Comment faire travailler les lycéens sur le phénomène d’érosion et ses risques ? Cédric Metge, enseignant de SVT au lycée Marcelin Berthelot de Toulouse, crée avec ses élèves des maquettes en 3D à partir de logiciels numériques. « Ce travail pratique fait suite à une excursion géologique dans les rues de Toulouse ». Digue et niveau d’eau sont pris en compte pour étudier le risque de crue. Avec la maquette, « les lycéens visualisent l’altitude par rapport à une carte géologique ». Cédric Metge nous explique sa démarche et donne des conseils.
Quel est ce projet sur les risques d’éboulement et la prévention par des maquettes 3D ?
L’article présenté sur le site de l’académie de Toulouse découle d’une séance organisée en quatre ateliers distincts. Il se concentre sur l’un de ces ateliers en particulier.
Ce travail pratique fait suite à une excursion géologique dans les rues de Toulouse. Cette promenade urbaine nous offre l’opportunité, à travers les matériaux de construction, de saisir le contexte géologique de la région.
Au cours de cette sortie, les élèves ont pu observer diverses mesures de protection contre les risques d’inondations, ainsi que des panneaux représentant le niveau d’eau lors de la crue historique de 1875. Les digues et une porte à batardeau ont été particulièrement mis en évidence dans le quartier.
Pourquoi avoir choisi spécifiquement d’utiliser l’ElevationAPI et Cura ?
Le logiciel Cura est un logiciel standard permettant de découper des fichiers STL en vue de leur impression sur une imprimante 3D. Il se distingue par sa facilité d’utilisation et surtout par son caractère gratuit.
L’élévation API, conçue par Xavier Fischer, constitue l’aspect le plus remarquable de cette activité. L’API (Application Programming Interface) est un ensemble de fonctions développées par Xavier Fischer. Son principe réside dans la récupération de modèles numériques de terrain (MNT) fournis par des organismes tels que la NASA ou l’IGN, afin de produire deux types d’images : une image 3D visualisable à l’écran et un fichier STL imprimable grâce à Cura.
Les maquettes ainsi produites bénéficient d’une qualité remarquable, permettant de représenter les structures géologiques associées à une carte géologique ou des modèles de risques, comme celui produit lors de l’activité en question.
Comment est-ce que cette activité permet aux élèves de comprendre les concepts d’érosion, d’éboulement et de prévention des risques naturels ?
Cet atelier met en avant la notion de risque d’inondation comme la crue historique de 1875, causée par de fortes précipitations et une fonte de neige abondante. Ici, on souligne que les éboulements en montagne peuvent également contribuer aux risques d’inondation.
En effet, cette activité permet aux élèves d’identifier, à partir du document officiel des risques majeurs de la ville de Toulouse, que le barrage de Cap-de-Long peut entraîner un risque d’inondation de la Garonne à Toulouse. Initialement, les élèves peuvent penser que le seul danger réside dans la rupture du barrage. Cependant, cette activité leur apprend que les éboulements peuvent également jouer un rôle, provoquant un débordement du barrage, comme cela s’est produit en Italie au barrage de Vajont.
Les notions d’altération, d’érosion et d’éboulement seront abordées lors de la séance suivante.
Quels sont les avantages de la modélisation 3D ? Des écueils à éviter ?
Le principal avantage de la modélisation 3D est visualiser l’altitude par rapport à une carte géologique. Ainsi par exemple sur la maquette de la région toulousaine, on peut distinguer trois complexes molassiques et les différentes terrasses alluviales. Sur la carte, la différence de couleurs nous permet de distinguer les différentes terrasses alluviales mais sur la modélisation 3D, on distingue nettement les aplombs des différentes terrasses.
Sur la maquette des risques d’inondation, grâce à la topographie, on peut facilement simuler une crue, en déposant dans le lit de la Garonne, de l’eau. On constate au fur et à mesure l’élévation du niveau de la Garonne. La submersion de la prairie des filtres a lieu en premier puis l’eau peut remonter au niveau de l’avenue de la Garonnette, ancien bras avorté de la Garonne pour des raisons d’urbanisation. Ainsi, on comprend l’intérêt de cette fameuse porte à batardeau, qui permet de préserver le quartier.
Comment évaluez-vous les élèves ?
Comme mentionné précédemment, cette séance est composée de quatre ateliers distincts. Le premier atelier vise à présenter les différentes structures géologiques de la ville de Toulouse, telles que les complexes molassiques et les terrasses alluviales, à l’aide d’une coupe Géoportail et de la modélisation 3D de la carte géologique de Toulouse par Elevation API. Le deuxième atelier explore l’origine des divers matériaux de construction de la ville, en mettant en avant notamment ses célèbres briques. Le troisième atelier met en évidence l’importance de l’utilisation par l’homme de ces matériaux de construction, en identifiant les différentes sablières et gravières autour de la ville de Toulouse. Enfin, le dernier atelier se concentre sur le risque d’inondation.
Chaque groupe dispose d’une heure pour résoudre son atelier, puis les élèves sont évalués sur leur capacité à résoudre leur problématique lors d’une présentation orale.
Propos recueillis par Julien Cabioch
Vidéo utilisation de la maquette
Lien vidéo de participation au concours Géosciences 2024 basé sur l’atelier
Dans le Café
Cédric Metge : La transition écologique au lycée
