Nc chap 5

L’UNIVERS TERRE & ESPACE CHAPITRE 5

LA TERRE : SES CARACTÉRISTIQUES, SES PHÉNOMÈNES

NOM : _____________________

FOYER : _______

Document de l’enseignant

2014-2015

TABLE DES MATIÈRES Table des matières .......................................................................................................................................... 2

5.1 Les types de roches ................................................................................................................................... 3

Distinction entre une roche et un minéral ............................................................................................ 3

Roche ignée ........................................................................................................................................... 4

Roche sédimentaire .............................................................................................................................. 6

Roche métamorphique ......................................................................................................................... 8

Cycle des roches .................................................................................................................................. 10

5.2 Les minéraux ............................................................................................................................................ 11

Les cristaux .......................................................................................................................................... 11

Identification des minéraux ................................................................................................................ 12

5.3 Les types de sols ...................................................................................................................................... 15

Formation d’un sol .............................................................................................................................. 15

Particule du sol .................................................................................................................................... 16

Type de sol .......................................................................................................................................... 17

5.4 Manifestation naturelle de l’énergie ....................................................................................................... 18

L’énergie solaire .................................................................................................................................. 18

Le vent ................................................................................................................................................. 19

5.5 Les ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables ......................................................... 20

Énergie renouvelable .......................................................................................................................... 20

Énergie non renouvelable ................................................................................................................... 22

Notes supplémentaires ................................................................................................................................. 24

Collège Notre-Dame Science et technologie 2 page 2

5.1 LES TYPES DE ROCHES

Définition Les roches de la lithosphère sont des matériaux naturels, généralement

solides, formés de minéraux. On distingue trois types de roches selon leur

mode de formation :

• roches ignées;

• roches sédimentaires;

• roches métaphormiques.

DISTINCTION ENTRE UNE ROCHE ET UN MINÉRAL

Les minéraux sont des substances homogènes alors que les roches sont des

assemblages de minéraux différents.

Exem

ple

Le granite (roche) est formé de quartz, biotite (une sorte de mica) et de

feldspath.


ROCHE IGNÉE

Définition Une roche ignée est une roche qui résulte du refroidissement du magma (à

l’intérieur de la Terre) ou de la lave (à l’extérieur de la Terre).

Il existe deux types de roches ignées :

• extrusives;

• intrusives.

Extrusive

• Formée en surface de la croute terrestre, généralement due au refroidissement

de la lave après une éruption volcanique;

• Refroidissement rapide, ce qui empêche la formation de gros grains;

• Structure vitreuse ou grains fins.

Exem

ple

Obsibienne (structure vitreuse)

Rhyolite (structure à grains fins)


Intrusive • Formée à l’intérieur de la croute terrestre lorsque le magma ne remonte pas à

la surface de la Terre et crée une poche de magma;

• Refroidissement très lent, ce qui permet la formation de gros cristaux de

minéraux dans la roche.

Exem

ple

Gabbro

Diorite


ROCHE SÉDIMENTAIRE

Définition Roche formée par l’accumulation graduelle de sédiments. Elle se compose de

particules de taille variable provenant de l’érosion des roches et/ou des êtres

vivants (coquilles, squelettes, etc.).

Il existe deux types de roches sédimentaires :

• Roche sédimentaire détritique;

• Roche sédimentaire chimiques.

Détritique • Formée par l’accumulation de débris;

• Ces débris ce compactent et se cimentent et deviennent des roches;

• Structure en strates de couleur très semblable ou structure en petits grains.


Exem

ple

Grès

Shale

Chimique • Formée parce qu’une substance devient trop concentrée dans l’eau et

précipite;

• Les sédiments qui s'accumulent proviennent de la précipitation de substances

présentes dans l'eau ou proviennent principalement de l’évaporation de l’eau

de mer riche en sels minéraux;

• Structure en petit grain.

Exem

ple

Calcaire

(compososée de carbonate de calcium)

Dolomite

(composée de carbonate de calcium et

de magnésium)


ROCHE MÉTAMORPHIQUE

Définition Roche qui a subi une transformation provoquée par la chaleur et/ou la pression

présente dans la lithosphère. Ce type de roche provient des roches

sédimentaires et ignées.

Il existe deux types de roches métamorphiques :

• roches métamorphiques de contact;

• roches métamorphiques régionales.

De contact • Souvent formée autour du magma, dû à la chaleur dégagée par le magma qui

se refroidit;

• On retrouve habituellement ces roches de chaque côté d’une zone de roches

ignées intrusives;

• Autrefois des roches sédimentaires.


Exem

ple

marbre

Quartzite

Régionale • Formée par la collision entre deux plaques tectoniques qui exercent une

grande pression sur les roches ce qui les fait plisser. Il y a alors recristallisation

et réarrangement des minéraux contenus dans les roches préexistantes;

• Structure en forme de pli et ondulation;

• Reconnaissables par la présence de bandes (claires et foncées) de minéraux.

Exem

ple

Gneiss

Schiste (Shale sans hydrocarbure)


CYCLE DES ROCHES

Débris

Fonte

Fonte

Refroidissement

Sédimentation

Érosion

Érosion

Chaleur et pression

Chaleur et pression

Érosion


5.2 LES MINÉRAUX

Définition Un minéral est généralement une substance solide, naturelle, homogène,

possédant une composition chimique définie et une structure atomique

ordonnée que l’on nomme cristal.

• Les minéraux sont les constituants des roches.

Exem

ple

L’améthyste

L’halite

LES CRISTAUX

À l’état solide, les atomes ou molécules d’une même substance s’assemblent de

manière ordonnée de sorte qu’ils forment des cristaux. Un minéral se cristallise en

formant toujours le même motif.

Cubique

Exemples :

• Halite

• Cuivre

• Argent Dipyramide

Exemples :

• Quartz

• Saphir

• Calcite


IDENTIFICATION DES MINÉRAUX

Éclat

C’est la façon dont la lumière est réfléchie sur la surface d’un minéral.

• Il existe deux types d’éclats : métallique et non-métallique.

Couleur à l’état solide

C’est la couleur du minéral. Ce n’est pas une caractéristique fiable car on retrouve

plusieurs couleurs pour un même minéral (impuretés). Les experts doivent casser le

minéral pour mieux voir la couleur non altérée.

Couleur du trait

C’est la couleur que laisse la poussière d’un minéral frotté sur une plaque de

porcelaine ou de céramique. Tous les minéraux métalliques ont un trait foncé.

Magnétisme

Il va donc être attiré par un aimant ou il va faire dévier l’aiguille d’une boussole. Peu

de minéraux sont magnétiques.

Effervescence

C’est la réaction avec l’acide chlorhydrique. La présence de carbonates dans le

minéral va produire un bouillonnement. Peu de minéraux sont effervescents.


Clivage

C’est la tendance chez certains minéraux à se briser suivant des plans

géométriques. Un minéral peut avoir un, deux ou trois plans de clivage, mais

plusieurs n’en ont aucun. On parle alors de cassure.

Masse volumique

C’est la masse d’un minéral par unité de volume. Les unités de mesure sont le g/ml

ou le g/cm3.

Comment calculer la masse volumique (ρ) en laboratoire?

1. Peser l’échantillon avec la balance.

2. Mesurer son volume à l’aide du vase trop-plein et du cylindre gradué.

3. Diviser la masse par le volume.


Dureté

• C’est la résistance d’un minéral à se faire rayer.

• Un minéral peut en rayer un autre de dureté inférieure ou égale à la sienne.

• On compare la dureté des minéraux en les rayant entre eux ou à l’aide d’objets

usuels comme un ongle, une plaque de cuivre et un clou de fer. L’échelle de

Mohs classe les minéraux selon leur dureté (1 à 10).


5.3 LES TYPES DE SOLS

Définition Le sol est la couche superficielle et meuble (peu compacte) de la croûte

terrestre. C’est la couche qui se retrouve au-dessus de la roche mère.

FORMATION D’UN SOL

Étape 1

Dégradation de la roche mère par les agents

d’érosion comme l’eau et le vent.

Étape 2

Ajout de matières organiques qui provient de la

décomposition des organismes vivants (humus).

Elle donne la couleur noire au sol.


Étape 3

Épaississement du sol par l’accumulation de

matières organiques et de débris amenés par

l’érosion.

Plus le sol est vieux, plus il s’épaissira si les élément

ont la possibilité de s’accumuler

PARTICULES DU SOL

• On classe les sols d’après la taille des particules qu’ils contiennent.

• Selon le type de roches (plus ou moins dure) et la force des agents d’érosion

(l’eau, le vent, etc.), cette dégradation peut produire des particules plus ou

moins grosses.

La particules minérales du sol

Matériau du sol Grosseur des particules Caractéristique des particules

Argile Inférieure à 0.002 mm Peut retenir une très grande quantité d’eau

Limon 0.002mm > 0.05 mm Peut retenir une grande quantité d’eau

Sable 0.05 >2mm Peut retenir une faible quantité d’eau

Gravier Supérieure à 2 mm Peut retenir une très faible quantité d’eau à nulle


TYPE DE SOL

Argileux

• Contient majoritairement de l’argile.

• Ses particules restent collées ensemble

comme de la pâte à modeler.

• Laisse peu circuler l’air et l’eau mais retient

beaucoup d’eau.

• Truc : tache les mains

Limoneux

• Contient majoritairement du limon.

• Ses particules restent ensemble mais se

désagrègent en petits morceaux lorsqu’on les

manipule.

• Laisse mieux circuler l’air et l’eau mais s’érode

facilement.

Sableux

• Contient majoritairement du sable.

• Ses particules ne se tiennent pas ensemble et

glissent entre les doigts.

• Il laisse s’infiltrer et s’écouler facilement l’eau.

• Ne convient pas aux végétaux qui ont besoin

de beaucoup d’eau.


Humifère

• Contient majoritairement de la matière

organique.

• Il retient bien l’eau.

• Il est de couleur foncée.

5.4 Manifestation naturelle de l’énergie

Définition L’énergie, c’est la capacité de provoquer un changement.

L’ÉNERGIE SOLAIRE

Dans la nature, l’énergie se manifeste de plusieurs manières. Par contre, c’est

l’énergie solaire qui est à l’origine de la plupart des autres formes d’énergie.

• L’énergie solaire est indispensable à la photosynthèse qui est à la base de la

chaîne alimetaire.

• L’énergie solaire est le moteur de presque tous les phénomènes

météorologiques de la Terre.


LE VENT

Définition Le vent est un déplacement d’air causé par la différence de pression entre

deux masses d’air et par la rotation de la Terre.

Formation du vent

1. Le Soleil ne réchauffe pas la Terre également.

2. Quand l’air se réchauffe, il occupe un volume plus grand (basse pression) et il

s’élève.

3. Quand l’air se refroidit (en hauteur), il occupe un volume plus petit (haute

pression) et descend.

4. On observe un déplacement horizontal de l’air de la zone de haute pression

vers la zone de basse pression. C’est ce qu’on appelle le vent.


5.5 LES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES RENOUVELABLES ET NON RENOUVELABLES

ÉNERGIE RENOUVELABLE

Définition C’est une source d’énergie qui se recrée naturellement et en quantité

suffisante par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.

Solaire

• Photovoltaïque : Utilise le rayonnement

solaire pour produire de l’électricité

• Thermique : Utilise la chaleur du Soleil pour

réchauffer de l’eau (piscine). On peut aussi

amener l’eau à ébullition pour produire de

l’électricité grâce à la vapeur.

• Le Soleil éclairera la Terre pendant encore

cinq milliards d’années.

Éolienne

• Transforme l’énergie cinétique du vent en

énergie électrique.


Hydraulique

• Transforme l’énergie cinétique de l’eau en

électricité. On peut utiliser des barrages ou

utiliser le courant des fleuves et des rivières.

• On peut aussi utiliser l’énergie de l’eau

provoquée par le phénomène des marées

(énergie marémotrice).

Biomasse

La biomasse est le terme employé pour désigner

l’ensemble de la matière vivante qui peut devenir

source d’énergie.

• -Bois

• -Maïs (Éthanol)

• -Biogaz

• -Déchets

Géothermie

• On peut utiliser la chaleur du magma qui se

diffuse dans la croûte terrestre pour chauffer

des édifices ou faire de l’électricité.

• Il se passera des millions d’années avant que

le planète se refroidisse.


ÉNERGIE NON RENOUVELABLE

Définition C’est une source d’énergie qui ne se recrée pas naturellement, ou qui ne se

recrée pas en quantité suffisante par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.

Nucléaire

Cette énergie provient de la division d'atomes

qui, en se divisant, libèrent de la chaleur. Les

centrales nucléaires transforment cette

chaleur en énergie électrique. Cette énergie

provient d’éléments qui dégagent

naturellement un rayonnement très énergétique, la radioactivité.


Fossile • L’énergie fossile provient de la transformation de la matière organique

(vivante) en substance minérale selon un long processus.

• Même si elle est produite par la nature, elle est dite non-renouvelable parce

qu’elle prend des millions d’années à se former.

• Les trois formes d’énergie fossile sont :

Pétrole (liquide)

Méthane (gazeux)

Charbon (solide)


NOTES SUPPLÉMETAIRES


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Education

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