Formation de la Terre

1. L'histoire de l'Univers ramenée à une année

L'Univers a environ 13,8 milliards d'années. C'est une durée si vaste qu'elle dépasse l'imagination. Pour la rendre tangible, l'astronome Carl Sagan a popularisé une analogie devenue classique : comprimer toute l'histoire de l'Univers, depuis le Big Bang jusqu'à aujourd'hui, en une seule année calendaire.

Sur cette échelle :

• 1 mois ≈ 1,15 milliard d'années
• 1 jour ≈ 38 millions d'années
• 1 minute ≈ 26 000 ans
• 1 seconde ≈ 440 ans

Le Big Bang se produit le 1^er janvier à minuit, et nous sommes le 31 décembre à 23 h 59 min 59 s. Voici les principales étapes de cette année cosmique :

• JANVIER
• 1er janvierDébut de l'expansion de l'univers — le Big Bang.
• AVRIL
• 1er avrilNotre galaxie est formée.
• SEPTEMBRE
• 9 septembreNaissance de notre système solaire.
• 14 septembreLa Terre est formée.
• OCTOBRE
• 1er octobreLa vie apparaît.
• 9 octobreLes bactéries apparaissent.
• NOVEMBRE
• 1er novembreInvention du sexe par les micro-organismes.
• 12 novembreApparition des plantes fossiles et de la photosynthèse.
• 15 novembreLes premières cellules à noyau commencent à prospérer.
• DÉCEMBRE
• 1er décembreL'atmosphère se charge en oxygène.
• 16 décembreLes premiers vers émergent.
• 17 décembreLes invertébrés apparaissent.
• 18 décembreLe plancton océanique est en place.
• 19 décembreApparition des premiers poissons et premiers vertébrés.
• 20 décembreLes plantes colonisent les terres émergées.
• 21 décembreLes premiers insectes.
• 22 décembreLes premiers amphibiens.
• 23 décembreLes premiers reptiles.
• 24 décembreLes premiers dinosaures.
• 26 décembreLes premiers mammifères.
• 27 décembreLes premiers oiseaux.
• 28 décembreExtinction des dinosaures.
• 29 décembreLes premiers cétacés et les premiers primates apparaissent.
• 30 décembreLes grands mammifères sont sur Terre.
• 31 décembre — 22 h 30Apparition des premiers hommes.

2. La formation des roches sédimentaires et volcaniques

Les roches sédimentaires et les roches volcaniques représentent les deux grandes familles que l'on rencontre le plus souvent à la surface de la Terre. Bien qu'issues de processus très différents, elles sont liées par le grand cycle des roches qui transforme inlassablement les unes en les autres au fil du temps géologique.

Les roches sédimentaires

Les roches sédimentaires se forment par accumulation et consolidation de matériaux à la surface terrestre, au fond des mers, des lacs ou dans les déserts. Leur formation suit toujours le même cycle :

1. Érosion — désagrégation des roches préexistantes par l'eau, le vent, le gel, la chimie ou les organismes vivants
2. Transport — par les rivières, le vent, les courants marins, les glaciers
3. Dépôt — quand l'énergie du transport diminue, les particules sédimentent par couches successives (les strates)
4. Diagenèse — sous l'effet de la pression et de la circulation des eaux interstitielles, les sédiments se compactent puis se cimentent pour former une roche cohérente

On distingue trois familles selon l'origine des particules :

Les roches sédimentaires couvrent environ 75 % de la surface des continents et constituent l'essentiel des terrains géotechniques courants en France. Elles enregistrent l'histoire de la Terre dans leurs strates et leurs fossiles.

Les roches volcaniques (et plutoniques)

Les roches magmatiques se forment par refroidissement et cristallisation d'un magma — une roche en fusion issue du manteau supérieur ou de la fusion partielle de la croûte. La vitesse de refroidissement détermine la taille des cristaux et donc la classification de la roche :

Selon leur composition chimique (teneur en silice), on distingue :

• Roches basiques (basalte, gabbro, ~50 % SiO₂) — sombres, denses, riches en fer-magnésium. Constituent l'essentiel de la croûte océanique.
• Roches acides (rhyolite, granite, ~70 % SiO₂) — claires, légères, riches en quartz et feldspath. Forment l'essentiel de la croûte continentale.

Le volcanisme actuel se manifeste sur les dorsales océaniques (volcanisme effusif basique), aux zones de subduction (volcanisme explosif acide) et au-dessus des points chauds (Hawaï, La Réunion, Islande).

3. La formation du Bassin Parisien

Le Bassin Parisien est l'un des plus grands bassins sédimentaires d'Europe et le plus important de France métropolitaine. Il s'étend sur environ 140 000 km² au cœur du pays, drainé par la Seine et ses affluents. Sa structure géologique conditionne directement les conditions géotechniques de l'Île-de-France.

Origine et structure

Le bassin s'est formé par subsidence (affaissement progressif) du socle hercynien à partir du Trias (il y a environ 250 millions d'années). À plusieurs reprises au cours de l'ère secondaire et tertiaire, des mers peu profondes ont recouvert la zone, déposant successivement des couches sédimentaires qui s'empilent jusqu'à 3 000 m d'épaisseur au centre du bassin.

La structure d'ensemble est en auréoles concentriques : les couches les plus jeunes affleurent au centre (Paris) et les plus anciennes en périphérie (Bourgogne, Lorraine, Normandie, Sologne). En coupe, l'image est celle d'assiettes empilées les unes dans les autres, légèrement basculées.

Les principales couches géologiques (du plus récent au plus ancien)

Importance géotechnique pour Paris et l'Île-de-France

La connaissance fine de la géologie du Bassin Parisien est indispensable pour toute construction en Île-de-France. Elle permet d'anticiper :

• les cavités issues des anciennes carrières souterraines (calcaire grossier, gypse) — risque de fontis
• les argiles gonflantes du Sparnacien et de l'Yprésien — retrait-gonflement saisonnier
• les nappes superposées (Sables de Fontainebleau, Lutétien, Craie) — sous-pressions et drainage
• la variabilité latérale des couches — passages d'argile à sable, lentilles compressibles

Les ingénieurs géotechniciens parisiens consultent systématiquement la carte géologique au 1/50 000 du BRGM et les bases de données des cavités (Inspection Générale des Carrières — IGC) avant tout projet.