"Google earth", un outil formidable pour les SVT

Pierre Thomas

ENS Lyon

Florence Kalfoun

ENS Lyon / DGESCO

12/10/2005

Résumé

Quelques exemples d'images obtenues via Google earth et utilisables en cours de sciences de la Terre.


Depuis quelques mois, la société Google met en ligne gratuitement un site qui permet d'avoir une couverture d'images satellites de 98% de la surface des terres émergées avec une résolution d'une dizaine de mètres (il manque quelques îles océaniques comme la Réunion qui ne sont couvertes qu'avec une mauvaise résolution). Ces images sont des images Landsat, en "fausses vraies couleurs". Quelques pourcentages de la surface de la Terre sont couverts avec une résolution métrique, utilisant d'autres satellites, en vraies couleurs.

Des observations de résolution variable et d'orientation modulable

Avec Google earth, il est possible de choisir sa zone géographique, sa résolution, une vue verticale ou oblique, "l'angle de prise de vue" en cas d'image oblique et d'exagérer le relief jusqu'à 3 fois…

Les cinq images qui suivent vous montrent les possibilités "généralistes" de ce site, deux images à "moyenne" résolution et trois images à "haute" résolution.

Tableau 1. La chaîne des Puys (Puy de Dôme)

Vue verticale du centre de la Chaîne des Puys (63), résolution "moyenne" (20 m).

Vue oblique de la Chaîne des Puys (vue vers le Sud), résolution "moyenne" (20 m).


Tableau 2. L'île de la Cité et Notre Dame de Paris


Quelques petits problèmes liés aux origines diverses des images

La coexistence d'images ayant des résolutions différentes, des traitements couleurs différents, prises à des jours différents (couvert nuageux variable) peut poser quelques problèmes, illustrés dans la région de Lyon.

Tableau 3. Du confluent de la Saône et du Rhône à la région lyonnaise

Vue rapprochée du confluent de la Saône et du Rhône à Lyon (69).

Noter la turbidité différente de ces deux cours d'eau. Aucun problème d'image à signaler.

Vue générale sur le quartier de Gerland (Lyon).

Aucun problème d'image à signaler.

Vue générale sur l'agglomération lyonnaise.

Les problèmes commencent. On voit la limite entre les zones "fausses vraies couleurs" (en haut à droite) et les zones vraies couleurs ailleurs.

Vue sur la région lyonnaise.

Les problèmes continuent. On note très bien les deux types de prises de vue (résolution et traitement des couleurs différents). On remarque aussi que les deux images haute résolution du milieu ont été prises un jour brumeux, ce qui n'était pas le cas des autres.


Malgré ces légers défauts (de jeunesse sans doute), si Google earth vous intéresse et si vous avez une liaison haut débit, il vous suffit d'aller le télécharger à cette adresse. La page http://earth.google.com/ vous permettra (directement ou en naviguant) d'obtenir des détails sur ce site et sur les satellites utilisés ainsi qu'un mode d'emploi détaillé.

Une aide à la compréhension des cartes géologiques

L'intérêt de ce site en sciences de la Terre est formidable.

Il permet par exemple d'expliquer des notions "géométriques" parfois difficile à comprendre. Qui, par exemple, n'a pas eu de mal un jour à comprendre (ou à expliquer) la règle du "V dans les vallées" pour trouver le pendage d'une couche ?

La comparaison de la carte géologique et de la photo satellite "verticale" à la même échelle permet de retrouver les couches, celles qui font un "V" en particulier. Une vue oblique va sans aucun problème montrer le pendage.

Voici un exemple pris dans l'arrière pays niçois (carte géologique de Roquesteron), là où les étudiants de l'ENS Lyon font leur stage de cartographie. Il se trouve que la prise de vue oblique la plus démonstrative est une vue vers l'Ouest, avec le Nord à droite donc. Nous avons donc orienté carte géologique et vue verticale avec le Nord à droite.

La comparaison entre la "réalité terrain photographiée" (en particulier les images obliques plus parlantes que les classiques vues verticales) et les cartes géologiques est maintenant partout possible en France, au moins à moyenne résolution, et même dans le monde (dans ce cas, ce sera se procurer les cartes géologiques qui sera plus difficile). Quel progrès pour des élèves, pour qui une carte géologique est souvent un document "incompréhensible".

Tableau 4. Illustration de la règle du V dans la vallée dans la région de Roquestéron (Alpes maritimes)

Extrait de la carte géologique (BRGM) de Roquestéron (06).

Noter le beau V (assez ouvert) au centre de l'extrait de carte.

Vue oblique de la région de Roquestéron.

Les relations entre le pendage de la couche et le sens de la pointe de V sont alors évidentes.


Des possibilités de changement d'échelle impressionnantes

Google Earth permet de faire des zooms sur tel ou tel point, et de raccorder des vues "classiques" prises du sol avec des images de format "photo aérienne classique" et des images satellites "classiques".

Par exemple, voici cinq images montrant les moraines de retrait d'un glacier du Karakoram -ou Karakorum- (non loin du site du tremblement de terre du 8/10/2005), à l'échelle de la langue terminale, du glacier entier, du massif montagneux, de la chaîne entière, voire de la plaque).

Les cinq images sont vues avec la même orientation et la même inclinaison.

Tableau 5. De la moraine d'un glacier du Karakoram (Karakorum) à la chaîne himalayenne

Vue générale du massif du Karakoram (ou Karakorum).

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Vue générale de l'Ouest de l'Himalaya.

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Vue générale de l'Himalaya, de la partie continentale de la plaque indienne.

Attention à l'orientation : le Nord est en bas à gauche.

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Ce qui est vrai pour un glacier l'est bien sûr pour un pli ou une faille ou un volcan, ou tout autre objet géologique.

Un "pot-pourri" d'objets géologiques

Google earth est donc une mine inépuisable de documents, documents inédits et personnels puisque chacun choisit son site, son orientation, son inclinaison, son échelle,…, documents pour illustrer ses enseignements, documents pour faire travailler ses élèves…

Pour vous montrer les possibilités multiples de ce site, je me suis "promené" dans le vaste monde à la recherche de glaciers montrant des phases de retrait), d'anticlinaux, de synclinaux), de plis multiples, de failles, de grabens, de discordances, d'intrusion, de volcans , de coulées , de caldeira, de régions schistosées, de cratère de météorites…

Le plus difficile est de savoir où aller chercher, car la Terre est grande et il faudrait des mois pour tout survoler à haute résolution. Il faut donc aller chercher là où la nature est riche et belle, les glaciers en Himalaya, les volcans au Japon … Et comme l'Himalaya et le Japon sont grands, si on sait que les plus beaux glaciers sont dans le Karakoram et les plus beaux volcans dans le sud de Kyushu ...

Voici un "pot pourri" de mes trouvailles (je me suis limité à 1h 30 de recherche, mais on y passerait des heures). La latitude et la longitude du centre de chaque image sont indiquées au bas du cliché, ce qui vous permettra de retrouver la région correspondante.

Figure 1. L'anticlinal de Lavelanet (Ariège)

L'anticlinal de Lavelanet (Ariège)

Vue vers l'Ouest


Figure 2. L'anticlinal de Lavelanet (Ariège)

L'anticlinal de Lavelanet (Ariège)

Vue vers le Sud-Ouest


Figure 3. Le synclinal perché de la Forêt de Saou (Drôme)

Le synclinal perché de la Forêt de Saou (Drôme)


Figure 5. Région plissée dans le Sud marocain

Région plissée dans le Sud marocain

Figure 6. Horst et graben du Névada (USA)

Horst et graben du Névada (USA)

Figure 7. Horst, graben et volcans, Rift africain (Éthiopie)

Horst, graben et volcans, Rift africain (Éthiopie)

Figure 8. Une grande faille dans le désert chinois

Une grande faille dans le désert chinois

Figure 9. Schistosité verticale se moulant autour d'une intrusion magmatique préexistante (Madagascar)

Schistosité verticale se moulant autour d'une intrusion magmatique préexistante (Madagascar)

Noter la convergence morphologique avec les quatre photographies prises à l'échelle de l'échantillon ou de la lame mince de article chronologie relative (images 27 à 30).


Figure 10. Le volcan Sakurashima (Japon)

Le volcan Sakurashima (Japon)

Figure 11. Les coulées de basalte du Nyiragongo (Zaïre)

Les coulées de basalte du Nyiragongo (Zaïre)

Figure 12. Un des volcans du Tibesti (Sahara Central, Nord du Tchad) recouvrant partiellement une caldeira (à l'Est), avec au Sud-Est une seconde caldeira

Un des volcans du Tibesti (Sahara Central, Nord du Tchad) recouvrant partiellement une caldeira (à l'Est), avec au Sud-Est une seconde caldeira

Le fond de la deuxième caldeira est occupé par un lac asséché avec dépôts évaporitiques de carbonate de soude (Na2CO3, 10 H2O = natron)



Figure 14. Les intrusions granitiques de l'Aïr (Niger)

Les intrusions granitiques de l'Aïr (Niger)

Bonne recherche de documents, et bon voyage sur la planète Terre grâce à cet outil merveilleux.

Attention, pour l'instant Google Earth ne fonctionne pas sur macintosh. Si vous faites partie des utilisateurs de Macintosh, vous pouvez vous rendre sur ce site http://www.flashearth.com/ qui présente en format Flash les cartes de Google (et de MSN). Il ne dispose pas de toutes les fonctionnalités de Google Earth (pas de vue 3D, pas de vue oblique, pas de sauvegarde des images, à moins de faire une copie d'écran...). Mais il constitue quand même un analogue utile pour parcourir le globe et y voir l'essentiel. Autre intérêt, il ne nécessite aucune installation sur l'ordinateur.