LIVRET DE L'ÉTUDIANT A nnée 2014-2015 Master STUE Sciences de la Terre, de l Univers et de l Environnement
LIVRET DE L ETUDIANT Année 2014-2015 Master Mention «Sciences de la Terre, de l Univers et de l Environnement» Spécialité «Sciences de la Terre et de l Environnement» Information générale Dans le but de renforcer la formation des géologues à Orléans et de mutualiser les compétences scientifiques et pédagogiques du BRGM, du CNRS et de l Université d Orléans, la spécialité «Sciences de la Terre et de l'environnement» du Master STUE, porté par l Observatoire des Sciences de l Univers en région Centre (OSUC), accueille pour la deuxième année l Ecole Nationale d Applications des Géosciences (ENAG) du BRGM. Ce master, adossé aux équipes de recherche de l Institut des Sciences de la Terre d Orléans (ISTO), propose une formation pluridisciplinaire dans le domaine des géosciences. Cette formation s'appuie sur une démarche naturaliste fondamentale et sur des outils analytiques, expérimentaux et conceptuels exigeants ; elle permet aussi bien une professionnalisation en sortie de Master qu'une poursuite en doctorat pour une professionnalisation à Bac+8. Les étudiants attirés par les Sciences de la Terre et de l Environnement peuvent, au sein du campus de l Université d Orléans, du CNRS et du BRGM, suivre une formation de Master de haut niveau, en immersion complète dans le monde de la recherche, au coeur des laboratoires, leur permettant de s approcher au plus près des derniers progrès scientifiques du domaine et de se former au jour le jour au contact des chercheurs. Cette spécialité est aussi caractérisée par une forte ouverture internationale : échange semestriel avec l Université du Québec à Montréal (UQAM, Canada) et co-diplomation avec l Université de Meknès (Maroc), ainsi que des stages géologiques sur le terrain en Grèce, Italie, Espagne ou Maroc, et au Canada lors du séjour à l UQAM. Une large offre modulaire à partir du second permet à l'étudiant de construire son propre parcours en fonction de ses aspirations et de son projet professionnel. Chaque parcours nécessitant des pré-requis, l'étudiant sélectionnera ses UE avec l'aide de l'équipe pédagogique. Organisation La spécialité STE est fondée sur une large offre modulaire, destinée à permettre aux étudiants de choisir leur cursus en fonction de leur projet personnel. Elle se caractérise donc par une majorité d UE optionnelles. Néanmoins, les démarches thématiques restent fondamentales pour structurer la connaissance et garantir sa cohérence, base de définition des compétences professionnelles. Les UE disciplinaires sont harmonisées sur des s communes de 24 h, de 36h ou de 48h (2, 3 ou 4 ECTS), dans la majorité des cas. Chaque étudiant réalise son inscription pédagogique (choix des UE) en concertation avec les enseignants (30 ECTS/) en fonction de son projet scientifique et professionnel. Chaque unité est colorée dans un domaine thématique de façon plus ou moins forte. La logique générale de l offre modulaire est commentée et illustrée en termes de «parcours» dès la réunion de pré-rentrée. 1
La formation, organisée en quatre s, débute par une école de terrain de 2 semaines. Afin d harmoniser l acquisition des connaissances et des compétences thématiques, les enseignements du premier (M1S1) s inscrivent dans un tronc commun. Les enseignements du second (M1S2) sont constitués d écoles de terrain (2 à choisir sur 5 proposées), d un premier stage de recherche de 6 semaines en laboratoire de recherche (Travaux Encadrés de Recherche TER) ainsi que de cours magistraux, TD, TP et projets (16 modules au choix). Les s 3 et 4 (M2S3 et M2S4) sont consacrés aux enseignements plus spécifiques et/ou professionnalisants. Le choix de la voie (recherche ou professionnelle) est modifiable jusqu au 15 novembre. Pour accompagner les étudiants dans leurs choix et leur offrir une bonne lisibilité de l offre de formation en termes de débouchés et de métiers clairement définis, celle-ci est bâtie autour de 4 parcours thématiques : (1) Exploration et Géomatique des Ressources Minérales (EGERM) (2) Géologie et Gestion durable des Ressources minérales (ENAG-2GR) (3) Dynamique de la Terre (DT) (4) Hydrosystèmes et Environnement (HYDRO-ENV). Contenu de la formation Cette formation s'enrichit en permanence des avancées scientifiques du domaine, notamment dans les champs de compétences de l'isto : fluides géologiques et ressources minérales et énergétiques, tectonique et géodynamique, magmas et dynamique éruptive, biogéochimie des environnements de la surface (eau, environnement, matière organique, cycle du carbone, stockages), expérimentation. Les sciences de la Terre appellent la plupart du temps des représentations en carte ou en trois dimensions et des méthodes d évaluation du risque environnemental ou de la favorabilité minière. Les Systèmes d Information Géographiques (SIG) ont donc pris une très grande importance dans ce domaine. La spécialité STE offre des modules transversaux permettant aux étudiants d acquérir l ensemble des outils de la géomatique appliquée aux géosciences, leur conférant une double compétence par rapport aux parcours ci-dessous. Le parcours Exploration et Géomatique des Ressources Minérales (EGERM) propose pour partie des enseignements de M2 à hauteur de 205 h entre fin août et mi-décembre au sein de l UQAM de Montréal (Québec) et donne aux étudiants une expérience de mobilité et une prise de contact forte avec l'activité minière, très active au Canada. La participation importante d'intervenants professionnels permet d'assurer la cohérence avec les besoins du secteur, en forte croissance au niveau mondial. Cette formation ouvre sur les nombreux métiers de la mine, de la phase d exploration jusqu à celle de la réhabilitation, dans des compagnies minières de taille internationale, des compagnies juniors ou des bureaux d étude, mais peut aussi se poursuivre par un doctorat. Les enseignements se fondent entre une forte part de terrain, essentiellement au Québec, intégrant la mise en œuvre des disciplines-socle de la géologie vers des finalités appliquées, notamment vers l industrie des ressources minérales (mines métalliques, minéraux industriels, granulats ). Cette pratique du terrain se conjugue avec une forte maîtrise des outils géomatiques, notamment dans le domaine de la spatialisation, et des outils d analyse métallogénique plus fondamentale comme le microscope métallographique. Cette formation a pour but de fournir aux diplômés une bonne connaissance des processus générateurs des concentrations minérales, prolongée sur un axe pratique par une très bonne aptitude à mettre en œuvre les outils d exploration les plus adaptés. Une double compétence très recherchée par l industrie des ressources minérales. Le parcours Géologie et Gestion durable des Ressources minérales (ENAG-2GR), est issu de la volonté commune de l Université d Orléans et du BRGM d unir leurs forces en matière de formation dans le domaine des géosciences appliquées à la gestion durable des ressources minérales (DU-ENAG) et des fluides géologiques (RESFLUID-Orléans). Ce nouveau parcours ENAG 2GR est un parcours à finalité professionnelle orienté vers l industrie, mais également vers la recherche (poursuite en doctorat). Les cœurs de compétences sont la géologie des ressources minérales s.l. ainsi que la gestion de projet d exploration minérale. Il s agit d une formation collaborative destinée à former des géologues ayant une bonne pratique du terrain, tout en les ouvrant aux différents enjeux du secteur des ressources minérales ; à commencer par l économie et la législation minière, la gestion des risques environnementaux et sociaux, la faisabilité technico-économique des projets miniers, mais également la R&D. Cette formation s appuie en partie sur le BRGM, qui est un spécialiste de réputation internationale en matière de cartographie géologique et d exploration minière, et fait également appel à de nombreux intervenants venant d écoles et 2
d universités françaises ou étrangères, ainsi qu à des experts du monde industriel, de France ou de l étranger. Ce partenariat s étend également à la pratique, forte, du terrain. En effet, les écoles de terrains occupent une place de choix dans ce parcours car, sur l ensemble du M2, elles comptent pour près d un mois et demi de formation dont un mois à l étranger. Le parcours Dynamique de la Terre (DT) offre une formation focalisée sur les processus tectoniques profonds et leurs interactions avec la dynamique de surface, ainsi que sur la formation et la dynamique des magmas jusqu aux phénomènes éruptifs. Ce parcours unique, alliant magmatisme et tectonique, se justifie naturellement par les interactions étroites entre ces deux phénomènes moteurs de la géodynamique et par les interactions scientifiques au sein du laboratoire. Le cursus associe observation et mesure en milieux naturels, analyse et expérimentation/simulation en laboratoire, et modélisation. Le travail du géologue sur le terrain tient une place de choix dans la formation, depuis l analyse des produits volcaniques et leur signification en terme de dynamique éruptive jusqu à l analyse des déformations de la croûte et des relations tectonique-métamorphisme-fluides-magmatisme (stage de terrain dans le Massif Central et en Grèce). L expérimentation en laboratoire est également un des piliers de cette formation avec des stages pratiques sur les équipements disponibles à l OSUC (presse Paterson, Griggs, Laboratoire de datations 40Ar/39Ar ). La modélisation et la quantification des processus sont également au cœur des enseignements. DT offre en premier lieu une formation à vocation recherche avec des débouchés possibles dans l industrie minière ou pétrolière et plus généralement dans tous les domaines impliquant des géologues, qu ils exercent sur le terrain ou en laboratoire. Le parcours Hydrosystèmes et Environnement (HYDRO-ENV) est spécialisé dans le domaine de la géochimie environnementale et dans ses applications pour la R&D des entreprises, les bureaux d'étude ou la recherche fondamentale. Il offre des compétences étendues et très recherchées sur la caractérisation des milieux naturels (eaux, sols, zones humides,...) et sur les fondements théoriques (géochimie, thermodynamique, cinétique chimique) des transferts réactifs dans ces milieux. Associé pour certains enseignements avec Polytech Orléans, il intègre par ailleurs une forte participation de professionnels du BRGM et de l'inra, et s'appuie sur le pôle de compétitivité de la région «DREAM Eau et Milieux», qui regroupe les principales entreprises du domaine de l environnement en région Centre. A l'issue de la formation, le diplômé est capable de : - comprendre le continuum bassin versant-sols-eaux souterraines ; - étudier l'héritage des interactions Homme-Climats-Environnement dans les sols, tourbes et sédiments ; - décrire le transfert-réactif des polluants et construire le diagnostic environnemental ; - mesurer la constitution biogéochimique (élémentaire, moléculaire, isotopique) dans les milieux naturels ; - décrire les interactions dans les environnements actuels (matières organiques/organismes vivants, fractions minérales/polluants, eau/gaz,...). Ces compétences, alliées à des connaissances de base en réglementation et droit de l environnement, permettent une insertion professionnelle dès la sortie du Master, aussi qu une possibilité de poursuite des études en doctorat. Partenariats Cette formation se fait en partenariat direct avec : - des laboratoires de l'université et du CNRS : Institut des Sciences de la Terre d Orléans (ISTO), Laboratoire de Physique et Chimie de l Environnement et de l Espace (LPC2E), Centre de Biophysique Moléculaire (CBM), Laboratoire de Mathématiques Applications et Physique Mathématique d'orléans (MAPMO) ; - l Université du Québec à Montréal (UQAM, Canada), l Université Moulay Ismaël de Meknès (Maroc) - des organismes de recherche : BRGM, INRA, IRD ; - des industriels français ou étrangers: AREVA, ALEXIS, AURIZON, BEICIP,CASPEO, CEMEX, DASSAULT systemes, ERAMET, GENIVAR, GEOHYD, GSM, IAMGOLD, IMERYS, ING Bank, Lyonnaise des eaux, MANAGEM, SHERPA, VARISCAN mines, ainsi que les entreprises du pôle de compétitivité DREAM. Débouchés Ce master permet une insertion directe dans le monde professionnel ou via une poursuite en thèse. Les métiers visés sont : ingénieur de recherche, ingénieur développement dans le monde industriel, chef de projet, géologue d exploration ou de mine. Il permet également d'intégrer des bureaux d'études ou collectivités locales en tant qu'ingénieur d'étude ou de recherche. Au-delà du secteur économique, la thèse peut également conduire aux métiers de chercheur ou d enseignant-chercheur dans le domaine académique. 3
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Modules conseillés par Parcours L équipe pédagogique aide l étudiant à construire son parcours de formation en fonction de son projet professionnel. Les pastilles de Couleur indiquent les modules qui sont plus particulièrement conseillés pour chaque parcours. EGERM Exploration et Géomatique des Ressources Minérales MODULES CONSEILLES ENAG 2GR Géologie et Gestion durable des Ressources Minérales DT Dynamique de la Terre HYDRO-ENV Hydrosystèmes et environnements Modules de géomatique Dernière mise à jour le 22 juillet 2014 5
SOMMAIRE Nom des Modules Responsables Page SEMESTRE 1 1 OOM1GE01 - Ecole de Terrain interdisciplinaire M. Vidal 8 2 OOM1GE02 - Anglais scientifique S. Gendron 9 3 OOM1GE03 - Culture commune : "Origines" C. Briois 10 4 OOM1GE04 - (Géomatique) - Outils statistiques C. Gumiaux 11 5 OOM1GE05 - (Géomatique) - Cartographie sous SIG pour les géosciences M. Vidal 12 6 OOM1GE06 - Hydro-géochimie Y. Coquet 13 7 OOM1GE07 - Thermodynamique des systèmes naturels L. Mercury 14 8 OOM1GE08 - Dynamique de la terre L. Jolivet 15 9 OOM1GE09 - Description et typologie des ressources minérales E. Marcoux 16 SEMESTRE 2 1 OOM2GE01 - TER - Travail encadré de recherche H. Raimbourg 18 2 OOM2GE02 - (Géomatique) - Télédétection avancée pour la cartographie géol. M. Vidal 19 3 OOM2GE03 - (Géomatique) - Modélisation géologique 3D C. Gumiaux 20 4 OOM2GE04 - Géochimie environnementale L. Mercury 21 5 OOM2GE05 - Traçage isotopique des processus endogènes R. Augier 22 6 OOM2GE06 - Thermochimie et équilibres de phase L. Mercury 23 7 OOM2GE07 - Altération, pédogenèse et fonctionnement des sols Y. Coquet 24 8 OOM2GE08 - Formations superficielles et bassins versants C. Di-Giovanni 25 9 OOM2GE09 - Typologie et réactivité de la MO dans les environnements M. Boussafir 26 10 OOM2GE10 - Lois de transports dans les hydro-géosystèmes JL. Rouet 27 11 OOM2GE11 - Processus de genèse des gisements métalliques S. Sizaret 28 12 OOM2GE12 - Métamorphisme et introduction à la thermobarométrie N. Le Breton 29 13 OOM2GE13 - Structure et dynamique de la lithosphère H. Raimbourg 30 14 OOM2GE14 - Analyse chimique de l eau et de la matière organique P. Albéric 31 15 OOM2GE15 - Magmatisme et volcanisme JL Bourdier 32 16 OOM2GE16 - Géodynamique évolutive L. Jolivet 33 17 OOM2GE17 - Introduction à l analyse quantitative des textures des géomatériaux L. Arbaret 34 18 OOM2GE18 - Ecole de Terrain de Gitologie (24h) L. Barbanson 35 19 OOM2GE19 - Ecole de Terrain de Géodynamique (24h) L. Jolivet 36 20 OOM2GE20 - Ecole de terrain en volcanologie (24h) JL Bourdier 37 21 OOM2GE21 - Camp de terrain en Hydrogéochimie (24h) S. Binet 38 22 OOM2GE22 Ecole de terrain en limnogéologie (24h) C. Di-Giovanni 39 Semestre 3 1 OOM3GE01 - Synthèse bibliographique et veille technologique P.Gautret 41 2 OOM3GE02 - Climats et paléoclimats C. Di Giovanni 42 3 OOM3GE03 - Biogéochimie isotopique des milieux naturels et anthropisés P. Albéric 43 4 OOM3GE04 - Stage de terrain Tourbières F. Laggoun-Déf. 44 5 OOM3GE05 - (Géomatique) Projet SIG tutoré M. Vidal 45 6 OOM3GE06 - (Géomatique) - Algorithmique et programmation en géosciences M. Vidal 46 7 OOM3GE07 - (Géomatique) - Analyse spatiale prédictive C. Gumiaux 47 6
8 OOM3GE08 - (Géomatique) - Modélisation géologique dans l'archéen (UQAM) UQAM 48 9 OOM3GE09 - (Géomatique) - Géomatique appliquée aux géosciences (Maroc) M. Vidal 49 10 OOM3GE10 - Géochimie réactive L. Mercury 50 11 OOM3GE11 - Marqueurs et archives sédimentaires M. Boussafir 51 12 OOM3GE12 - Sols et aquifères anthropisés M. Motelica 52 13 OOM3GE13 - Hydrogéologie quantitative L. Mercury 53 14 OOM3GE14 - Métallogénie : études de cas approfondissements L. Barbanson 54 15 OOM3GE15 - Failles Fluides Flux : expérimentation et modélisation L. Arbaret 55 16 OOM3GE16 - Synthèse métallogénique E. Marcoux 56 17 OOM3GE17 Eco. et géopolitique des matières 1ères minérales. Rôle des acteurs J. Tuduri 57 18 OOM3GE18 - Géodynamique et rhéologie de la lithosphère Y. Chen 58 19 OOM3GE19 - Outils d expérimentation et d analyse L. Arbaret 59 20 OOM3GE20 - Ressources et fluides en contexte sédimentaire J. Tuduri 60 21 OOM3GE21 - Géodynamique Méditerranéenne : expérience de terrain L. Jolivet 61 22 OOM3GE22 - Début du stage de recherche (DSR) P. Gautret 62 23 OOM3GE23 - Métallogénie régionale (UQAM) UQAM 63 24 OOM3GE24 - Géotectonique (UQAM) UQAM 64 25 OOM3GE25 - Hydrothermalisme (UQAM) UQAM 65 26 OOM3GE26 - Déformation des gites minéraux (UQAM) UQAM 66 27 OOM3GE27 - Techniques d exploitation minière et traitement des minerais (Maroc) Y. Branquet 67 28 OOM3GE28 - Ecole de Terrain Ressources et Fluides Maroc Y. Branquet 68 29 OOM3GE29 Le projet à l'international dans le domaine des géosciences J. Tuduri 69 30 OOM3GE30 - Gouvernance, resp. sociétale des entreprises & législat minières internat. D. Guyonnet 70 31 OOM3GE31 Genèse, stockage et éruption des magmas G. Prouteau 71 32 OOM3GE33 Techniques hydrogéologiques P. Albéric 72 33 OOM3GE35 - Terrain, sols et sites instrumentés (24h) I. Cousin 73 34 OOM3GE36 Méthodologie de la communication en sciences de la terre UQAM 74 35 OOM3GE37 Ressources minérales et mondialisation UQAM 75 Semestre 4 1 OOM4GE01 - Stage voie professionnelle XX 77 2 OOM4GE02 - Stage voie recherche XX 78 3 OOM4GE03 - (Géomatique) - Analyse spatiale prédictive appliquée C. Gumiaux 79 4 OOM4GE04 - (Géomatique) - Géom. prof. pour la mod des env. naturels / ind. Miniers I M. Vidal 80 5 OOM4GE05 - (Géomatique) Géom. prof. pour la mod des env. naturels / ind. Miniers II M. Vidal 81 6 OOM4GE06 - Droit de l environnement et des données J. Jacob 82 7 OOM4GE07 - Minéraux industriels E. Marcoux 83 8 OOM4GE08 - Environnement en mines et carrières L. Barbanson 84 9 OOM4GE09 Echantillonnage et granulats L. Barbanson 85 10 OOM4GE10 - Conduite de projet d exploration (école de terrain) J. Tuduri 86 11 OOM4GE11 - Faisabilité technico-économique des projets miniers J. Tuduri 87 12 OOM4GE12 Environnement minier et après-mine D. Guyonnet 88 13 OOM4GE13 - Géobiologie des ressources et des procédés C. Défarge 89 14 OOM4GE14 - Qualité, durabilité des géomatériaux O. Rozenbaum 90 15 OOM4GE15 Ecole d analyse de la qualité des eaux C. Defarge 91 En jaune, les modules communs avec ma Master SAE EXPLO 7
Fiches d enseignement MASTER 1 Semestre 1 8
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE01 - Ecole de terrain interdisciplinaire Semestre : 1 Crédits ECTS : 6 Coefficient : 6 Volume horaire total : 55 dont CM TD 55 TP Fiche mise à jour le 20 mai 2014 enseignement sur le terrain (12 jours) Ce stage regroupe un certain nombre d ateliers de découverte ou de rappels des méthodes de travail des disciplines géologiques constituant les points forts de la recherche et du master d Orléans : sédimentologie/climatologie, matière organique/tourbières, pédologie, analyse pétrostructurale, métallogénie, modélisation 2D/3D, SIG environnementaux, risque et application par la cartographie. Les ateliers sont regroupés autour de 2 objets géologiques du Massif Central (le massif granitique du Mont-Lozère et le versant sud de la Montagne Noire). Les ateliers de la première semaine permettent au final une lecture naturaliste transverse sur les ateliers disciplinaires. Cette lecture est par ailleurs épaulée par les concepts numériques abordés directement sur le terrain au travers de chaque atelier disciplinaire : structuration des bases de données, notions de géoréférencement, notions de MNT, de couches et de croisement de couches thématiques finalisés par un SIG (développé dans le module carto SIG) seul capable de rendre compte objectivement des interactions transdisciplinaires. La seconde semaine est une mise en application des méthodes naturalistes de cartographie par un rendu personnel d un secteur de la Montagne Noire à cartographier. Pré-requis : formation de base de type Licence des Sciences de la terre Objectifs (savoirs et compétences acquis) : prise de conscience des outils et des méthodes de travail d un certain nombre de disciplines géologiques développées au sein de l Observatoire. Ce module permet aux étudiants de préciser leur futur projet de formation. Modalités de contrôle des connaissances : CC sur le terrain de certains ateliers, 2 cartes et 1 rapport éliminatoire : NON 1 ère session : 1 2 ème session : Rapport d ateliers sur le terrain Responsable de l enseignement : Max Vidal (ISTO) Bibliographie : Ressources pédagogiques : guide de rédaction de rapport en pdf sur ENT Rapport et cartes Rapport et carte Rapport et carte 40%/60% 100% 100% 9
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE02 - Anglais scientifique Semestre : 1 Crédits ECTS : 3 Coefficient : 3 Volume horaire total : 24 dont CM TD 24 TP Langue de l enseignement : Anglais (21h en salle/3h exposés) Module commun STE, SAE-AP & SAE-EXPLO Fiche mise à jour du 07/05/2014 Ce module doit permettre à un étudiant avec un niveau B1 de pouvoir s exprimer en continu sur des sujets techniques et scientifiques. Il devra ainsi maitriser les structures langagières et grammaticales appropriées à l expression technique en langue anglaise. La communication se fera à l aide de supports visuels adéquats. Différents supports et contenus lui permettront de se familiariser avec le format des présentations en colloque ou symposiums. Un tiers du temps sera consacré à l entrainement au TOEIC. Communication orale et écrite Pré-requis : niveau B1 minimum Objectifs (savoirs et compétences acquis) : A l issue de la formation, l étudiant devra être capable de faire une présentation orale dans un anglais clair et précis en s appuyant sur des supports visuels et sur un thème relevant de son domaine de spécialité. Le niveau de compétence visé est le niveau B2 ainsi qu un score de TOEIC de 750. Modalités de contrôle des connaissances : éliminatoire : NON 1 ère session : 4 2h Semestre 1 projet technique incluant 1oral 1 classwork (écrit + oral) 1 écrit (DST) 1 projet final 15 mn Oral rapport 2 ème session : 15 mn oral Responsable de l enseignement : Sylvain GENDRON Bibliographie : Ouvrages en langue anglaise utilisés dans les autres UE Ressources pédagogiques : Mise en ligne sur Célène CC uniquement CT uniquement 10
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE03 - Culture commune «Origines» Semestre : 1 Crédits ECTS : 2 Coefficient : 2 Volume horaire total : 24 dont CM 16 TD 8 TP + 2h visite Module commun STE, SAE-AP & SAE-EXPLO Fiche mise à jour le 22 mai 2014 Ce module est destiné à sensibiliser les étudiants à la planétologie. C est une introduction aux concepts de base en exobiologie. Il émarge à plusieurs domaines thématiques des sciences de l univers et de la vie (sciences de la Terre, chimie, physique, biologie, climatologie, astronomie). 1 ère partie, le Système Solaire : 1) Nucléosynthèse, production des éléments chimiques, notion d habitabilité ; 2) Les petits corps du Système Solaire + visite des expériences de planétologie du LPC2E ; 3) Météorites : classements, chimie, impacts & dangers ; 4) Les planètes et leurs satellites ; 5) Habitabilité en terme de Température ; Télédétection ; Exoplanètes 2 ème partie, La terre Primitive & Exobiologie: 1) Habitabilité de la Terre Primitive ; 2) La chimie prébiotique et l apparition de la vie sur Terre + visite des expériences d exobiologie du CBM; 3) La géomicrobiologie de la Terre primitive (Archéen-Protérozoïc inférieur) ; 4) Les extrêmophiles ; 5) Les processus de fossilisation et de préservation. Pré-requis : les conférences OSUC (sans examen) suivantes, obligatoires pour le suivi du module : 1) Structures de l Univers, de la formation des galaxies à la naissance des planètes, 2) Introduction générale sur l exobiologie, 3) Mars & les missions martiennes, 4) Missions spatiales cométaires focus sur Rosetta. Objectifs (savoirs et compétences acquis) : l UE permettra d acquérir les connaissances générales de base en exobiologie, de présenter quelques aspects (1) de la formation du système solaire et des planètes telluriques, (2) l évolution de la Terre primitive, (3) l origine de la matière de la vie et l origine de la vie, (4) la géo-microbiologie dans les sédiments le plus anciens par rapport à la géo-microbiologie dans les environnements actuels, et (5) d assimiler des notions de stratégie d étude. Modalités de contrôle des connaissances : éliminatoire : NON 1 ère session : 1 1h00 Ecrit Projet Poster en anglais Projet Poster en anglais 2 ème session : 1 h Ecrit 1 h Ecrit CC 25 % / CT 75% Responsable de l enseignement : Christelle Briois (LPC2E) Bibliographie : Gargaud M., Barbier B., Martin H., and Reisse J. (2005) Lectures in Astrobiology. Gargaud M., Claeys P., Lopez-Garcia P., Martin H., Montmerle T., Pascal R., and Reisse J. (2006) From Suns to Life : a Chronological Approach to the history of Life on Earth. Gargaud M., Claeys P., and Martin H. (2005) Des atomes aux planètes habitables. Gargaud M., Despois D., and Parisot J.-P. (2001) L'environnement de la Terre primitive. Gargaud M., Despois D., Parisot J.-P., and Reisse J. (2003) Les traces du vivant. Ressources pédagogiques : documents photocopiés (cours) 11
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE04 - Outils statistiques Semestre : 1 Crédits ECTS : 3 Coefficient : 3 Volume horaire total : 24 dont CM 6 TD 18 TP Module commun STE, SAE-AP, STE-EXPLO Fiche mise à jour du 7 mai 2014 : pour des raisons d'équipement informatique, certains TD de ce module devront être faits par groupes de 20 étudiants maximum Présentation dans un premier temps des outils principaux d analyse de données multivariées (SVD) et application à quelques cas pratiques tirés des sciences de l Univers. Les concepts de géostatistiques sont ensuite abordés dans ce module, à la fois de manière théorique et appliquée. Les parties suivantes seront abordées à travers cet enseignement : - distance entre deux courbes, recherche des modes principaux, représentation des données multidimensionnelles, - rappels de statistiques uni- et multi-variables, - mesures de distribution, - caractérisation de la variabilité spatiale (variographie), - estimation locale (krigeage), - variances et estimation des intervalles de confiance, - cas non stationnaires (phénomènes présentant une dérive systématique). Les travaux dirigés traiteront d exemples de simulations de variables régionalisées choisies dans différents champs disciplinaires des sciences de la Terre et de l Univers. Ils s appuieront notamment sur l utilisation d un logiciel spécifique développé au sein du BRGM-Orléans et du logiciel de calcul Scilab. Pré-requis : notions de cartographie numérique ; statistiques uni-variables et multi-variables. Pour les travaux dirigés et pratiques : manipulations de tableurs. Objectifs (savoirs et compétences acquis) : traitement avancé des variables régionalisées ; maîtrise d une étude géostatistique complète depuis l interprétation des variogrammes jusqu à l interpolation par Krigeage et l interprétation des variances. Exemples d applications dans des domaines variés. Modalités de contrôle des connaissances : éliminatoire : NON 1 ère session : Rapport TP 2h Ecrit 25% / 75% 2h Ecrit 2 ème session : 2h Ecrit 2h Ecrit Responsable de l enseignement : Charles Gumiaux (ISTO- responsable) / Thierry Dudok de Wit (LPC2E) Bibliographie : Bourgine B. (2008) Analyse géostatistique à l aide du programme Geostat2D. BRGMRP- 56354-FR Wackernagel H. (1998) Multivariate Geostatistics, Springer-Verlag, Berlin, Germany ; 283p. Ressources pédagogiques : Logiciel GEOSTAT 2D (Brgm-Orléans ; fourni en séances de TD). 12
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE05- Cartographie sous SIG pour les géosciences Semestre : 1 Crédits ECTS : 2 Coefficient : 2 Volume horaire total : 24 dont CM TD 24 TP Fiche mise à jour le 20 mai 2014 Ø L organisation du cours se fait sur la structuration et la spatialisation de bases de données de terrain, le montage et l intérêt d une scène satellitale, la conception et montage d un Système d Information Géographique et l exploitation des grandes bases de données nationales ou autres dans les domaines de l environnement ou des ressources et carrières. Dans le détail l étudiant apprendra la gestion de données attributaires, le géoréférencement, la digitalisation autour des concepts vecteurs et rasters, les requêtes topologiques et les croisements de couches, la réalisation d une carte numérique et la mise en page. L originalité de l enseignement repose sur le domaine d application, source de données, qui correspond essentiellement à la zone d étude du stage initial de terrain. Le fil directeur sous-jacent de cette série d ateliers de base de la géomatique correspondra donc à une question que l étudiant se posera à la suite du stage de terrain initial et en partie grâce à ses données. Pré-requis souhaités : initiation aux bases de données Objectifs (savoirs et compétences acquis) : acquisition d une bonne maîtrise de base de l outil SIG pour la cartographie géologique Modalités de contrôle des connaissances : 1 examen écrit + 1 rapport de suivi TP éliminatoire : NON 1 ère session : Rapport TP Rapport TP 2 ème session : 2h 2h oral sur machine oral sur machine Responsable de l enseignement : Max Vidal (ISTO) Bibliographie : Ressources pédagogiques : intégralité du support de cours et TP en pdf sur ENT 13
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE06 - Hydro-géochimie Semestre : 1 Crédits ECTS : 4 Coefficient : 4 Volume horaire total : 48 dont CM 27 TD 21 TP Fiche mise à jour le 14/05/2014 Ce module vise à asseoir un socle de connaissances de base en hydrologie, hydrogéologie et géochimie. Dans une première partie, le module abordera le cycle de l eau aux échelles globale et locale, ainsi que les principaux phénomènes hydrologiques (précipitations, ruissellement, infiltration, évaporation, recharge, écoulements en conditions saturées ou non saturées, échanges nappe-rivière). Dans une seconde partie, les mécanismes physicochimiques réactionnels en solution (réactions acido-basiques, rédox, complexation, dissolution/précipitation, adsorption/désorption) seront étudiés et illustrés sur des cas concrets. La troisième partie du module sera consacrée à l étude, sous forme de TD, du couplage entre phénomènes de transport et phénomènes réactionnels, à travers plusieurs études de cas relevant du domaine des géosciences (y compris de la géologie profonde) et de l environnement. Pré-requis : formation de base de type Licence en sciences de la terre et/ou sciences de l environnement Objectifs (savoirs et compétences acquis) : Savoir décrire le cycle (externe) de l eau. Connaître les phénomènes de base en hydrologie et hydrogéologie. Connaître les caractéristiques des principaux types d aquifères superficiels et profonds. Connaître les mécanismes réactionnels en phase liquide. Etre capable d aborder des phénomènes couplés de transport et de réaction physicochimique. Etre capable de mobiliser ses connaissances en hydrologie, hydrogéologie et géochimie pour comprendre et caractériser des phénomènes géologiques (de surface et profonds) ou environnementaux. Modalités de contrôle des connaissances : examen écrit éliminatoire : NON 1 ère session : 3 h Ecrit 2 ème session : 3 h Ecrit Responsable de l enseignement : Yves Coquet (ISTO) Bibliographie : Musy, A., Higy, C., 2004. Hydrologie 1. Une science de la nature. Presses polytechniques et universitaires romandes. Gilli, E., Mangan, C., Mudry, J., 2012. Hydrogéologie. Objets, méthodes, applications. Dunod. Sigg, L., Stumm, W., Behra, P., 1992. Chimie des milieu aquatiques. Masson. Michard, G., 2002. Chimie des eaux naturelles. Publisud. Ressources pédagogiques : support de cours sur l ENT 14
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE07 Thermodynamique des systèmes naturels Semestre : 1 Crédits ECTS : 2 Coefficient : 2 Volume horaire total : 24 dont CM 18 TD 6 TP 0 Fiche mise à jour le 8 mai 2014 Partie I : Thermodynamique fondamentale. La notion d énergie. Le premier principe de la thermodynamique. Le deuxième principe. Cycles moteur. Partie II : Premières applications à la géologie. Cycles naturels : convection mantellique, cycle atmosphérique. Transformations de l eau et explosivité volcanique. Partie III : Equilibres thermodynamique et transformations physiques et chimiques. Potentiel thermodynamique et variables d état. Transformées de Legendre. Partie IV : Thermodynamique des phases pures. Equations d état des fluides. Gaz parfait et gaz réel. Introduction à la notion d activité thermodynamique. Pré-requis : Eléments de chimie générale et de thermodynamique acquis en licence. Objectifs (savoirs et compétences acquis) : Comprendre les échanges chaleur-travail et la conservation de l énergie. Comprendre la directionnalité des transformations physiques et chimiques. Utiliser le modèle thermodynamique à bon escient par rapport à des situations concrètes. Modalités de contrôle des connaissances : Contrôle terminal (examen écrit). éliminatoire : NON Durée 1 ère session : 3h Ecrit 2 ème session : 2h Ecrit Responsable de l enseignement : Lionel Mercury (ISTO) Bibliographie : G. Anderson (2005) Thermodynamics of natural systems, Cambridge Univ. Press. P. Richet (2000) Les bases physiques de la thermodynamique, Belin. Ressources pédagogiques : Supports de cours en ligne sur site web université. 15
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : Semestre : 1 Crédits ECTS : 4 Coefficient : 4 OOM1GE08 - Dynamique de la terre Volume horaire total : 48 dont CM 32 TD 16 TP Fiche mise à jour le 8 mai 2014 Cette UE traite de la dynamique lithosphérique et de la genèse et l évolution des magmas, et des interactions entre ces processus. Elle est construite à partir de l étude d objets géologiques naturels de premier ordre, la région méditerranéenne comme exemple actif de subduction et la chaîne hercynienne comme exemple fossile permettant des observations complémentaires sur la subduction continentale. La première partie traite de la Méditerranée sous l angle des interactions croûte-manteau et lithosphèreasthénosphère. Après une introduction plus thématique sur la physico-chimie des magmas, le contexte tectonique actif de la Méditerranée est décrit, avant une description de l activité magmatique et tectonique de la région, en mettant en avant les interactions. Le déroulé de cette partie est le suivant : 1) Physico-chimie des magmas 2) Le contexte actif de la Méditerranée 3) L activité magmatique cénozoïque du domaine méditerranéen 4) Un exemple de structure extensive active : le Rift de Corinthe 5) un domaine extensif fossile où les structures profondes sont exhumées, les Cyclades 6) La Méditerranée centrale et occidentale 7) Tomographie sismique en Méditerranée 8) Le moteur, couplages profonds 9) Le volcanisme plio-quaternaire italien Gros plan sur le Vésuve 10) Dynamiques éruptives en Méditerranée La deuxième partie traite de la subduction continentale à partir d exemple pris dans la chaîne varisque : 1) Déformations et métamorphisme polyphasés 2) Le stade pré-collisionnel: où sont les arcs magmatiques dans la chaine varisque? 3) Les processus érosifs dans la disparition de la chaîne varisque 4) La fusion crustale syn-, tardi- et post-orogénique d après des exemples pris dans le Massif Central et le Massif Armoricain 5) L anatexie crustale 6) L évolution tardi-orogénique de la lithosphère tardi-varisque Pré-requis : connaissances de base en géologie. Objectifs (savoirs et compétences acquis) : le fonctionnement du manteau et de la lithosphère, interactions avec la dynamique magmatique Modalités de contrôle des connaissances : Examen écrit sur table. éliminatoire : NON 1 ère session : 3h Ecrit 2 ème session : 3h Ecrit Responsable de l enseignement : Laurent Jolivet (ISTO) 16
Tronc commun Intitulé de l Unité d Enseignement : OOM1GE09 - Description et typologie des ressources minérales Semestre : 1 Crédits ECTS : 4 Coefficient : 4 Volume horaire total : 48 dont CM 20 TD 7 TP 21 Fiche mise à jour le 8 mai 2014 Etude des principaux types de concentrations minérales endogènes (porphyres, amas sulfurés, skarns, épithermaux ) et exogènes (placers, BIF, résiduels ) replacées dans leurs sites géodynamiques. Morphologie, parentés avec les événements géologiques (magmatisme, sédimentation), leurs caractéristiques essentielles, et les modalités de genèse. Méthodes d étude des minéralisations (terrain et labo). On abordera aussi la structure d'un groupe minier, le rôle du géologue dans un tel groupe, les différentes données dont il dispose pour atteindre ses objectifs. Les séances de TP sont conçues comme des illustrations des cours avec notamment des études de cas où les étudiants étudient des cartes, des levés miniers, des échantillons et des sections polies provenant d'un même gisement. L'importance des levés miniers sera soulignée, les différentes techniques de cartographie minière présentées, ce qui implique une revue des principales méthodes d'exploitation minières. Les TD serviront à prendre un premier contact avec les processus minéralisateurs en présentant les phénomènes qui contrôlent la formation des zones de cémentation, et à une lecture interprétative des cartes de gîtes minéraux. Pré-requis : bonne connaissance des ressources minérales et de leur géométrie, des métallotectes. Minéralogie, pétrographie, lecture de cartes géologiques Objectifs (savoirs et compétences acquis) : Les objectifs de ce module sont d'apprendre à décrire à un gisement, de l'échelle régionale à celle du microscope, et de voir, comment une fois placées dans leur contexte géologique, ces données permettent de définir des métallotectes aux différentes échelles d'observation afin d en tirer des conclusions du point de vue génétique et d un point de vue exploration minière en différents contextes, de tropical à désertique. Modalités de contrôle des connaissances : contrôle terminal, écrit classique + TP éliminatoire : NON 1 ère session : Durée 2h Ecrit (50%) + rapport TP (50%) 2 ème session : 2h Ecrit Responsable de l enseignement : Eric Marcoux (ISTO) Bibliographie : Jébrak-Marcoux: Géologie des ressources minérales. MNRF Québec Ressources pédagogiques : répartition en % entre 17
Fiches d enseignement MASTER 1 Semestre 2 18