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Biologie · 9e

Leçon 3 sur 29

Les roches sédimentaires

Je sais expliquer comment se forment les roches sédimentaires, de l'altération d'une roche jusqu'à la roche consolidée, et reconnaître les principaux types, dont la latérite et la bauxite de Guinée.

  • 1 h
  • 5 exercices corrigés
  • 1 schéma
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Décrire les étapes de formation d'une roche sédimentaire (altération, érosion, transport, dépôt, diagenèse)
  • Distinguer roches détritiques, chimiques, biologiques et résiduelles
  • Reconnaître les caractères d'une roche sédimentaire (strates, fossiles)
  • Expliquer la formation de la latérite et de la bauxite

Avant de commencer : La leçon « Les roches » (familles de roches, tests d'identification).

1Je découvre

En août, en pleine saison des pluies, Lansana regarde le fleuve Konkouré depuis le pont. L'eau n'est plus claire : elle est rouge-brun, chargée de terre. Sur les berges, là où le courant ralentit, des bancs de sable se sont formés. Plus loin, dans une petite baie calme, une fine boue grise recouvre le fond.

Son grand frère, étudiant en géologie, lui explique : « Ce que tu vois, c'est une usine à roches. La pluie arrache des particules aux collines, le fleuve les transporte, puis les dépose. Dans des millions d'années, ce sable pourra devenir une roche dure, comme le grès des falaises du Fouta-Djallon. »

Lansana est étonné : comment une roche dure peut-elle naître de grains de sable ou de boue ? Et pourquoi la terre de Guinée est-elle si souvent rouge ?

Comment les roches sédimentaires se forment-elles, et comment les reconnaître ?

2Je comprends

1. Définition

Une roche sédimentaire est une roche formée à la surface de la Terre par l'accumulation de sédiments. Un sédiment est un dépôt de particules (grains, débris, restes d'êtres vivants) ou de substances qui se sont déposées, le plus souvent au fond de l'eau (mer, lac, fleuve).

Les roches sédimentaires ne couvrent qu'une petite partie du volume de la croûte, mais elles recouvrent la plus grande partie de la surface des continents. Ce sont celles que l'on voit le plus souvent.

2. Les étapes de la formation

La formation d'une roche sédimentaire se fait en cinq étapes.

a) L'altération. Les roches à la surface sont attaquées :

  • altération physique (mécanique) : la roche se fissure et se fragmente sous l'effet des variations de température (chaud le jour, frais la nuit), des racines des arbres qui s'enfoncent dans les fissures, ou de l'eau ;
  • altération chimique : l'eau de pluie, légèrement acide, dissout certains minéraux et en transforme d'autres. Par exemple, le feldspath du granite se transforme en argile, tandis que le quartz, très résistant, reste sous forme de grains de sable.

b) L'érosion. Les débris sont arrachés et enlevés par l'eau de ruissellement, le vent ou la mer. En Guinée, les fortes pluies de la saison humide provoquent une érosion importante, surtout sur les sols nus ou déboisés.

c) Le transport. Les rivières, le vent et les vagues déplacent les débris. Pendant le transport, les grains s'usent et s'arrondissent. Les éléments lourds (galets) sont transportés seulement quand le courant est fort ; les particules fines (argile) restent longtemps en suspension.

d) La sédimentation (le dépôt). Quand le courant ralentit, les particules se déposent : d'abord les plus grosses, puis les plus fines. Les dépôts s'empilent en couches horizontales appelées strates.

e) La diagenèse. Enfouis sous de nouvelles couches, les sédiments sont tassés (compaction : l'eau est chassée) puis collés par un ciment naturel qui précipite entre les grains (calcaire, silice, oxydes de fer). Le sédiment meuble devient une roche cohérente. Par exemple : sable → grès ; galets → conglomérat ; boue argileuse → argilite.

  1. 1Altération : la roche se fragmente et se transforme (pluie, soleil, racines)
  2. 2Érosion : l'eau et le vent arrachent les débris
  3. 3Transport : les rivières charrient les débris, qui s'usent et s'arrondissent
  4. 4Sédimentation : les débris se déposent en couches (strates) quand le courant ralentit
  5. 5Diagenèse : tassement et cimentation, le sédiment meuble devient roche cohérente
Les cinq étapes de la formation d'une roche sédimentaire détritique.

3. Les types de roches sédimentaires

TypeOrigineExemples
Détritiquesdébris (détritus) d'autres rochesgalets et conglomérat, sable et grès, argile
Chimiquesprécipitation de substances dissoutes dans l'eaucertains calcaires, sel gemme, gypse
Biologiques (organogènes)restes d'êtres vivantscalcaire à coquilles, craie, charbon, pétrole
Résiduellesce qui reste sur place après l'altérationlatérite, bauxite

Les roches détritiques se classent selon la taille des débris : galets et graviers (plus de 2 mm), sables (de 2 mm à environ 1/16 de mm), argiles (particules invisibles à l'œil nu).

Le charbon vient de l'accumulation de débris végétaux enfouis à l'abri de l'air. Le pétrole provient surtout de la transformation lente de micro-organismes marins enfouis dans les sédiments.

4. Latérite et bauxite, roches typiques de Guinée

Sous un climat tropical chaud et humide, avec une saison des pluies abondante, l'altération chimique est très forte. L'eau de pluie traverse le sol et emporte les éléments solubles (on dit qu'elle les lessive). Il reste sur place surtout les éléments peu solubles : les oxydes de fer (couleur rouge) et les oxydes d'aluminium.

  • Là où les oxydes de fer dominent, il se forme une latérite ; en séchant, elle peut durcir en cuirasse : ce sont les plateaux rouges et durs, appelés bowal en Guinée, où rien ne pousse bien.
  • Là où l'aluminium s'accumule, il se forme de la bauxite, le minerai de l'aluminium. La Guinée possède d'énormes gisements de bauxite, exploités notamment dans les régions de Boké, Fria et Kindia.

C'est pourquoi tant de sols et de pistes de Guinée sont rouges.

5. Comment reconnaître une roche sédimentaire ?

  • Elle est souvent disposée en strates (couches) superposées, horizontales au départ.
  • Elle peut contenir des fossiles (coquilles, empreintes de feuilles), car elle s'est formée à la surface, là où vivaient des êtres vivants.
  • Elle est formée de grains ou de débris collés, ou elle est homogène (argile, calcaire fin).
  • Elle réagit souvent à l'acide (roches calcaires).

Le principe de superposition permet de lire les couches : dans une série de strates qui n'a pas été bouleversée, une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre. La couche du bas est la plus ancienne.

Exemple

Une falaise près de Mamou montre, de bas en haut : une couche de conglomérat, une couche de grès, une couche d'argile. Range-les de la plus ancienne à la plus récente et explique ce que cela indique.

Étape 1 : j'applique le principe de superposition : la couche du bas s'est déposée la première.

Étape 2 : ordre du plus ancien au plus récent : conglomérat, puis grès, puis argile.

Étape 3 : j'interprète la taille des débris : galets (courant fort), puis sable (courant moyen), puis argile (eau calme).

Conclusion : le courant d'eau qui déposait ces sédiments est devenu de plus en plus faible au cours du temps.

Exemple

On fait l'expérience suivante : dans une bouteille d'eau, on verse un mélange de gravier, de sable et de terre argileuse, on agite, puis on laisse reposer une heure. Qu'observe-t-on et pourquoi ?

Observation : le gravier tombe au fond en premier, puis le sable se dépose au-dessus ; l'argile se dépose en dernier, lentement, et l'eau reste trouble longtemps.

Explication : les particules les plus lourdes se déposent les premières ; les plus fines restent longtemps en suspension.

Conclusion : les sédiments se trient selon leur taille et forment des couches superposées, comme dans la nature.

Méthode

Pour expliquer la formation d'une roche sédimentaire détritique :

  1. Je nomme la roche d'origine et le type d'altération (physique ou chimique).
  2. Je cite l'agent d'érosion et de transport (eau, vent, mer).
  3. Je précise le lieu et la cause du dépôt (ralentissement du courant, eau calme).
  4. Je décris la diagenèse : tassement puis cimentation.
  5. Je nomme la roche obtenue.

3Je retiens

Je retiens

Une roche sédimentaire se forme à la surface de la Terre par accumulation de sédiments, le plus souvent dans l'eau.

Étapes : altération, érosion, transport, sédimentation, diagenèse (tassement + cimentation).

Types : détritiques (conglomérat, grès, argile), chimiques (sel, gypse), biologiques (calcaire coquillier, charbon, pétrole), résiduelles (latérite, bauxite).

Sable + ciment = grès ; galets + ciment = conglomérat.

Latérite et bauxite se forment par altération chimique sous climat tropical humide : les éléments solubles sont lessivés, le fer et l'aluminium restent.

Caractères : strates et fossiles ; principe de superposition : la couche du bas est la plus ancienne.

4Erreurs fréquentes

  • Confondre érosion et altération : l'altération transforme ou fragmente la roche sur place ; l'érosion arrache et enlève les débris.
  • Croire que les couches les plus hautes sont les plus anciennes : c'est l'inverse, sauf si les couches ont été retournées par des mouvements de la croûte.
  • Oublier la diagenèse : un tas de sable n'est pas un grès ; il faut le tassement et le ciment.
  • Classer la bauxite parmi les roches magmatiques parce qu'elle est dure et exploitée dans des mines : c'est une roche résiduelle, formée à la surface.

5Je m’exerce

1Exercice 1

Définis : sédiment, strate, diagenèse, roche détritique.

Voir le corrigéCacher le corrigé
  • Sédiment : dépôt de particules ou de substances qui se sont accumulées, le plus souvent au fond de l'eau.
  • Strate : couche de roche sédimentaire limitée par deux surfaces à peu près parallèles.
  • Diagenèse : ensemble des transformations (tassement, cimentation) qui changent un sédiment meuble en roche cohérente.
  • Roche détritique : roche sédimentaire formée de débris d'autres roches.

2Exercice 2

Remets dans l'ordre les étapes suivantes : dépôt, altération, diagenèse, transport, érosion.

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Altération, érosion, transport, dépôt, diagenèse.

3Exercice 3

Recopie et complète.

a) Des galets cimentés forment un …

b) Des grains de sable cimentés forment un …

c) L'accumulation de débris végétaux à l'abri de l'air forme du …

d) L'altération chimique intense d'une roche riche en aluminium, sous climat tropical, donne de la …

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a) conglomérat ; b) grès ; c) charbon ; d) bauxite.

4Exercice 4

Dans une bouteille remplie d'eau, Hawa verse 50 g de gravier, 80 g de sable et 30 g d'argile, agite et laisse reposer.

a) Quelle masse totale de sédiments a-t-elle versée ?

b) Quel pourcentage de cette masse représente le sable ?

c) Dessine ou décris l'ordre des couches obtenues, de bas en haut, et explique cet ordre.

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a) 50 + 80 + 30 = 160 g.

b) 80160 × 100 = 50 \%.

c) De bas en haut : gravier, sable, argile. Les particules les plus lourdes tombent les premières ; l'argile, très fine, se dépose en dernier.

5Exercice 5

(Type composition) Une coupe dans une carrière montre, de bas en haut : couche 1, grès à grains grossiers ; couche 2, calcaire contenant des coquilles fossiles de mollusques marins ; couche 3, argile ; couche 4, latérite rouge en surface.

a) Quelle couche est la plus ancienne ? Énonce le principe utilisé.

b) Que t'apprend la couche 2 sur le milieu de dépôt ? Justifie.

c) La couche 4 ne s'est pas formée par dépôt dans l'eau. Explique sa formation.

d) Pourquoi dit-on que ces roches sont sédimentaires ? Donne deux arguments tirés de la coupe.

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a) La couche 1 (grès) est la plus ancienne. Principe de superposition : dans une série non bouleversée, une couche est plus récente que celle qu'elle recouvre.

b) La couche 2 contient des fossiles de mollusques marins : elle s'est déposée au fond d'une mer. À cette époque, la mer recouvrait donc cet endroit.

c) La latérite est une roche résiduelle : sous un climat chaud et humide, les pluies ont altéré la roche en surface et lessivé les éléments solubles ; les oxydes de fer, peu solubles, sont restés sur place et se sont accumulés, d'où la couleur rouge.

d) Les roches sont disposées en couches superposées (strates) et l'une d'elles contient des fossiles ; ce sont deux caractères des roches sédimentaires.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1Quelle roche se forme par cimentation de grains de sable ?
Voir la réponse

Réponse A : le grès. Le grès est un sable consolidé par un ciment naturel.

2Quelle étape transforme un sédiment meuble en roche cohérente ?
Voir la réponse

Réponse C : la diagenèse. La diagenèse regroupe le tassement et la cimentation des sédiments.

3La bauxite est une roche :
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Réponse B : sédimentaire résiduelle. Elle reste sur place après l'altération intense des roches sous climat tropical.

4Dans une série de strates non bouleversée, la couche la plus ancienne est :
Voir la réponse

Réponse A : la plus basse. C'est le principe de superposition.

5Le charbon est une roche sédimentaire d'origine :
Voir la réponse

Réponse C : biologique. Il provient de l'accumulation de débris végétaux enfouis à l'abri de l'air.

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