Ce document présente une étude approfondie de la stratigraphie, une discipline des sciences de la terre qui analyse les différentes couches géologiques et leur formation. Il met en lumière les principes fondamentaux de la stratigraphie et son rôle dans la détermination de l'âge des roches, ainsi que l'importance des fossiles dans l'établissement d'une chronologie relative des temps géologiques. Enfin, il retrace l'évolution de cette science à travers les contributions de plusieurs géologues influents.

1. Réalisé par:
HECHIM Roufaida
Master 1 restauration et conservation architecturale
L’année universitaire: 2017/2018
Université Badji Mokhtar -Annaba -
Faculté des Sciences de la Terre
Département d’Architecture
Encadré par :
Mr. ATTOUI

2. La Stratigraphie met en jeu des techniques très variées, fondées
sur des disciplines scientifiques différentes qui appartiennent
aux sciences biologiques et aux sciences
non-biologiques. Par ailleurs l'élaboration des diverses
méthodes d'approche, dont l'assemblage constitue la
Stratigraphie, est le fruit d'une activité créatrice lente et
collective longue d'un siècle environ.
Introduction:

3. La stratigraphie (du latin stratum, « couche », et du grec graphein, « écrire
») est une discipline des sciences de la Terre qui étudie la succession des
différentes couches géologiques ou strates. Son origine est ancienne et est
attribuée notamment à Niels Stensen (1638-1686), géologue et évêque danois,
dont le nom francisé est Nicolas Sténon. Il en énonça le premier principe, celui
de superposition. Celui-ci fut ensuite complété par d'autres principes.
Définition d’une couche géologique ou strate :
C'est un dépôt sédimentaire continu, limité par deux surfaces approximativement
parallèles, dont l'épaisseur peut atteindre la centaine de mètres. Ces limites de
couches marquent un changement lithologique, c'est-à-dire de la nature de la roche
(calcaires, argiles, grès…) ou encore un changement de faciès (l'ensemble des
caractères lithologiques nature pétrographique) et paléontologiques (présence de
fossiles animaux et végétaux) d'un dépôt sédimentaire.
Définition de la stratigraphie :

4. La stratigraphie a trois objectifs principaux :
1) Déterminer l'âge relatif des roches les unes par rapport aux autres et à partir
de leurs fossiles.
2) Déterminer les environnements dans lesquels les roches se sont formées, en
utilisant leurs caractéristiques physiques et chimiques et leurs fossiles.
3) Corréler les couches des roches qui se déposent en différents régions ou
même en différents continents
Au-delà des objectifs principaux de la stratigraphie dans l'exploration pétrolière, la
stratigraphie permet aussi:
- Déterminer les roches-mères potentielles, c'est-à-dire, les roches riches en
matière organique qui quand suffisamment enfouies peuvent générer des
hydrocarbures.
- Déterminer les roches-réservoir plus probables, autrement dit, avec une
porosité et perméabilité qui permettent qu'elles piègent des hydrocarbures et,
dans ce cas, une production économique des hydrocarbures.
- Déterminer les roches de couverture, lesquelles peuvent fermer vertical (pièges
structuraux) ou latéralement (pièges non-structuraux, qu'elles soient
morphologiques ou morphologiques par juxtaposition) les roches-réservoir.
Objectifs de la stratigraphie:

5. L'échelle des temps
géologiques est une hypothèse
de classification dans le temps,
pour situer les événements de
l’histoire de la terre de sa
formation jusqu'à la période
actuelle.
Échelle des temps géologiques:
Cette échelle est subdivisée en ères . Pour chaque ère, on
retrouve des périodes , qui correspondent à des modes de
sédimentation globaux dans les océans et qui sont définis
par des stratotypes .
Cette échelle hypothétique est résumée ci-contre :

6. Échelle stratigraphique:

7. Niels Stensen (1638-1686):
un anatomiste, géologue et évêque d'origine
danoise. Il fut l'un des premiers à formuler
des principes en géologie, branche alors peu
connue des sciences naturelles.
Sa vie est en grande partie marquée par son
conflit personnel entre les explications
religieuses des phénomènes naturels ayant
cours et les découvertes scientifiques qu'il fit
en ce domaine.
Nicolas Sténon en 1669 publie un
ouvrage de 76 pages décrivant les
principes fondamentaux de la
stratigraphie qui sert à étudier la
succession des différentes couches
géologiques ou strates, et à en émettre
des hypothèses sur leurs formations.
Qui sont les personnes à la base de cette théorie :

8. Il était un géologue écossais connu pour sa
formulation de l'uniformitarisme et l'école
du plutonisme.
Il a étudié la médecine et le droit puis s'est
senti attiré par la science naissante de la
géologie. Tandis qu'il travaille dans
le Berwickshire durant les années 1750-1760,
il découvre toute une variété d'idées pour
expliquer les formations rocheuses qu'il voit
autour de lui. Il s'installe à Édimbourg où il
rencontre des esprits brillants tels que John
Playfair et Joseph Black. Il poursuivra dans
cette voie et sera considéré comme l'un des
pères de la géologie moderne. Il influencera
Darwin par ses écrits :
James Hutton (1726-1797)
« ... si un organisme n'est pas placé dans la situation et les circonstances les
mieux adaptées pour sa subsistance et sa propagation alors, en concevant une
variété infinie entre les individus de cette espèce, nous sommes assurés que,
d'une part les individus qui sont le plus éloignés de la constitution la mieux
adaptée sont les plus probables à périr tandis que d'autre part les organismes
avec la constitution la mieux adaptée pour les circonstances présentes
continueront à être les mieux adaptés en se préservant et en se multipliant. »

9. un géologue britannique. Son travail le plus
connu est The Great Map, la première carte
géologique de la Grande-Bretagne et le « Père
de la géologie anglaise »,Son travail est plagié, il
est ruiné et passe du temps en prison pour
dettes. Issu d'un milieu modeste, ses travaux ont
du mal à s'imposer, en partie par la faute des
fondateurs des sociétés savantes de géologie
qui le dédaignent, en partie par sa propre faute
car il publie peu. Ce n'est que dans la dernière
partie de sa vie qu'il est récompensé pour ses
efforts.
Il fondait la biostratigraphie, avec Georges
Cuvier et Alexandre Brognart qui est l'étude
de la répartition des espèces (souvent fossiles)
dans les strates sédimentaires et donc dans les
temps géologiques. L'objectif est d'établir une
chronologie relative et approximative qui sera la
base de la théorie de l'évolution.
William Smith (1769-1839):

10. C’est un naturaliste, géographe,
explorateur, anthropologue et
biologiste britannique à l'origine de la
classification des espèces animales.
Il est le co-inventeur de la théorie de
l'évolution par la sélection naturelle
avec Charles Darwin, ce qui obligea
ce dernier à publier plus tôt sa
théorie.
Alfred Russel Wallace (1823–1913),

11. un naturaliste et paléontologue anglais d
ont les travaux sur l'évolution des
espèces vivantes ont révolutionné
la biologie avec son ouvrage De l'origine
des espèces paru en 1859. Célèbre au
sein de la communauté scientifique de
son époque pour son travail sur le
terrain et ses recherches en géologie, il
a adopté l'hypothèse émise 50 ans
auparavant par le Français Jean-
Baptiste de Lamarck selon laquelle
toutes les espèces vivantes ont évolué
au cours du temps à partir d'un seul ou
quelques ancêtres communs et il a
soutenu après Alfred Wallace que cette
évolution était due au processus dit de la
« sélection naturelle ».
Charles Darwin (1809-1882):

12. L'influence que laisseront sur lui les travaux de
James Hutton, sera la cause de sa
consécration à la stratigraphie. À partir de ses
voyages en France et en Italie, il sera
convaincu que certaines couches géologiques
peuvent être classifiées en fonctions des
proportions des fossiles de coquillages marins
que l'on y trouve. À partir de cette pensée, il
propose le nom d'époque Tertiaire, que l'on
nomme aujourd'hui Cénozoïque, qu'il divise en
trois sections : Éocène, Miocène et Pliocène.
Lyell, proche ami de Charles Darwin, est l'un
des premiers chercheurs reconnus à apporter
son aval à Darwin sur son œuvre L'Origine
des espèces , bien qu'il n'ait jamais considéré
réellement la sélection naturelle comme étant
la base de l'évolution.
Charles Lyell (1797-1875),

13. Naissance de la stratigraphie :
Entre le 17eme et le 19eme siècle des chercheurs se passionnent pour
l'étude des couches géologiques. Il existe bien des divergences dans
leurs idées, cependant, ils partagent la pensée que les couches
géologiques qu'ils appellent strates correspondent à des longues périodes
successives dans l'histoire de notre planète.
Quesque il faut retenir ?

14. -Naissance de la biostratigraphie :
Les fossiles que l'on découvre dans ces strates seraient la preuve
d'animaux n'ayant pas vécus aux mêmes périodes et pouvant être
datés.

15. -Naissance de la théorie de l'évolution :
Cette nouvelle science appelée biostratigraphie sera le starter d'une
pensée révolutionnaire et anti-biblique que l'on nomme : théorie de
l'évolution dont les concepteurs sont Alfred Russel Walace et Charles
Darwin.

16. 1/ Le principe de l’uniformitarisme: a été évoqué pour la première fois
par James Hutton (1726-1796), qui en étudiant des roches en Ecosse
avait conclut que les mêmes processus géologiques qui opèrent
actuellement sur Terre sont ceux qui existaient dans le passé. Ce
principe est souvent résumé par la phrase célèbre : « le présent est la
clé du passé ». Dans sa version moderne, ce principe stipule que les
lois de la nature n’ont pas varié au cours du temps, les lois physiques et
chimiques actuelles étaient valides dans le passé de la Terre.
Les principes de la stratigraphie:
2/ Le principe de la superposition
(Nicolas Sténon, 1669)
Dans une succession de couches ou
strates déposées à l’horizontale les unes
sur les autres et non déformées ou
renversées par la tectonique, la couche la
plus ancienne est à la base et la plus
jeune au sommet.

17. Le principe d’horizontalité originelle:
Ce principe s’inspire du fait qu’un
dépôt de sédiments au fond des mers
et océans, se fait initialement (ou
originellement) en position horizontale.
Le principe de recoupement :
- un corps rocheux qui en recoupe un autre est nécessairement plus jeune
que celui qu'il recoupe
- En 1830, Charles Lyell a proposé, dans son remarquable traité "Les
principes de la Géologie" le principe de recoupement. Ce principe
intervient, lorsque la géométrie des strates est perturbée par un
événement externe : intrusion magmatique, faille, plissement,
discordance, érosion.

18. Ce principe, connu également sous le nom de « principe de Walther »
indique que les couches sédimentaires se sont déposées en continuité
latérale. Cela implique, qu’à l’origine de la formation d’une couche, les
mêmes phénomènes sédimentaires se sont produits en même temps en
de nombreux endroits du milieu de sédimentation. Ce principe permet de
tirer des conclusions importantes relatives à l’âge du dépôt. En effet, on
pourra dire qu’une a le même âge sur toute son étendue, même si elle se
trouve de part et d’autre d’un océan.
Le principe de continuité latérale:

19. Le principe d'inclusion:
Les morceaux de roche inclus dans une autre couche sont plus anciens que leur
contenant
Le principe d’identité paléontologique
Il s’énonce comme suit : deux ou plusieurs couches qui renferment les mêmes
fossiles, sont de même âge géologique.

20. - au milieu du 18e siècle, la méthode de datation par les fossiles a vu le jour
C'est en creusant dans des couches horizontales à des fins de construction de
canaux en Angleterre, qu'un ingénieur du nom de William Smith s'est rendu compte
que d'un site à l'autre, il retrouvait toujours la même succession de roche. Il en était
rendu au point que, s'il commençait à creuser dans un type donné de roche, il
pouvait prédire quelle roche il retrouverait ensuite. Non seulement cela était vrai
pour la composition de la roche, mais aussi pour les fossiles qu'il y trouvait.
En effet, les couches dans lesquelles il creusait était très riches en fossiles. Smith
voyait très bien que, pour une couche donnée, l'assemblage des fossiles qui s'y
trouvaient différait des assemblages des couches sous- et sus-jacentes.
De plus, l'ordre vertical dans lequel il retrouvait ces divers assemblages était le
même d'un site à l'autre. Il venait de découvrir la loi des successions fauniques, ...
mais sans trop le savoir.
- En effet, ce n'est qu'un siècle plus tard que Charles Darwin publia sa théorie de
l'évolution qui mettait en évidence que les assemblages fauniques avaient changé
avec le temps et que chaque temps géologique était caractérisé par un
assemblage faunique qui lui était propre. Par conséquent, à partir du moment où
l'on sait que tel temps géologique se caractérise par tel assemblage faunique, on
est en mesure de dire qu'une couche qui contient le dit assemblage date de ce
temps.
Les fossiles constituent les objets servant aux datations. Sommairement définis, les
fossiles sont les restes d'animaux, incluant leurs pistes, qu'on retrouve dans un
sédiment ou une roche.

21. Exceptions aux principes
Grâce à ces quelques principes, on peut dater des objets géologiques de façon
relative les uns par rapport aux autres (DATATION ou CHRONOLOGIE
RELATIVE). Il existe néanmoins des exceptions notables à ces principes :
Discordance d'érosion : suppression de dépôt
Lorsqu'il n'y a pas de continuité chronologique entre deux couches, on parle de lacune.
y a deux types de lacunes :
Discordance:

22. Discordance angulaire : plissement et érosion
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03 04

23. - La géologie est la science qui traite de la composition, de la structure, de
l'histoire et de l'évolution des couches internes et externes de la Terre, et des
processus qui la façonnent.
- La stratigraphie est utilisée pour reconstituer l’histoire de la Terre. Mais elle
permet aussi de résoudre des problèmes de géologie générale.
- La Stratigraphie met en jeu des techniques très variées, fondées sur des
disciplines scientifiques différentes qui appartiennent aux sciences biologiques et
aux sciences non-biologiques.
- C'est grâce aux méthodes de datation relative, que les géologues et surtout les
paléontologues européens ont construit une échelle relative des temps
géologiques.
conclusion:

24. Bibliographie:
- INSA toulouse, Chapitre 3 Stratigraphie
- (Revu 2017/2018-Dpt Géologie-FSTGAT/USTHB) Mme GRAÏNE-
TAZEROUT Khadidja) cours 11 STRATIGRAPHIE Aperçu sur la
paléontologie
-V. La stratigraphie et l’échelle des temps géologiques, Département des
Sciences de la Terre, Université Ferhat Abbas, Sétif 1
- travaux du comité français d’histoire de la géologie (cofrhigéo) troisième
série, t. xx, 2006, n° 6 (séance du 14 juin 2006) pierre rat
-http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/datations.relatives.html
- http://www.origines.biz/416857574 « origines »