Les roches sédimentaires sont formées à la surface de la Terre, dans les océans, les mers, les lacs et les fleuves. Dénommées également roches exogènes, elles forment l’essentiel de la surface de la croûte terrestre. Elles se présentent, le plus souvent, en dépôts horizontaux. On parle de couches ou strates. Elles englobent parfois des fragments de végétaux et d'animaux fossilisés.
La formation des roches sédimentaires⚓
Présentation de la séquence et documents à télécharger⚓
Compétence(s) ciblée(s)
Comprendre et savoir comment se forment les roches sédimentaires.
Savoir réaliser un tableau à double entrée.
Comprendre le dynamisme externe du globe terrestre.
Savoir positionner les phénomènes géologiques dans l’espace et dans le temps (érosion transport et dépôt).
Reconnaître la diversité et l’importance des roches sédimentaires en vue de gérer leur exploitation d’une manière rationnelle.
Communiquer dans un langage scientifique par l’expression orale, écrite et graphique (dessins, schémas, graphes, diagrammes…).
Appliquer les démarches de raisonnement scientifique en vue de savoir l’origine des roches sédimentaires.
Utilisation adéquate des appareils et des instruments d’observation, d’expérimentation et des nouvelles technologies d’information et de communication.
Savoirs, savoir-faire, savoir-être/attitudes à acquérir
Identifier les différents types de roches sédimentaires.
Différencier les roches sédimentaires de par leur forme, leur texture, leur origine et leur formation.
Réaliser un dessin d’observation à l’œil nu.
Développer le sens de l’observation et du questionnement chez l’élève.
Stratégie d’enseignement-apprentissage
À travers l’observation in situ et des échantillons de roches sédimentaires, les élèves construisent les notions clés de la séquence. Une sortie pédagogique organisée par l’enseignant sur le terrain est indispensable pour travailler les notions.
Découpage en séances
Séance | Thème, place dans la séquence et très brève description |
séance 1 Définition et origine des roches sédimentaires | Les roches sédimentaires sont des roches exogènes de différentes natures. Les roches sédimentaires se forment à partir de sédiments. Les élèves vont comparer sous différent aspects plusieurs roches sédimentaires. |
séance 2 De l’érosion à la sédimentation : le cycle de formation des roches sédimentaires | Les élèves travailleront sur la formation des roches sédimentaires depuis l’altération de la roche mère à la sédimentation des éléments. |
séance 3 Le processus de diagénèse et la fossilisation | La diagénèse est le processus physico-chimique qui transforme un sédiment meuble en roche consolidée. Les élèves étudieront les deux étapes de la diagénèse : la compaction et la cimentation. A l’issue de la diagénèse, les sédiments se transforment alors en une roche solide. |
séance 4 L’exploitation humaine des roches sédimentaires | Les roches sédimentaires sont à l’origine des hydrocarbures actuellement exploités comme source d’énergie fossile. Les roches sédimentaires sont aussi utilisées comme matériaux de construction. |
séance 5 Organisation d’une sortie terrain avec la classe | Prélèvement d’échantillons choisis dans des endroits différents. Travaux au laboratoire de géologie et de minéralogie et de pédologie. |
Support et matériel
Supports :
Matériel de sortie : marteau, marqueurs, sac, pilon, mortier, acide.
Carte géologique d’Haïti.
Documents sur les roches sédimentaires (annexes de la séquence, livres scolaires sur le sujet).
Bureau des mines et de l’énergie : http://www.bme.gouv.ht/
Planches sur la géologie d’Haïti : https://books.openedition.org/iheal/5648
Ressources numériques :
Vidéos sur le cycle des roches : http://tice.svt.free.fr/spip.php?article2655
Les différentes roches de la Terre : https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/terre-univers/differentes-roches-terre.aspx
Modalités d’évaluation :
Évaluation initiale (diagnostique) :
Interrogation orale sur les connaissances géologiques des élèves (types de roches).
Exploitation de vécu personnel (voyage, métier des parents, construction).
Évaluation finale (bilan) et critères/indicateurs de réussite :
Étude approfondie d’une roche sédimentaire.
Élaboration d’un schéma bilan du cycle des roches sédimentaires.
Compte rendu d’une sortie sur le terrain.
Prolongements éventuels
Ressources complémentaires:
Ressources d’Haïti :
Différenciation et adaptation aux élèves à besoins éducatifs particuliers
Logiciels en ligne sur les roches sédimentaires.
Animations sur l’érosion des roches.
Mise au point pour l’enseignant
Séance 1. Définition et origine des roches sédimentaires⚓
Note
La séance 5 (sortie sur le terrain) peut intervenir en amont de la séance 1 ou au cours de la séquence. Le professeur choisit le moment opportun pour effectuer la sortie.
Supports et matériel
Échantillons de roches en classe, annexe 1, planches documentaires, loupe à main.
Déroulement de la séance
Etape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
|---|---|---|---|
Temps 1 Introduction | 10 min | Un brainstorming sur les roches en général est effectué en amont du cours. Les mots clés des élèves sont notés au tableau. L’enseignant prépare un échantillon de 4 à 5 roches sédimentaires sur la table (calcaire, grès, argile et brêches par exemple). L’enseignant compile les documents relatifs aux roches sédimentaires. L’enseignant distribue les documents et demande aux élèves de les lire, de les analyser, et d’en faire un résumé. | Les élèves évoquent leurs connaissances sur les roches. Les élèves se mettent en groupes de 5 et cherchent à analyser les documents en vue de trouver une ou plusieurs définitions des roches sédimentaires. |
Temps 2 Observation des roches sédimentaires et réflexion sur leur origine | 40 min | L’enseignant explique aux élèves comment observer une roche à l’œil nu et à la loupe :
Les échantillons passent dans la classe. L’enseignant demande aux élèves de construire un tableau comparatif de 4 roches sédimentaires. | Les élèves se mettent en groupes de 4 ou 5 et cherchent à analyser les documents en vue de trouver une ou plusieurs définitions des roches sédimentaires et leur formation. Les élèves construisent un tableau à double entrée comparant 4 roches sédimentaires (argile, calcaire, grès et marbre) et certaines de leurs caractéristiques. Une réflexion peut être menée sur l’origine des roches. |
Temps 3 Bilan | 5 min | L’enseignant propose une définition commune des roches sédimentaires.
L’enseignant écrit au tableau le bilan du cours. Animation sur les différentes roches de la Terre : https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/terre-univers/differentes-roches-terre.aspx | Les élèves corrigent et complètent leur tableau puis écrivent le bilan. |
Production attendue
Tableau avec les différentes roches sédimentaires et leurs caractéristiques.
Trace écrite pour l’élève
Les roches sédimentaires sont des roches exogènes, c’est-à-dire formées à la surface de la Terre.
Les roches sédimentaires ont une grande importance du point de vue économique : le pétrole, le gaz, le charbon, l’uranium, les matériaux de construction sont d’origine sédimentaire. Elles ont aussi une importance scientifique : c’est le seul type de roches contenant des fossiles. Les roches sédimentaires se forment à partir de sédiments.
Les roches sédimentaires se forment à partir de particules d'origines très variées par érosion ou altération. Elles peuvent être d’origine détritique, chimique ou biologique. Le plus souvent, les roches sédimentaires sont un mélange issu de ces différentes origines.
Les roches sédimentaires détritiques résultent de l'accumulation de débris de minéraux et de roches arrachées par érosion à d’autres roches affleurantes.
Les roches sédimentaires peuvent avoir une origine chimique : elles proviennent de la précipitation d'éléments chimiques présents dans les eaux de mers ou transportés en solution suite au phénomène d’altération.
Les roches sédimentaires peuvent avoir une origine biologique : ce groupe comporte des roches dont l’origine est liée directement ou indirectement à l'intervention d'organismes vivants présents dans la mer.
Évaluation et régulation
Reconnaissance et description des roches sédimentaires.
Définition d’une roche sédimentaire.
Séance 2. De l’érosion à la sédimentation : le cycle de formation des roches sédimentaires⚓
Supports et matériel
Annexe 2, expériences préparées en amont dans la classe, vidéos explicatives sur le sujet, roches sédimentaires, sédiments, rivière expérimentale.
Déroulement de la séance
Etape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
|---|---|---|---|
Temps 1 Rappel de la séance 1 | 5 min | L’enseignant fait rappeler à un ou deux élèves le contenu de la séance précédente. Les roches étudiées sont toujours visibles sur la table de l’enseignant. L’enseignant va s’appuyer sur les hypothèses émises lors de la séance 1 sur l’origine des roches pour annoncer le travail du jour. | Les élèves participent en résumant les notions étudiées en séance 1. |
Temps 2 Les étapes de la formation des roches sédimentaires | 35 min | À l’aide des documents fournis par l’enseignant et des expériences disposées en classe, les élèves réalisent un schéma bilan expliquant l’origine des roches sédimentaires. L’enseignant n’hésite pas à privilégier les expériences (inspirées de l’annexe 2) pour mettre en évidence l’érosion des roches, le transport des sédiments et la sédimentation. Vidéos :
Un fond de schéma peut être donné aux élèves pour permettre un travail plus efficace. Exemple : | Les élèves prennent connaissance des sources d’informations pour construire leur schéma :
Chaque élève réalise l’ensemble des manipulations proposées et complète son schéma au fur et à mesure de la séance. |
Temps 3 Correction du schéma et trace écrite | 15 min | L’enseignant construit au tableau un schéma avec l’implication des élèves. En interrogeant plusieurs élèves, il complète le schéma au fur et à mesure. Le schéma de l’enseignant doit être particulièrement soigné, titré et complet. L’utilisation de couleurs permettra à chacun de distinguer les éléments géologiques. La production comportera une légende. | Les élèves vérifient que toutes les notions sont sur leur schéma. Animation en ligne : https://www.youtube.com/watch?v=Rm33W3VOXYs |
Production attendue
Un schéma global du cycle des roches sédimentaires
Exemple de schéma attendu :
Roches sédimentaires : de l'altération à la sédimentation | Informations[*]
Source : https://svt.sd.ac-dijon.fr/
Trace écrite pour l’élève
La formation des couches sédimentaires comporte les étapes suivantes : altération, érosion, transport, sédimentation et diagénèse. Ces étapes dérivent les unes des autres et se répètent dans le temps. On parle de cycle de formation des roches sédimentaires.
Définitions :
Altération : modification des propriétés physico-chimiques des minéraux par des agents atmosphériques ou des eaux souterraines.
Érosion : ensemble des phénomènes externes qui enlèvent tout ou une partie des terrains en surface.
Sédimentation : ensemble des processus conduisant à la formation de sédiments.
Diagénèse : processus physico-chimique qui transforme un sédiment meuble en roche consolidée.
Évaluation et régulation
Schéma vierge à compléter.
Récitation des définitions.
Réalisation d’un schéma simple sur le cycle des roches.
Éléments de remédiation
Proposer d’autres schémas plus simplifiés (voir annexe2).
Vidéo récapitulative : https://www.youtube.com/watch?v=MgYRbwsJnpM
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Le cycle des roches sédimentaires | Informations[*] C’est pas sorcier sur l’érosion https://www.youtube.com/watch?v=4ZN_6cKyO-Q
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La mer attaque la terre - C'est pas sorcier | Informations[*]
Séance 3. Des sédiments à la roche sédimentaire : la diagénèse et la fossilisation⚓
Supports et matériel
Annexe 3, fossiles disponibles.
Séquence « L’ argile : de la sédimentation à la roche », © SVTBelrose.info
Diagenèse, Manuel Gonzales (professeur au lycée Jean Moulin de Draguignan) et Christian Marcel (aide technique)
Déroulement de la séance
Etape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
|---|---|---|---|
Temps 1 Situer la diagénèse sur le cycle sédimentaire et définir la diagénèse | 15 min | L’enseignant situe l’étape de diagénèse sur le cycle étudié lors de la séance précédente. À partir de documents compiles, l’enseignant donne la définition de la diagénèse. L’enseignant explique aux élèves que c’est l’ensemble des phénomènes physico-chimiques qui transforment un sédiment en une roche cohérente. | Les élèves notent la définition dans leur cours et schématisent les phénomènes physico-chimiques. |
Temps 2 Modélisation de la diagénèse | 15 min | L’enseignant demande aux élèves de concevoir une expérience aboutissant à la formation de roche sédimentaire  Matériel : sable, terre, eau, bouteille, pilon… En savoir plus sur la diagénèse : Impossible d'accéder à la ressource audio ou vidéo à l'adresse : La ressource n'est plus disponible ou vous n'êtes pas autorisé à y accéder. Veuillez vérifier votre accès puis recharger le média. https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=2412  https://lewebpedagogique.com/newsvt/files/2020/04/S.21.TP3-La-se%CC%81dimentation.pdf | Les élèves réalisent des expériences et reproduisent le schéma de la diagénèse dans leur cours. Une conclusion des expériences est aussi écrite. Les élèves proposent une expérience et en évaluent ses limites (température, pression…). |
Temps 3 La fossilisation | 15 min | L’enseignant montre aux élèves des fossiles (vrais échantillons et/ou autres supports visuels). L’enseignant demande aux élèves de proposer des hypothèses sur l’origine et la formation des fossiles. L’enseignant demande aux élèves de trouver l’intérêt des fossiles pour étudier l’histoire de la Terre. | Les élèves compilent leurs points de vue et analysent les documents 3 à 6 de l’annexe 3 dans leur cahier. |
Temps 4 Bilan | 10 min | L’enseignant note le bilan au tableau. | Les élèves écrivent le bilan du cours dans leur cahier. |
Production attendue
Bilan écrit dans le cahier.
Schéma des expériences et conclusion dans le cahier.
Trace écrite pour l’élève
La diagénèse regroupe la série de transformations physiques, chimiques et biochimiques que subissent les sédiments après leur dépôt et menant à la formation de roches sédimentaires consolidées. Une fois déposés et au fur et à mesure de leur enfouissement, les sédiments vont subir une augmentation progressive de la pression et de la température. En association avec ce phénomène de compaction, plusieurs facteurs vont influencer la diagénèse.
La fossilisation est un phénomène exceptionnel. Il s’agit de l’ensemble des processus physico-chimiques responsables de la transformation de restes organiques et minéraux en roche. Les fossiles sont des témoins du passé. Les fossiles permettent de relater les espèces ayant vécu sur Terre.
Évaluation et régulation
Schéma des processus de diagénèse à reproduire.
Questionnaire sur différentes espèces fossilisées.
Échantillons à légender et à exploiter en classe.
Éléments de remédiation
Vidéo en bande dessinée sur la fossilisation :
Impossible d'accéder à la ressource audio ou vidéo à l'adresse :
La ressource n'est plus disponible ou vous n'êtes pas autorisé à y accéder. Veuillez vérifier votre accès puis recharger le média.
Séance 4. L’exploitation humaine des roches sédimentaires⚓
Supports et matériel
Roches de construction, sable, photographies locales, ouvrages sur le sujet.
Déroulement de la séance
Etape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
|---|---|---|---|
Temps 1 Présentation de constructions élaborées avec des roches sédimentaires | 10 min | L’enseignant questionne les élèves sur leur habitation et les matériaux nécessaires à leur construction. L’enseignant dispose des pierres, sables et hydrocarbures sur la paillasse de l’enseignant. Des documents projetés ou distribués peuvent accompagner la présentation. Des exemples observés lors de la sortie sur le terrain peuvent servir de supports. Informations : Bureau des mines et de l’énergie (http://www.bme.gouv.ht/) | Les élèves évoquent leur habitation et notent dans leur cahier les différents matériaux utilisés pour les construire. |
Temps 2 Origine et exploitation des ressources minières | 40 min | L’enseignant demande aux élèves de construire une carte mentale avec les différentes ressources d’origine sédimentaire disponibles en Haïti et dans le reste du monde. Pour chaque ressource, seront précisées : l’origine, les conditions de leur formation et la durée, les utilisations possibles. La carte pourra être illustrée avec des exemples locaux. L’enseignant compose des binômes pour rechercher des informations et élaborer une carte mentale sur une page format A3 : une conception pour deux élèves. L’enseignant écrit la méthode pour construire une carte mentale :
| Les élèves construisent la carte à idées (carte heuristique ou carte mentale) sur les ressources minières d’origine sédimentaires. À partir des informations recueillies, les élèves élaborent une carte mentale par binôme. Différents items doivent apparaître :
|
Temps 3 Bilan | 5 min | L’enseignant invite quelques groupes avec des productions réussies à présenter leur carte mentale à la classe. Un corrigé « modèle » peut être écrit au tableau et/ou dupliqué à la classe à partir de travaux d’élèves. | Quelques groupes viennent présenter leur production à la classe. |
Production attendue
Une carte mentale répondant aux exigences annoncées.
Évaluation et régulation
Des logiciels permettent de créer des cartes mentales en ligne :
Éléments de remédiation
Séance 0 ou 5. Sortie sur le terrain⚓
Supports et matériel
Marteau, pelle à main, crayon à papier, carnet de terrain, acide chlorhydrique, loupe à main, pelle à main, appareil photo, carte géologique d’Haïti, carte géographique de la zone, sac à dos, ardoise et crayon effaçable, …
Déroulement de la journée
Les sorties sur le terrain sont à organiser bien en amont par l’équipe enseignante ou l’enseignant :
Repérage des lieux sur le terrain : utilité pédagogique, zone sécurisée, parcours à suivre, autorisations nécessaires.
Préparation des ressources utiles : ouvrage sur le secteur, témoin disponible sur place (scientifique, professionnel des carrières…).
Élaboration d’un guide ou du travail à mener par les élèves sur place.
Pour un temps plus studieux des élèves, il est conseillé de ramasser et d’évaluer leur production à l’issue de la sortie.
Les élèves peuvent travailler seul ou en binôme.
L’enseignant et la direction de l’école prévoient un courrier à destination des parents pour expliquer la sotie et ses enjeux pédagogiques. Les règles de bonne conduite peuvent être rappelées également.
Programme du fondamental
Sorties pédagogiques en choisissant les lieux de localisation des différents types de roches.
Sorties pédagogiques dans des lieux de curiosité où il y a des dépôts géologiques.
Lieu : route de Jacmel : calcaire d’âge crétacé (craie).
Étude de roches calcaires, de roches argileuses, silicieuses.
Exploitation de roches des carrières de sable.
Étude du sable siliceux.
La diagénèse des roches.
Différences entre les roches détritiques, chimiques et roches organiques.
Matériaux de construction : roches calcaires, sable, roches marbrières.
Exemples d’arrêts sur des sites repérés :
Etape | Durée | Ce que fait l’enseignant | Ce que fait l’élève |
|---|---|---|---|
Arrêt 1 Panorama, constructions | 45 min | Lecture de carte : l’enseignant fait repérer la localisation de la zone par les élèves. Utilisation des coordonnées GPS du téléphone. Observation d’habitations / de constructions réalisées avec des roches sédimentaires. |
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Arrêt 2 Affleurement | 45 min | Dessin d’un affleurement de roches sédimentaires. | Dessin précis au crayon à papier (le travail doit être titré et légendé). |
Arrêt 3 Échantillon de roches | 60 min | Etude d’échantillons de roches sédimentaires. Test d’imperméabilité avec de l’eau. Test à l’acide. https://svt.ac-versailles.fr/IMG/archives/docpeda/banques/Limay/docs/ana_chim.htm | Les élèves font différentes observations sur les échantillons. Prélèvement si autorisé. |
Arrêt 4 Visite d’une carrière | 60 min | Visite d’une carrière de roches ou de sable. | Les élèves prennent des notes des informations livrées par le professionnel ou l’enseignant :
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Des idées de productions attendues
Dessin d’un affleurement légendé.
Étude d’échantillons ramassés.
Schéma fonctionnel de l’érosion à la sédimentation.
Collection de roches prélevées et étiquetées.
Carnet de terrain/guide conçu par l’enseignant complété et rendu en fin de sortie.
Roches observées | Région | Couleur | Texture | Composition | Nom | Âge (en classe) |
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1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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