TERRAIN, géologie

Les représentations du terrain

Pour les confronter, les transmettre et les utiliser, il faut donner une représentation aux observations ainsi effectuées. S'agissant d'objets géologiques qui s'inscrivent dans un espace à trois dimensions, la présentation envisagée peut faire appel à 0, 1, 2 ou 3 des dimensions concernées.

Relèvent de la première catégorie les diagrammes figurant des données numériques, relatives à des propriétés non vectorielles : histogrammes et courbes granulométriques, diagrammes de composition pétrographique ou paléontologique, etc. ; leur dessin, consignant des observations faites sur une portion de terrain, ne fait intervenir aucune des dimensions de l'espace réel.

La figuration « unidimensionnelle » est d'usage fréquent pour représenter des données relatives aux terrains sédimentaires : la dimension verticale permet une figuration linéaire de la succession et de l'épaisseur des couches, que l'on suppose replacées dans la position de leur dépôt ; on aboutit de la sorte à une représentation approximative du temps géologique. Les colonnes stratigraphiques (« logs ») sont bâties sur ce principe ; elles rassemblent un certain nombre de résultats de l'analyse, qu'il s'agisse de données de l'observation directe ou de données enregistrées par diagraphie, au fur et à mesure de la pénétration de la sonde, dans un forage (vitesse d'avancement, résistivité, radioactivité).

Dans une première catégorie de diagrammes « bidimensionnels » se rangent les coupes verticales du terrain. Elles peuvent se limiter à la simple juxtaposition de colonnes stratigraphiques entre lesquelles des lignes isochrones, isolithes, ou autres, esquissent des corrélations ; elles peuvent, par interpolation, donner une figuration continue, dans le plan vertical, d'ensembles sédimentaires que l'on suppose replacés dans leur position de dépôt. Elles peuvent aussi se présenter comme des profils structuraux, plus proches de la réalité puisque les terrains y sont dessinés dans leur agencement actuel ; il y intervient une part d'interprétation, puisque se trouvent couramment figurés des segments d'écorce terrestre s'étendant à plusieurs centaines de mètres au-dessous de la surface observable ; une construction géométrique rigoureuse, à partir de ce qui est effectivement visible en affleurement, et une bonne connaissance de la « logique » des terrains eux-mêmes permettent de réduire la part de l'hypothèse.

Les deux dimensions du plan horizontal interviennent dans toute une série de diagrammes directionnels concernant l'agencement orienté de certains objets dans la surface de dépôt sédimentaire : orientation moyenne de crêtes de « ripple-marks » ; diagramme en rosette mettant en évidence une orientation préférentielle de coquilles fossiles cérithiformes. Ces deux dimensions interviennent aussi dans le dessin de véritables plans sur lesquels l'observateur peut localiser telle ou telle des données ponctuelles recueillies sur affleurement.

Seule une représentation « tridimensionnelle » peut prétendre approcher la réalité géologique du terrain ; si l'on met à part la confection, longue et onéreuse, de cartes en relief, il est nécessaire de recourir à un système de projection.

Tel est le cas de divers procédés de projection stéréographique qui permettent de regrouper, sur un même diagramme, les données concernant l'orientation dans l'espace de certaines catégories d'éléments géométriques observés sur le terrain : surfaces sédimentaires, schistosités, axes de plis, éléments de la fabrique. De même, certains artifices superposent à un simple fond planimétrique la projection de courbes isobathes indiquant la cote de telle surface géologique prise comme repère (cartes structurales) ou de courbes d'égale épaisseur[...]