COURS DE GÉOLOGIE, 1ÈRE ANNÉE, OPTION HUMANITÉS SCIENTIFIQUES

Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC

🌍 PRÉLIMINAIRES

0.1. Préface et Orientation Pédagogique

Ce manuel constitue le support didactique de référence pour l’enseignement de la géologie en première année des Humanités Scientifiques en République Démocratique du Congo. Il s’inscrit dans la continuité de la réforme curriculaire du Domaine d’Apprentissage des Sciences, visant à doter l’élève de compétences analytiques rigoureuses face aux phénomènes terrestres. L’ouvrage structure les savoirs essentiels définis par le Programme National, allant de la constitution interne du globe à l’exploitation des ressources minérales, en passant par la pédologie. Il privilégie une approche explicative qui relie la théorie géologique aux réalités environnementales et économiques du territoire congolais.

0.2. Objectifs Généraux du Cours

L’enseignement de la géologie vise à fournir à l’apprenant les clés de lecture de son environnement physique immédiat et global. L’élève acquerra une compréhension précise de la dynamique terrestre, distinguant les processus endogènes des processus exogènes. Il développera la capacité d’identifier les matériaux constitutifs de l’écorce terrestre et de comprendre leur genèse. Le cours a pour finalité de sensibiliser l’élève à la gestion rationnelle des ressources naturelles, particulièrement abondantes en RDC, et à la prévention des risques géologiques majeurs.

0.3. Profil de Sortie de l’Élève

Au terme de cette année de formation, l’élève démontrera sa capacité à décrire la structure interne de la Terre et à expliquer la tectonique des plaques. Il identifiera et classifiera les roches et les minéraux sur la base de leurs propriétés physico-chimiques. Il analysera les différents types de sols et leur aptitude culturale, compétence essentielle dans un pays à vocation agricole. Enfin, il localisera les principaux gisements miniers de la RDC et expliquera les enjeux liés à leur exploitation durable.

0.4. Méthodologie et Évaluation

La méthodologie repose sur l’observation directe, l’analyse d’échantillons et l’interprétation de cartes géologiques. L’enseignant encouragera les sorties de terrain, même à l’échelle de la cour scolaire ou du quartier, pour ancrer les concepts théoriques dans la réalité tangible. L’évaluation combinera des épreuves théoriques vérifiant la maîtrise des concepts et des épreuves pratiques axées sur l’identification des roches, la description de profils pédologiques et la lecture de cartes thématiques.

🌋 PARTIE 1 : LA TERRE, PLANÈTE DYNAMIQUE ET STRUCTURÉE

Cette première partie établit les fondements de la géologie en situant la Terre dans l’univers et en décortiquant son architecture interne. Elle explore la dynamique globale qui régit la mobilité de la surface terrestre et les méthodes scientifiques qui permettent de sonder les profondeurs inaccessibles du globe. L’élève y découvre une planète active, structurée en enveloppes concentriques, dont l’équilibre résulte de forces colossales.

Chapitre 1 : Introduction à la Géologie et Cosmographie

1.1. Définition et branches de la géologie

Nous définissons la géologie comme la science consacrée à l’étude de la Terre, de sa composition, de sa structure et de son histoire. L’élève distingue les disciplines fondamentales telles que la pétrographie, la stratigraphie, la tectonique et la paléontologie. Nous soulignons l’interdisciplinarité de la géologie qui mobilise la chimie, la physique et la biologie pour résoudre des énigmes temporelles et spatiales.

1.2. La Terre dans le système solaire

Cette section positionne la Terre parmi les planètes telluriques, en comparaison avec les géantes gazeuses. L’élève analyse les caractéristiques orbitales et physiques de notre planète qui permettent l’existence de l’eau liquide et de la vie. Nous abordons la formation de la Terre par accrétion au sein de la nébuleuse solaire primitive, expliquant ainsi sa différenciation en couches de densités variables.

1.3. Forme, dimensions et mouvements de la Terre

Nous étudions la géodésie pour décrire la forme géoïde de la Terre, aplatie aux pôles et renflée à l’équateur. L’élève manipule les données numériques relatives au rayon, à la circonférence et à la masse terrestre. Nous analysons les conséquences géologiques de la rotation et de la révolution, notamment les forces centrifuges et les marées terrestres influencées par la Lune.

1.4. Le temps géologique et la datation

Nous introduisons la notion de temps profond, distinct du temps historique humain. L’élève apprend les principes de la datation relative (superposition, recoupement) et de la datation absolue (radiométrie). Nous présentons l’échelle des temps géologiques, subdivisée en éons, ères, périodes et époques, permettant de situer chronologiquement les événements majeurs de l’histoire terrestre.

Chapitre 2 : Structure Interne du Globe Terrestre

2.1. Les méthodes d’investigation indirecte

Nous expliquons comment les géologues sondent l’intérieur de la Terre sans y pénétrer physiquement, principalement grâce à la sismologie. L’élève comprend le comportement des ondes sismiques P et S lors de leur traversée de milieux de densités différentes. Nous analysons la gravimétrie et le géomagnétisme comme preuves complémentaires de la stratification interne.

2.2. Le modèle sismologique et les discontinuités

Cette section détaille les frontières majeures qui séparent les enveloppes terrestres. L’élève identifie la discontinuité de Mohorovičić (Moho) entre la croûte et le manteau, celle de Gutenberg entre le manteau et le noyau, et celle de Lehmann au sein du noyau. Nous interprétons les variations brutales de vitesse des ondes sismiques au passage de ces interfaces.

2.3. Lithosphère, manteau et noyau

Nous décrivons la composition minéralogique et l’état physique de chaque enveloppe. L’élève distingue la lithosphère rigide de l’asthénosphère ductile, siège des courants de convection. Nous caractérisons le manteau (supérieur et inférieur) riche en péridotites, le noyau externe liquide générateur du champ magnétique, et la graine (noyau interne) solide composée de fer et de nickel.

2.4. La croûte terrestre : continentale et océanique

Nous comparons les deux types de croûte terrestre. L’élève oppose la croûte continentale, épaisse, granitique et ancienne, à la croûte océanique, fine, basaltique et géologiquement jeune. Nous illustrons ces notions par des exemples locaux, comme le craton du Kasaï pour la croûte continentale stable et ancienne.

Chapitre 3 : Géodynamique Interne et Tectonique

3.1. La dérive des continents et la tectonique des plaques

Nous présentons la théorie de Wegener et son évolution vers la tectonique des plaques moderne. L’élève analyse les arguments morphologiques, paléontologiques et géologiques qui soutiennent la mobilité des plaques lithosphériques. Nous identifions les principales plaques majeures et situons la plaque africaine dans ce puzzle global.

3.2. Les frontières de plaques et mouvements

Cette section classifie les limites de plaques en zones de divergence (accrétion), de convergence (subduction/collision) et de coulissage (failles transformantes). L’élève associe chaque type de frontière à des phénomènes géologiques spécifiques. Nous prenons l’exemple du Rift Est-Africain, traversant l’est de la RDC, comme illustration active d’une zone de divergence continentale.

3.3. Le magmatisme et le volcanisme

Nous étudions la genèse, la montée et l’éruption du magma. L’élève distingue le volcanisme effusif du volcanisme explosif en fonction de la viscosité du magma. Nous analysons les risques volcaniques en RDC, en focalisant sur les volcans des Virunga (Nyiragongo et Nyamulagira), leurs types d’éruptions et les laves fluides caractéristiques.

3.4. Les séismes et les déformations tectoniques

Nous abordons l’élasticité des roches et la rupture brutale à l’origine des tremblements de terre. L’élève apprend à localiser un épicentre et à mesurer la magnitude et l’intensité d’un séisme. Nous décrivons les déformations souples (plis) et cassantes (failles) visibles dans les formations géologiques, comme celles observées dans les monts Mitumba.

💎 PARTIE 2 : MATÉRIAUX DE L’ÉCORCE TERRESTRE (PÉTROGRAPHIE)

Cette partie se consacre à l’étude détaillée des matériaux solides qui constituent notre sol et sous-sol. Elle fournit à l’élève les critères d’identification des minéraux et des roches, classés selon leur mode de formation. Cette connaissance est le préalable indispensable à toute exploration minière et à la compréhension des ressources naturelles du pays.

Chapitre 4 : Minéralogie Fondamentale

4.1. Définition et structure cristalline

Nous définissons le minéral comme un solide naturel, inorganique, homogène, possédant une composition chimique définie et une structure atomique ordonnée. L’élève distingue le minéral de la roche et comprend la notion de système cristallin. Nous illustrons la cristallisation avec des exemples comme le quartz ou la pyrite.

4.2. Propriétés physiques et chimiques des minéraux

Cette section dote l’élève d’outils d’identification macroscopique. Nous étudions la dureté (échelle de Mohs), le clivage, la cassure, l’éclat, la couleur, la densité et la réaction à l’acide. L’élève pratique l’identification de minéraux communs en laboratoire ou sur le terrain en utilisant ces critères diagnostiques.

4.3. Classification des minéraux

Nous présentons la classification systématique basée sur la composition chimique (anions dominants). L’élève étudie les grandes familles : éléments natifs (or, diamant), sulfures, oxydes, halogénures, carbonates, sulfates et surtout les silicates qui forment la majorité de la croûte terrestre. Nous associons chaque groupe à des exemples présents dans le sous-sol congolais.

4.4. Minéraux essentiels des roches

Nous focalisons sur les minéraux qui constituent la trame des roches communes. L’élève apprend à reconnaître le quartz, les feldspaths, les micas, les amphiboles, les pyroxènes et l’olivine. La maîtrise de ces minéraux « cardinaux » est indispensable pour aborder la classification des roches magmatiques et métamorphiques au chapitre suivant.

Chapitre 5 : Les Roches Magmatiques et Métamorphiques

5.1. Genèse et classification des roches magmatiques

Nous expliquons le processus de refroidissement du magma conduisant aux roches ignées. L’élève distingue les roches volcaniques (refroidissement rapide, structure microlitique) des roches plutoniques (refroidissement lent, structure grenue). Nous classifions ces roches selon leur teneur en silice, du basalte/gabbro au granite/rhyolite.

5.2. Les roches magmatiques en RDC

Cette section contextualise la théorie par l’inventaire des roches ignées du pays. L’élève étudie les basaltes des plateaux du Kivu, les granites du Bas-Congo et du Katanga. Nous analysons l’importance économique de ces roches, notamment comme matériaux de construction (moellons) ou roches encaissantes de minéralisations.

5.3. Le métamorphisme : facteurs et processus

Nous définissons le métamorphisme comme la transformation des roches à l’état solide sous l’effet de la température et de la pression. L’élève comprend les notions de métamorphisme de contact et de métamorphisme régional. Nous expliquons les modifications minéralogiques et texturales (schistosité, foliation) qui en découlent.

5.4. Principales roches métamorphiques

Nous décrivons les séquences métamorphiques classiques. L’élève apprend à identifier l’ardoise, le schiste, le micaschiste et le gneiss (séquence pélitique), ainsi que le marbre (dérivé des calcaires) et le quartzite. Nous localisons ces formations en RDC, notamment les quartzites et schistes du Katanga associés aux gisements de cuivre.

Chapitre 6 : Les Roches Sédimentaires

6.1. Le cycle sédimentaire : de l’érosion à la diagenèse

Nous retraçons l’histoire d’une roche sédimentaire. L’élève analyse les étapes successives : altération de la roche mère, érosion, transport, dépôt (sédimentation) et consolidation (diagenèse). Nous expliquons comment les sédiments meubles se transforment en roches cohérentes par compaction et cimentation.

6.2. Classification des roches sédimentaires

Cette section organise la diversité des roches sédimentaires. L’élève distingue les roches détritiques (conglomérats, grès, argilites), les roches chimiques (calcaires de précipitation, évaporites) et les roches biogènes (charbons, certains calcaires). Nous insistons sur les critères de granulométrie pour les roches détritiques.

6.3. Stratigraphie et paléontologie

Nous abordons la roche sédimentaire comme archive du temps. L’élève comprend les notions de strate, de faciès et de fossile. Nous expliquons l’importance des fossiles stratigraphiques pour la datation relative et des fossiles de faciès pour la reconstitution des paléoenvironnements (ex : anciens milieux marins ou lacustres).

6.4. Bassins sédimentaires de la RDC

Nous étudions les grandes structures sédimentaires du pays. L’élève analyse la Cuvette Centrale, immense réceptacle de sédiments continentaux, et le bassin côtier riche en hydrocarbures. Nous mentionnons également les formations calcaires du Kongo Central (utilisées dans la cimenterie) et les grès du Katanga.

⛏️ PARTIE 3 : RESSOURCES DU SOL ET GÉOLOGIE APPLIQUÉE

Cette dernière partie connecte la géologie aux besoins vitaux de la société. Elle traite de la pédologie, indispensable à l’agriculture, et de la géologie économique, pilier du développement de la RDC. L’élève y découvre la richesse exceptionnelle du « scandale géologique » congolais et les défis environnementaux liés à son exploitation.

Chapitre 7 : Pédologie et Types de Sols

7.1. Formation et constituants du sol

Nous définissons le sol comme l’interface vivante entre la lithosphère et l’atmosphère. L’élève analyse le processus de pédogenèse, résultant de l’altération de la roche mère et de l’apport de matière organique. Nous identifions les constituants solides (minéraux, humus), liquides (solution du sol) et gazeux qui composent un sol fertile.

7.2. Le profil pédologique et les horizons

Cette section décrit l’organisation verticale du sol. L’élève apprend à reconnaître et nommer les différents horizons (O, A, B, C, R) sur une coupe de terrain. Nous expliquons les processus de lessivage et d’accumulation qui différencient ces horizons et déterminent la dynamique interne du sol.

7.3. Classification et types de sols en RDC

Nous étudions la diversité des sols congolais. L’élève caractérise les sols ferrallitiques (rouges, lessivés, typiques de la zone équatoriale), les sols hydromorphes (de vallées et marécages) et les sols volcaniques riches du Kivu. Nous analysons leurs propriétés physiques et chimiques respectives.

7.4. Conservation et aptitudes agricoles

Ce point relie la pédologie à l’agronomie. L’élève évalue l’aptitude culturale des différents sols étudiés. Nous discutons des problèmes de dégradation des sols (érosion, épuisement, acidification) et des techniques de conservation adaptées au contexte tropical (agroforesterie, lutte anti-érosive) pour garantir la sécurité alimentaire.

Chapitre 8 : Géologie Économique de la RDC

8.1. Notion de minerai, gisement et gangue

Nous clarifions le vocabulaire minier. L’élève distingue la roche stérile du minerai économiquement exploitable. Nous définissons les notions de teneur, de gisement et de gangue. Nous expliquons les processus de concentration naturelle (magmatique, hydrothermal, sédimentaire) qui créent les gisements exploitables.

8.2. La ceinture cuprifère du Katanga

Nous explorons l’une des régions minières les plus riches du monde. L’élève localise l’arc cuprifère et étudie ses minéralisations principales : cuivre (malachite, chalcopyrite) et cobalt (hétérogénite). Nous analysons l’origine sédimentaire de ces gisements et leur importance stratégique mondiale pour la transition énergétique.

8.3. Les ressources diamantifères et aurifères

Cette section couvre les gemmes et métaux précieux. L’élève étudie les gisements de diamants du Kasai (kimberlites et placers alluvionnaires) et les ceintures d’or du Nord-Est (Ituri, Haut-Uele) et du Kivu. Nous distinguons l’exploitation industrielle de l’exploitation artisanale et discutons des caractéristiques géologiques des placers.

8.4. Ressources énergétiques et stratégiques

Nous dressons l’inventaire des ressources énergétiques. L’élève localise les gisements de coltan (Kivu), de cassitérite, de lithium (Manono) et d’hydrocarbures (Bassin côtier, Graben Albertine, Cuvette Centrale). Nous évoquons également le potentiel en gaz méthane du lac Kivu comme ressource énergétique unique.

Chapitre 9 : Géologie, Environnement et Société

9.1. L’eau souterraine et l’hydrogéologie

Nous abordons l’importance des nappes aquifères. L’élève comprend les notions de perméabilité, de porosité et d’aquifère. Nous étudions la circulation de l’eau dans le sous-sol et les conditions nécessaires à la formation de sources ou de puits artésiens, cruciaux pour l’approvisionnement en eau potable en milieux rural et urbain.

9.2. Les risques géologiques majeurs

Cette section analyse les dangers naturels liés à la géologie. L’élève étudie les mécanismes des glissements de terrain (fréquents à Bukavu ou Kinshasa), des érosions ravinantes et des inondations. Nous discutons des méthodes de prévention et d’aménagement du territoire pour réduire la vulnérabilité des populations.

9.3. Impact environnemental de l’exploitation minière

Nous évaluons les conséquences de l’extraction des ressources. L’élève analyse les impacts sur le paysage, la pollution des eaux et des sols par les métaux lourds et les produits chimiques de traitement. Nous introduisons les concepts de mine responsable, de réhabilitation des sites et de gestion des déchets miniers.

9.4. Géologie et développement durable en RDC

Ce point de synthèse réfléchit au rôle du géologue dans la société. L’élève comprend comment la connaissance géologique contribue à la construction d’infrastructures (barrages, routes), à l’aménagement urbain et à la planification économique. Nous soulignons la nécessité d’une gestion transparente et durable du patrimoine géologique national.

📚 ANNEXES

A.1. Carte Géologique et Minière de la RDC

Une synthèse cartographique présentant les grandes unités lithostratigraphiques du pays et la localisation précise des principaux gisements miniers et énergétiques cités dans le cours. Cet outil visuel est indispensable pour la spatialisation des savoirs.

A.2. Échelle des Temps Géologiques

Un tableau chronostratigraphique détaillé situant les éons, ères et périodes, mis en correspondance avec les grands événements géologiques ayant affecté le territoire congolais (ex: orogenèse kibarienne, sédimentation du Karoo).

A.3. Guide d’Identification des Minéraux et Roches

Des fiches pratiques récapitulant les critères diagnostiques (couleur, dureté, texture, composition) pour les échantillons les plus courants en RDC, destinées à faciliter les travaux pratiques en classe ou sur le terrain.