Réalisation de la carte paléogéographique d’une région - Cours (Partie 2)

Sommaire

V- Étude granulométrique des sédiments

5-1/ Analyse granulométrique du sable

5-2/ Courbes granulométriques cumulatives de quelques sédiments

5-3/ Exercice d'application

VI- Étude morphoscopique des sédiments

6-1/ Étude morphoscopique des grains de sable

6-2/ Conclusion

V- Étude granulométrique des sédiments

5-1/ Analyse granulométrique du sable

Expérience

L’analyse granulométrique nécessite l’utilisation d’une série de tamis emboîtés les mis sur les autres dont les dimensions des ouvertures sont décroissantes du haut vers le bas.

Les étapes sont :

1. Prendre un échantillon de sable ;
2. Dans un tamis de 0.063mm de diamètre de mailles, laver le sable par l’eau pour se débarrasser de l’argile et du limon ;
3. Traiter le sable par l’HCl pou éliminer le calcaire, puis l’eau oxygénée pour éliminer la matière organique ;
4. Rincer le sable et le sécher ;
5. Déposer une quantité de 100g de chaque échantillon de sable dans une colonne de tamis ;
6. Mettre à vibrer la colonne sur la tamiseuse pendant 15mn ;
7. Peser les fractions retenues par les tamis successifs (Refus).

V- Étude granulométrique des sédiments

5-1/ Analyse granulométrique du sable

Calcul des pourcentages de refus et de refus cumulés

1. On pèse le refus du tamis ayant la plus grande maille: soit $R_1$ la masse de ce refus.
2. On poursuit la même opération avec tous les tamis de la colonne pour obtenir les masses des différents refus.
3. Les masses des différents refus cumulés $R_i$ sont rapportées à la niasse totale de l'échantillon $m_1$.
4. Les pourcentages de refus et de refus cumulés pour chaque tamis seront déduits.

V- Étude granulométrique des sédiments

5-1/ Analyse granulométrique du sable

Représentation graphique des résultats (Histogramme et courbe de fréquence)

Si la courbe de fréquence est unimodale (Un seul pique), le sable est homogène (Plage, éolien ou fluviatile).

Si la courbe de fréquence est plurimodale (Deux ou plusieurs piques), le sable est hétérogène (mélange de plusieurs sables).

V- Étude granulométrique des sédiments

5-1/ Analyse granulométrique du sable

Représentation graphique des résultats (Diagramme et courbe cumulative)

Afin de caractériser les sables analysés, on trace une courbe cumulative du poids de diverses fractions en additionnant successivement les fractions obtenues.

La courbe des fréquences cumulées croissantes nous permet de retrouver les quartiles $Q_1$ et $Q_2$ et la médiane $Md$ :

• $Q_1$ est la valeur du diamètre des grains correspondant à l’ordonnée 75% des fréquences cumulées.
• $Md$ (Médine) est la valeur du diamètre des grains correspondant à l’ordomiée 50% des fréquences cumulées.
• $Q_2$ est la valeur du diamètre des grains correspondant à l’ordonnée 25% des fréquences cumulées.

La courbe cumulative permet de calculer l’indice de classement de Trask : $\overline{) S_0=\sqrt{\frac{Q_3}{Q_1}} }$

V- Étude granulométrique des sédiments

5-2/ Courbes granulométriques cumulatives de quelques sédiments

Courbes granulométriques cumulatives

• A : gravier fluviatile
• B : moraine
• C : sable marin côtier
• D : sable fluviatile
• E : lœss

V- Étude granulométrique des sédiments

5-2/ Courbes granulométriques cumulatives de quelques sédiments

Classement des sédiments selon l’échelle de Fuchtbauer (1959)

$1,74<S_0<2\Rightarrow$d’après l’échelle de Fuchtbauer, ce sédiment présente un mauvais classement, ce qui
caractérise le sable fluviatile.

Les études morphoscopiques et statistiques des sédiments contribuent à la reconstitution de l’itinéraire évolutif probable de ces sédiments, et permettent la reconstitution de la paléogéographie du milieu sédimentaire.

V- Étude granulométrique des sédiments

5-3/ Exercice d'application

Le tableau suivant présente les résultats granulométriques de trois échantillons de 100g de sable : $E_1$, $E_2$ et $E_3$, prélevés de trois milieux sédimentaires différents :

V- Étude granulométrique des sédiments

5-3/ Exercice d'application

Histogramme et courbe de fréquence (Échantillon $E_1$)

Histogramme et courbe de fréquence (Échantillon $E_2$)

Histogramme et courbe de fréquence (Échantillon $E_3$)

V- Étude granulométrique des sédiments

5-3/ Exercice d'application

Courbes cumulatives des trois types de sable

Indice de classement de Trask $S_0$

• Échantillon $E_1$ : $\left(Q_1=0,66 ; Q_3=1\right)\Rightarrow S_0=1,23$
• Échantillon $E_2$ : $\left(Q_1=0,32 ; Q_3=1\right)\Rightarrow S_0=1,77$
• Échantillon $E_3$ : $\left(Q_1=0,17 ; Q_3=0,22\right)\Rightarrow S_0=1,14$

V- Étude granulométrique des sédiments

5-3/ Exercice d'application

Tableau récapitulatif

VI- Étude morphoscopique des sédiments

6-1/ Étude morphoscopique des grains de sable

L’observation des grains de quartz d’un échantillon de sable permet de distinguer trois types de grains :

VI- Étude morphoscopique des sédiments

6-1/ Étude morphoscopique des grains de sable

L’analyse des grains de quartz dans un sédiment permet de distinguer entre trois types : Les grains non usés (NU), les grains émoussés luisants (EL), les grains ronds mats (RM).

Selon les pourcentages des trois types de grains, on déduit l’agent de transport dominant :

• Si le pourcentage des grains $\left(EL>30\%\right)$, c’est un sable marin.
• Si le pourcentage des grains $\left(20\%<EL<30\%\right)$, le sable est fort probable un sable marin (ou fluviatile).
• Si par contre le pourcentage des grains $\left(EL<20\%\right)$, l’origine marine du sable est alors contestée.

VI- Étude morphoscopique des sédiments

6-2/ Conclusion

Les études statistiques et morphoscopiques des grains de quartz d’un sédiment, contribue à la reconstitution de l’itinéraire évolutif probable de ce sédiment, et permet la reconstitution de la paléogéographie de milieux de sédimentations.