géographie physique_SA08_RESUME

Ce Résumé a été fait à partir du cours du SA08 de M. Hoezle. Il n’a pas la
prétention d’être complet, mais peut servir de base pour la préparation de
l’examen. Les schémas et figures se trouvent dans le cours. Bon Courage ☺.
Sophie
Géographie physique : Examen
Introduction à la géographie physique :
La géographie regarde le monde du point de vue de l’espace, c’est une synthèse des idées issues de
diverses disciplines. Le but est de représenter et manipuler les informations spatiales.
La géographie physique examine les processus naturels. Elle utilise des outils spécialisés tels les
cartes, les SIG, la télédetection, la modélisation.
Sphères, systèmes et cycles :
4 grands domaines : l’atmosphère, la lithosphère, l’hydrosphère et la biosphère.
La vie couche est la partie de la surface de la Terre où les 4 sphères interagissent et où la plupart des
formes de vie sont trouvées.
Echelle : le niveau de la structure ou l’organisation d’un phénomène est étudié
Structure : variation de phénomènes observés à une échelle
Processus : comment les facteurs qui influent sur un phénomène agissent pour produire une
structure particulière. Echelle mondiale, continentale, régionale, locale et individuelle.
Un système est un ensemble de processus physiques qui sont liés et d’agir ensemble de manière
organisée. Le but de la géo est la recherche des liens et interactions entre les processus.
Les cycles de temps sont les changements périodiques dans le système de débit
Elle s’occupe également des relations entre les humains et leur environnement. La transformation
de celui-ci est causée par des processus naturels et l’intervention humaine.
Histoire de la géo physique :
James hutton est le père de la géologie, avec une nouvelle théorie complètement nouvelle de
l’évolution de la Terre, théorie uniformiste, la terre se renouvelle continuellement, cycle répété
comme une succesion de mondes
Charles Lyell, pour lui la formation de la Terre est un processus continu, il classe les ères
géologiques, il date les roches.
Le présent est la clé de compréhension du passé.
La Terre :
La forme de la Terre est une ellipsoide applatie aux pôles. L’axe de la Terre est orienté à 66.5° par
rapport au plan écliptique. La Terre tourne dans le sens antihoraire.
La grille géographique est une division de la terre en degrés, 60 minutes et 60 sec, composée de
méridiens et de parallèles. 1° de latitude est une constante de 111km. 1° de longitude est une
constante de 111km à l équateur et de de 0km aux pôles.
La latitude est l’angle entre un point situé sur une parallèle et le centre de la Terre et un point situé
sur l’équateur. La longitude est l’angle entre un point sur un méridien et le centre de la Terre et un
point sur le premier méridien.
Lors d’une projection cartographique => 3 propriétés que sont l’échelle, la superficie et la forme. La
surface peut etre un cylindre, un cône ou un plan plat. Il y a plusieurs projections cartographiques :
polar projection ( centré sur le nord, méridiens sont des lignes droites et les parallèles sont des
cercles concentriques), mercator projection ( grille rectangulaire de méridiens), goode projection (
deux séries de courbes mathématiques, vraie taille de la surface du globe mais fausse formes).
Les SIG sont un système d information géographique, qui stockent des cartes, des diagrammes, des
images et des données dans le but d’être manipulé.
Le temps global :
Fondé sur la position est-ouest du soleil. Un jour solaire est défini par un circuit du soleil, le temps
est calculé par rapport à la position du soleil. La Terre tourne de 15° par heure ( 360/15 = 24
heures). Il y a 12h de différence par rapport au 1er méridien
La révolution de la Terre autour du soleil :
Révolution = cercle complet autour du soleil, dans le sens antihoraire, elliptique sur orbite
elliptique, la lune aussi sens antihoraire. Aphélie = point où la terre est la plus éloignée du soleil,
périhélie= Terre plus proche du Soleil. 152 et 147 millions de km. Terre tourne sur son axe de l
ouest vers l est une fois chaque 23h 56 min. Le point subsolaire est l’équateur. La latitude de la
subsolaire marque le point de déclinaison du soleil. 4 saisons sont là car la terre garde son
inclinaison tout au long de l’année.
Rayonnement électromagnétique :
Les systèmes ont des outputs et des inputs de la matière et de l’énergie. Rien ne se crée, rien ne se
perd tout se transforme. Toute substance au dessus du zéro absolu émet du rayonnement
électromagnétique. L’unité de mesure est un micromètre. Le soleil émet des ondes courtes de
rayonnement et la Terre plus froide émet à des ondes longues. Insolation dans le monde entier varie
selon la latitude et la saison. Le monde est divisé en grandes zones de latitude sur la base des cycles
saisonniers de tous les jours d’ensoleillements.
Composition de l’atmosphère :
78% d’azote, 21% d’oxygène et 1% d’Argon. Le CO2 est utilisé par les plantes vertes lors de la
photosynthèse. Il y a également de la vapeur d’eau, du méthane, des CFC et de la poussière.
L’ozone et la couche dans la stratosphère atténue le rayonnement des UV.
Le système énergétique mondial :
Chaleur sensible est la quantité de chaleur détenue qui peut être ressentie au toucher. Chaleur
latente est la chaleur qui est utilisée et stockée quand une substance change d’état. Le transfert de
chaleur d’une surface d’évaporation dans l’atmosphère est appelé le transfert de chaleur latente.
Albédo est le pourcentage de rayonnement solaire réfléchi. Neige fraîche 90%, albédo moyen de la
Terre 30%
Bilan énergétique :
49% d’ensoleillement est un rayonnement direct, 31% d’insolation réfléchie dans l’espace, 20% de
l’insolation est absorbée par l’atmosphère, 22% de l’insolation est dispersée par l’atmosphère. Sous
un ciel dégagé, 80% de l’insolation atteint le sol. Sous un ciel nuageux seuls 10% à 45%.
Les gaz à effet de serre sont le co2, l’ozone, la vapeur d’eau, le méthane et les CFC. Ils absorbent le
rayonnement d’ondes longues et le renvoient vers la Terre. La Terre est plus chaude que cela ne le
serait sans ces gaz. Le bilan radiatif est la différence entre les apports et les pertes de rayonnement.
Aux hautes latitudes il y a un déficit et aux pôles un surplus d’énergie. Le transfert de chaleur se fait
des basses vers les hautes latitudes.
Température :
Elle est mesurée à 2m du sol. Il y a 5 grands facteurs qui influencent la T°.L’insolation, la latitude,
le type de surface, différence océan continent, altitude. Elle varie avec le moment de la journée et
les saisons. Lorsque le rayonnement net est positif, une surface gagne de la chaleur. La température
est plus fraîche dans les zones rurales : la transpiration des feuilles refroidit la surface, et il y a de
l’évapotranspiration. Le îlot thermique urbain tend à persister toute la nuit, les parcs peuvent réduire
la chaleur.
Structure de la température de l’atmosphère :
C’est l’enveloppe gazeuse entourant la Terre, composée d’une série de couches concentriques,
tenues par gravité. La chaleur est transférée dans l’atmosphère par conduction (transfert direct du
sol vers l’atmosphère), par convection (déplacement d’air chaud dans l’atmo froide) et par
advection (mélange air chaud air froid).
La troposphère est la plus basse couche atmosphérique. T° diminue de 6.4° par 1000m, est
délimitée par la tropopause(12km), au dessus la stratosphère ou la T° augmente avec la hauteur,
délimitée par la stratopause. Au dessus la mésosphère où la T° diminue avec la hauteur, délimitée
par la mesopause. Au dessus la thermosphère. Inversion thermique lorsque la T° est plus élevée en
altitude
Différence entre terre et océan :
Terre chauffe et se refroidit rapidement tandis que l eau se chauffe et se refroidit lentement, car le
rayonnement pénètre en profondeur, mélange eau chaude et froide, plus d’évaporation. Diminution
des températures de l’équateur vers les pôles, les T° des régions équatoriales changent peu de
janvier à juillet. Les hauts plateaux sont toujours plus froid que les basses terres environnantes. Les
domaines de glaces et de neiges perpétuelles sont intensément froids.
Réchauffement climatique cf p.26 et suivantes
Hydrosphère :
La majorité de l’eau sur Terre provient des océans. Le restant (2%) est représenté par les glaciers et
les calottes et les eaux souterraines. Seulement 0.001% se trouve dans l’atmosphère. L’eau circule
constamment de façon cyclique entre ces réservoirs, bien que l’atmosphère contienne peu d’eau, est
responsable de la plus grande circulation.
L’humidité :
L’humidité est la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère. L’air chaud peut contenir bcp plus de
vapeur d’eau que l’air froid. Un air froid et sec peut avoir une humidité proche de 0%, air tropicale
chaud peut en avoir 4-5%.
Humidité spécifique est la quantité réelle de vapeur d’eau dans l’air, exprimée en g/kg, utilisée pour
décrire la teneur en eau des grandes masses d’air. Le maximum de l’humidité spécifique d’une
masse d’air augmente fortement avec la hausse de température.
Humidité relative est une mesure de la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air par rapport à la
quantité maximale de vapeur que l’air peut contenir à une T° donnée. L’humidité relative diminue à
mesure que la T° augmente. Si l’on ne retire ou n’ajoute pas de vapeur d’eau à la masse d’air, alors
l humidité relative diminue à mesure que la T° augmente. Lorsque l’air est refroidit, il devient
saturé (100% d’humidité). La T° de saturation est appelée le point de rosée. Après la condensation
commence et les gouttes de rosées se forment.
Le processus adiabatique :
Quand un gaz s’agrandit, son volume augmente, tandis que sa pression et sa T° baissent. Le
changement de T° de l’air uniquement en raison d’une expansion ou contraction est le résultat d’un
processus adiabatique. Le gradient adiabatique permet de quantifier la manière dont la température
de l’air varie en fonction de l’altitude. Les gradients sont variables selon que les masses d’air sont
sèches ou humides. Gradient adiabatique sec = -10°/1000m. Gradient adiabatique humide(saturé)
varie de 4 à 9 ° par 1000m, dépend de la T° de la pression et de la teneur en vapeur d’eau. Il est plus
faible pke en prenant de l’altitude, l eau contenue dans l’air se condense et libère de la chaleur
latente.
Nuages :
Composés de gouttelettes d’eau et ou de particules de glace, se forment lorsque l’air est saturé et
contient des particules ( poussières), l’eau peut rester à l’état liquide au dessous de 0 jusqu’à -12°. Il
y a des nuages de haute (cirrus), de moyenne (altocumulus) et de basse (stratus) altitude. Le
brouillard est une couche nuageuse à proximité de la surface de la Terre. Brouillard de radiation se
forment pendant la nuit, lorsque l’air près du sol passe sous le point de rosée. Le brouillard advectif
se forme lorsque l’air chaud humide se déplace sur la surface froide.
Précipitations :
Il faut la croissance des gouttelettes dans les nuages, un processus de cristaux de glace, un processus
de coalescence (fusion entre petites et grandes après des collisions). Elles sont produites dans les
nuages bien au dessus du point de rosée, l’eau gelée est le point de départ de toutes les
précipitations. Si elle parvient au sol en liquide, il s’agit de pluie ou de bruine. Pluie verglaçante
(gel des gouttes sur une surface gelée), Neige ( cristaux de glace qui n’ont pas fondus), Grésil
(cristaux de glace fondant durant la chute), Grêle ( fusion et congélation des cristaux qui se forment
dans les nuages orageux).
Il y a 3 mécanismes : convectif ( air chaud s’élève, refroidit à la température du pt de rosée et forme
des nuages), soulèvement orographique ( le relief oblige l’air à s’élever, un nuage se forme sur le
versant au vent et dissipe sur le versant sous le vent. Et le soulèvement frontal ( rencontre entre des
masses d’air chaudes et froides
Pression atmosphérique :
Elle exerce une force sur chaque surface, la force est le poids de 1 kg d’air qui se trouve au-dessus
de chaque cm2 de la surface. Elle diminue rapidement avec l’altitude. Les différence de pression
s’appellent un gradient de pression, se produisent à angle droit par rapport aux isobares.
Brise de terre et brise de mer :
Au cours de la journée, l’air sur la terre se réchauffe et la mer est relativement fraiche ( brise de
mer) Terre = basse pression, mer=haute pression. La nuit, l air sur terre se refroidit tandis que la
mer est relativement chaude ( brise de terre). Inverse.
Et pourtant, elle tourne :
La différence de pression ainsi crée est la force qui déplace l’air. La rotation de la terre dévie l’air
perpendiculairement au déplacement. C’est la force de Coriolis, elle est proportionnelle à la vitesse
de l’air déplacé mais vers la droite dans l’hémisphère Nord et à gauche dans celui du Sud.
Circulation générale des vents :
La déviation est nulle à l’équateur et augmente vers les pôles. L’air chaud à l’équateur monte et
induit une zone de basse pression ( ZCIT) et s’écoule vers les pôles. L’air froid descend dès 30°
latitude N et S et produit une zone de haute pression. Les vents en surface de directions nord-est et
sud-est ( alizés) s’écoulent des régions de haute pression vers les régions de basses. Les vents en
surface de direction ouest s’écoulent des régions de haute pression subtropicales, vers des régions
de hautes latitudes. Les vents en surface de direction ouest sont forcés de se soulever aux latitudes
N 60° et S 60° quand ils rencontrent les vents polaires frais des pôles. Une zone de basse pression
subpolaire est alors formée. L’air froid descend aux pôles et produit des régions de haute pression
polaire. Les jet streams sont des vents très forts en haute altitude qui se produisent lorsque les
gradients atmosphériques de température sont puissants.
Ondes de Rossby :
Courant régulier de vent d’ouest en altitude, se développe au front polaire et forme des ondes
convolutives et parfois des branches descendantes. Mécanisme primaire pour le transfert de chaleur
des pôles, Ces patchs d’air froid créent des zones de basse pression.
Les courants océaniques :
Les courant sont produit par les vents, les différences de densité dans l’eau de mer, la force de
Coriolis, la forme des bassins océaniques, des facteurs astronomiques. Ils se déplacent lentement, il
y a un retard par rapport a la vitesse du vent , la dérive
Grandes boucles qui sont continuellement en mouvement, produites par le vent, la force de Coriolis
et des masses de la terre, chaque hémisphère contient une boucle tropicale et subtropicale.
Upwelling : là où l’eau froide remonte des zones profondes de l’océan ainsi que les zones où la
force de Coriolis arrive à éloigner les courants océaniques des côtes. Courants des plaines
abyssales : conduits par des différences de T° et de salinité, beaucoup plus lents que les courants de
surface. Moussons : en juillet, la ZCIT se déplace vers le Nord. Une basse pression sur les terres
cause un écoulement des vents qui viennent de l’océan et cause de fortes pluies.
El nino :
Chaque année le réchauffement se produit à la côte du Pérou (+2°), cela supprime les remontées
d’eau froide. Tous les 4-5 ans le phénomène est plus marqué => El Nino. Les poissons meurent.
Masses d’air :
Continentale (sec), maritime (humide), équatoriale, tropicale (chaud), polaire (froid), Arctique
(froid), antarctique (AA).
Fronts :
Il y a une activité frontale lorsque des masses d’air avec des températures différentes se rencontrent.
Fronts chauds : l’air chaud est poussé sur l’air froid ce qui entraîne la formation de nuage et de
précipitations. Fronts froids : l’air froid s’introduit rapidement au sein d’une masse d’air chaud
stationnaire et le pousse en haut le long d’un front froid fort. Fronts occlus : un front chaud est
dépassé par un front froid. L’air chaud est poussé en altitude et il n’est plus en contact avec la terre.
Les cyclones :
La forme dominante des systèmes météorologiques aux moyennes et hautes altitudes. Grandes
masses d’air en spirales. Ils ont tendance à se former dans certains domaines et à suivre un cours
commun. Ils se déplacent vers l’est aux moyennes altitudes, les cyclones tropicaux se déplacent vers
l’ouest. Les cyclones tropicaux ( ouragans, typhon) se développent sur les surfaces chaudes des
océans entre 8° et 15° de latitude, vont vers l’ouest et les pôles. Créent d’énormes dommages à
cause de forts vents, pluies, vagues et inondation.
Ouragan est dans l’hémisphère occidental le plus puissant et destructifs des cyclones tropicaux.
Caractéristique centrale l’œil. L’air descend des hautes altitudes, vitesses élevées au mur de l’œil,
vents en spirale vers l extérieur créent de hautes vitesses de vent.
L’intensité des cyclones est donnés par l’échelle de Simpson-Saffir. Ils sont classés en fonction de
la pression centrale, des ondes de tempête et de la hauteur de la vague ainsi que de la vitesse
moyenne du vent. La saison des cyclones va de mai à novembre dans la région de l’Atlantique Sud.
Climat global :
Climat : moyenne des conditions météorologique d’une région. Régime de T° : sur la base de la
latitude, localité et altitude. Précipitations. Il y a 8 régimes de températures répartis sur l’ensemble
du globe. Il y a sept régions de précipitations mondiales : équatorial humide, côtière à Alizés,
Désert tropicaux, déserts et steppes de moyennes latitudes, régime subtropicale humide, côtes ouest
de moyennes latitudes, arctique et déserts polaires.
Classification climatique de Strahler :
Climats de basses, de moyennes et de hautes latitudes. Les zones situées à basse latitude ont des T°
plus chaudes et de plus petites amplitudes de T° annuelles que les zones situées aux hautes latitudes.
Les zones continentales ont tendance à avoir de beaucoup plus grandes amplitudes de température
annuelle que les zones côtières situées à mm latitude. Les zones les plus froides ont tendance à
recevoir moins de précipitations que les endroits chauds, car l’air chaud peut contenir plus
d’humidité que l’air froid.
Climat des basses-latitudes :
Ce type de climat concerne des zones équatoriales et de zones tropicales et subtropicales. Des
régions de très humides à très sèches. Influencé par la ZCIT, contient des cyclones qui se déplacent.
Climat équatorial humide : influencé par la ZCIT, mE et mT, T° très chaudes tte l’année, abondance
de précipitations.
Climat des côtes de moussons et d alizés : fortes pluies avec fort changements saisonniers.
Amplitude de T° plus grande. Domination de la ZCIT pdt les pluies et des hautes pressions
subtropicales durant la saison sèche. Masses d’air mT et mE.
Climat humides-secs tropicaux : chaud avec amplitude de température plus marqueé. ZCIT apporte
d importantes pluies. Hautes pressions subtropicales produisent des conditions très sèches.
Végétation verte durant la saison pluvieuse.
Climat secs tropicaux : dominé par les hautes pressions subtropicales. Très faibles précipitations et
chauffage intense, concerne un grand nombre de grands déserts mondiaux. Zones semi arides en
bordure des déserts ont un peu de pluies.
Climat des moyennes latitudes :
Concerne toutes les zones de moyennes latitudes et une partie de la zone subtropicale. Zone d
interaction entres masses d air tropicales et polaires. Marqué par des cyclones anticyclones et fronts
se déplaçant. Fortes variation annuelles de températures et de précipitations.
Climat sec subtropical : extension du climat tropical sec vers les pôles, mais avec une plus grande
amplitude de T°, saison fraîche, divisé en sous zones arides et semi arides. Plus de végétation que
dans les zones tropicales sèches.
Climat subtropical humide : de l’air chaud et humide coule de la zone de haute pression
subtropicale et influence les parties de l’Est des continents. Abondantes précipitations en été, par
processus convectif. En Asie du Sud est fortes moussons. Précipitations hivernales viennent des
cyclones.
Climat méditerranéen : très sec en été à cause la migration de la région de la zone de haute pression
subtropicale. Précipitations fournies par des cP et des tempêtes cycloniques. Amplitude des T°
modérée, lié aux zones côtières.
Climat marin des côtes d’Ouest : T° douces avec une petite amplitude de T°. climat humide avec un
max de précipitations pdt le faible ensoleillement par de fréquentes tempêtes cycloniques. Fort
ensoleillement la circulation vers le nord des hautes pressions subtropicales réduit les précipitations.
Climat sec de moyennes latitudes : régions interne de l’Amérique du nord et de l’Eurasie. Pluies de
la saison fort ensoleillement sont convectives et viennent des masses d air maritimes. Forte
amplitude de T° avec de très chaudes et de très froides T°, contient des déserts froids arides et des
steppes semi-arides.
Climat humide continental : zones centrales et orientales d’Amérique du nord et en Eurasie.
Grandes variations de T° saisonnières et quotidiennes, importantes précipitations en haute saison
estivale provient des mT. Saison de faible ensoleillement est dominée par cP et cA.
Climats de hautes latitudes :
Situés dans la ceinture des vents d’ouest. Influencés par des masses d’air mP qui sont en conflit
avec des masses d’air cP et cA et par les cyclones qui se développent le long du front Arctique. Plus
importantes précipitations en saison de fort ensoleillement, dues aux mT.
Climat de la forêt boréale : une longue saison froide dans les périodes de faible ensoleillement et
courte saison froide dans les périodes de fort ensoleillement. Très large amplitude annuelle des T°.
source région des masses cP et des invasions de cA. Faible total des précipitations annuelles avec
des précipitations maximales dans les périodes avec soleil.
Climat de la toundra : se trouve le long des zones côtières arctiques, longue saison avec peu de
soleil, dominé par cP, mP et cA. Petite amplitude de T°. la végétation est constituée de graminées,
de carex, de lichens et quelques arbustes. Suffisamment froid pour la formation de pergélisol.
Climat de la calotte glaciaire : région source des masses d’air de l Arctique et de l’antarctique.
Calottes glaciaires du Groenland et de l’antarctique ainsi que sur la banquise de l’Arctique. T°
annuelle moyenne la plus basse, pas une seule fois au dessus de 0. Très peu de précipitations.
Köppen propose lui aussi une classification des climats.
Processsus biogéographiques :
La biogéographie examine la répartition des plantes et des animaux. Elle identifie les processus qui
créent ces distributions spatiales et temporelles.
La biogéographie écologique examine l’impact sur l’environnement de la distribution spatiale.
La biogéographie historique examine la façon dont la distribution spatiale change avec le temps
Un écosystème est défini comme étant l’interaction d’un groupe d’organismes avec leur
environnement.
La chaîne alimentaire :
Circulation de l’énergie alimentaire entre les différents organismes au sein d’un écosystème
décomposée en une série d’étapes ou de niveaux. Les plantes sont des producteurs primaires (ont
besoin d eau de co2). Tous les autres organismes sont des consommateurs.
Les herbivores sont les principaux consommateurs, les carnivores sont des consommateurs
secondaires, les décomposeurs consomment des détritus à tous les niveaux.
Lorsque l’énergie passe de niveau en niveau, de l’énergie est perdue en raison de la respiration. Il y
a donc un changement dans la biomasse.
La photosynthèse et la respiration :
Photosynthèse : h2o + co2+énergie de la lumière = Choh +o2
Respiration : choh +o2=co2+h20+énergie chimique
Les deux se produisent en meme temps, donc moins de choh sont stockés que synthétisés.
Photosynthèse brute : total des hydrates de carbone produits. Photosynthèse nette : hydrates de
carbone restant après la respiration
La biomasse est l’accumulation nette de la production par la photosynthèse
Production primaire nette et le Climat :
Selon le climat différentes régions de productivité se développent. La production nette augmente
rapidement avec l’augmentation des précipitations, mais les différences s’atténuent à des valeurs
plus élevées.
Changement de production primaire nette :
Sur la Terre : productivité primaire nette au cours des deux dernières décennie a augmenté
d’environ 6%. En comparant ces résultats avec les données météo, l’augmentation à basse latitude a
été due à une réduction de la couverture nuageuse, qui a permis plus de photosynthèse. Aux hautes
latitudes, les causes étaient l’augmentation de la T° et dans une certaine mesure de l’augmentation
de la disponibilité en eau.
Dans les océans, baisse de phytoplancton de 30% dans le pacifique nord et de 14% dans l’atlantique
nord. A certains endroits des zones équatoriales, l augmentation a été de 50%. Toutefois les
augmentations ne sont pas assez grande. Par conséquent à certains endroits la quantité de
phytoplancton a diminué. Les causes peuvent être une augmentation à la surface de la mer des T°
empêchent le mélange d’élts nutritifs riches des eaux profondes avec des nutriments pauvres de la
surface, la vitesse des vent est en baisse, ce qui permet également de réduire les mélanges.
La biomasse comme source d’énergie :
Combustion du bois, de la végétation et d’autres matériaux organiques tels que les résidus de
culture. Cela génère des combustibles, tels que le gaz méthane, charbon de bois et alcool.
Pyrolyse est une combustion partielle contrôlée dans un environnement où l’oxygène est déficiente
qui crée du carbone libre ou du charbon de bois. Utile pour réduire les émissions de dioxyde de
carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles.
Biogéographie écologique :
Habitat : se refère aux préférences et aux besoins d’un organisme ou group d’organisme à l’égard de
facteurs tels que les conditions de la pente, le drainage des eaux, le type de sol.
Niche écologique : décrit la manière dont une espèce se procure l’énergie et de la façon dont il
influence d’autres espèces au sein de son propre environnement.
Communauté : un assemblage d’organismes en interaction qui vivent dans un habitat particulier.
Besoin d’eau :
Le besoin de plantes adaptées à la sécheresse = xerophyte. Ces plantes sont caractérisées par une
couche cireuse sur les feuilles, la réduction de leurs feuilles, d’aiguilles ou des feuilles comme des
épines, légèrement colorées afin de réfléchir la lumière. L’eau remplit les tiges ou les racines
profondes.
Phreatophytes : plantes dont les racines permettent l’accès aux eaux souterraines. Elles ont un
épaississement des feuilles et des tiges.
Température :
Elle affecte les autres variables, par ex l’humidité. Climat plus froid donne moins d’espèces. Les
animaux à sang froid n’ont pas la capacité de contrôler leur température interne. Les animaux à
sang chaud créent la chaleur par leur métabolisme par la fourrure, les plumes, l’essoufflement ou la
transpiration, par exemple.
Autres facteurs climatiques :
Contrôle des activités saisonnières par la longueur de lumière du jour ou de la photopériode. La
végétation à feuilles caduques des moyennes latitudes répond au changement de saisons. Le
changement de la longueur du jour a également des répercussions sur une variété d’animaux tels
que les écureuils. Le vent exerce également une distorsion de la croissance des arbres.
Les frontières bioclimatiques est le niveau critique de stress climatique au-delà duquel une espèce
ne peut pas survivre. Cet espace est considéré comme une frontière bioclimatique. Tel la
distribution de pin contrôlée par la pluie.
Facteurs géomorphologiques et édaphiques :
Pente et aspect sont des facteurs géomorphologiques. Facteurs édaphiques sont les conditions de
texture du sol et de son impact sur le drainage qui influencent les plantes et les écosystèmes.
Interactions entre les espèces :
Concurrence : interaction négative entre les espèces, et concurrence entre les individus de même
espèce.
Prédation : une espèce se nourrit d’une autre. Parasitisme : relation biologique symbiotique dont un
des protagonistes tire profit aux dépens d’un hôte, sans que cet hôte ne meurt.
Impacts des herbivores : les pâturages réduisent la viabilité des populations végétales
Allelopathy : toxines chimiques produites par une plante qui empêchent la croissance d’une autre
plante.
Commensalisme : une espèce tire profit d’une seconde espèce qui n’en est pas affectée.
Protocoopération : deux espèces tirent profit de leur relation. Mutualisme : une ou les 2 ne peuvent
pas survivre sans l’autre.
Succession, changement et équilibre :
Lorsque l’évolution normale de la végétation est modifiée par une catastrophe comme un incendie
de forêt, une inondation ou une éruption volcanique.
Succession primaire : toutes les précédentes végétations ont étés enlevées. Succession secondaire :
lorsque quelques vestiges de l’écosystème précédent demeurent. Vieux-domaine succession : sur les
terres agricoles abandonnées.
Structure et formes de vies des plantes :
La végétation naturelle est la couverture végétale qui se développe sans ou avec peu d’intervention
humaine. La végétation-humaine est la végétation modifiée par les activités humaines.
La forme de vie d’une plante se réfère à sa structure physique, sa taille et sa forme (arbres, arbustes,
lianes, herbes et lichens). Il s’agit de plantes avec un seul tronc principal et avec la majorité de
ramification dans la couronne supérieure. Les arbres sont grands, leurs parties ligneuses sont
pérennes (grandissent d’année en année). Les arbustes ligneux sont des plantes vivaces qui ont
plusieurs tiges ramifiées à partir d’une base près de la surface du sol, de manière à placer la masse
de feuillage près du sol. Les lianes sont aussi des plantes ligneuses, mais elles prennent la forme de
vignes appuyées sur les arbres et arbustes. Les herbes ne possèdent pas de tiges ligneuses et sont de
petite taille. Il existe un large éventail de formes et de type de feuille. Il y en a des annuelles, des
vivaces. Couche plus faible. Les lichens sont une autre forme de vie occupant une couche près du
sol.
Les biomes :
Les écosystèmes terrestres sont influencé par le climat et son interaction avec le sol. La plus grande
subdivisions reconnaissable est le biome ( assemblage de la vie végétale et vie animale). Les
biogéographes reconnaissent 5 principaux biomes : forêt, prairie, savane, désert et toundra. Les
classes sont des subdivisions des biomes. Elles sont basées sur la structure de la végétation et des
formes de vie.
Biome de la forêt :
Forêt tropicale de basse latitude : se situe dans le plan équatoriale et la zone tropicale. Températures
chaudes avec des précipitations abondantes. Forêt de grande taille, avec arbres proches, couvert
végétal multicouche. Possède la plus grande diversité d’espèces de toute zone de vie.
Forêt de mousson : située dans une zone de climat tropical sec-humide. A la saison sèche, les arbres
perdent leurs feuilles. Un auvent permettant un développement accru dans les basses couches de la
forêt.
Forêt subtropicale : associée à un climat subtropical humide. Végétation constituée de plantes à
feuilles persistances similaires aux lauriers ou des épines. Il n en reste peu à cause de l’agriculture.
Forêt de moyenne latitude : hauteur du couvert dense en été. Perd ses feuilles en hiver en réponse à
des basses T°.
Forêt de conifères : quelques espèces en forme de cône à feuilles persistantes, principalement des
conifères. Les arbres créent une ombre profonde au niveau du sol qui ne permet pas la croissance
d’arbustes ni d’herbes. Est associée au climat des forêts boréales et de la haute altitude des zones
montagneuses.
Forêt sclérophylle : se développe dans le climat méditerranéen. Les arbres sont adaptés à la
sécheresse et à des étés chauds (feuilles petites, dure, minimise le besoin en eau)
Autres biomes :
La savane : produit du climat tropical sec-humide. Selon la sécheresse, la végétation va de l’arbre à
la combinaison arbre épine-prairie. L’adaptation à la sécheresse comprend des habitudes caduques
et de petites feuilles. Les arbres sont espacés et la région est sujette à des incendies pdt la saison
sèche.
La prairie : dans les zones subtropicales de moyenne latitude où les saisons hiver et été sont bien
développées. Comprend une végétation d’herbes longues, de praire et de steppe. Végétation de
steppe pousse dans les régions semi-arides d’un sous-type de climat continental sec.
Le désert : inclus des sous-types désertiques et semi-désertiques, s’étend de la zone tropicale à la
zone de moyenne latitude. Faible densité de végétation qui comprend des arbustes xérophytes
adaptés à une longue saison chaude et sèche avec une courte saison des pluies. Des arbustes
épineux, des plantes succulentes et des graminées dures. De nombreux domaines sans végétation.
La toundra : se trouve aux hautes latitudes et en haute altitude. Végétation comprend un faible
niveau d’herbes, des arbustes nains, des carex, des graminées, des mousses et des lichens. Les
plantes croissantes aux hautes latitudes sont influencées par de longs hivers avec un peu de lumière
et de brefs étés frais avec de très longues journées. Pergélisol limite le drainage et le développement
des racines.
La nature du sol :
Le sol est un mélange de matière solide (régolithe) et de matière organique (litière forêt, végétation)
il est composé de 25% d eau, 45% d inorganique, 25% d’air et 5% organique. La texture du sol se
rapporte à la proportion de sable, de limon et d’argile dans le sol. Différentes classes de la texture
du sol : sable, argile, loam, boue argileuse, boue. La couleur de sol est la plus évidente
caractéristique du sol ( noir, bcp d humus, jaune fer, blanches carbonates de calcium). Les zones des
régions humides et fraîches ont tendance à être acides, les sols de zones de climats arides sont
alcalins. La structure du sol se réfère à la manière dont les particules du sol sont regroupées en
grandes masses appelé peds.
Bilan hydrique du sol :
La capacité de stockage de l’eau du sol et le point de flétrissement en fonction de la texture du sol.
Les gains et les pertes et le stockage d’eau. Il décrit la relation entre le besoin en eau, l’utilisation de
l’eau, les précipitations et le stockage dans la zone de phréatique.
Développements des sols
Les horizons du sol sont des couches horizontales caractéristiques dont la composition physique et
chimique, la teneur en matière organique ou la structure diffèrent. Ils sont distingués par leur
couleur. Une section est appelé profil de sol.
Deux types d’horizons do sol : organiques et minéraux. L’horizon organique Oi contient la matière
organique en décomposition qui est reconnaissable. L’horizon inférieur Oa contient du matériel qui
est décomposé et n est plus reconnaissable. L’horizon A est l’horizon minéral supérieur, riche en
matières organiques, composées de nbreuses racines de plantes et de l’humus. L’horizon E : les
particules d’argile et les oxydes de fer et d’alu sont transporté de l’horizon E vers le bas par
l’infiltration de l’eau. Il ne reste que des grains de sale pur ou du limon grossier. L’horizon B reçoit
les particules d’argiles, d alu et de fer. Il est dense et dur à cause du remplissage des espaces avec
l’argile et le fer. L’horizon C se compose de matière minérale issue de la dégradation de la roche
mère ( régolithe).
La formation des sols est subordonnée au type de roche-mère, à l’activité biologique, au climat, au
relief, à la pente, à la durée de la période de développement. Quatre processus de formation :
l’enrichissement, la suppression, la transformation et la translocation. La température a une grande
influence le développement. Dans les climats froids la décomposition est lente, elle s’accumule.
Dans les climats chaud, la matière organique se décompose rapidement et elle est donc rare ds le
sol.
Distribution mondiale des sols :
Les sols sont classés en différents ordres et sous-ordre.
Groupe I : des horizons de sols bien développés, avec des minéraux totalement altérés, résultant de
la longue suite de variation de température au sol et des conditions hydriques du sol.
Oxysols : très vieux, très altérés de basses latitudes, sols acides.
Ultisols : zones équatoriales, tropicales et subtropicales. Argileux, sols alcalins.
Vertisols : zones subtropicales et tropicale. Argileux, sols basiques
Alfisols : climats humides et subhumides, argileux, sols très alcalins.
Spodosols : climats humides et froids, horizon B développé, sols acides.
Mollisols : zone semi arides et subhumide de moyenne latitudes prairies, riche en humus, très alcal.
Aridisols : climats secs, pauvres en matière organique, carbonate de minéraux et sels solubles.
Groupe II : sols avec une forte proportion de matière organique.
Histosols : sols avec épaisse couche supérieure, très riches en matières organiques
Groupe III : sols avec des horizons peu développés ou pas d’horizons, capable d altérer des
minéraux.
Entisols : sols sans horizon, parce que la roche mère a été accumulée que récemment.
Inceptisols : sols avec horizons faiblement développés.
Andisols : sols avec des horizons faiblement développés, matériel mère en verre volcanique.
La croûte et sa composition :
L’oxygène et le silicium représentent environ 75% de la croûte terrestre. Le reste c’est du fer, de l
alu et des élts de base. Minéraux : produits composés chimiques inorganiques. Ces minéraux sont
mélangés dans différentes proportions pour donner différentes classes de roches. 3 types de roches :
ignées ou magmatiques, sédimentaires et métamorphiques.
Roches ignées ou magmatiques :
Principalement composées de minéraux sillicatés, minéraux felsiques dans la partie supérieure de la
croûte, minéraux mafiques dans la partie inférieure. Du magma qui se solidifie en dessous de la
surface de la Terre, entouré de roche ancienne : roches ignés intrusives ou plutonique. Là où le
magma parvient la surface, la lave se solidifie pour former la roche ignée extrusive ou volcanique.
Dans les roches intrusives, les minéraux développent de plus grands cristaux qui sont visibles à
l’œil nu. Les roches extrusives ont des cristaux microscopiques. Exemples de roches intrusives :
granite, diorite, gabbro, péridotite. Exemples de roches extrusives : rhyolite, andésite, basalte.
Batholithes : d’énormes plutons. Un sill est une plate-pluton qui est formé lorsque le magma force
entre deux couches rocheuses. Un dyke est un mur-pluton formé quand le magma crée une fracture
verticale dans une roche.
Sédiments et roches sédimentaires :
Altération minérale se produit lorsque des minéraux dans les roches ignées sont transformées
chimiquement en de nouveaux minéraux plus stables. Par l’oxydation, l’hydrolyse, la solution. La
roche solide est affaiblie, ramollie, fragmentée, ce qui donne des particules de taille et de
composition minérale variées. Lorsqu’elles sont transportées par l’air, l’eau ou la glace. Deux
catégories de sédiments : clastiques et non clastiques. Les sédiments s’accumulent en couches
horizontales appelées strates.
Les sédiments clastiques se composent de roches inorganiques et de fragments de minéraux appelés
clasts. Il a les pyro-clastiques et les sédiments détritiques. Les sédiments non clastiques sont des
sédiments chimiques précipités et des sédiments organiques. Les sédiments chimiquement
précipités sont constitués de composés minéraux inorganiques précipités à partir d’une solution
d’eau salée ( calcaire, gypse). Les sédiments organiques sont composés des tissus de plantes et
d’animaux, accumulés et préservés après la mort de l’organisme. Les hydrocarbures sont composés
de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.
Roches métamorphiques :
Les roches métamorphiques sont formées à partir de roches préexistantes par une chaleur intense et
un changement de pression qui modifient la structure de roche et sa composition chimique.
Quelques changements métamorphiques : calcaire => marbre ; ardoise => schistes ; grès =>
quartzite ; granite =>gneiss ; basalte => schiste.
La structure de la Terre :
Les couches de l’intérieur de la Terre comprennent la croûte, le manteau, le noyau externe et le
noyau interne. Ce dernier est solide ( par la pression), contient du fer et du nickel. Le noyau
extérieur est fondu à cause de la baisse de pression. Le manteau, un réservoir de roche. Différence
de 1000° entre la limite ac le noyau et avec la croùte. Celle-ci a 8 à 40 km d épaisseur, formée de
roches ignées, métamorphiques et sédimentaires. La base de la croûte est définie par la discontinuité
de Moho. La partie solide du manteau et la croûte sont désignées comme la lithosphère. Elle se
trouve sur l’asténosphère ( couche de roches plastiques)
L’échelle de temps géologique :
Tout ce qui date de plus de 570 millions d’années avant le présent appartient au Précambrien. Trois
ères suivent : paléozoïque, mésozoïque et cénozoïque. Le Cénozoïque parce la totalité des
caractéristiques du paysage d’aujourd’hui ont été produite durant cette période. Elle est subdivisée
en sept unités de temps appelé époques.
Principales caractéristiques de propriétés de relief de la surface de la Terre :
29% du globe est constitués de continents, 71% d’océans. Les continents sont subdivisés en 2 unités
de base : la ceinture de montagne active et d’anciennes régions inactives de roche stable. Il y a des
dorsales, des rifts, des plaines abyssales, marge continentale passive où s’accumulent d’épais dépôts
de sédiments continentaux. Marges continentales actives ont des tranchées océaniques où la croûte
océanique glisse sous la croûte continentale.
Tectonique des plaques :
La compression entraîne la formation de plis, l’extension entraîne la formation de failles par rifting.
Les limites de 2 plaques peuvent être :
Divergente : la croûte est en cours de formation d’un côté.
Subduction : une plaque est en collision avec une autre ou passe sous une autre.
Transformante : deux plaques glissent l’une contre l’autre.
La lithosphère est divisée en six grandes plaques et neuf plaques de moindre importance. Lorsque la
croûte océanique entre en collision avec la croûte continentale => prisme d’accrétion. La croûte en
subduction fond lorsque le magma remonte => un arc de montagne. Lorsque deux plaques
continentales entrent en collision, dans une orogenèse, les roches continentales sont plissées, pliées
et se chevauchent. Une rupture continentale commence avec la formation d’une rift vallee et
l’inclinaison des compartiments rocheux. Au fur et à mesure que la partie de la croûte continentale
recule, la croûte océanique comble l’écart.
Continent du passé :
1915 : Wegener a fait l’hypothèse que les masses terrestres constituaient un seul grand continent
Pangea et un seul grand océan Panthalassa. Pangea s’est disloqué durant des centaines de millions
d’années pour aboutir à l’actuelle configuration des continents, des îles, et des océans.
On retrouve de part et d’autre de l’Atlantique, sur les continents actuels, les fossiles de plantes et
d’animaux datant de 240 à 260 Ma. Il y a également une concordance entre les côtes, mais aussi
entre les structures géologiques à l’intérieur des continents.
Relief :
Le relief reflète l’équilibre entre les forces endogènes internes de la Terre qui amènent la roche à la
surface et des processus exogènes de dénudation qui érodent ces masses rocheuses.
Activité Volcanique :
Un volcan a une forme de cône ou de dôme. Relief initial construit par l’émission de lave. Les
strato-volcans sont construits par une superposition de couches de lave felsique et de cendres
volcaniques. Eruptions felsiques sont souvent explosives. Une explosion volcanique peut être si
violente qu’elle détruit la totalité de la partie centrale du volcan. De grandes quantités de cendres et
de poussières à des km autour du volcan. Après l’explosion, il reste une grande dépression centrale,
nommée caldeira. Eruptions de lave basaltique sont normalement silencieuses. On a de larges
volcans boucliers, soit des dômes de pente douce et de forme arrondie.
Relief d’une activité tectonique :
La compression se produit à la convergence des marges de plaques lithosphériques alors que
l’extension se produit avec du rifting continental et/ou océanique.
Deux plaques continentales peuvent entrer en collision causant un important stress de compression,
faire des plis, alternance d’anticlinaux et de synclinaux. Une faille dans les roches cassantes se
produit lorsque une soudaine inégalité de pression se produit et entraîne la fracturation. Cette faille
est accompagnée d’un glissement. Types : normal, inverse, transformante, chevauchement. La faille
de San Andreas est l’une des principales failles transformantes. Le risque d’un grave tremblement
de terre est élevé.
Un bloc étroit tombé entre deux failles normales est un graben. Un bloc étroit élevé entre deux
failles normales est un horst. Le rifting de la lithosphère continentale est la première étape du
fractionnement hors d’un continent qui forme un nouveau bassin océanique ( la rift Valley).
Tremblements de terre :
Les tremblements de terre se produisent lorsque les couches rocheuses, courbées par une activité
tectonique, cèdent et se déplacent d’un coup. Des vagues qui secouent le sol et se propagent dans la
région adjacente. L’origine du tremblement de terre est le foyer du séisme. Le point sur la surface
de la Terre, au dessus du foyer est l’épicentre. Mesuré par l’échelle de Richter. Les tremblements de
terre les plus importants ont lieu à proximité des limites de plaques. Un important danger pour
l’environnement souvent associé à un grand tremblement de terre centré sur une limite de plaque est
une vague sismique ou tsunami. Ces vagues sont générées dans l’océan par un mouvement brusque
de terrain marin en un point près de la source. Les vagues forment tjs de plus grands cercles, mais
elles ne sont pas perceptibles en eau profonde.
L’altération :
C’est l’action de combinée de l’altération physique, dans laquelle les roches sont fracturées et
brisées, et l’altération chimique dans laquelle les minéraux constituants les roches sont dissous
donnant aux roches des formes plus adoucies.
L’altération physique fractionne les roches en éléments de plus en plus petits par l’action de forces
suffisantes pour entraîner la rupture de la roche. L’un des plus importants processus d’altération
physique est la cryoclastie, destruction de la roche sous l’effet de la croissance et de la fonte
répétées. Proche de la surface, c’est l’expansion volumique qui joue un rôle, des lentilles de glace se
forment. L altération en profondeur pourrait être la cause de glissement de terrain. La
décompression est la disparition de contrainte. Elle est liée à l’érosion, la pression est réduite, la
roche s’étale, et se casse parallèlement a la surface, cela s’appelle sheeting structure.
L’altération chimique sont l’oxydation, l’hydrolyse et l’action de l’acide carbonique.
Mouvements de masse :
C’est un mouvement spontané du sol, du régolithe et des roches sous l’influence de la gravité. Il y a
plusieurs formes de mouvements de masse.
Le fluage du sol est un mouvement très lent du sol et du régolithe.
Le glissement de terrain rotationnel est un lent déplacement vers le bas d’une masse de sol saturée
d’eau.
Les laves torrentielles sont des évenements rapides dans lesquels l’eau, les sédiments et les débris se
déplacent en cascade vers le bas des pentes et des vallées.
Le glissement de terrain : une grande masse de roche se déplace soudain d’une pente raide vers la
vallée en contrebas.
Les activités humaines peuvent induire des mouvements de masse par accumulation de matériaux
instables ou par creusement des soutiens naturels de pentes ou de massifs rocheux.
Eaux souterraines :
Lorsque les précipitations atteignent le sol, soit elle s’écoule vers les rivières soit elle s’infiltre dans
le sol, ou elle retourne dans l’atmosphère par évapotranspiration. L’eau des sous-sols est disponible
pour les plantes. L’eau de la zone non saturé s’infiltre dans la zone saturée où tous les pores et les
espaces sont remplis d’eau. Le toit de la nappe marque le sommet de la zone saturée d’eau
souterrain. Sa surface n’est pas plane ( plus épaisse sous une colline par ex)
Un aquifère est une couche de roche ou de sédiments qui contient de l’eau en abondance qui coule
librement. Les aquicludes sont des lits d’argiles et de schistes qui sont imperméables et contiennent
peu d’eau. Une nappe phréatique perchée est une accumulation d’eau en suspension au dessus de la
nappe principale due à la présence d’une lentille de roche imperméable.
Dissolution calcaire par les eaux souterraines :
Développement de caverne de calcaire dissous au sommet de la zone phréatique. Lors d’une érosion
rapide par les cours d’eau, la nappe phréatique baisse et l’on trouve des cavernes dans la zone non
saturée. L’écoulement de l’eau à travers les cavernes a pour résultat des dépôts de travertin. L’acide
carbonique dissout le calcaire, produisant des cavités et cavernes. L’effondrement de ces cavernes
forment des reliefs karstique.
Les problèmes de gestion de l’eau souterraine :
Avec un puits de prélèvement de la nappe phréatique, on voit la création d’un cône de dépression.
Si les cônes de dépression fusionnent, cela créera un abaissement général de la nappe phréatique.
L’enfouissement sanitaire peut libérer polluants et composés toxiques qui s’infiltrent dans la nappe
phréatique, ce qui provoque la contamination de l’eau souterraine et qui rends les eaux adjacentes
impropres à la consommation.
L’eau de surface :
Une rivière est un anal long et étroit occupé par de l’eau en écoulement vers le bas sous l’effet de la
gravité. Le canal d’une rivière est marqué par un creux dû aux forces d’écoulement de l’eau. Une
rivière s’écoule par gravité, l’eau peut rencontrer une certaine résistance le long du canal. L’eau
près du fond du lit et des berges se déplace lentement, tandis que l’eau dans la partie centrale
s’écoule plus vite.
Le débit sur une section d’une rivière est déterminé en notant le niveau d’eau de la surface par
rapport à un point fixe, la vitesse du courant est mesurée en différents points par un moulinet mobile
le long d’un câble. Avec cela on mesure le débit.
Un bassin versant ou hydrographique est une portion de territoire délimitée par des lignes de crête,
et dont les eaux alimentent un exutoire commun.
L’hydrogramme est une représentation de la variation temporelle des débits dans une section d’un
cours d’eau. Les pics se produisent après des périodes de pluie.
Une inondation se quand le niveau d’une rivière s’élève jusqu’à sortir de son lit.
Lacs :
Un lac est un volume d’eau située dans une zone continentale et qui est entouré de tous côtés par
des terres. Les étangs, les marais et marécages peuvent être inclus dans cette définition. Les lacs
reçoivent de l’eau des rivières, des écoulements terrestres et des eaux souterraines et font partie des
systèmes de drainage. La salinisation et la saturation sont des effets secondaires indésirables d’une
longue irrigation. Les polluants de l’eau comprennent divers types d’ions et de sels, ainsi que des
métaux lourds, composés organiques et acides. Une quantité excessive d’engrais dans les eaux
d’alimentation peut conduire à l’eutrophisation (vieillissement artificiel d’un lac).
Les sociétés humaines sont fortement tributaires de l’eau douce de surface pour l’irrigation,
l’approvisionnement en eau potable et la consommation industrielle. Des barrages artificiels
peuvent augmenter la quantité d’eau douce disponible et produire de l’électricité mais il y a des coût
environnementaux.
Relief crée par les cours d’eau :
Le relief fluvial est du à l’eau et à son action sur le sol. Les eaux courantes ont un rôle très
important dans le façonnement des paysages. On distingue des formes d’érosions et des formes de
dépôt.
Erosion des pentes :
L’érosion du sol se produit lorsque un écoulement de surface déplace des particules du sol en pente
descendante. Une couverture de végétation réduit grandement l’érosion des sols. Les particules de
sol déplacées vers le bas arrivent finalement à la base la pente où elles s’accumulent en une couche
appelée colluvions. Sinon les sédiments transportés par voie terrestre atteignent une rivière, et sont
transportés plus bas dans la vallée et s’accumulent comme alluvions.
Une rivière érode son lit et ses berges par l’action hydraulique, abrasion et corrosion. L’abrasion par
des pierres crée des dépressions communément appelés nids-de-poule.
Le transport se fait par suspension ou par charriage. La capacité d’une rivière à transporter des
sédiments augmente avec la vitesse.
Evolution d’un cours d’eau :
Au fil du temps, une rivière développe un profil de pente quasiment plat, le profil d’équilibre, dans
lequel la pente est juste suffisante pour que la charge annuelle moyenne de l’eau et des sédiments
produits par le bassin versant puissent être transportés.
Erosion régressive :
Évolution des pentes latérales : à la suite de l’aggradation, les parois de la vallée prennent une pente
douche et la roche en place est recouverte par le sol et les roches érodées.
Plaine alluviale :
Une rivière qui atteint un profil d’équilibre n’a plus d’apport de sédiments, et commence à éroder
son lit, laissant derrière elle des terrasses creusées dans ses propres sédiments de remplissage de
vallée. Une terrasse alluviale avec sa faible pente et sa large plaine inondable est une forme du relief
caractéristique, marquées par des falaises, des méandres, seuls, lacs et levées naturelles. Les
méandres migrent vers l’aval, formant des bras morts.
Méandres :
Une plaine d’inondation se développe au fil du temps, avec un élargissement d’une vallée à fond
plat dans laquelle la rivière serpente ( à l’intérieur du virage => dépôt, à l’extérieur => érosion).
Méandres ancrés lorsque la rivière érode profondément dans la roche en place.
L’érosion des soles et l’activité des glaciers peut augmenter la quantité de sédiments apportés à un
système fluvial, provoquant un comblement et le développement d’un segment de cours d’eau
tressé.
Cycle de Davis- pénéplanation :
Cycle d’évolution des paysages d’un relief jeune à un relief mûr à cause de l’érosion jusqu’à une
pénéplaine où le relief a été complètement aplani. Le relief fluvial est en équilibre entre le
soulèvement orographique et l’érosion. Et le cycle recommence avec un soulèvement et
rajeunissement.
Processus fluvial en climat aride :
Flux des eaux souterraines vers l’écoulement de surface dans les régions humides. Dans les régions
arides, l’eau de surface s’infiltre du canal jusque dans la nappe phréatique. Bien que la pluie soit
rare dans les environnements désertiques, l’eau de surface à une grande influence sur le relief
désertique qu’elle modèle avec beaucoup d’efficacité en raison de l’absence de couverture végétale.
Les cônes alluviaux sont caractéristiques des paysages arides. Ils se produisent au débouché d’un
étroit canyon ou d’une gorge sur une plaine adjacente. Les reliefs montagneux désertiques
comprennent des cônes alluviaux, lacs sec ou playas et pediments, roches plates plaquées
d’alluvions.
Relief et structure des roches :
Les roches diffèrent dans leur résistance à la dénudation. Les roches les plus résistantes ont
tendance à former des reliefs plus élevés et des crêtes, tandis que les roches les plus tendres
constituent les vallées. Les couches rocheuses peuvent être inclinées, pliées et brisées par les forces
tectoniques. L’inclinaison et l’orientation des couches rocheuses ainsi que des fractures sont décrite
par le pendage qui est déterminé par deux droites remarquables.
Reliefs tabulaires et de plaines côtières :
Plateaux, mesas et buttes sont des reliefs tabulaires résistant à l’érosion dans les régions arides. Les
pentes présentent des séquences en escalier dues à l’alternance de roches résistantes et de roches
plus tendres qui forment les pentes. Les caractéristiques des réseaux de drainage dépendent de la
structure du relief : dendritique : surface uniforme. En trellis : couches de roches sédimentaires
inclinées. Radial : autour d’une colline.
Les plaines côtières se trouvent le long des marges continentales passives. Le réseau fluvial
s’écoule vers la mer à travers les structures rocheuses et sédimentaires. Elles présentent une
alternance de zones de basses terres et de cuestas.
Relief des couches rocheuses crochues :
Un dôme sédimentaire est une structure circulaire ou ovale dont les couches ont été poussées vers le
haut en une forme bombée. Des intrusions de roches ignées à grande profondeur sont responsables
de certaines de ces élévations. Erosion caractéristiques : les couches sont d’abord érodées au
sommet du dôme, exposant des couches plus anciennes ( formation de crêtes en dents de scie et de
crêtes appelés hogbacks)
Reliefs plissés :
Les reliefs plissés sont caractérisés par un paysage avec des crêtes et des vallées, avec une
alternance de roches résistantes et de roches tendres. Formation d’un drainage de treillis.
Relief développé sur d’autres types de masses de terres :
Une faille active normale produit une surface de forte pente appelée escarpement faille. L’ardoise et
le marbre sont des roches métamorphiques tendres qui sont à la base des vallées. Schistes, gneiss,
quartzite sont plus résistants et sont à la base des plateaux et des crêtes.
Plutons : énormes masses de roches ignées intrusives qui sont formées profondément en dessous de
la surface. Certains sont finalement découvert par l’érosion. Les batholiths sont généralement
composés de roches résistantes. Un Monadnock est une projection isolée de roche ignée intrusive
qui ressort dans une plaine érodée. L’érosion des volcans développe un modèle de drainage des
cours d’eau principaux de type radial. Lorsque l’érosion est dans sa phase terminale, il ne reste que
le conduit volcanique et des dikes radiaux.
Les travaux de vagues :
Les vagues ont des crêtes et des creux. La hauteur des vagues est la distance verticale entre le creux
et la crête. La longueur est la distance horizontale. Les vagues de l’océan sont un exemple de
vagues oscillante. Au passage de chaque crête, les particules vont de l’avant vers le bas, en arrière
dans le creux de la vague puis de nouveau vers le haut à l’approche de la crête suivante. La hauteur
des vagues est liée à la vitesse du vent, à la durée et au fetch. Des vents fort sur de longues distances
et durant de longues durées peuvent créer de très grosses vagues. En approchant de la côte, la
longueur de vague diminue tandis que sa hauteur augmente jusqu’à ce que la vague devienne
instable et craque. L’action des vagues est l’agent morphogénique le plus important dans le
modelage du relief littoral. Les vagues attaquent les matériaux tendres et en font des escarpements
marins. Les matériaux résistants deviennent des falaises marines.
Falaise marine : la vague creuse une encoche, qui marque la ligne d’érosion la plus intense par les
vagues. Celles-ci trouvent des points de faiblesse dans la roche en place et pénètrent profondément
dans les failles et les crevasses creusant des grottes marines. Il y a formation d’une arche marine si
il y a une partie plus résistante. Après l effondrement de l arche, il reste une colonne de roche
appelée pilier ou aiguille.
Les sédiments sur une plage sont déplacées par les vagues et courant, on parle de dérive littorale.
Cela peut être la dérive de plage : un mouvement des sédiments le long de la côte du au décalage
spatial du flux et du reflux. Ou la dérive par des courants : mouvement des sédiments en mer. La
dérive littorale contribue à façonner le littoral, formation de barre possible à l’embouchure de la
baie. Les sédiments de l’érosion des falaises sont transportés par la dérive littorale sur les côtés des
baies. Ils sont déposés dans les creux des baies et forment des plages en croissant, appelées plages
de poche.
Progradation : lorsque le sable est déposé sur une section particulière de la plage plus rapidement
qu’il n’est mobilisé, la plage avance et est construite vers l’océan.
Rétrogradation : lorsque le sable est plus rapidement mobilisé que déposé, la plage rétrécit et le
rivage se déplace vers la terre.
Les marées :
L’attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune sur la surface de la Terre est l’origine du
phénomène de marée. Le courant de marée basse est dirigé vers le large. Le courant de marée haute
est dirigé vers les terres. Les courants de marées sont plus forts au milieu du cycle lorsque le niveau
de l’eau change plus rapidement.
Types de côtes :
Un groupe de littoraux est caractérisé par la submersion : noyade partielle d’une côte par une
augmentation du niveau de la mer ou effondrement de la croûte.
Un autre groupe est caractérisé par l’émergence, soit l’exposition du relief sous-marin à cause d’une
baisse du niveau de la mer ou d’un soulèvement de la croûte.
Une côte de ria est formée lors d’une augmentation du niveau de la mer ou de l’enfoncement de la
croûte. Le rivage se trouve sur les côtés de vallées fluviales. Les sédiments produits par l’action des
vagues s’accumulent sous la forme de plage le long des falaises et des têtes de baies (langues de
sable => estuaire)
La côte de fjord est similaire aux côtes de ria, mais les vallées submergées ont été sculptées par des
glaciers. Les vallées sont profondes, avec des pentes raides et droites. Les plages sont rares.
Les côtes d’île de barrière se trouvent là où une plaine côtière de sédiments en pente douce se
dégage de la mer. Elles protègent une lagune peu profonde qui est alimentée par la marée au travers
des orifices de la barrière de plage.
Une côte de delta est formée lorsqu’une rivière se jette dans l’océan.
Les côtes de récifs coralliens se produisent dans les océans chauds où les récifs construisent des
coraux à la marge terre-mer.
Les côtes volcaniques se trouvent là où les dépôts volcaniques frais atteignent l’océan.
Terrasse marine : lorsque la falaise marine et la plateforme d’abrasion sont brusquement soulevées
au dessus du niveau de l’action des vagues.
Action du vent :
Elle est sélective : les particules fines sont soulevées et transportées dans l’air. Les grains de sable
sont déplacés lorsque les vents sont modérément forts. Ils sont transportés à 1 mètre ou 2 de la terre.
Les fragments de gravier et des galets peuvent être roulés ou poussés sur un terrain plat par des forts
vents mais ils ne sont pas transportés loin. Il provoque 2 types d’érosion : l’abrasion et la déflation.
Les particules libres qui reposent sur la surface du sol sont levées en l’air ou roulées sur le sol par le
vent. Dans le processus d’abrasion du vent, celui-ci bouge le sable et les particules de poussière
contre une roche exposée ou la surface du sol. Il en résulte une usure de surface à cause de l’impact
des particules. L’élimination des particules libres de la terre est appelé déflation.
Dunes de sable :
La dune barkhane est en forme de croissant qui se déplace dans une zone plane, couverte de galets
lisses. Les pointes du croissant sont dirigées dans le sens du vent.
Les dunes paraboliques sont inclinées dans la direction du vent, c’est le contraire. Elles
comprennent des dunes côtières en épingle à cheveux plus ou moins étirées qui peuvent évoluer en
dunes longitudinales, qui elles sont parallèles à la direction du vent.
Le Loess est un dépôt éolien très fin qui peut atteindre une épaisseur de 30m dans certaines régions
d’Amérique du nord. Ces sols sont très productifs, mais facilement érodables.
Cryosphère mondiale :
La neige et la glace sont des facteurs élémentaires de l’environnement pour l’eau, dans le contexte
des changements dramatiques du climat, ainsi que de dans les périodes glaciaires, l’histoire de
l’homme est fortement influencée. Actuellement, la glace et la neige représentent environ 3% de la
quantité d’eau. Depuis 1850, 1% de la masse glacière a fondu. Au maximum glaciaire du
Pléistocène, la glace et la neige représentaient 8% des stocks mondiaux d’eau.
Neige :
La neige est un dépôt complexe de cristaux hexagonaux, qui peut être un dépôt jointé. Pour faire la
description de la neige, on utilise différents paramètres : densité, température, dureté, taille et forme
des grains. Au cours du métamorphisme destructeur, les cristaux se transforment en formes rondes.
Le métamorphisme constructif est le résultat d’un transfert de vapeur chaude de la base au sommet
froid de la base de la couche neigeuse, le produit final est la formation de givre de profondeur. Ceci
est associé à une diminution de la résistance mécanique et à une augmentation des creux remplis
d’air. Cela crée une couche à faible stabilité, ce qui peut entraîner un déplacement de la neige =>
avalanches.
Glace des lacs :
Mendota, tornionjoki, baikalsee, red river, kallavesi, st moritzer see.
La banquise et les icebergs:
Comme la densité de la glace pure est d’environ 920 kg/m3, tandis que celle de l’eau de mer est
d’environ 1025kg/m3, seul un dixième de la taille d’un iceberg se trouve au-dessus de la surface.
Pergélisol arctique :
On appelle pergélisol, un sol dont les températures sont inférieures à 0° pendant au moins un an.
L’altitude de la limite pergélisol continu/discontinu change avec la latitude. La couche active est la
couche comprise entre la surface du sol et le sommet du pergélisol qui subit le dégel saisonnier.
Taliks : zones de sol non gelé, qui se trouvent sous les lacs et les rivières dans les terrains
pergélisols. La glace du sol dans le pergélisol comporte des lentilles de glace (couches horizontales
près de la table) et des coins de glaces (fissures verticales du pergélisol). La cryoturbation peut
induire un déplacement à la surface des matériaux de la couche active du pergélisol avec pour un
résultat un sol structurés (cercles). Un pingo est une butte cryogénique conique avec un noyau de
glace qui se développe lentement, verticalement. La glace s’accumule et pousse les sédiments de
couverture vers le haut. Là où le front de congélation pénètre lentement dans le sol, il peut se former
de grandes lentilles de glace. Les sédiments meubles gelés de manière permanente sont donc
souvent super-saturés, avec cela les caractéristiques géotechniques des roches meubles se modifient
fortement. Tassements, soulèvements, contractions et mouvements de fluage spectaculaires peuvent
apparaître auxquels correspondent diverses formes de paysage. Ces changements de sous-sol
peuvent entraîner d’importants problèmes techniques.
Les calottes glaciaires actuelles :
La calotte glaciaire du Groenland a une superficie de 1.7 millions de km2 et occupe environ 88% de
l’ensemble de l’île du Groenland. La calotte glaciaire antarctique couvre 13 millions de km2.
Les glaciations :
Le quaternaire comprend des cycles de glaciation, de déglaciations et de périodes interglaciaires.
Actuellement nous sommes en période interglaciaire. Lors de la précédente glaciation, appelée
Wisconsinien et le Würm, les calottes glaciaires couvraient la majeure partie de l’amérique du nord
et de l’Europe, ainsi que certaines régions de l’Asie et de l’amérique du sud.
Reliefs fait par les couches de glace :
Les glaciers sont des agents d’érosion très efficaces. La glace se déplace lentement et a un effet
abrasif sur la roche en place. Elle laisse derrière elle des masses de roches bien arrondies, appelées
roches moutonnées. Celles-ci portant bcp d’écorchures et stries qui donnent l’orientation général du
mouvement de la glace. Le terme de till concerne tous les types de débris rocheux déposés, en
étroite association avec des glaciers. Les moraines sont faites de débris rocheux déposés sur les
bords d’un glacier. Les moraines terminales marquent les limites d’extension des glaciers. Un
Sandur est formé par les alluvions glaciaires charriés et déposés par les eaux de fonte des glaciers.
Les dépôts stratifiés et entremêlés par les divagations des torrents tressés. La plaine est construite
par les dépôts successifs de couches de sable et de gravier. Après la fonte du glacier, on peut voir
une longue crête sinueuse de sédiments. Ce dépôt, appelé esker, marque la position d’un ancien
tunnel dans la glace ( lit de la rivière). Un drumlin est une colline arrondie et allongée. Les drumlins
sont constitués de dépôts glaciaires de même composition et organisation que les moraines, ils se
trouvent en amont des moraines, le plus souvent ils sont groupés. Sa largeur est de 100 à 400m et sa
hauteur de 6 à 40m.
Entre les moraines latérales, des débris sont transportés sur le glacier, la surface de glace en est
couverte : le till glaciaire. Lorsque la glace fond, ces débris sont déposés. La couche formée est
plane et est appelée moraine de fond. Des lacs glaciaires marginaux se forment le long du front de
glace. Les rivières de fonte construisent des deltas dans ces lacs. Quand la glace a disparu, les lacs
sont drainés. Le paysage est marqué par des étendues planes : d’anciens fonds de lacs. Les anciens
deltas isolés présentent des reliefs aplatis connus sous le nom de kames, composés de sable et
gravier bien classés.
Les études sur la glaciation :
Plusieurs théories ont été proposées pour expliquer les glaciations : l’évolution de la position des
continents, l’augmentation du volcanisme, la diminution de la production de l’énergie solaire. Le
calendrier des glaciations et interglaciations est déterminé par les variations de l’insolation induites
par la cyclicité de l’orbite de la Terre et celle de la rotation de l’axe de la Terre ( le mécanisme de
Milankovitch). Le laps de temps entre le Würm et ajd ( 10 000 années) est appelé l’Holocène.
La neige alpine :
Enregistrement par tomographie: évolution d'un échantillon de neige à une température ambiante
constante de -3°C à l'état initial (à gauche) et après 23 semaines (à droite). Les traits de la structure
des cristaux de glace sont bien visibles.
Les conditions météorologiques ont une influence sur le manteau neigeux et son évolution dans le
temps. La mise en place et la répartition géographique de la couche de neige va déterminer le
danger d'avalanche, les quantités d’eau stockées sous forme de neige, les sports de neige et
l'esthétique de la montagne. La topographie de la Suisse est marqué par les Alpes. Au moins 50%
de la superficie du pays se trouve au-dessus de 1000 m d'altitude. Près de 25% au dessus de 2000 m
d'altitude. Par conséquent, en Suisse, environ un tiers des précipitations tombe sous forme de neige.
Une grande partie des précipitations est d'abord enregistrée sur place sous forme de neige bien avant
que l'eau ne soit réellement libérée dans le sol ou dans l'atmosphère. En fonction de l'altitude et la
météo, la neige peut fondre immédiatement à l'arrivée sur le sol chaud, ou après quelques mois ou à
la fin de l'hiver, ou même après des décennies s’il s’agit d'un glacier. La Suisse est, par le tourisme
d'hiver, dépendante dans une large mesure de la neige. Les mesures de hauteur de neige ne servent
pas uniquement à la prévision d'avalanches, mais aussi à étudier l'influence du réchauffement
climatique sur le manteau neigeux. Les températures hivernales sont normalement proches de son
point de fusion. Le manteau neigeux répond donc de manière très sensible aux changements
climatiques. L’ENA réalise, en collaboration avec la Suisse, des mesures de l’épaisseur de neige:
plus de 100 observateurs mesurent, chaque jour entre octobre et mai, la neige fraîche ainsi que
l’épaisseur totale de la couverture neigeuse. La majeure partie de ces mesures s’étend sur environ
50 ans, mais certaines stations de mesures le font depuis déjà plus de 100 ans. En Suisse, au cours
des dernières années, avec le manque toujours plus prononcé de neige et les progrès techniques,
prolonger l’hiver avec de la neige artificielle est de plus en plus fréquent et n’est plus un luxe
inutile. Quels sont les impacts économiques, sociaux et écologiques de l’enneigement artificiel dans
les stations de sports de neige? Les impacts néfastes possibles sur l'homme et l'environnement
peuvent-t-ils être évités? Plusieurs chercheurs en sciences naturelles, physiciens et économistes
régionaux, le SLF et le WSL ont à se pencher sur ces questions et à
étudier les différents aspects techniques de l'enneigement artificiel. La recherche sur les avalanches,
leur formation et dynamique, ainsi que sur la protection contre les avalanches est une des tâches
principales de l'ENA, afin de contribuer durablement à la protection de la population contre les
dangers naturels. Certes, nous comprenons aujourd'hui la création d'avalanches assez bien, de sorte
que l'ENA parvient, par le biais du bulletin d'avalanches à mettre en garde de manière fiable
touristes, usagers des voies et habitants des Alpes. Prévoir exactement et en détail pourquoi, quand
et où les avalanches se produisent n'est pas (encore) possible.
Protection contre les avalanches :
7 m de haut d'un barrage de référence prévu pour protéger la commune de la Tallawine monastère,
et laves torrentielles. Maison à St. Antönien, le flanc amont a été protégé par un mur de béton. Le
dimensionnement est fait selon l’intensité et la fréquence attendues des avalanches. Galeries
d'avalanche dans les Wassen a protégé correctement, en février 1999, l’Autoroute A2 du
Gothard. Les filets à neige sont souvent installés dans des zones de permafrost. Pare-avalanches
dans l'Oberland bernois. Les lignes horizontales, intégrées dans des ouvrages de soutènement,
empêchent le développement des avalanches.
Glaciers alpins :
Lorsque la neige s'accumule sur de grandes épaisseurs, il peut y avoir initiation d’un mouvement
d’écoulement : les glaciers. Les glaciers alpins se forment en haute montagne, tandis que les
calottes glaciaires se forment à l’intérieur des continents à hautes latitudes. La neige s'accumule
lorsque la moyenne des chutes de neige de l'hiver dépasse la quantité de neige qui est perdue par
ablation au cours de l'été. Le terme ablation recouvre les pertes de neige et de glace par évaporation
et fusion
Lorsque les chutes de neige d'hiver dépassent l’ablation de l'été, une couche de neige est ajouté
chaque année à ce qui a déjà accumulé. Comme la neige devient de plus en plus compacte (par la
fonte de surface suivie par une recongélation), elle se transforme en glace granulaire et est ensuite
comprimée par-dessus les couches dures de glace cristalline
Lorsque la masse de glace est si épaisse que les couches inférieures deviennent plastique,
l'écoulement commence, et la masse de glace est maintenant un glacier actif. L’écoulement se fait
vers l'extérieur (calottes glaciaires) ou dans le sens de la descente (glacier alpin). La neige est
recueillie à l'extrémité supérieure, dans un bol en forme de dépression: le cirque. l'extrémité
supérieure est la zone d'accumulation. Les couches de neige en processus de compaction et de
recristallisation sont appelés névé (firn). La zone de névé a un profil légèrement en forme de cuvette
L’écoulement dans le glaciers porte la glace du cirque à la vallée. Le mouvement du glacier est plus
rapide à la surface du glacier, en sa ligne médiane. Le plus lent mouvement se fait près du lit, là où
la glace est en contact avec le substratum rocheux ou les sédiments.
Le relief alpin est produits par les glaciers alpins (a) avant la glaciation, la région a des formes
arrondies et des vallées étroites, en forme de V flux de vallées (b) après la glaciation (des milliers
d'années), de nouvelles formes d'érosion se sont développées (c) avec la disparition de la glace, un
système d'auges glaciaires (vallées en U) est exposé. (a) Au cours de la glaciation, les dépressions
en forme de U sont remplies par de la glace au niveau des petits affluents. (b) Après la glaciation, le
fond de la dépression est occupé par des rivières et des lacs; (c) si la charge fluviale est très
importante, le fond de la vallée sera progressivement comblée par des alluvions. (d) Si l'auge
glaciaire a été approfondie au-dessous du niveau de la mer, elle sera occupé par un fjord.
1850: extension maximale des glaciers alpins durant l’Holocène extension. 1850-1970: perte de
surface d'environ 35%. Alpes 1970: 5'150 glaciers couverts sur 2909 km2. 1970-2000: perte de
surface d'environ 22% (surtout après 1985).
Pergélisol alpin :
Immédiat (annuel): augmentation de la couche active, fonte au sommet de la table pergélisol. À
moyen terme (années, dizaines d’années): Modification du profil des températures (réduction du
flux de chaleur) au sein du Pergélisol. Nouvel équilibre, siècle: remontée de la base du pergélisol et
fonte totale éventuelle du pergélisol. Changement dans la diffusion du pergélisol. Adaptation des
processus de surface (érosion, sol, végétation, etc.).