EXERCICE V
A- Un fleuve draine les eaux de ruissellement provenant de l’ensemble de son bassin versant. On estime que, chaque année, le volume des eaux de précipitations recueillies dans ce bassin et parvenant près de l’embouchure du fleuve est de \(4 \times {10^{10}}\) cm3. A ce niveau, le fleuve a une largeur de l’ordre de 1000 mètres et une profondeur moyenne de 5 mètres.
1- Calculez le débit moyen de ce fleuve (en m3/s)
2- Estimez la vitesse moyenne de l’eau dans cette zone du fleuve (débit en m3/s)
3- En utilisant le diagramme de Hjulstrôm ci-dessous, indiquez la taille maximale de éléments pouvant être transportés à ce niveau du fleuve (une valeur approximative est suffisante).
4- Au niveau de l'embouchure proprement dite, le lit du fleuve s’élargit progressivement tout en conservant une profondeur moyenne de 5 mètres : à partir de quelle largeur approximative les particules de taille supérieure à 1 mm ne seront plus transportées et sédimenteront ?
B Un barrage est édifié sur le cours du fleuve : il crée un lac de retenue de plusieurs km de long (surface approximative égale à 30 km2). On constate au fil des ans un envahissement progressif du lac.
1 -Comment pouvez-vous expliquer un tel phénomène ?
2-Sachant que le volume de sol et de roches érodées sur l’ensemble du bassin est de 5 millions de m3/an (et en supposant que la totalité de ces matériaux parvienne au lac de barrage, estimez l‘envasement annuel moyen (hauteur de la vase déposée)
EXERCICE VII
Le granite est composé de quartz, de feldspaths, (orthose, et plagioclases), de - biotite et d'amphiboles.
- La composition de l’arène granite est très voisine de cellule du granite.
- Le quartz en particulier n’est pas modifié ; mais les feldspaths sont plus termes et un peu colorés : le mica noir également. On note La présence d'argile entre les blocs.
- En présence d’eau, l’orthose peut être décomposé de plusieurs façons.
\(5KAlS{i_3}{O_8}\) \( + 20{H_2}O\) \( \to \) \(2\underbrace {{K_5}A{l_2}(A{l_{15}}S{i_{35}}{O_{10}}){{(OH)}_2}}_{Illite(Argile)}\) \( + 8Si{(OH)_4}\) \( + {K^ + }\) \( + O{H^ - }\)
\(4KAlS{i_3}{O_8}\) \( + 22{H_2}O\) \( \to \) \(\underbrace {A{l_2}S{i_4}{O_{10}}{{(OH)}_8}}_{Kaolinite(Argile)}\) \( + 8Si{(OH)_2}\) \( + {K^ + } + O{H^ - }\)
\(KAlS{i_3}{O_8}\) \( + 8{H_2}O\) \( \to \) \(\underbrace {Al{{(OH)}_3}}_{Gibbsite}\) \(+3Si{(OH)_4}\) \( + {K^ + } + O{H^ - }\)
1. Comparer les quantités d'eau nécessaires pour hydrolyser une molécule d’orthose dans chacune des trois réactions ci-dessus.
2. Comparer la nature et la quantité des divers produits obtenus dans chacun des trois réactions d’hydrolyse.
3. Comparer la composition des trois minéraux solide obtenus (illite, kaolinite et hydroxyde d’aluminium).
3-Classer les trois réactions par ordre d'altération croissante.
4-La carte ci-dessous représente la répartition de la kaolinite dans les sédiments de l’océan Atlantique (unités non précisées).
Que remarque-t-on? Proposer une explication aux différences de répartition observées.
EXERCICE VIII
Le graphe ci-dessous présente deux étapes parmi celles qui assurent le passage de la roche au sédiment. Il s'agit du transport (par l'eau) des particules solides et de leur dépôt (dans l’eau).
1- Quelle seront les particules transportées ou déposées à la vitesse A?
2- Quelle seront les particules transportées ou déposées à la vitesse B?
EXERCICE IX
Le graphe ci-dessous fournit la composition granulométrique de quelques sédiments.
1 est la courbe donnant la taille du loess
2 est la courbe donnant la taille de la moraine
3 est la courbe donnant la taille du sable dunaire
4 est la courbe donnant la taille du sédiment de rivières
5 est la courbe donnant la taille du granite de plage
1. Faire une analyse précise de chaque courbe, en présentant sous forme d‘un tableau les diamètres extrêmes des particules transportées et la qualité du tri
2. Rechercher le mode de transport et le lieu de dépôt de chaque sédiment. Quels sont, les sédiments bien (ou mal) stries ?
3-Y-a-t-il une relation simple entre le mode de transport et le tri des particules ou entre le mode de transport et la taille des particules.
EXERCICE X
1. Il est possible de mesurer la dissolution du carbonate de calcium (CaCO2) des tests de micro-organismes planctoniques alimentant la sédimentation calcaire dans les océans.
On immerge de petits tubes contenant 0,1 g de boue à globigérines draguée sur le lieu de cette mesure. Au cours de sa descente en profondeur, le tube est parcouru par l'eau de mer. Ainsi la boue à globigérines est en contact permanent avec cette eau. L'expérience dure 4 à 5 mois. Au bout de ce temps, on mesure la masse de CaCO3 dans des tubes localisés à différentes profondeurs. Le tableau suivant présente les résultats obtenus :
| Tube No | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Profondeur( en km) | 0 | 200 | 225 | 240 | 275 | 300 |
| Masse (en g) de \(CaC{O_3}\) | 0,1 | 0,1 | 0,098 | 0,095 | 0,08 | 0,075 |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 325 | 350 | 375 | 400 | 425 | 450 | >450 |
| 0,075 | 0,073 | 0,072 | 0,069 | 0,009 | 0,001 | 0,000 |
Remarque : La masse de CaCO3 est la masse de CaCO3 résiduelle, au bout de 4 mois d’expérimentation. Au départ, chaque tube renfermait 0,1 g de CaCO3.
a-Tracer la courbe de l'évolution de la masse de CaCO3 constituant les globigérines en fonction de la profondeur.
b-Localiser sur la courbe tracée, puis définir la profondeur lysocline, et le niveau de compensation des carbonates.
2-La courbe ci-dessous est celle de l'évolution, en profondeur de la silice constituant les tests de radiolaires, organismes planctoniques marins.
a. Analyser cette courbe en la décomposant en deux parties. Existe-t-il un niveau de compensation de la silice ?
b. Quelle conséquence cela a-t-il sur la sédimentation siliceuse dans les océans ?
c. En utilisant les 1 et 2, compléter le tableau suivant dans lequel il convient de noter le type de sédimentation qui caractérise chaque fond
| Profondeur | Nature chimique du sédiment | |
| \(CaC{O_3}\) | \(Si{O_2}\) | |
| 500 m | ||
| 1000 m | ||
| 2000 m | ||
| 3000 m | ||
| 4000 m | ||
| 5000 m | ||
On notera l’abondance relative de la silice ou du carbonate de calcium dans les sédiments par ce figuré :
* Peu abondant,
** Abondant.
*** Très abondant.
