LDD3 Géosciences, Chimie

-Empilements ; solides métalliques ; solides ioniques -Règles des rayons ioniques, Energie réticulaire ; -Propriétés de semi-conduction ; diagramme de phases (introduction à la synthèse à l’état solide) ; introduction aux propriétés physiques (relation structure-propriétés)

M. Van Meersche& J. Feneau-Dupont, Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale, Van Der Editeur, Louvain, 1973, Peeters, Editeur, Bondgenotenlaan 153, B-3000 Leuven/Louvain 1988, Peeters.

J.P. Eberhart, Méthodes physiques d'étude des minéraux et des matériaux solides, Doin 1976R.W.G. Wyckoff, Crystal Structures. Vol. 1 à 6, John Wiley, New York 1948 à 1963.

A.F.Wells, Structural Inorganic Chemistry, Oxford Scient. Pub., 5èmeéd., 1982.

J. Cazaux, Initiation à la physique du solide. Exercices commentés, Masson, 1971

B. Cagnac et J.C. Pebay-Peyroula, Physique atomique tome 1, page 176-187, Dunod, 1971

Prédire les transitions atomiques permises par interaction lumière-matière dipolaire électrique. Décrire les états atomiques en utilisant différentes approximations. Interpréter et prédire les caractéristiques spectroscopiques d’une molécule en utilisant la structure électronique et les règles de sélection. Choisir une technique spectroscopique adaptée aux informations recherchées.

Spectroscopie atomique

• Interaction matière-rayonnement
• L’atome polyélectronique
• L’interaction spin-orbite
• Transition optique dans les atomes

Spectroscopie moléculaire

• Introduction à la structure moléculaire
• Spectroscopie rovibrationnelle de la molécule diatomique

TP : spectroscopie de rotation-vibration par transformée de Fourier de CO et HCl.

Description des systèmes hydrogénoïdes. Règles pour l’écriture et écriture de la configuration électronique d’un atome ou d’un ion Description onde/particule de la lumière

Spectroscopie, J.M. Hollas, Dunod Chimie physique, P.W. Atkins, Oxford University Press

OA 1 : Réactivité et mécanismes réactionnels : aspects énergétiques des réactions

OA 2 : Réactifs électrophiles et nucléophiles et facteurs influençant le pouvoir nucléophile

OA 3 : Etude de fonctions simples

Présentation des généralités sur la réactivité et étude des mécanismes réactionnels sur différentes fonctions organiques :

• Généralités sur la réactivité en chimie organique : mécanismes, aspect énergétique, classification,
• Réactifs électrophiles et nucléophiles : définition, pouvoir nucléophile, réactions de type ionique,
• Etude de la réactivité des fonctions simples : hydrocarbures aliphatiques et aromatiques,
• Organomagnésiens mixtes, cuprates et lithiens,
• Alcools, éthers-oxydes et époxydes,
• Amines aliphatiques et aromatiques,
• Composés carbonylés et acides carboxyliques.

Chimie L2 parcours L2iPC ou L2 Chimie

Traité de chimie organique, Vollhardt, Schore, De Boeck université

Enseignements avec cours magistraux et travaux dirigés. Mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques, documents de cours et TD, annales de partiels et d’examens.

1 – Connaître les hypothèses applicables aux solutions de non-électrolytes et leurs domaines de validité

• Distinguer les zones d’applications des lois de Raoult et de Henry
• Calculer des grandeurs de mélange
• Appliquer la méthode de Roozeboom pour déterminer des grandeurs molaires partielles

2 – Identifier les différents domaines et zones particulières d’un diagramme binaire (phases, composition, composés définis, azéotropes/eutectiques)

• Etablir un diagramme binaire à partir des courbes de refroidissement
• Identifier les différents domaines (polyphasés, monophasés, azéotrope, eutectique…)
• Calculer la formule d’un composé défini
• Déduire des diagrammes les compositions des phases en équilibres et les quantités de matière

3 – Imaginer une expérience de distillation ou de synthèse en se basant sur des diagrammes binaires

• Concevoir un protocole pour réaliser la purification d’un produit liquide

Elaborer une méthode permettant d’obtenir un composé solide de composition déterminée

• Application du potentiel chimique au corps pur et aux solutions de non-électrolytes

  Potentiel chimique du corps pur : état de référence, variation avec la pression Généralités sur les solutions : composition, grandeurs molaires partielles, grandeurs de mélange, solution idéale et réelle Solutions de non-électrolytes : loi de Henry et loi de Raoult

• Application du potentiel chimique aux diagrammes binaires

  Liquide – vapeur : mélange idéal, mélange réel, azéotropie, miscibilité à l’état liquide, construction et utilisation des diagrammes, application à la distillation

Solide – liquide : mélange idéal, eutectique, composé défini. Construction et utilisation des diagrammes, application à l’élaboration de matériaux

1. UE Transformations de la matière du L1 S2 PCST 2. UE Thermodynamique physique du L1 S2 PCST 3. UE Thermochimie : spontanéité et équilibres du L2

Semestre 5

• Thermodynamique 1ère année MPSI/PCSI/PTSI : cours avec exercices corrigés, Jean-Marie Brébec et al., Hachette Éducation, 2003.
• Thermodynamique 2ème année MP-MP*/PC-PC*/PSI-PSI*/PT-PT*: cours avec exercices corrigés, Jean-Marie Brébec et al., Hachette Éducation, 2004.
• L’indispensable sur les diagrammes de phases, Jean-Luc Bonardet et al., Bréal 2010.
• Thermodynamique appliquée : diagrammes de phases, équilibres chimiques, systèmes unaires, binaires, ternaires, cours et applications, Abdel-Waheb Kolski, Ellipses, 2017

Une partie de l’enseignement sera dispensée sous forme de projets de fin d’UE avec production d’un document écrit et soutenance du projet. Une évaluation de la production par les pairs, au moyen d’une grille critériée fournie par l’équipe pédagogique, aura également lieu.

Construire le diagramme d’OM d’une molécule polyatomique par la méthode des fragments Interpréter et prédire la réactivité d'une molécule en utilisant sa structure électronique Interpréter et prédire les caractéristiques spectroscopiques d'une molécule en utilisant la structure électronique et les règles de sélection

I. Description de la structure électronique : mise en perspective des différentes approches Concept de surface d'énergie potentielle II. Géométries d’équilibre Orbitales molévulaires et calculs de structure électronique Systèmes ?, hyperconjugaison, diagrammes de corrélation, règle de la HO III. Spectroscopie électronique Effet de la conjugaison dans les systèmes ? sur les transitions électroniques, transitions optiques permises et interdites (exemple sur H2CO) IV. Réactivité Réactions électrocycliques, méthodes des Orbitales Frontières (application aux cycloadditions)

Orbitales atomiques, Orbitales moléculaires de diatomiques et de petites molécules, Méthode de Hückel simple et étendue, Théorie des groupes

Semestre 6

• Structure électronique des molécules (tomes 1 et 2), Y. Jean et F. Volatron (Dunod) • Eléments de chimie quantique à l'usage des chimistes, J-L. Rivail (EDP Sciences) • Introduction à la chimie quantique, P. Hiberty et Nguyen Trong Anh (Ellipses) • Traité de Chimie Organique, P. Vollhardt et N. Schore (de Boeck)

- Savoir expliquer la structure électronique des métaux de transition dans un champ de ligands au niveau moléculaire par le modèle du champ cristallin, la construction de diagramme d’OM en utilisant la théorie des groupes (interactions sigma et pi) et la théorie du recouvrement angulaire -Savoir analyser les limites des différents modèles (champ cristallin, OM, recouvrement angulaire) et être capable de choisir et utiliser le modèle approprié pour répondre à un problème donné -Appréhender la structure électronique des métaux de transition dans un champ de ligands par spectroscopie d’absorption électronique pour les cas simples de configuration d1 ou d9.

Structure électronique des métaux de transition dans un champ de ligands au niveau moléculaire : -Construction des diagrammes d’OM par la théorie des groupes (interaction sigma et pi) -Modèle du recouvrement angulaire -Comparaison et limites des différents modèles (champ cristallin, OM, recouvrement angulaire) -Corrélation structure électronique / propriétés en fonction de la nature du métal (position dans le tableau périodique, degré d’oxydation, configuration électronique) et des ligands (ligands sigma donneurs, pi donneurs, pi accepteurs)

Travaux pratiques -Synthèse et étude par spectroscopie UV-visible de quelques complexes de Cu II (d9) (utilisation du modèle de champ cristallin pour déterminer Delta0, classement de quelques ligands au sein de la série spectrochimique des ligands) -Manipulation sous atmosphère inerte : Synthèse du[Cosalen] et fixation de O2

Description des métaux de transition (configuration électronique, description des orbitales d) Description des ligands : denticité, hapticité Nomenclature des complexes Géométrie des complexes et isomérie des complexes Décompte électronique des électrons de valence du complexe : modèle ionique et covalent. Approche de la structure électronique par le modèle du champ cristallin

Semestre 5

K.F. Purcell, J.C. Kotz, Inorganic Chemistry, Saunders, Philadelphie, 1985 D.F. Shriver, P.W. Atkins, Inorganic Chemistry, Oxford University Press, Oxford, 1999 J. E. Huheey, E.A. Keiter, R.L. Keiter, Chimie inorganique, de Boeck, Paris, 1996 S.F.A. Kettle, Symétrie et structure : théorie des groupes en chimie, Masson, Paris, 1997 G. L. Miessler and D. A. Tarr, Inorganic Chemistry, 2nd Edition, Prentice Hall, 1999

Corrélation structure électronique / propriétés des complexes de métaux de transition de géométrie Oh et Td : -savoir utiliser les diagrammes Tanabé-Sugano pour analyser les spectres expérimentaux d’absorption électronique quel que soit le complexe -savoir prévoir et expliquer le comportement magnétique de complexes dilués (loi de Curie) quel que soit le complexe

-Spectroscopie d’absorption électronique (règles de sélection, diagramme d’Orgel, diagramme Tanabé – Sugano):

• Approche champ faible
• Approche champ fort

-Magnétisme de systèmes dilués (susceptibilité magnétique, moment magnétique, loi de Curie) Travaux Pratiques : -Synthèse et étude par spectroscopie électronique de complexes de NiII dans différentes géométries (Octaèdrique, Tétraèdrique et plan carré). Utilisation des diagrammes Tanabé-Sugano -Synthèse et propriétés d’un complexe de FeII à transition de spin thermoinduite

Enseignement de chimie Inorganique du S5

Semestre 6

F.A. Cotton, G. Wilkinson, C.A. Murillo, M. Bochmann, Advanced Inorganic Chemistry ,Wiley, New-York, 1999 et éditions précédentes Kahn O. : Structure électronique des éléments de transition . Ions et molécules complexes, PUF.

Maîtriser les différents aspects de la réaction électrochimique et de son caractère interfacial : thermodynamique, cinétique, conduction ionique, stockage des charges.

• Rappels thermodynamiques

  Potentiel chimique en phase condensée Mélange idéal - mélange réel. Mesurer l’écart à l’idéalité. Coefficients d’activités. Cas des solutions. Modèle de Debye-Hückel Modèle de Born

• Equilibres électrochimiques. Conversion énergie électrique- énergie chimique

  Potentiel et enthalpie libre électrochimiques Loi de Nernst Paramètres influençant l’équilibre électrochimique Cellules électrochimiques : piles, accumulateurs, électrolyseurs Diagrammes E=f(pH) et E=f(pL)

• Les électrolytes

  Electrolytes forts et faibles Mobilité. Nombre de transport. Conductivité ionique

• L’interface électrochimique

  Modélisation de l’interface. Double couche Phénomènes capacitifs et électrocapillaires. Stockage de charge : capacitif vs. Faradique

• Courbes intensité-potentiel

  Rôle du transport Réversibilité électrochimique Morphologie des courbes des systèmes réversibles avec et sans transport de matière.

Notions de base en oxydo-réduction ; Chimie des solutions

Semestre 1

• Y. Vercher, F. Lemaitre De l’oxydoréduction à l’électrochimie, Ellipses
• F. Miomandre, S. Sadki, P. Audebert, R. Méallet, Electrochimie : des concepts aux applications, Dunod.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Reconnaître les différents types de roches magmatiques et métamorphiques à travers l’observation et la description . L’étudiant observera et distinguera les grands types de roches magmatiques (volcaniques et plutoniques) et métamorphiques par la manipulation d’échantillons macroscopiques et microscopiques (lames minces de roches) à partir de leur minéralogie et texture en Travaux Pratiques.
• Analyser les modalités de formation des roches magmatiques et métamorphiques d’après les observations macroscopiques et microscopiques . L’étudiant pourra évaluer l’origine géodynamique des différentes roches en lien avec les connaissances acquises pendant les cours magistraux.
• Reconnaître les différents types de roches magmatiques d’après les compositions en éléments majeurs et traces . L’étudiant devra se familiariser avec les compositions en éléments majeurs et les spectres de Terres Rares et les utiliser pour reconnaître ces roches et savoir analyser leur origine géodynamique.
• Comprendre les notions de formation des magmas et de leur évolution dans les différents contextes géodynamiques . L’étudiant devra, à travers le comportement des éléments chimiques, comprendre comment les magmas se forment dans le manteau terrestre ou dans la croûte (fusion partielle) et comment les magmas évoluent en composition lors des processus pétrogénétiques (cristallisation, mélange), et qui amènent à la diversité pétrologie et géochimique des roches magmatiques.
• Comprendre les transformations minéralogiques des différents types de roches associées au métamorphisme . L’étudiant devra se familiariser avec l’évolution minéralogique des différentes roches métamorphiques et évaluer les conditions pression-température auxquelles les roches ont été soumises dans les différents contextes géodynamiques.

La grande variété des roches magmatiques et métamorphiques sur le globe indique que ces roches sont le résultat d’une suite de processus complexes, dont les compositions minéralogiques et géochimiques sont la mémoire.

Le cours présente les caractéristiques pétrologiques et géochimiques des roches du manteau terrestre et des magmas dans les différents contextes géodynamiques, en insistant sur les relations entre compositions minéralogique et géochimique. Les compositions en éléments majeurs, traces et isotopiques sont utilisées pour discuter les processus impliqués dans la formation de ces différents types de magma (source, fusion partielle, cristallisation fractionnée, mélange).

Les Travaux Pratiques servent à illustrer les différences pétrologiques et minéralogiques dans les différents contextes géodynamiques, en macroscopie et microscopie, à travers des exemples de séries magmatiques et métamorphiques.

Cette unité d’enseignement utilise les savoirs / connaissances acquis au cours de la licence de Sciences de la Terre (L1, L2 et premier semestre de L3). L’étudiant devra notamment mobiliser les apprentissages acquis dans les enseignements de pétrographie magmatique ainsi qu’en géochimie (GEOS220, GEOS207, GEOS329).

Les compétences acquises seront évaluées au cours des séances de travaux dirigés et de travaux pratiques (0,4), lors de l’examen partiel (0,2), puis lors de l’examen final (0,4 ; écrit : 0,2 et Travaux Pratiques : 0,2). Lors de la deuxième session, un examen écrit aura lieu (0,6), la note d’examen de Travaux Pratiques étant conservée (0,4).

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Connaitre et comprendre les bases de la géochimie isotopique, notamment les notions d’isotope, de radioactivité, d’abondance isotopique et de fractionnement isotopique.
• Savoir restituer clairement les principes des méthodes d’analyse des abondances isotopiques comme la spectrométrie de masse.
• Connaître les principales méthodes de datation absolue et savoir les choisir et les appliquer en fonction des matériaux géologiques à dater.
• Savoir utiliser les abondances isotopiques de certains éléments comme traceur de source et/ou de mélange mais aussi comme des témoins de processus géologiques ou climatiques.
• Savoir extraire des informations pertinentes et construire un raisonnement à partir d’un jeu de données isotopiques exposées sous forme de tableau ou de graphique.
• Être capable de mobiliser ses connaissances en géochimie élémentaire et isotopique dans le but de discuter des processus géologiques responsables de la composition actuelle et de l’évolution isotopique de certains réservoirs terrestres.

Cette UE a pour objectif de fournir aux étudiants les connaissances fondamentales en géochimie isotopique en explorant d’une part les principes de la géochimie des isotopes radioactifs et radiogéniques et d’autre part les bases de la géochimie des isotopes stables. Ces notions théoriques seront ensuite utilisées pour comprendre les signatures isotopiques des réservoirs internes et externes de la Terre et ainsi discuter de leur histoire et de leur dynamique. Ainsi, cette UE abordera des sujets aussi variés que la différentiation de la Terre, la paléoclimatologie ou les cycles biogéochimiques, sujets pour lesquels des systèmes isotopiques sont utilisés pour dater, reconstruire une histoire thermique, tracer des transferts et des mélanges ou évaluer la dynamique d’éléments ou de réservoirs.

Cette unité d’enseignement nécessite de mobiliser les savoirs et connaissances acquis dans les modules de L1 et L2 de Sciences de la Terre, notamment ceux abordés dans les UE « Chimie en Ge´osciences » et « Géochimie élémentaire » (ou équivalent).

Cette unité d’enseignement nécessite de mobiliser les savoirs et connaissances acquis dans les modules de L1 et L2 de Sciences de la Terre, notamment ceux abordés dans les UE « Chimie en Ge´osciences » et « Géochimie élémentaire » (ou équivalent).

Cette UE a pour objectif de fournir aux étudiants les connaissances fondamentales en géochimie isotopique en explorant d’une part les principes de la géochimie des isotopes radioactifs et radiogéniques et d’autre part les bases de la géochimie des isotopes stables. Ces notions théoriques seront ensuite utilisées pour comprendre les signatures isotopiques des réservoirs internes et externes de la Terre et ainsi discuter de leur histoire et de leur dynamique. Ainsi, cette UE abordera des sujets aussi variés que la différentiation de la Terre, la paléoclimatologie ou les cycles biogéochimiques, sujets pour lesquels des systèmes isotopiques sont utilisés pour dater, reconstruire une histoire thermique, tracer des transferts et des mélanges ou évaluer la dynamique d’éléments ou de réservoirs.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Comprendre, à grande échelle, le fonctionnement du système climatique actuel (bilan radiatif terrestre, circulation océanique, circulation atmosphérique, grands réservoirs, grands cycles biogéochimiques).
• Définir les différentes archives climatiques permettant de reconstituer une histoire paléoclimatique, les différentes méthodes de datations de ces archives ainsi que les forçages régissant les grandes variabilités glaciaires/interglaciaires qu’enregistre le Quaternaire.
• Décrire les grands réservoirs du système climatique terrestre que sont l’atmosphère, l’hydrosphère et la cryosphère.
• Combiner les connaissances acquises pour chacun des réservoirs climatiques et proposer une synthèse des échanges opérant entre eux à l’actuel.
• Transposer la synthèse actuelle proposée à certaines transitions climatiques clés du Quaternaire telles que le dernier maximum glaciaire, l’optimum climatique Holocène ou encore l’anthropocène) à partir d’un travail bibliographique et en restituer les similitudes et différences.

Le but de cette UE est de comprendre le fonctionnement du système climatique à l’actuel ainsi qu’au cours des grandes variabilités climatiques que couvre le Quaternaire. Cette UE multidisciplinaire puisqu’intégrant des notions de chimie, physique, biologie et géologie permettra aux étudiants de combiner et d’approfondir des connaissances acquises antérieurement dans leur parcours universitaire à travers les domaines de la climatologie et de la paléoclimatologie. Afin d’atteindre cet objectif, les étudiants exploreront différents grands réservoirs du système climatique terrestre (Atmosphère, Hydrosphère, Cryosphère), les connections existantes entre eux, ainsi que les impacts de ces échanges sur l’environnement et ce, en étudiant différents contextes climatiques à la fois actuel (anthropocène) et passés (transitions climatiques clés du Quaternaire).

Le programme du module « Climat, Energie » de L1 (ou équivalent). Présentations ppt, énoncés des TP et corrigés du module de L1 mis en ligne à la disposition des étudiants pour revoir les pré-requis en travail à distance.

Earth's Climate: Past and Future, Ruddiman W., 2013, 465pp.

L'UE associe CM et TP mais aussi du travail personnel de l'étudiant pour comprendre les changements climatiques.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont :

• Quantifier l’altération en fonction des éléments chimiques mesurés dans les eaux.
• Interpréter la géométrie et la formation d’un gisement de type socle/couverture. Comprendre le lien entre la concentration en F/Ba dans les roches sédimentaires et l’altération des formations du socle.
• Analyser et interpréter les modalités de formation des roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires d’après les types de roches observés et les relations structurales entre différentes unités magmatiques/métamorphiques observées sur le terrain. L’étudiant pourra proposer un contexte géodynamique à l’origine des différentes roches en lien avec les connaissances acquises pendant les cours magistraux et les documents proposés sur le terrain. L’étudiant sera capable d’adopter une démarche méthodologique et scientifique nécessaire à la description pétrographique et à l’élaboration de classification de faciès et microfaciès permettant la construction d’un LOG sédimentaire. L’étudiant devra intégrer le changement d’échelle entre ses observations, parfois très ponctuelles, ou à l’échelle de l’affleurement (terrain et géophysique) et ses interprétations à l’échelle de la dizaine de kilomètres ou même à l’échelle du bassin.
• Interpréter les conditions de formation des sols. L’étudiant déduira les conditions de formation des sols en fonction de leurs caractéristiques, afin d’en déduire un environnement de formation (paysage 3D) incluant des informations sur les processus et les conditions climatiques (température, humidité/aridité). Il fera le lien avec les usages.
• Interpréter l’écoulement des eaux souterraines et la relation entre la nappe et la rivière à partir de données hydrologiques et géophysiques .
• Interpréter une zone d’occupation archéologique d’après les données géophysiques, pétrographiques et hydrologiques, les conditions de formation des fractures. L’étudiant déduira les conditions de formation des fractures en fonction de leurs caractéristiques, afin d’en déduire un processus de formation et de contrainte.
• Comprendre les processus et géométries sédimentaires .
• Retranscrire et synthétiser les informations obtenues sur le terrain de manière chronologique et proposer une synthèse géodynamique de l’objet global étudié.
• Travailler en équipe en répartissant le travail sur le terrain mais aussi en salle. Savoir élaborer une stratégie de travail sur le terrain pour la semaine, synthétiser les informations de terrain et interpréter en groupe en salle les données.

Avec les informations/prélèvements issus du stage de terrain multidisciplinaire en Géosciences , l’étudiant interprétera ses données d’observation et d’expérimentation en groupe pour répondre à des grandes questions telles que :

• Comment une roche s’enrichit-t-elle en éléments chimiques et devient un gisement ?
• Quel est le lien entre le taux d’érosion/altération et les types de sol/substrat géologique des bassins versants ?
• Quelle est l’influence de la géologie du substrat sur la chimie/qualité des eaux ?
• Quels sont les facteurs contrôlant la géométrie des roches ?
• Quelle est l’influence de la qualité d’un sol sur des zones cultivables (graminées, vignes…) ?
• Quelle est l’origine du sel dans les eaux des Fontaines Salées ?

Afin d’y répondre, l’étudiant manipulera et maîtrisera les mécanismes fondamentaux de changement d’échelles spatiales (atomique à régionale) et temporelles et devra rédiger et présenter (écrit et oral) de façon scientifique son propos en resituant son travail dans l’état de l’art (bibliographie française et anglaise).

Modules de physique et de Sciences de la Terre de Licence 1, 2 et 3 permettant d’appréhender et intégrer différents concepts développés en géophysiques, en hydrologie et chimie des eaux, en pédologie, en pétrologie et en ressources minérales.

L’étudiant manipulera et maîtrisera les mécanismes fondamentaux de changement d’échelles spatiales (atomique à régionale) et temporelles et devra rédiger et présenter (écrit et oral) de façon scientifique son propos en resituant son travail dans l’état de l’art (bibliographie française et anglaise).

Les objectifs d’apprentissage visés de cette UE sont :

• De reconnaitre des formations superficielles issues de l’altération d’une roche
• De décrire les mécanismes géochimiques conduisant à la formation d’une formation superficielle issue de l’altération d’une roche
• De comprendre leur formation et leur évolution, dans l’espace et dans le temps
• De discuter de leur rôle environnemental et sociétal

Ce module a pour objectif la découverte du fonctionnement géochimique des formations superficielles, issues de l’altération chimique (impliquant l’eau et les gaz atmosphériques) des roches, en incluant les sols. Ces formations, situées à la surface de la Terre (on parle souvent d’épiderme de la Terre) sont observées quasiment partout, recouvrent le substratum géologique rarement affleurant, mais sont généralement peu étudiées. Or, elles ont un certain nombre de fonctions environnementales et sociétales, comme la régulation du cycle du carbone, la qualité de l’eau, la production végétale, ...

Dans cette UE, les notions d'autochtonie et d'allochtonie, qui sont fondamentales pour comprendre l'origine et le devenir des formations superficielles, seront tout d'abord abordées. Les formations superficielles issues de l’altération du substratum géologique seront ensuite étudiées, notamment les arènes granitiques, les latérites, les sols, ... Dans ce cadre, les principales réactions géochimiques contrôlant l’altération des minéraux et donc des roches seront étudiées, en cours mais également en TD, au travers d’exemples choisis. L’altération peut être appréhendée par l’étude de la phase solide résiduelle, mais également par l’étude du matériel dissous et en suspension qu’on trouve dans les cours d’eau. Des notions de potamologie (science des cours d'eau) seront ainsi données aux étudiants, afin d’établir le lien entre altération et composition chimique des eaux. Les sols, qui apparaissent comme un cas particulier de formations superficielles, seront également abordés, ce qui permettra d'illustrer le degré élevé d'interaction entre biologie (végétaux, animaux, micro-organismes), matières organiques, et domaine minéral (solution et matière minérale). Les formations superficielles étant le siège de réactions biophysicochimiques majeures, nous détaillerons les réactions contrôlant les cycles de l’azote et du soufre en conditions supergènes. Enfin, l'impact de l'Homme à la fois sur les sols (nature des occupations, pollution directe) et plus largement sur les formations superficielles (modification paysage, dynamique de l'allochtonie, fonctions environnementales, ressources) sera abordé.

Plan du cours:

• Concept de formations superficielles, définition, relation avec substratum et vecteur de mise en place (i.e. autochtonie, allochtonie), éléments cartographiques Formations superficielles autochtones
• Rappels sur l'altération supergène (désagrégation, hydrolyse, acidolyse, …), minéralogie des argiles, oxydes
• Altérites de dégradation et variabilité climatique (arène, latérite, argiles de décarbonatation, …) et altérite d'aggradation (silcrète, ferricrète, …)
• Notions de potamologie
• Sols (pédogenèse, redistribution de matière, rôle environnemental, fertilité...)

Des TD (analyses de cartes, photographies aériennes, bilans d'altération, cas pratiques ...) illustrent ces cours théoriques, ainsi que deux TP (2 x 3h) portant sur l’observation de la diversité des sols présents sur le campus d’Orsay ainsi que sur l'analyse minéralogie d'échantillons d'un profil d'altération.

Les étudiants devront avoir des notions de minéralogie, pétrologie et chimie, de niveau L2 sciences de la Terre ou équivalent.

• M. Campy, J.J. Macaire, 1989. Géologie des formations superficielles ; géodynamique, faciès, utilisation, Masson
• M. Campy, J.J. Macaire, 2003. Géologie de la surface, Dunod
• Y. Dewolf, G. Bourrié, 2008. Les formations superficielles ; genèse, typologie, classification, paysages et environnements, ressources et risques, Ellipse
• M.-C. Girard et al., 2005. Sols et environnement, Dunod

Les étudiants devront avoir des notions de minéralogie, pétrologie et chimie, de niveau L2 sciences de la Terre ou équivalent.

Attendus de l'UE Langue-Anglais3 : Niveau B2 minimum dans les 5 compétences linguistiques.

ANGLAIS DE SPÉCIALITÉ. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais2 tout en introduisant un travail sur la langue de spécialité (scientifique et/ou de l'entreprise) : on prolongera l'approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) à partir de thèmes choisis selon la filière (interaction à travers de documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur une problématique et un scénario de communication). La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours. Le travail se fera par groupes de niveau.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont de :

• Maîtriser différentes techniques analytiques et leur finalité à travers des exemples pratiques soit de manipulation directe en laboratoire soit de manipulation de données.
• Mettre en forme et traiter des données expérimentales ou de terrain.
• Analyser et interpréter des données.
• Evaluer de façon critique les données et appréhender les limites analytiques (e.g., signification d’un écart-type sur un âge, une mesure de concentration).
• Hiérarchiser les niveaux d’informations (e.g., reconnaitre quelles informations sont significatives dans un article scientifique).
• Acquérir une démarche et un raisonnement scientifique avant de mettre en place un type d’analyse donné (objectifs, limites…).
• Synthétiser et communiquer sur des problématiques scientifiques.
• Travailler en équipe et savoir confronter les différentes observations et méthodes

Le but de cette UE est de confronter l’étudiant à des données expérimentales et de terrain acquises lors du stage multidisciplinaire afin qu’il soit amené à formuler des hypothèses et des interprétations argumentées. Il s’agit également de permettre à l’étudiant de découvrir l’éventail des outils analytiques utilisés en géosciences. L’étudiant devra traiter et analyser des données et les re-contextualiser par rapport à une problématique globale. Les données manipulées par l’étudiant pourront avoir été acquises sur le terrain par l’étudiant lui-même dans le cadre du stage multidisciplinaire de Licence 3, lors de son projet en géosciences ou issues de la littérature relative à la problématique traitée. In fine, l’étudiant devra acquérir une démarche scientifique d’analyse et de synthèse de résultats obtenus par différentes approches analytiques, e.g., par des méthodes spectrométriques, des outils géochimiques ou géophysiques. L’étudiant devra être capable de travailler en équipe et de présenter conjointement une note technique sur une méthode donnée.

• C. Langlois. Mini manuel de géologie : Géophysique, Cours et exercices corrigés. Dunod 2011, 200 pages, ISBN : 9782100518555
• R. Hagemann & M. Treuil. Introduction à la géochimie et ses applications, Tomes 1 & 2. CEA collection enseignement, 445 et 296 pages, ISBN : 272720194X et 2727201958.

Les enseignements seront dispensés sous forme de cours magistraux et de travaux pratiques et dirigés associés. L’enseignement pratique est privilégié permettant à l’étudiant de se confronter aux diverses facettes d’apprentissage. L’évaluation sera faite via une épreuve finale de synthèse, un oral illustrant un projet en équipe mais également par un suivi régulier (modalités de contrôle des connaissances à préciser).