et  Sciences de l’In formation formation Géographique,  Chargé de cours  **Support de cours de TP**  GSM : 05 65 61 48 - [email protected]  Etudiant Nom & prénoms : : ……………………………………………………………………... Contacts : ………………/ Courriel : ……………………………………………………..  Initiation à la cartographie géologique géologique – GMP PRESENTATION La carte géologique constitue le support indispensable pour l’étude des formations géologiques et la reconstitution de leur histoire. L’objet de ce manuel est une initiation à l’acquisition des techniques de base pour d’une part, la lecture des cartes géologiques, et d’autre part la réalisation des coupes géologiques. Cette introduction s’appuie sur des notions géométriques et géologiques (morphologie, tectonique et stratigraphie), selon un ordre de difficulté croissant. Ce manuel constitue un support utile à l’enseignement de la cartographie assuré par le département des sciences de la Terre. Il est destiné aux étudiants débutants dans cette discipline (Licence 1 ou BTS) ; il servira d’aide-mémoire d’aide-mémoire et pourra être complété par des notes personnelles et des exercices qui seront effectués en salle de travaux pratiques (TP). La cartographie englobe un ensemble de techniques conduisant à l’établissement et à l’étude des cartes. La carte géologique est un outil indispensable pour pour l’étude du sol (pédologie, géographie, écologie, etc…) et du soussous-sol (recherche pétrolière, minière, hydraulique, etc…). La lecture correcte d’une carte topographique est une nécessité pour ceux (géologues, pédologues et biologistes entre autres) qui vont faire des sciences de la nature leur profession. Elles sont aussi utiles dans les activités de loisirs (randonnées en montagne, la navigation en) etc…. etc…. Couplées avec le GPS et une bonne boussole. Le choix du type de carte dépend du but recherché. Ainsi, donc, au cours des travaux pratiques de géologie, nous allons étudier deux parties: La première se rapporte à la réalisation de profil topographique : Il s’agit des cartes topographiques qui permettent de décrire avec précision les différents éléments du relief. La deuxième est consacrée à l’étude des cartes géologiques simples qui nous permettront de comprendre la structure du sous-sol. Elle est consacrée à la reconnaissance des principales structures de déformation. Prérequis :    Notions de géologie simple comme connaissance, même succincte, des principaux types de roche et leurs caractéristiques ; Notions simple de géométrie (trigonométrie de base) ; Aptitude à percevoir les schémas en trois dimensions (3D). Objectifs :    Savoir utiliser de manière rationnelle et prudente les cartes géologiques à votre disposition ; Connaître les méthodes de construction des cartes ; Savoir présenter les données sous une forme explicite et/ou simple pour les utiliser sur chantier ou dans les rapports et/ou présentations. Avertissement - Les thèmes abordés ici sont totalement interdépendants et présentent une complexité croissante. Il est donc très conseillé d’assurer une présence continue. - Durant toutes les séances, le matériel requis est le suivant : Crayon à dessin (à mine ou HB), papier  millimétré, une gomme, un papier calque et éventuellement un rapporteur d’angle et une calculatrice. Page 1 Initiation à la Cartographie Géologique –  1AGMP  SOMMAIRE CHAPITRE 1 : CARTE ET RÉALISATION DE PROFIL TOPOGRAPHIQUE TOP OGRAPHIQUE ........................................................... 4 1.1. LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ........................................................................................................... ........................................................................................................... 5 1.2. LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUE DE LA TERRE .............................................................. ..................................................................... ....... 6 1.3. LES SYSTEMES DE PROJECTION ............................................................ .................................................................................................... ........................................ 7 1.4. REPERAGE D’UN POINT ET NOTION D’ECH ELLE .......................................................................... 7 1.5. ETUDE OU ETABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE ................................................ ................................................ 10 1.5.1. L’OROGRAPHIE............................................................................................................................................ OROGRAPHIE ............................................................................................................................................ 10 1.5.2. L A PLANIMETRIE (SIGNES CONVENTIONNELS UTILISES SUR UNE CARTE TOPOGRAPHIQUE) ..................... 13 1.6. LIGNES CARACTERISTIQUES EN COURBES DE NIVEAU ........................................................... ........................................................... 13 1.6.1. DIFFERENTS TYPES DE PENTES (FORMES DES VERSANTS) .......................................................... ............. 13 1.6.2. LES FORMES DU RELIEF ........................................................... ................................................................. .. 17 1.7. PROFIL CARTOGRAPHIQUE ........................................................................................................... ........................................................................................................... 22 1.7.1. ÉTAPES ET PROCEDURE DE CONSTRUCTION D’UN PROFIL............................................................ PROFIL............................................................ ............. 22 1.7.2. ORIENTATION SUR UNE CARTE ........................................................... ........................................................ 24 CHAPITRE 2 : CARTOGRAPHIE GÉOLOGIQUE ................................................................... .............................................................................................. ........................... 26 2.1. NOTIONS FONDAMENTALES EN GEOLOGIE ................................................................... ................................................................................ ............. 27 2.1.1. COUCHES OU STRATES ............................................................... ................................................................. .. 27 2.1.2. LA STRATIGRAPHIE : SES PRINCIPES ................................................................ .............................................. 27 2.1.3. LE FACIES ..................................................................................................................................................... 27 2.1.4. FOSSILES STRATIGRAPHIQUES (BONS FOSSILES) ......................................................... ................................... 27 2.1.5. FOSSILES DE FACIES ...................................................................................................................................... 28 2.2. LA CARTE GEOLOGIQUE............................................................... ................................................................................................................. .................................................. 28 2.3. PROPRIETES GEOMETRIQUES GEOMET RIQUES DES COUCHES .......................................................................... 29 2.3.1. NOTION DE PENDAGE .................................................................................................................................... 29 2.3.2. ORIENTATION D 'UN PLAN DANS L 'ESPACE ....................................................... .............................................. 30 2.4. PRINCIPE DE LA CONSTRUCTIO N D’UNE COUPE GEOLOG IQUE.............................................. 30 2.4.1. DEFINITIONS ................................................................................................................................................. 30 2.4.2. DEMARCHE A SUIVRE .................................................................................................................................... 31 2.4.3. REPRESENTATION DES FIGURES ............................................................. ........................................................ 31 2.5. STRUCTURES TABULAIRES.......................................................... ............................................................................................................ .................................................. 33 2.5.1. CRITERE DE RECONNAISSANCE ............................................................. ........................................................ 33 2.5.2. COUPE GEOLOGIQUE D ’UNE STRUCTURE TABULAIRE ............................................................ ........................ 34 2.6. STRUCTURE ST RUCTURE MONOCLINALE OU INCLINEE .................................................................................. .................................................................................. 34 2.6.1. EN RELIEF PLAT ........................................................................................................................................... 34 2.6.2. EN RELIEF ACCIDENTE................................................................................................................................... 35 2.6.3. DETERMINATION QUALITATIVE DES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES D ’UNE COUCHE ............................ 35 2.6.4. DETERMINATION QUANTITATIVE DES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES D ’UNE COUCHE A PARTIR DE LA CARTE GEOLOGIQUE ............................................................................................................................................... 35 2.7. CONSTRUCTION D’ UNE COUPE GEOLOGIQUE MONOCLINALE ................................................ 37 2.7.1. DETERMINATION DU PENDAGE ET CONSTRUCTION DES COUCHES GEOLOGIQUES .......................................... 37 ........................................................... ........................................................ 37 DES TROIS POINTS ........................................................... 2.7.1.1. L 2.7.1.1. L A METHODE DES CERCLE (POUR MEMOIRE ) .............................................................. ................................... 40 2.7.1.2. L 2.7.1.2. L A METHODE DU CERCLE  2.7.2. CONSTRUCTION DES COUCHES GEOLOGIQUES EN COUPE : PROCEDURE ......................................................... 40 2.8. STRUCTURES PLISSEES............................................................... ................................................................................................................. .................................................. 41 2.8.1. DEFINITIONS ................................................................................................................................................. 41 2.8.2. RECONNAISSANCE DES STRUCTURES PLISSEES SUR UNE CARTE GEOLOGIQUE ............................................... 42 Page -2- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  2.9. LES STRUCTURES DISCORDANTES ............................................................................................. ............................................................................................. 44 2.9.1. DEFINITION ................................................................................................................................................... 44 2.9.2. DIFFERENTS TYPES DE DISCORDANCES........................................................... ........................................................ 46 2.10. LES STRUCTURES FAILLEES ....................................................................................................... ....................................................................................................... 46 2.10.1. DEFINITIONS ............................................................................................................................................... 46 2.10.2. DIFFERENTS TYPES DE FAILLES ........................................................ ................................................................. .. 47 2.10.3. RECONNAISSANCE DES FAILLES SUR LES CARTES GEOLOGIQUES ......................................................... .. 49 2.11. LES CHEVAUCHEMENTS............................................................. ............................................................................................................... .................................................. 50 2.11.1. DEFINITIONS .............................................................................................................................................. 50 11.2. RECONNAISSANCE DE CHEVAUCHEMENTS SUR LES CARTES GEOLOGIQUES ........................................................ ............. 50 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ..................................................................................................... 50  ANNEXE ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………… 51 Page -3- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  CHAPITRE 1 : C (Méthodes géométriques de construction des cartes géologiques) Page -4- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  1.1. LA CARTE TOPOGRAPHIQUE On appelle carte topographique la représentation, sur un plan, d’une partie de la surface de la terre avec ses formes et son modelé : - représentation plane à une échelle déterminée d'une partie de la surface terrestre ; - éléments du relief situés en latitude et en longitude par rapport à un ellipsoïde de référence ; - projection sur une surface plane. En Côte d’Ivoire, les cartes sont éditées par l’ IGCI (Institut de Géographie de Côte d’Ivoire) qui, depuis 1992 a été remplacé par le CCT (Centre de Cartographie et de Télédétection). En fonction de l’échelle de représentati on choisie, la région à présenter est divisée en plusieurs portions, appelées coupures, représentés par des feuilles. En Côte d’Ivoire, la couverture topographique à l’échelle 1/50 000 nécessite 33 coupures (figure 1). Figure 1 : Coupure de la Côte d’Ivoire au 1/50 000 Un exemple de notation utilisée pour la désignation des feuilles est présenté à la figure 2, qui est la localisation de la feuille de GUIGLO, de laquelle nous avons extrait la carte topographique qui nous servira de document de travail. Page -5- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 2 : Localisation de la feuille Guiglo 1.2. LES CARACTERISTIQUES PHYSIQUE DE LA TERRE T ERRE D’ans l’univers, la position de la terre est donnée par la figure 3. Rayon équatorial : 6 378,14 km Vitesse de libération : 11,186 km/s Rayon polaire : 6 356,78 km Période de rotation : (jour sidéral) 0,9972696 d (jour  Périmètre équatorial : 40 075,03 km sidéral, qui correspond à 23 h 56 min 4,084 s) Superficie : 510 067 420 km² Vitesse de rotation : (à l'équateur) 1 674,38 km/h 2 Inclinaison de l’axe : 23,4388 degré ; Volume : 1,08321×101 km³ 24 Albédo moyen : 0,367 Masse : 5,9736×10 kg 3 Masse volumique moy. : 5,515×10 kg/m³ Température de surface : Tmin : -89,2 °C ; Tmoy : Gravité à la surface : 9,780 m/s² (0,9973 g) 15 °C ; Tmax : 57,8 °C De façon pratique, la terre est considérée comme une sphère (aplatie aux pôles) ayant un rayon de 6 371 km. Du fait de la sphéricité de la terre, la transformation de sa surface courbe en un plan (surface plane) pose des problèmes géodésiques et géométriques dont la résolution passe entre autre par les systèmes de projection. Figure 3 : La terre dans l’espace Page -6- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  1.3. LES SYSTEMES DE PROJECTION Il existe plusieurs systèmes de projection. Nous n’en retiendrons que deux : - les projections conformes  Ces types de projection conservent tous les angles mais modifient les longueurs et les surfaces. Elles seront donc plus couramment utilisées pour la topographie. Les cartes topographiques que nous utiliserons sont faites dans ce type de projection (figure 4). - les projections équivalentes  Ces types de projection conservent les surfaces ou, plus précisément, les rapports de surfaces. Elles seront donc employées de préférence aux premières pour la cartographie des gisements de matériaux exploitables (Figure 5). Figure 5 : Projection équivalente 1.4. REPERAGE D’UN POINT ET NOTION D’ECHELLE Un point est parfaitement repéré s’il est défini en longitude, latitude et altitude (figures 6) : Les éléments du relief sont situés en latitude et en longitude par rapport à un ellipsoïde de référence et sont ensuite projetés sur une surface plane. Pour la Côte d’Ivoire, une projection des données géographiques est faite sur la base de l’ellipsoïde WGS84. Figure 6 : Repérage d’un point par Latitude et Longitude Page -7- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  La longitude (α) : c’est l’angle dièdre formé par le plan passant par le point considéré et les deux pôles avec un autre plan méridien pris comme origine. Le méridien d’origine (de Greenwich) est celui qui passe à Accra. Cette mesure varie de 0° à 180° (degré) vers l’Est et de 0 ° à 180° vers l’Ouest. La latitude (λ) : c’est l’angle dièdre formé par le plan passant par la verticale en ce point avec le plan de l’équateur. La latitude de l’équateur étant zéro, la valeur de l’angle ainsi mesurée varie de 0° à 90° vers le Nord et de 0° à 90° vers le Sud.  A titre d’exemple, on rappelle que la Côte d’Ivoire est située entre les Longitudes : 3°W et 8°W d’une part et d’autre part, entre les latitudes : 5°N et 10°N. L’Altitude (z) : c’est la distance mesurée du point considéré au -dessus du niveau de la mer. Cette mesure est exprimée en mètre (m). L’altitude zéro correspond au niveau moyen des mers. EXERCICE 1 : Repérage d’u n point sur le plan (figure 7). Avec, 1 cm 1° (graduation en degré). a) Positionnez 4 points (A, B, C, D) de votre choix dans le plan et après avoir tracé quelques latitudes et longitudes, déterminez les coordonnées de ces points : A( , ); B( , ); C(  , );D( , ) b) Placez les points suivants sur le plan après les avoir convertis de DMS en DD : E (8°E, 6°30’N) ; F (3°25’W, 5°45’S) ; G (0°30’W, 5°28’N); H (7°20’W, 3°50’S) Figure 7 : Repérage d’un point sur le globe La nécessité de repérer une grande surface de terrain sur une carte a conduit à l’adoption d’un rapport de réduction appelé Echelle (E). La projection planaire (figure 8) s’est faite sans réduction, ni agrandissement de la topographie initiale. Cependant, pour la réalisation d’une carte topographique (moins de 1 m²) d’une grande superficie de terrain (plusieurs dizaines de km²), il est évident qu’une forte réduction s’impose. C’est ce coefficient de réduction ainsi choisi, correspondant à un nombre fractionnaire, qu’on appelle échelle : Page -8- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  E = Dc/Dt où Dc : distance sur la carte ; Dt : distance sur le terrain ; Dr : distance réelle Figure 8 : Projection planaire Remarque : L’échelle d’une carte est fonction de Dt (distance sur le terrain, appelée aussi distance à vol d’oiseau), qui est la projection sur un plan horizontal de la distance réelle sur le terrain ( Dr). Cette dernière est fonction de la pente topographique (α) selon la formule : Dr = Dt/Cos(α). Les unités employées doivent être les mêmes au numérateur et au dénominateur : le numérateur est toujours l’unité (1) et le dénominateur, un nombre entier quelconque. Ce type d’échelle est dit numérique par opposition à l’échelle graphique qui s’exprime par un segment de droite. Ce segment est divisé et gradué en km de gauche à droite (figure 9). Si le segment est très long, on resserre la graduation à gauche en centaine de mètres pour affiner la précision. Une échelle de 1/50 000 signifie que 1 cm sur la carte représente 50 000 cm sur le terrain. Deux points distants de 5 km, sont séparés de :  10 cm sur une carte au 1/50 000 (carte à petite échelle).  20 cm sur une carte au 1/25 000 (carte à grande échelle). EXERCICE 2 : Calcul d’échelle (figure 8). 1/ Mesure Dc = …..… cm = …….....……………. m ; Pour Dr = 180 km (AB), calculez : Dt = ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………. …. L’échelle de projection de la carte E = ……………………………………………………………………………. tan (α) = …………………………………… ; La pente α = …………………………………….……… degré (°) EXERCICE 3 : Convertissez les échelles graphiques suivantes (figure 9) en échelles numériques : E1 = ……………………………………………………………………………………………… E2 = ……………………………………………………………………………………………… Figure 9 : Passage d’une é chelle graphique en une échelle numérique Page -9- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  EXERCICE 4 : Complétez le tableau 1 ci-dessous : Distance sur la carte (Dc) Distance sur le terrain (Dt) 10 cm 15 cm 250 mm 40 cm 60 cm 50 mm 100 cm Echelle (E) 1/20 000 1/100 000 5 km 150 km 1250 km 1/200 000 1/50 000 800 hm 30 km 1/100 000 100 km EXERCICE 5 : 1) Une carte est à petite échelle lorsque le rapport est petit autrement dit, quand la réduction qu’elle permet est importante. On dira par contre qu’une carte est à grand e échelle lorsque le rapport est grand. La carte géologique de la Côte d’Ivoire est à l’échelle 1/1 000 000 et celles des coupures des cartes topographiques sont à l’échelle du 1/200 000 et 1/50 000. Qu’en concluez-vous quant à la grandeur relative des échelles des deux types de carte ? Réponse :……………………………………………………………………………………..…….………………… …………………………………………………………………………..…………………………………………….. . 2) Classez ces échelles par ordre croissant : 1/1 000 ; 1/500 000 ; 1/1 000 000; 1/10 000 ; 1/25 000 et 1/50 000 …………………………………………………………………………………………………………………………. 3) La carte de la figure 12 est issue de la réduction d’une carte topographique. Qu’elle est l’échelle de la nouvelle carte que vous avez ? Réponse : E = ………………………………………………………………………………………………………. .. …………………………………………………………………………..……………………………………………... 1.5. ETUDE OU ETABLISSEMENT ET ABLISSEMENT DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE La topographie, c’est la représentation plane, à une échelle déterminée, d’une partie de la surface terrestre avec ses formes et son modelé. Le relief se représente par les courbes de niveaux (ou courbes hypsométriques), qu’on peut définir comme étant l’intersection de plans horizontaux équidistants avec la surface topographique. La mise au point d’une carte nécessi te deux opérations importantes : l’orographie et la plan imétrie. 1.5.1. L’orographie L’orographie est la partie de la géographie qui traite du relief terrestre. Elle p ermet de représenter le relief du terrain, mais cette représentation pose des problèmes : on ne peut indiquer l’attitude de chaque point de la carte et de ce fait, le système de courbe de niveau est utilisé comme modes de représentation du relief. a) La courbe de niveau Une courbe de niveau correspond à l'intersection de la surface topographique avec un plan horizontal d'altitude donné. C’est une ligne imaginaire qui joint donc un ensemble de points d’un relief  de même altitude. En représentation cartographique, les courbes de niveau constituent les projections des traces de l’intersection de plans horizontaux successifs avec la surface topographique (figure 10). Page -10- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Considérons une série de plans horizontaux (H2, H2 et H3) parallèles, équidistants qui coupent idéalement une surface topographiques (une colline par exemple). Les intersections de la colline avec ces plans sont reportées sur le plan de la carte. Ces projections se nomment, courbes de niveau. Figure 10 : Principe de l’établissement des courbes de niveaux L’espacement des courbes de niveau est inversement proportionnel à la valeur de la pente (courbes espacées = pente faible; courbes serrées = pente forte). Les courbes de niveau sont continues sur la carte et leur établissement obéit à certaines règles : - Altitude des courbes de niveau : elle est souvent indiquée le long de leur tracé. En principe le bas des chiffres indiquant cette altitude est dirigé vers le bas de la pente. - Equidistance ( e) : C’est la différence d’altitude qui sépare deux plans horizontaux successifs : sur la carte elle correspond à la différence d’altitude entre deux courbes de niveau consécutives. Cette grandeur est constante pour une carte donnée, de sorte que les valeurs des courbes de niveau sont des multiples entiers de l’équidistance . Le choix de l’équidistance (e) est dicté par le type de relief à représenter et par l’échelle de la carte. L’équidistance est indiqué e dans la légende en bas et à droite de la carte. Dans tous les cas, même si elle n’est pas mentionnée, elle peut se calculer en comptant sur une pente (toujours montante ou descendante), le nombre d’intervalles séparant deux courbes d’altitude connue (courbes de niveaux ou points côtés). La différence d’altitude entre ces deux courbes divisée par le nombre d’intervalles donnera l’équidistance. Exemple (700-600)/5  e = 20 m. Dans les zones plates à faible relief elle est de 5 à 10 m ; pour les zones montagneuses, elle peut atteindre 20 m, sinon une densité trop grande des courbes de niveau rendrait la carte illisible. Remarque : à ne pas confondre l’équidistance ( e) grandeur lue dans le plan vertical avec l’écartement (d) des courbes en projection sur la carte (lu dans le plan de la carte). Page -11- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  b) Différentes sortes de courbes de niveau - Courbes maîtresses : Elles sont dessinées en traits plus accentués (en gras) qui indiquent toutes les courbes de rang 5 (toutes les 4 courbes) c'est-à-dire tous les 50 ou 100 m, le plus souvent, elles sont côtées (l’altitude est indiquée sur les courbes maîtresses). En effet, le sommet des chiffres indique le sens de la montée des pentes, tandis que la base des chiffres indique le sens de la descente des pentes. Noter qu’entre deux courbes maitresses il y a toujours 4 courbes normales (figure 11 et 12). - Courbes normales : Elles sont dessinées en traits fins en respectant les valeurs d’équidistance et elles s’intercalent entre les courbes maîtresses. - Courbes intercalaires : Elles sont dessinées en général en tirets. Lorsque la surface topographique est plate, les courbes de niveau sont espacées, pour amener plus de précision on est conduit à ajouter une courbe dite intercalaire dont l’altitude diffère d’une demi -équidistance de celle des deux courbes qui l’encadrent. Figure 11 : Les différents types de courbes de niveau Figure 12 : Les différentes sortes de courbes de niveau et calcul de pente sur une carte topographique entre A-B, C-D, E-F et G-H Page -12- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  c) La densité des courbes de niveau rend compte du relief : les pentes fortes sont caractérisées par  des courbes nombreuses et serrées ; à des courbes espacées peu nombreuses correspond une région plate ou à faible pente. d) Les points côtés : A côté des courbes de niveau, il existe exis te un certain nombre nom bre de points remarquables rem arquables où l’altitude exacte est donnée, permettant de trouver facilement la valeur des courbes de niveau proches. Ils peuvent se retrouver aussi bien sur les sommets, les flancs que les vallées. Exemple : soit une carte où l’équidistance des courbes est de 10 m, supposons qu’au sommet d’une butte il y ait un point côté 279 m, la 1 ère courbe entourant ce sommet et donc de valeur inférieure sera la courbe 270 car elle sera un multiple de 10. 1.5.2. La planimétrie (signes conventionnels utilisés sur une carte topographique) C’est la représentation des divers éléments de la surface terrestre sur la carte topographique par des figurés caractéristiques conventionnée dont la signification est indiquée dans la légende de la carte. On adopte en générale, en ce qui concerne les couleurs les conventions suivantes :  le bleue est affecté à l’hydrographie  le vert à la végétation  le noir à la planimétrie, à la toponymie (nom de lieu) et tout ce qui touche à l’œuvre humaine  (ville, chemin de fer, route, etc.) en bistre (brun noirâtre ou teinte voisine du marron) à l’orographie (courbes de niveau). 1.6. LIGNES CARACTERISTIQUES EN COURBES DE NIVEAU 1.6.1. Différents types de pentes (formes des versants) La pente d’un versant est perpendiculaire aux courbes de niveau et son sens est déterminé par la lecture de ces dernières. Toutes les formes de relief peuvent être décomposées en trois types élémentaires de pente (régulière, convexe et concave) caractéristiques des formes des versants. Un versant est la zone reliant une ligne de faite à une ligne de thalweg. a) Pente régulières (rectiligne) : pentes à inclinaison sur horizontale constante Les pentes constantes s’observent (figure 13) lorsque les courbes de niveau sont régulièrement espacées : - plus la pente est forte, plus les courbes de niveau sont rapprochées ; - plus la pente est faible, plus les courbes de niveau sont écartées. Figure 13 : Pentes régulières (continues constantes) b) Pentes régulièrement variables (pente concave et pente convexe) Les pentes concaves sont des pentes dont l’inclinaison diminue constamment du haut vers le bas (figure 14a) : Une pente concave vers le haut est caractérisée par des courbes de niveau de plus en plus écartées en allant vers le bas. Page -13- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Les pentes convexes sont des pentes dont l’inclinaison augmente constamment du haut vers le bas (figure 14b) : Une pente convexe vers le haut est caractérisée par des courbes de niveau de plus en serrées en allant vers le bas. Figure 14 : Pentes continues mais variables c) Pentes à variation brusques : Rupture de pente, abrupts et falaises. L’écartement des courbes de niveau change brusquement (figure 15). (A) Rupture de pente (PO) (B) Abruptes (2) (C) Falaises (3) La hauteur de l’abrupt (H) = l’altitude de son sommet (S) – l’altitude de sa base (B) Figure 15 : pentes à variation brusque Page -14- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Pour calculer la pente, il faut bien faire la différence entre l’équidistance e (hauteur entre deux courbes de niveau) et la distance horizontale (d) qui est la mesure sur la carte topographique considérée entre les courbes de niveau. EXERCICE 6 : Calcul de pente topographique 1/ Sur la carte (figure 16) à l’échelle E = 1/25 000, calculez la pente ( α en degré) entre les points X et Y. Figure 16 : Calcul de pente La différence d’altitu de h = Hy – Hx =………………………..….........….m ; ou h = …………………….. km. Mesure d (Dc) = ………………… .. cm ; Dc = ………………………. m. Dt = ………………………………………………………….…..…... km ; Tan(α) = .........................................; -1 Pente α = tan (………………/……………) = …………….… degré. 2/ Calcul des pentes entre les points suivants (figure 11) :  A-B : Dc =…………m ; h =……………………m ; Dt = …… ...…...………m; α = tan-1(.........../.........) = …….. C-D : Dc =…..….…m ; h =…………………… m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1(.........../.........) = …….. E-F : Dc =…………m ; h =……………………m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1(.........../.........) = …….. G-H : Dc =….…..…m ; h =………………….. .m ; Dt = ……...…...………m; α = tan-1(.........../.........) = …….. EXERCICE 7 : Calcul des pentes et réalisation de profil topographique (figure 17) 1) ……………………………………………..……………………………………………………………………….. 2) Calculez les pentes suivant les segments A, B et C :  A : ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………..…………………………. …………………………………..…………………………. B : ……………………………………………………… ……………………………………………………………………………………….….…………………………. ……………………………….….…………………………. ………………………………………………………………………………………..……………………………. ……………………………………..……………………………. C : ………………………………………………… 3) Que concluez-vous en observant la configuration de la courbe ? Réponse : ……………………………………………………… ……………………………………………………………………………..………... ……………………..………... ........................... .…………………………………………………………………………………………….…………………………... .…………………………………………………………………………………………….…………………………... 4) Exécutez le profil topographique sur papier millimétré (échelle des hauteurs 1/5 000). Page -15- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 17 : Relation entre espacement des courbes de niveau sur la carte et la pente. (Echelle des hauteurs 1/5 000). Page -16- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  1.6.2. Les formes du relief Le Sommet : c’est le point culminant d’un relief. En représentation cartographique, un sommet est traduit par des courbes de niveau fermées concentriques. Le point central a une altitude supérieure à celle des courbes qui l’entourent (figure 18). Dépression fermée : c’est une forme de relief qui s’observe dans les régions calcaires. Elle est généralement issue d’une dislocation locale. En représentation cartographique, elle s’exprime également par des courbes concentriques. Mais pour lever l’équivoque, une flèche indiq uant le centre de la dépression (occupée parfois par un lac) est mentionnée. L’altitude du point centrale est inférieure à celle des courbes de niveau qui l’entourent , formant ainsi une cuvette. Figure 18 : représentation cartographique d’un sommet et d’ une dépression Ligne de crête : c’est la ligne qui joint de façon continue, les points les plus élevés d’un relief. Sa configuration est représentée par la figure 19. Le bloc diagramme (figure 20) représente la ligne de crête et les cols (un point bas sur une ligne de crête). Figure 19 : Représentation cartographique d’une ligne de crête Figure 20 : Bloc diagramme matérialisant une ligne de crête et les cols La ligne de thalweg : c’est le contraire des lignes de crête . Le bloc diagramme (figure 21) donne un exemple. C’est la ligne joignant les points les plus bas d’une vallée . Page -17- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 21 : Bloc diagramme montrant une vallée et le tracé d’une ligne de thalweg Celle-ci est caractérisée par une forme en V des courbes de niveau, la pointe du V plus ou moins aiguë ou émoussée indique l’amont de la vallée, la courbe enveloppante est à une altitude élevée que la courbe enveloppée. Au fond de la vallée, le talweg est la ligne de drainage des eaux. Formes des vallées : La vallée est une dépression allongée, située entre deux reliefs. Elle se représente cartographiquement sous forme de V emboités les uns dans les autres. On pourra distinguer  les vallées à fond plat et les vallées en V : - Vallée en V : Les courbes de niveau présentent un rebroussement anguleux à la traversée du thalweg (figure 22). - Vallée à fond plat (ou en U) : Le dessin des courbes de niveau rappelle la forme de la vallée, serrées sur les versants, elles sont écartées dans la partie plate (figure 23). Le versant : c’est toute zone comprise entr e le thalweg et la ligne de crête. EXERCICES 8 : 1) Calculez l’équidistance et effectuez le tracé d’une ligne de crête (figure 19). …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………… Equidistance e = ……………………………………………………… 2) Représentation cartographique de profils des vallées (figures 22 et 23). 3) Calculez l’équidistance des courbes de niveau et tracez les lignes de crête et de thalweg. Avec le symbole ] [ indiquez l’emplacement des cols (figure 24). Page -18- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 22 : Représentation cartographique d’une vallée en V et flanc à pente régulière - - - - - Ligne de Thalweg Page -19- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 23 : Représentation cartographique d’une vallée à fond plat (Vallée en U) et flanc à forte pente - - - - - Ligne de Thalweg Page -20- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 24 : Carte topographique simplifiée Figure 25 : Rose des vents Page -21- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  1.7. PROFIL CARTOGRAPHIQUE 1.7.1. Étapes et procédure de construction d’un profil L’établissement d’un profil topographique est particulièrement important car d’une part il permet de visualiser le relief  (les variations du modelé du relief) qui s’exprime en Crête, Vallées et Plateaux et d’autre part, il est le support de la coupe géologique. Sa réalisation passe par les étapes suivantes : 1)- On choisit une ligne de coupe (A-B), matérialisée sur la carte par un trait au crayon. 2)- Pour être sure que le papier millimétré (PM) peut contenir la coupe, il faut rechercher sur le trait de coupe, le point le plus bas (Hmin) et le point le plus haut (Hmax) et faire la différence des altitudes de ces deux points (Hmax  – Hmin). En tenant compte de l’échelle E, cette différence en cm (distance = ∆H*E) doit pouvoir contenir dans le PM. 3)- Tracez parallèlement au bord gauche du PM, une droite sur laquelle on reportera les altitudes en tenant compte de l’échelle des hauteurs : ce trait doit être disposé de sorte que la distance (d’) qui sépare le bord gauche du PM soit la même que la distance (d") qui sépare la fin de la coupe au bord droit du PM. 4)- On applique le bord supérieur d’une feuille de papier millimétrée le long de la coupe. 5)- Les intersections des courbes de niveau et de la ligne de coupe sont reportées sur la feuille et ensuite abaissées à leur altitude à l’échelle de la coupe. Avec l’habitude, on pourra se passer de certaines courbes, surtout quand le relief est très contrasté (régions de montage, rebords très raides de plateau, etc.). Dans ces cas, les courbes sont tellement serrées qu’il est impossible de les identifier  toutes. Aussi, lorsque la pente est parfaitement régulière, on pourra se passer également de certains points. 6)- Ces différents points sont ensuite reliés entre eux par une courbe continue (trait fin) sans laisser  transparaître les différents points. On obtient ainsi le profil topographique qui correspond à une courbe en coordonnées rectangulaires, avec les altitudes en ordonnée et les distances en abscisse. 7)- Lorsque le trait de coupe traverse une vallée, on pourra déterminer l’altitude d’un point intermédiaire supposé être le fond de la vallée. On procède alors à une règle de trois en considérant respectivement le point le plus haut et le point le plus bas de part et d’autre du trait de coupe et le po int d’intersection du fond de la vallée avec le trait de coupe. Ce calcul suppose que la pente entre les deux points extrêmes considérés est constante. Cette démarche reste valable dans le cas où le trait de coupe traverse une ligne de crête. 8)- En descendant de 1 cm environ du point le plus bas, on trace le trait de base. 9)- L’orientation du trait de coupe se fait conformément aux quatre points cardinaux. L’on se servira pour  cela d’une rose des v ents dessinée sur papier calque (figure 25). Cette dernière est appliquée sur le trait de coupe de sorte que le centre soit centré sur le trait et le Nord confondu avec le Nord indiqué sur la carte. On regarde ensuite la direction de la rose des vents qui est proche du trait de coupe et on attribue cette direction au trait de coupe. 10)- Dans le cas d'un travail à rendre, écrire enfin, le Nom et Prénoms, le titre, la date, les échelles, et la toponymie sur la carte conformément aux figures 26 et 27. Sur un profil, on distingue deux échelles : Une Échelle des longueurs : identique à celle de la carte. Une Echelle des hauteurs : suivant que l’on veuille exagérer les formes ou pas, l’on est amené à agir  plus ou moins sur l’échelle des hauteurs, en dépit du fait que cette différence d’échelle ent raîne automatiquement une altération de la valeur des pentes. En définitive, on retiendra que l’échelle des longueurs est celle de la carte et l’échelle des hauteurs en est le double, le quadruple ou le quintuple. Remarque : Un profil correct doit avoir la même échelle que celle de la carte dont on dispose, mais aussi une échelle identique pour les hauteurs et les longueurs. Il doit aussi comporter un certain nombre d’indications : échelle, orientation de la ligne de coupe, localisation des points de repères fixes, nom des rivières et villages, etc. (voir exemple de profil). EXERCICE 9 : Exécutez le profil topographique (figure 26) sur une feuille millimétrée. Page -22- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Page -23- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 27 : Exemple de construction d’un profil topographique 1.7.2. Orientation sur une carte La boussole (figure 28) est l’instrument utilisé pour s’orienter sur le terrain. Grace à son aiguille aimantée, la boussole indique le Nord Magnétique qui diffère du Nord Géographique d’un certain angle appelé déclinaison. En Côte d’Ivoire, la déclinaison est de l’ordre de 12°. Cette valeur de déclinaison est variable dans le temps et suivant le lieu où l’on se trouve. Le Nord indiqué sur les cartes étant le Nord géographique, les mesures effectuées doivent être corrigées. Sur la carte et par  convention, le Nord est dirigé vers le haut de la carte, par conséquent, l’Ouest à gauche et l’Est à droite. Nord géographique : axe de rotation de la Terre ; point de convergence des méridiens Nord magnétique : point de convergence des lignes du champ magnétique. Figure 28 : Exemple de boussole CONCLUSION Le dessin cartographique des courbes de niveau nous renseigne sur les différentes formes du relief, donc avant la réalisation d’un profil il ne faut pas hésiter à observer votre carte le long du trait de coupe afin de reconnaître l’allure du profil. La représentation précise et exacte des formes du relief facilitera grandement l’établissement des coupes géologiques dont nous allons maintenant aborder l’étude. Page -24- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  EXERCICE 10 : Construction d’une coupe topographique suiv ant la coupe AB. E = 1/5000  Page -25- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  CHAPITRE 2 : "Lecture de carte c arte (Coupes géologiques, schématisation, schématisation, ... )" Page -26- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  2.1. NOTIONS FONDAMENTALES EN GEOLOGIE 2.1.1. Couches ou strates Les roches sédimentaires sont le plus souvent arr angées en couches ou strates, on dit qu’elles sont stratifiées.  – On  – On appelle strate la plus petite division lithologique, limitée par deux surfaces parallèles son épaisseur est de l’ordre du mètre.  – On  – On appelle toit d’une couche le sommet de la couche ou sa s a limite supérieure, le mur étant sa partie basale ou sa limite inférieure. Ces deux surfaces, généralement parallèles peuvent, sous l’action de l’érosion, être recoupées par la surface topographique, ces intersections sont appelées des contours géologiques et elles limitent l’affleurement de la couche (= partie d’une couche visible en surface). 2.1.2. La stratigraphie : ses principes C’est l'étude de la succession des couches ou des formations rocheuses d'une région qui permet de reconstruire les événements géologiques. Par exemple, la nature des roches sédimentaires nous informe sur le milieu de sédimentation et comment cet environnement a évolué dans le temps. En outre, la stratigraphie permet d'établir une chronologie relative des terrains par l'application des principes suivants:  principe de continuité : une même couche a le même âge sur toute son étendue. principe de superposition : dans les terrains non-déformés, les formations les plus basses sont les plus anciennes et les formations les plus hautes sont les plus jeunes. C'est la façon d'exprimer l'âge relatif. d'horizontalité : les couches sédimentaires sont déposées à l'origine  principe horizontalement. Une séquence sédimentaire qui n'est pas en position horizontale aurait subi des déformations ultérieurement à son dépôt.  Le principe de recoupement : les couches sont plus anciennes que les failles ou les roches qui les recoupen r ecoupent. t.  Le principe d'inclusion : les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus anciens que leur contenant.  2.1.3. Le faciès C’est l’ensemble des caractères pétrographiques et paléontologiques qui caractérisent une roche. Certains de ceux-ci ceux- ci permettent d’en préciser les conditions de dépôt. Certaines couches peuvent présenter des variations latérales de faciès d’un point à l’autre. 2.1.4. Fossiles stratigraphiques (bons fossiles) Ce sont les fossiles utilisés util isés pour la datation des différentes strates (couches), ils doivent répondre aux conditions suivantes : - évolution rapide dans le temps - large dispersion géographique, - grande abondance - conservation facile  Exemples : - Graptolites à l’Ordovicien et au Silurien (Paléozoïque) - Ammonites au Secondaire (Mésozoïque). Page -27- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  2.1.5. Fossiles de faciès Ce sont des fossiles le plus souvent d’une longue durée de vie ; ils c aractérisent des faciès bien déterminés ; ils apportent des renseignements renseignements sur le milieu de dépôt.  Exemples : Hélix : milieu continental ; Coraux : milieu récifal ; Huîtres : milieu marin côtier 1.6. La tectonique : c’est l’étude des déformations de la croûte croûte terrestre et des structures qui en résultent, à différentes échelles, depuis l’échelle du globe (tectonique des plaques) à l’échelle d’échantillons (microtectonique). Ici, on l’envisagera surtout du point de vue des structures à l’échelle régionale (carte (carte géologique). 2.2. LA CARTE GEOLOGIQUE La carte géologique est une représentation sur un fond topographique des différentes formations géologiques qui affleurent à la surface du sol (ou masquées par une faible f aible épaisseur de formations superficielles récentes récentes : sol, terre végétal, éboulis,…), par la projection de leurs contours géologiques , c’est à dire l’intersection des limites géologiques avec la surface topographique. Nous considérons une formation géologique comme un volume de roche que l’on identif ie ie sur un ou des critères particuliers, comme par exemple la lithologie ou l’âge. Couche géologique : dans la plupart des cas, les roches sédimentaires sont naturellement subdivisées en couches ou strates, qu’on peut considérer comme un volume limité par  deux plans de stratification : plans inférieur et plan supérieur. Le plan de stratification correspond à une surface assez régulière, séparant deux couches. Le plan qui sépare la couche de celle qui lui est sous-jacente (plus ancienne) détermine la limite inférieure de la couche, tandis que celui qui la sépare de la couche sus-jacente (plus jeune) en constitue la limite supérieure. Principe de notation et de figuration : Sur une carte géologique, chaque formation géologique est représentée par une couleur et affectée d’une notation (ou indice), qui indiquent leur âge géologique quand on le connaît ( tableau 2). Si on ignore celui-ci, on différencie les formations grâce à leurs caractères pétrographiques, comme c’est le cas habituel des terrains magmatiques et métamorphiques. Sur toutes les cartes géologiques, la signification stratigraphique ou pétrographique de ces couleurs et notations est donnée dans la légende de la carte, qui figure généralement en bordure de celle-ci. La légende est toujours disposée de telle manière que les terrains se suivent dans l’ordre stratigraphique (du plus ancien à la base au plus récent en haut). Comme nous le découvrirons dans les chapitres ultérieurs, les cartes géologiques fournissent aussi d’autres données relatives à la structure du sous-sol (pendage des couches, axes de plis, contacts anormaux,…), ainsi que des renseignements relatifs à la présence de substances minérales (minerais, pierres de taille, sables, sources, etc.) Légende géologique : Elle est imprimée en marge de la carte, les différentes couches représentées par leur couleur et la notation correspondante sont disposées sous forme d’un petit rectangle dans l’ordre de superposition normale (de bas en haut, on va de la couche la plus ancienne vers la couche la plus récente). Devant chaque rectangle sont r appelées brièvement : i)- l’âge ; ii)- la nature lithologique ; connaît . iii)- l’épaisseur quand on la connaît. Page -28- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Tableau 2 : couleur et notation (indice) indiquant indiquant l’âge géologique des formations 2.3. PROPRIETES GEOMETRIQUES DES COUCHES 2.3.1. Notion de pendage Le pendage : c’est l’angle dièdre d’une couche (ou d’une faille) avec un plan horizontal h. C’est l’angle (β (β) entre le plan horizontal et la ligne de plus grande pente (Lpp) du plan de stratification. La valeur (β) varie de 0° à 90°. Il faut noter que pour une direction donnée, on a deux plans qui présentent la même valeur de pendage mais présentent des sens du pendage (sp) opposés (Figure 28). La direction : c’est la valeur angulaire (α (α) que fait avec le nord, une ligne horizontale tracée dans le plan de stratification de la couche (P). La direction d’un plan se mesure sur le terrain avec la boussole, c’est à dire par rapport au nord magnétique et se reporte s ur la carte par rapport au nord géographique. La valeu r (α) varie de 0° à 180°. Représentations de la direction et du pendage : un plan est représenté sur une carte par des signes conventionnels, généralement en (T) dont la barre horizontale est parallèle à l’horizontale Page -29- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  du plan et la barre verticale à sa ligne de plus grande pente. La longueur de cette dernière est inversement proportionnelle à la valeur du pendage. Parfois le signe reste le même, mais on note, à côté de lui, la valeur du pendage en degrés (figure 29). Figure 28. Pendage d’une couche Figure 29 : Représentation des directions et pendages sur une carte et en coupe géologique 2.3.2. Orientation d'un plan dans l' espace Le plan est la surface géométrique la plus simple. L'orientation d'un plan (ex : stratification, miroir de faille…) nécessite la définition de deux droites remarquables. - l’horizontale du plan : elle matérialise sur le plan (P) la trace d'un plan horizontal passant par un point choisi, - la ligne de plus grande pente ou ligne de plus grande inclinaison : elle visualise la direction d'écoulement d'un filet d'eau sur le plan (P) (figure 28). Cette ligne est orthogonale à l'horizontale du plan. 2.4. PRINCIPE DE LA CONSTRUCTION D’UNE COUPE GEOLOGIQUE 2.4.1. Définitions Il existe trois principales méthodes d’étude d ’étude d’une carte géologique géologique : 1) établir son commentaire géologique ; 2) établir son schéma structural ; 3) réaliser des coupes géologiques . C’est cette dernière approche qui fera l’objet de toutes les séances ultérieures. Page -30- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Une coupe géologique est une représentation, selon une section verticale, des terrains cachés en  profondeur en n’en connaissant que la partie qui affleure. La coupe géologique s’appuie donc sur une part d’hypothèses et d’interprétations déduite, logiquement, des indications de la carte. En définitif, si la carte est bien levée, et lue correctement, ces diverses interprétations ne diffèrent généralement que fort peu. Il faut noter que des données complémentaires, comme des sondages ou des données géophysiques, peuvent aider à rendre une coupe géologique plus exacte. Une coupe géologique est généralement prise perpendiculairement à la direction des structures géologiques. géologiques. 2.4.2. Démarche à suivre 1) Exécuter le profil topographique de la coupe demandée avec le plus grand soin (15 à 20 min). 2) Repérer sur le bord supérieur du papier millimétré, les limites des affleurements géologiques, puis les abaisser sur le profil pr ofil topographique. Chercher les correspondances dans la légende. 3) A partir de ces points, dessiner la section de terrain en profondeur, en reliant entre eux les différents affleurements. Cette étape, la plus délicate, dépend du t ype de structure géologique considérée. Elle doit se faire en respectant des règles issues de la bonne lecture de la carte géologiques et dont nous allons voir le détail au fur et à mesure des pages suivantes. Deux règles fondamentales sont toutefois à respecter : • Il faut commencer par dessiner la couche la plus récente dont on connaît le toit partout où elle affleure, puisque les autres couches doivent se mouler sur elle. Une fois dessinée cette  première couche (et du même coup remarquons-le la couche la plus récente qui lui est  superposée). On fait de même pour les couches sous-jacentes en respectant à chaque fois l’épaisseur et les limites de chaque couche. • Appliquer les valeurs valeurs de pendages déduites de la carte et donner aux couches les épaisseurs indiquées sur la légende et les maintenir constantes (dans (dans la même couche, l’épaisseur doit rester constante) tout le long du tracé de la coupe (sauf pour la couche superficielle car elle a été soumise à l’érosion). 4) Les alluvions laissées par les rivières lors des crues n’interviennent pas dans la structure géologique, on les représente à la fin par un trait de crayon plus épais sur le tracé du profil (voir planches n°2 et n°3 en partie annexe). 5) Mettre correctement les figurés f igurés avec beaucoup de soin. 2.4.3. Représentation des figurés Si, sur une carte géologique, les formations géologiques se distinguent par une couleur et une notation, dans une coupe géologique on leur affecte un figuré. Sur la figure 30, sont représentés quelques-uns des figurés les plus utilisés. Page -31- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  Figure 30 : Représentation des figurés - 1 à 10 : calcaires (1 à 5, en bancs ; 6 : marneux ; 7 : à silex ; 8 : en plaquettes ; 9 : conglomératiques ; 10 : gréseux) ; 11 et 12 : dolomies et calcaires dolomitiques; - 13 à 18 : argiles et marnes (15 : sableuses ; 17, 18 : marno-calcaires) ; 19 et 20 : roches massives ; 21 : roches salines ; 22 : dépôts en poches ; 23: couche de faible épaisseur ou épaisseur variable ; - 24 à 29 : roches détritiques (24 : sables ; 25 : grès ; 26 et 27 : conglomérats ; 28 et 29 : brèches ; 30 : socle plissé ; - 31 : roche éruptives basiques ; 32 : roches intrusives acides ; - 33 à 35 : roches métamorphiques (33 et 34 : schistes cristallins ; 35 : calcaires métamorphiques). Le dessin des figurés doit être réaliser soigneusement, en rapport avec les limites des couches, parallèlement ou perpendiculairement (figure 31A) 31A) et non par rapport à l’horizontale de la coupe (figure 31B). Figure 31. Représentation des figurés Page -32- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  2.4.4. La présentation finale de la coupe géologique Ces remarques concernant la présentation de votre travail sont valables pour toutes les constructions de structures géologiques : 1) Centrer convenablement convenablement votre dessin 2) Indiquer le titre en majuscule 3) Rappeler l’échelle des longueurs et l’échelle des hauteurs 4) Indiquer l’orientation de la coupe, la l a toponymie et l’hydrographie 5) Faire une légende correcte comprenant : Les rectangles faits à la règle avec les figurés correspondant aux couches, l’âge, une description rapide et synthétique de la nature lithologique des couches et enfin, leur épaisseur (il faut simplement résumer la légende de la carte). 6) En respectant les proportions, représenter une réduction de votre carte avec la situation de votre trait de coupe. Si toutes les recommandations indiquées pour la marche à suivre et la présentation sont respectées, la réalisation de coupes simples (comme c’est le cas pour S2) ne pose aucun problème. En exemple, voir un modèle de coupe finie (page Annexe 5 ) 2.5. STRUCTURES TABULAIRES Dans le cas d’une structure tabulaire, les couches sont horizontales ou subhorizontales (un pendage inférieur à 5° est toléré), toléré) , et n’ont, de ce fait, pas subit de mouvements tectoniques (ou peu), depuis leur dépôt. Ce sont les structures les plus simples à reconnaître sur les cartes géologiques et les plus faciles à représenter dans les coupes géologiques. 2.5.1. Critère de reconnaissance reconnaissance 1)- Dans les régions à relief plat Cas d’un plateau par exemple, seule la couche la plus jeune affleure, et donc la seule représentée sur la carte géologique (figure 32A) : - le relief est nul ou faible (plateau ou plaine) ; - au niveau d’une vallée les contours géologiques épousent alors les si nuosités des courbes de niveau. Figure 32 : représentation d’une structure tabulaire Page -33- Initiation à la Cartographie Géologique  1AGMP (BTS) 2011/2012 Prof. M. ASSOMA TCHIMOU V  –  –  [email protected]  2)- Dans les régions marquées par une plus forte activité des agents d’érosion , les couches inférieures affleurent dans les versants des vallées, alors que les couches supérieures peuvent être isolées dans les crêtes (figure 32B : vue en 3D). Il ressort de la carte géologique de la figure 32 que les contours géologiques des couches horizontales forment des bandes parfaitement parallèles aux courbes de niveau. Figure 33 : structure tabulaire (vue en 2D) La largeur d’affleurement (Li) (Li) est directement proportionnelle à l’épaisseur (ei) (figure 33) : (e1 > e2  L1 > L2) et inversement i nversement proportionnelle proportionnelle à la pente topographique (Pi) : (P1 < P2 L’2