Avertissement — à lire avant de commencer. Cette leçon n’est pas un corrigé du sujet ECE. Diffuser un corrigé officiel des ECE est interdit, et ce n’est de toute façon pas le but pédagogique. L’idée ici est de te donner des pistes de réflexion et une méthode pour aborder ce type de sujet : comment lire l’énoncé, identifier la question, construire une stratégie et anticiper les résultats. À toi ensuite de faire le travail intellectuel le jour de l’épreuve — c’est lui qui te vaudra des points.
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Reconnaître le type d’un sujet ECE (classique ou poursuite de stratégie)
- Appliquer le principe de recoupement pour dater une intrusion par rapport à une autre
- Identifier la question scientifique d’un sujet de datation indirecte (encadrer un âge via un voisin datable)
- Combiner datation relative (carte géologique) et datation absolue Rb/Sr sur une roche voisine
- Comprendre pourquoi une méthode de datation ne s’applique pas à toutes les roches
- Proposer la méthode U/Pb sur zircon comme alternative robuste lorsque Rb/Sr ne convient pas
- Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée en partie B
- Communiquer ton encadrement par capture cartographique titrée et légendée ou graphique sur tableur, et interpréter avec « J’observe / Or je sais / J’en déduis »
1. Quel type de sujet ECE est-ce ?
Avant de plonger dans le contenu, il faut d’abord reconnaître le type du sujet, car la stratégie attendue n’est pas la même.
Deux grands types de sujets ECE :
- Sujet « classique » (à l’ancienne). La partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer… ». On te demande de proposer la stratégie avant toute manipulation. Ensuite tu mets en œuvre.
- Sujet « poursuite de stratégie ». Tu commences par une manipulation déjà cadrée, suivie d’une analyse de résultats. C’est seulement ensuite qu’on te demande de proposer une stratégie pour poursuivre la résolution du problème (avec une autre expérience, un autre angle).
Ici, dans le sujet 26_SVT_15, la stratégie t’est imposée en partie A : « dater Ussel par rapport à Meymac » à partir de la carte géologique et calculer l’âge absolu de Meymac par Rb/Sr. En partie B, on te demande de poursuivre la stratégie pour préciser l’âge du granite d’Ussel par une autre méthode. C’est donc un sujet de poursuite de stratégie.
2. Le contexte et la question scientifique
L’épreuve te transporte dans le Limousin, sur le Plateau de Millevaches (Corrèze), un vaste ensemble granitique du nord-ouest du Massif central français. Ce plateau est constitué de plusieurs plutons granitiques mis en place pendant l’orogenèse hercynienne (-410 à -290 Ma) : les granites de Meymac, d’Ussel, de Saint-Sylvestre, de Guéret… Chaque pluton correspond à un épisode magmatique distinct, et l’ordre dans lequel ils se sont mis en place reflète l’évolution du cycle hercynien dans la région.
Sur le terrain, les géologues s’intéressent particulièrement au granite d’Ussel, dont l’âge précis reste mal connu. La difficulté tient à la minéralogie particulière du granite d’Ussel : il contient peu de minéraux riches en potassium adaptés à la méthode Rb/Sr, ou bien il a subi une légère altération qui rend les rapports isotopiques peu fiables. À l’inverse, le granite voisin de Meymac est facilement datable par Rb/Sr. L’idée du sujet est donc d’utiliser une datation indirecte : encadrer l’âge d’Ussel en combinant sa position chronologique relative par rapport à Meymac (carte) et l’âge absolu de Meymac (Rb/Sr).
La question scientifique du sujet : « Quel est l’âge du granite d’Ussel, dans quelle mesure peut-on l’encadrer en combinant datation relative et datation absolue d’un voisin, et comment pourrait-on le préciser davantage ? » C’est la phrase à garder en tête du début à la fin. Ta démarche cartographique, ton calcul d’âge sur Meymac et ta proposition de poursuite doivent répondre à cette question précise, pas à une autre.
3. À quoi servent les ressources fournies ?
Les ressources d’un sujet ECE ne sont jamais là pour décorer. Chacune a une fonction précise dans la résolution. Avant de te lancer, prends 2 minutes pour identifier ce que chaque ressource t’apporte.
Ressource 1 — Carte géologique au millionième centrée sur Meymac et Ussel. Elle te montre les relations géométriques entre les deux plutons et leurs roches encaissantes : forme et orientation des contacts, présence éventuelle d’apophyses (extensions filoniennes d’un granite dans l’autre), recoupement ou non de l’un par l’autre. Cette ressource est centrale pour la datation relative : grâce au principe de recoupement, elle te dit directement lequel des deux granites est le plus jeune.
Ressource 2 — Fichier de rapports isotopiques (87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr) du granite de Meymac + tableur. Elle te fournit les données numériques brutes pour tracer la droite isochrone Rb/Sr de Meymac et calculer son âge absolu par t = ln(a+1)/λ. Cet âge sert de point d’ancrage chronologique pour encadrer l’âge d’Ussel.
Ressource 3 — Règles de lecture d’une carte géologique et légende cartographique standard. Elle te rappelle les conventions : tracé des intrusions, codes couleurs des formations, lecture des contacts, identification d’une apophyse ou d’une enclave. Sans ces conventions, l’interprétation de la carte serait approximative et la conclusion sur le recoupement non rigoureuse.
4. Le raisonnement scientifique du sujet
On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :
- La datation relative seule (carte) permet de dire si Ussel est plus jeune ou plus vieux que Meymac, mais sans chiffre.
- La datation absolue Rb/Sr de Meymac donne un âge chiffré (par exemple -320 Ma) sans pour autant dater directement Ussel.
- En combinant les deux approches, on obtient un encadrement de l’âge d’Ussel : si Ussel recoupe Meymac, alors « âge d’Ussel < âge de Meymac » (par exemple « Ussel < -320 Ma » = postérieur à -320 Ma) ; si Meymac recoupe Ussel, alors « âge d’Ussel > âge de Meymac » (par exemple « Ussel > -320 Ma » = antérieur à -320 Ma).
- Cet encadrement reste imprécis : on sait juste de quel côté de -320 Ma se situe l’âge d’Ussel, sans pouvoir donner une valeur ponctuelle. D’où la nécessité, en partie B, de proposer une méthode de datation absolue directe sur Ussel (par exemple U/Pb sur zircon).
Conclusion logique : pour répondre à la question, il « suffit » d’identifier le sens du recoupement sur la carte, de calculer l’âge de Meymac au tableur, d’en déduire l’encadrement de l’âge d’Ussel, et de proposer une méthode alternative (U/Pb sur zircon) pour préciser cet âge. Toute la stratégie est dans cet enchaînement.
5. Rappels théoriques : datation relative, Rb/Sr et U/Pb sur zircon
Les principes de datation relative (chapitre 1B.1) sont au nombre de trois : superposition (dans une série sédimentaire non perturbée, la couche supérieure est plus jeune que celle qu’elle recouvre), recoupement (toute structure qui en recoupe une autre — faille, filon, intrusion magmatique — est plus jeune que la structure recoupée), inclusion (un fragment inclus dans une roche est antérieur à la roche qui l’inclut). Sur une carte géologique, le principe le plus mobilisé pour les intrusions plutoniques est le principe de recoupement.
La méthode Rb/Sr est une méthode de datation absolue adaptée aux roches magmatiques riches en minéraux potassiques (biotite, muscovite, orthose) de l’ère paléozoïque ou plus ancienne. Mais elle a des limites : si la roche est altérée, si elle a subi un épisode métamorphique tardif, ou si les minéraux à fort rapport Rb/Sr sont absents, l’isochrone est mal contrainte ou réinitialisée, et l’âge calculé n’est pas fiable.
La méthode U/Pb sur zircon est une alternative très robuste : le zircon (ZrSiO4) est un minéral accessoire fréquent dans les granites, extrêmement résistant à l’altération et au métamorphisme. Il piège l’uranium à la cristallisation et n’en perd quasiment jamais. La désintégration de l’U en Pb (couples 238U/206Pb et 235U/207Pb) permet d’obtenir des âges très précis (incertitude de l’ordre de ± 1 Ma), même sur des roches qui ne sont pas datables par Rb/Sr.
Attention : appliquer le principe de recoupement à une carte géologique demande un contact net entre les deux granites. Si la carte montre un contact ambigu (par exemple recouvert de formations plus récentes), ou s’il existe une zone d’hybridation (les deux magmas se sont mélangés au contact), la conclusion sur le sens du recoupement peut être incertaine. Toujours examiner la géométrie précise du contact avant de conclure.
6. Construire ta stratégie en trois temps
Comme il s’agit d’un sujet « poursuite de stratégie », ta proposition de stratégie n’intervient qu’en partie B : on te demande comment prolonger l’analyse pour préciser l’âge d’Ussel. Tu utilises cependant la même grille en trois temps que pour un sujet classique.
Une stratégie ECE se formule toujours selon trois axes :
- LE QUOI — qu’est-ce que je cherche à mettre en évidence ?
- LE COMMENT — comment je m’y prends concrètement (matériel, manipulation, mesures) ?
- LES RÉSULTATS ANTICIPÉS — qu’est-ce que j’attends comme résultat et comment je conclurai dans chaque cas ?
Appliquons cette grille à la poursuite de stratégie demandée :
Le QUOI
Je cherche à obtenir un âge absolu chiffré pour le granite d’Ussel, alors que la méthode Rb/Sr n’est pas applicable (minéralogie défavorable ou altération de la roche). Cet âge me permettra de remplacer l’encadrement obtenu en partie A par une valeur précise, et donc de répondre directement à la question initiale.
Le COMMENT
Je propose d’appliquer la méthode U/Pb sur zircon au granite d’Ussel. (1) Sur le terrain, prélever un échantillon de granite frais, peu altéré. (2) En laboratoire, broyer l’échantillon et extraire les zircons par séparation densimétrique (les zircons sont très denses) et magnétique (les zircons sont peu magnétiques). (3) Sélectionner les zircons les plus limpides à la loupe binoculaire (pour éviter ceux qui ont des inclusions ou des cœurs hérités). (4) Analyser les rapports isotopiques U/Pb par spectrométrie de masse (typiquement ICP-MS couplée à une ablation laser, ou SIMS). (5) Construire un diagramme Concordia et lire l’âge de cristallisation à l’intersection des données avec la courbe Concordia.
Les RÉSULTATS ANTICIPÉS
Deux scénarios sont possibles, et chacun s’inscrit dans l’encadrement précédent :
- Scénario 1 — Âge U/Pb < âge Rb/Sr de Meymac (par exemple Ussel à -310 Ma alors que Meymac est à -320 Ma) : conforme à l’encadrement déduit du recoupement « Ussel plus jeune que Meymac ». L’âge est précisé à environ ± 1 Ma près.
- Scénario 2 — Âge U/Pb > âge Rb/Sr de Meymac (par exemple Ussel à -340 Ma) : conforme à l’encadrement « Ussel plus vieux que Meymac ». L’âge est précisé à environ ± 1 Ma près.
- Dans les deux cas, la cohérence interne entre datation relative (recoupement) et datation absolue (U/Pb) confirme la fiabilité de l’ensemble de la démarche.
7. La mise en œuvre pratique
Pour la partie A, ta manipulation est imposée. Concentre-toi sur la précision et la rigueur des deux étapes.
Étape 1 — Datation relative sur la carte géologique. Identifie le contact entre les granites de Meymac et d’Ussel. Examine attentivement la géométrie : y a-t-il des apophyses (extensions filoniennes) d’un granite dans l’autre ? Si Ussel pénètre dans Meymac (par exemple sous forme de filons ou de poches), alors Ussel est postérieur (principe de recoupement). Si Meymac pénètre dans Ussel, l’inverse. Note systématiquement la localisation précise du contact et le sens du recoupement.
Étape 2 — Datation absolue de Meymac par isochrone Rb/Sr sur tableur. Saisis les rapports 87Rb/86Sr en abscisse et 87Sr/86Sr en ordonnée. Trace le nuage de points, ajoute une droite de régression linéaire, relève son coefficient directeur a et son ordonnée à l’origine (rapport 87Sr/86Sr initial). Calcule l’âge : t = ln(a+1) / (1,42 × 10-11) an-1, à exprimer en Ma. N’oublie pas l’incertitude.
Sécurité. Manipulation purement informatique (carte numérique + tableur), sans risque chimique. Sauvegarde régulièrement ton fichier tableur et tes captures cartographiques pour ne rien perdre en cas de coupure. Vérifie aussi que la légende cartographique est bien visible avant de tirer des conclusions sur la nature des roches.
8. Que pourrait être la ressource complémentaire (partie B) ?
Dans tous les sujets ECE, la partie B prévoit l’appel de l’examinateur pour obtenir une ou plusieurs ressources complémentaires. Elles sont calibrées pour compléter ton analyse ou débloquer une étape de raisonnement. Anticiper leur nature est un excellent réflexe d’élève.
Sur ce sujet précis, les ressources complémentaires pourraient être :
- Un extrait de carte géologique au 1/50 000 ou un schéma de coupe transversale centré sur la zone de contact Ussel/Meymac, plus détaillé que la carte au millionième fournie en partie A. Il permet d’identifier sans ambiguïté le sens du recoupement.
- Un jeu de données U/Pb sur zircons du granite d’Ussel, déjà analysées en laboratoire, présentées sous forme de tableau ou de diagramme Concordia. Cette ressource permet de donner un âge ponctuel à Ussel et de valider/préciser l’encadrement.
- Une photographie macroscopique ou en lame mince du contact Ussel/Meymac, montrant les relations texturales (apophyses, enclaves), précieuse pour appuyer la conclusion sur le recoupement.
- Un tableau récapitulatif des âges des principaux plutons du Plateau de Millevaches (Meymac, Ussel, Guéret, Saint-Sylvestre, etc.) pour situer l’âge d’Ussel dans le contexte plus large de l’évolution hercynienne régionale.
Quelle qu’elle soit, cette ressource doit toujours être mobilisée explicitement dans ta conclusion : ne la regarde pas seulement, cite-la et explique en quoi elle conforte (ou nuance) ton interprétation des résultats expérimentaux.
9. Communiquer les résultats et interpréter
Pour la partie B, présente tes résultats sous une forme claire — deux options classiques sont attendues selon la nature de tes données.
Option 1 — Photographie titrée et légendée de la carte géologique. Réalise une capture de la zone de contact Ussel/Meymac (zoom sur la carte numérique ou photographie de la carte papier). Présente l’image avec un titre informatif (« Contact entre les granites d’Ussel et de Meymac — extrait de la carte géologique du Plateau de Millevaches »), légende les deux granites (codes couleurs, symboles), et annote le sens du recoupement par une flèche ou un repère graphique. Indique l’échelle.
Option 2 — Production sur tableur. Construis un graphique de l’isochrone Rb/Sr du granite de Meymac avec nuage de points, droite de régression linéaire, équation et coefficient de détermination R² affichés. Titre informatif (« Isochrone Rb/Sr du granite de Meymac, Plateau de Millevaches »), axes nommés (rapports isotopiques sans dimension). Complète par un tableau récapitulatif à 3 lignes : (1) chronologie relative déduite du recoupement, (2) âge absolu de Meymac, (3) encadrement résultant pour Ussel.
Interpréter les résultats
Adopte la structure d’analyse en trois temps, attendue à l’épreuve. Elle force la rigueur du raisonnement et te fait gagner des points :
Exemple appliqué au sujet (si Ussel recoupe Meymac et Meymac daté à -320 Ma) :
- J’observe… que la carte géologique montre des apophyses du granite d’Ussel pénétrant dans le granite de Meymac, indiquant un recoupement d’Ussel sur Meymac ; et que l’isochrone Rb/Sr de Meymac donne un coefficient directeur permettant de calculer un âge d’environ 320 Ma (± 10 Ma).
- Or je sais que… selon le principe de recoupement, une intrusion qui recoupe une autre est plus jeune que cette dernière ; et que la méthode Rb/Sr fournit l’âge de cristallisation d’une roche magmatique riche en minéraux potassiques par t = ln(a+1)/λ.
- J’en déduis que… le granite d’Ussel est postérieur au granite de Meymac (-320 Ma ± 10 Ma), donc son âge est encadré comme « plus jeune que -320 ± 10 Ma ». Pour préciser cet âge à l’année près, une datation U/Pb sur zircon serait à appliquer directement sur Ussel.
10. La conclusion : revenir à la question initiale
Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler la chronologie relative déduite du recoupement, (2) intégrer l’âge absolu de Meymac et l’encadrement qui en résulte pour Ussel, (3) répondre explicitement à la question posée et justifier le choix de la méthode U/Pb sur zircon comme prolongement adapté. Pense aussi à intégrer la ressource complémentaire obtenue auprès de l’examinateur (diagramme Concordia ou tableau d’âges régionaux).
Exemple de formulation type (si Ussel postérieur à Meymac) :
« La carte géologique montre que le granite d’Ussel recoupe le granite de Meymac via des apophyses pénétrant dans ce dernier. Par application du principe de recoupement, le granite d’Ussel est donc postérieur au granite de Meymac. L’isochrone Rb/Sr de Meymac donne un âge de cristallisation de 320 ± 10 Ma. L’âge du granite d’Ussel est donc plus jeune que -320 ± 10 Ma. Pour préciser cet âge, une datation U/Pb sur zircons directement extraits du granite d’Ussel serait à mettre en œuvre — méthode applicable même si Rb/Sr ne fonctionne pas, car le zircon résiste à l’altération et garde fidèlement son uranium. La ressource complémentaire fournie (diagramme Concordia) confirmerait alors cet encadrement avec une précision de l’ordre de ± 1 Ma. »
11. Les pièges fréquents à éviter
Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici la stratégie initiale est imposée. Tu n’as pas à la justifier longuement avant de manipuler. La proposition de stratégie n’arrive qu’en partie B (proposer la datation U/Pb sur zircon).
Piège n°2 — Confondre principe de superposition et principe de recoupement. La superposition s’applique aux couches sédimentaires (la couche supérieure est plus jeune). Le recoupement s’applique aux intrusions, failles, filons (la structure qui recoupe est plus jeune). Pour des plutons granitiques, c’est le recoupement qui prime.
Piège n°3 — Donner un âge précis pour Ussel sans datation absolue propre. Tant qu’aucune méthode directe (U/Pb sur zircon) n’a été appliquée à Ussel, on n’a qu’un encadrement, pas un âge ponctuel. Conclure « Ussel = -310 Ma exactement » est une faute logique.
Piège n°4 — Oublier l’incertitude sur l’âge de Meymac. L’isochrone Rb/Sr de Meymac donne un âge avec incertitude (par exemple 320 ± 10 Ma). L’encadrement d’Ussel doit la respecter : « plus jeune que 320 ± 10 Ma », pas « plus jeune que 320 Ma exactement ».
Piège n°5 — Ne pas justifier le choix de la méthode U/Pb sur zircon. Si tu proposes simplement « faire une autre datation absolue », tu rates le cœur méthodologique de la partie B. Précise pourquoi le zircon est le minéral idéal (résistance, conservation de l’uranium) et pourquoi U/Pb est plus précis et plus robuste que Rb/Sr ici.
Piège n°6 — Ne pas exploiter la ressource complémentaire. Si tu l’as demandée et reçue, elle doit apparaître dans ta conclusion. Sinon, c’est comme si tu ne l’avais pas utilisée.
12. Indice / cause / exemple — datation indirecte par recoupement
- Indice : géométrie du contact entre deux roches magmatiques (apophyses, filons, enclaves) sur une carte géologique
- Cause : tout granite intrusif est plus récent que la roche qu’il recoupe — c’est une conséquence directe du principe de recoupement, l’un des principes fondamentaux de la datation relative
- Exemple : dans le Limousin, les granites du Plateau de Millevaches s’étagent entre -360 et -300 Ma, témoignant de plusieurs épisodes magmatiques hercyniens successifs (Saint-Sylvestre vers -360, Guéret vers -340, Meymac vers -320, Ussel un peu plus tard). Cette stratification temporelle reflète l’évolution dynamique de la croûte continentale au cours du cycle hercynien
Ce qu’il faut retenir
- Type de sujet : poursuite de stratégie (manipulation A imposée — carte + isochrone Rb/Sr Meymac ; stratégie de prolongement à proposer en B)
- Question du sujet : quel est l’âge du granite d’Ussel, et comment l’encadrer puis le préciser ?
- Clé chronologique : datation relative (recoupement Ussel/Meymac) + datation absolue Rb/Sr de Meymac → encadrement de l’âge d’Ussel
- Limite de Rb/Sr : ne s’applique pas si la roche est altérée ou si les minéraux potassiques sont absents — d’où l’idée de passer par un voisin datable
- Outil de poursuite : datation absolue U/Pb sur zircon, méthode robuste applicable même si Rb/Sr échoue
- Stratégie en 3 temps : LE QUOI (préciser l’âge d’Ussel) / LE COMMENT (U/Pb sur zircon + Concordia) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (âge cohérent avec l’encadrement, précision ± 1 Ma)
- Communiquer les résultats : capture cartographique titrée et légendée OU graphique de l’isochrone sur tableur
- Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
- Lien au cours : 1B.1 (datation relative et absolue, complémentarité des méthodes Rb/Sr et U/Pb)
- Conclusion finale : encadrement de l’âge d’Ussel + justification de la méthode U/Pb sur zircon comme prolongement adapté
Fichiers de l’exercice
🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
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