Le réel en géologie

Le réel de la géologie est un réel de la science, et ne prétend pas à des spécificités marquées. Cependant, nous souhaitons montrer que, dans ce domaine scientifique, c’est surtout d’un point de vue méthodologique que l’on peut distinguer des formes de réel. Nous envisageons donc ici dans un premier temps la diversité des formes de réel en géologie et ensuite nous nous focalisons sur les modalités de production de traces géologiques « sur le terrain ».

1.1.3.1 Diversité des « réels » en géologie

La diversité des formes de réel en géologie nous apparait avant tout dans une double distinction des formes de l’actuel que l’on rencontre en géologie. Ainsi, une première distinction peut être faite quant au mode d’accès à l’actuel géologique : se fait-il par l’intermédiaire de nos organes de perception sensoriel (actuel « sensible » au sens strict) ? Ou bien fait-il intervenir un instrument chargé d’en révéler des caractéristiques inaccessibles à nos sens (actuel « instrumenté ») ?

Une autre distinction fondamentale existe en géologie : elle concerne la place que prend le réel dans l’empirie. Les objets de la géologie peuvent être étudiés dans leur contexte naturel, « sur le terrain », ou bien ils sont étudiés en laboratoire.

L’étude des objets du réel dans leur contexte naturel correspond à une forme de géologie dite « de terrain » qui ne peut se faire autrement qu’en se rendant sur les

lieux propres à chacun de ces objets. Le géologue doit se rendre « sur le terrain ». A partir de ce travail in situ, le géologue peut construire une organisation spatio-temporelle des objets géologiques : leur position, leurs dimensions, leurs rapports avec les autres objets, leurs caractéristiques à l’échelle de l’affleurement... En fait, venir sur le terrain traduit la difficulté d’investigation des objets géologiques : un affleurement ne peut pas être ramené au laboratoire : son analyse suppose donc un déplacement sur le site géologique. Il semble donc exister une forme de réel « sur le terrain » que l’on doit analyser pour en comprendre les spécificités par rapport aux autres formes de réel.

Les modalités d’accès à l’actuel : actuel sensible et actuel instrumenté Ces deux formes d’actuel se différencient par un mode d’accès différent à l’actualité des objets géologiques.

L’actuel sensible renvoie au réel de sens commun, qui mobilise presque exclusive-ment l’observation, et qui suppose un accès « direct » au réel. Nous avons déjà dit qu’accéder à l’actuel par l’observation suppose la mobilisation d’un ensemble de théories a priori qui « préparent » l’image vue. Mais ces observations, quand elles sont menées par les géologues, présentent une rationalité qui leur est conférée par le cadre théorique qu’ils utilisent. Ces théories en quelque sorte « configurent » les représentations du réel géologique. Ce réel prend sens dans la pensée du géologue, dans un cadre qui construit ce sens. Cette activité de la théorie dans l’observation fait que le sensible ne représente qu’une faible partie de l’activité d’exploration du réel.

Le géologue a recours à deux modes d’accès à l’actualité de ses objets d’étude : soit par observation directe (actuel sensible) , soit par l’intermédiaire d’un instrument (actuel instrumenté).

Actuel sensible : La simple observation n’a pas vraiment de sens car, comme nous

l’avons déjà dit, tout objet observé ne prend de sens (et donc ne devient image) que dans un cadre pré-construit et déjà-là. La théorie, qui précède l’observation, joue un rôle prescripteur sur l’actuel. En ce sens, il n’existe pas d’actuel sensible mais plutôt un « actuel prescrit ».

Actuel instrumenté : Beaucoup d’objets de la géologie ne sont accessibles que par

l’intermédiaire d’un instrument : un instrument pour observer, pour mesurer, pour doser, etc. Mais, pour reprendre le termes de Bachelard (1971) : « Un instrument, dans la science moderne, est véritablement

un théorème réifié ». Utiliser un instrument, en géologie, revient donc

à mettre en œuvre une théorie sous la forme d’un objet qui donne ainsi accès à l’actuel. Mais nous pouvons considérer que l’instrument permet de donner accès à une forme d’actuel sensible que nos organes

de perception ne nous permettent pas d’appréhender. Pour le dire d’une autre façon, notre sensibilité tactile nous permet de dire si un objet est chaud ou froid, mais elle ne nous permet pas de chiffrer rigoureusement la quantité de chaleur qu’il contient.

Il n’existe donc pas véritablement de distinction entre actuel sensible et actuel instrumenté, si ce n’est du point de vue de la méthode d’accès à cet actuel. Dans le contexte des situations de terrain, cette « non-distinction » actuel sensible/actuel instrumenté prend une signification importante pour deux raisons :

 In situ, les objets géologiques doivent être recherchés. Ils ne s’offrent pas

au géologues ; celui-ci doit donc procéder à une exploration systématique⁹. L’observation joue donc un grand rôle car elle permet au géologue de fouiller les affleurements susceptibles de contenir des indices géologiques. Mais l’ob-servation ne saurait être l’unique mode de prospection : le géologue est équipé d’instruments (que l’on peut désigner par des instruments de terrain) qui lui permettent d’accéder à un « actuel de terrain » (loupe, clinomètre, décimètre, boussole).

 Le transport des instruments dont pourrait avoir besoin le géologue sur le

terrain est conditionné par un certain nombre de contraintes techniques : accessibilité de l’affleurement, source d’énergie disponible, conditions de fonctionnement... Un spectrographe de masse ne peut pas être amené sur un affleurement. Il faut donc procéder à un échantillonnage, qui peut nécessiter des relevés complexes (origine de l’échantillon, altitude, coordonnées gps, position relative avec les autres objets géologiques...).

Dans une situation de médiation de la géologie avec un public, dans laquelle le médiateur peut être amené à mettre en scène une forme d’activité du géologue de terrain, la mise en œuvre d’une instrumentation tend à construire un cadre scientifique (autrement dit, pour le sens commun, tous les indicateurs sont là pour présenter la situation comme « scientifique »). L’observation de terrain quant à elle tend à rester enfermée dans une « approche sensible ». Là où les instruments mobilisent du « théorique », la situation parait scientifique d’elle-même. L’absence de recours aux instruments semble déshériter la situation de son cadre théorique. Mais en conséquence, celle-ci risque de s’en tenir aux théories de sens commun qui constituent le cadre a priori de toute situation non-scientifique. Nous pouvons cependant imaginer que le recours à une instrumentation « de terrain » (boussole, clinomètre, loupe, ...) modifie le contexte de la situation. Nous aurons l’occasion de réfléchir à ces indicateurs de scientificité des situations plus loin dans nos analyses. En conclusion, il s’agit pour nous ici de déconstruire deux idées naïves autour du

9. Les géologues de terrain sont souvent de grands marcheurs, et pour certains de véritables explorateurs. Cela montre la nécessité pour la géologie de terrain de parcourir de vastes domaines pour construire un registre empirique le plus étendu possible.

réel que l’on peut rencontrer en géologie. L’actuel sensible, d’une part ne saurait être considéré comme suffisant pour construire un « actuel » géologique ; il n’est pas cet aspect du réel auquel il est possible d’avoir accès « directement » par la simple observation (selon l’idée commune qui consiste à considérer qu’une observation bien menée conduit à une véritable prise de contact avec le réel). Cela suppose donc une déconstruction, qui en écarte les idées communes, avec leur tendance à la fantaisie et à l’émotion, et une reconstruction rationnelle qui conduit à des énoncés scientifiques. Cette rupture (Bachelard, 1960) entre le sensible et le scientifique est un des éléments sur lesquels nous reviendront en partie didactique ( 2 page 101). D’autre part, l’actuel instrumenté n’est pas « moins direct » que l’actuel sensible. Il est au contraire une forme de réel scientifique en construction, par l’intermédiaire de ce que Bachelard nomme des « théorèmes réifiées » (Bachelard, 1933, p. 140). L’instrument constitue une sorte de prolongement sensoriel du sujet qui augmente ses capacités10 de perception.

Si la distinction entre actuel sensible et actuel instrumenté ne s’avère par perti-nente, nous avons eu l’occasion d’évoquer une autre distinction entre deux aspects du réel sur lesquels nous devons revenir maintenant. Il s’agit du réel de terrain et du réel de laboratoire

Réel de terrain / réel de laboratoire

Une autre articulation des formes de réel existe dans l’activité du géologue, qui ne dépend pas seulement de la méthodologie à laquelle il a recours : cette articulation se situe entre le réel de terrain et le réel de laboratoire(Orange et al., 1999). Cette distinction est fondamentale pour définir la géologie, non seulement en tant que science de l’empirie mais surtout comme science historique.

Avant de réfléchir à cette distinction, une remarque s’impose ici : nous ne considérons pas ici l’actuel mais bien le réel. Nous ne nous limitons pas à l’actuel notamment parce que une grande part de la distinction que nous allons faire dépend du non-actuel. Pour le dire plus simplement : la différence que nous relevons entre terrain et laboratoire ne trouve pas son origine uniquement dans l’actuel. Les formes de non-actuel sont également distinctes entre le terrain et le laboratoire. Afin d’identifier cette différence fondamentale entre les deux modes d’accès au réel, nous prenons un exemple en comparant deux situations :

1. Une étude géologique sur un affleurement granitique (= in situ), destinée à dater le granite injecté dans des gneiss

2. Une analyse isotopique en laboratoire sur un cristal de zircon, destinée à dater ce même granite

10. Sans s’y substituer : l’instrument ne remplace pas le sujet dans la perception de l’actuel. L’actuel est seulement « filtré » au travers d’une « théorie réifiée »

Dans la situation (1), dite « de terrain », c’est principalement la position relative du granite par rapport à son encaissant qui fournit l’information majeure dans ce travail de terrain. Il est ainsi possible, en analysant les rapports de ce granite avec son encaissant, de déterminer les modalités de sa mise en place ainsi que son âge relatif : la mise en place de ce granite doit être nécessairement plus récente que le gneiss (principe d’inclusion). Cette analyse constitue une donnée de terrain. Dans la situation (2), dite « de laboratoire », la datation de ce granite par analyse isotopique sur un zircon donne un âge absolu au granite. Cette analyse constitue une donnée de laboratoire.

L’exemple que nous avons choisi est une situation « idéale » dans laquelle les données de terrain et de laboratoire viennent se croiser. Cela n’est pas le cas dans toutes les situations. Un échantillon de granite qui ne serait pas « en place », c’est-à-dire à sa position d’origine, ne pourrait pas fournir une telle information sur son âge relatif. Cet échantillon, hors de son contexte naturel, ne constitue donc pas un indice de terrain. Au contraire, un échantillon qui ne possèderait pas d’éléments permettant une bonne datation isotopique ne constituerait pas un échantillon de laboratoire très pertinent.

De ce point de vue, certains champs disciplinaires de la géologie sont plutôt proches du terrain, d’autres un peu moins. Nous voyons une nouvelle fois que c’est principalement dans le cadre méthodologique que se situe la différence entre terrain et laboratoire.

Mais il faut souligner le fait que le terrain représente l’objet d’étude ultime des recherches en géologie. En effet, le travail de laboratoire sur les objets du réel géologique ne constitue en soi qu’une étape : il s’agit pour le géologue d’un travail circonscrit à l’objet. Replacé dans son contexte global, cet objet représente un indice de processus géologiques qui ont eu lieu dans le passé et dont il peut en quelque sorte « témoigner ».

Le géologue de terrain qui souhaite reconstituer l’histoire géologique d’une région est donc amené à explorer une « actualité » géologique de terrain susceptible de lui fournir des informations. Les traces de terrain en géologie sont donc à considérer comme la construction d’un « actuel de terrain ». Comment une telle construction se fait-elle ? Quel procédé d’actualisation permet de produire, sur le terrain, des traces porteuses d’informationS pertinentes sur le passé géologique ?

1.1.3.2 La construction d’une actualité des objets géologiques : les traces géologiques

Construire les objets géologiques de terrain revient à construire une « actualité » de ces objets, c’est-à-dire révéler, pour les partager, les caractéristiques pertinentes de ces objets. Ces caractéristiques ont une spécificité forte du fait qu’elles sont mises en œuvre dans le contexte du « terrain ». C’est parce que ces objets sont

potentiellement des traces géologiques, et surtout qu’ils peuvent être construits comme tels, qu’ils possèdent un intérêt géologique.

L’étude de terrain en géologie : la construction des traces géologiques Sortir sur le terrain permet de prendre contact avec l’« actualité » des objets géologiques : ces objets sont alors observables dans ce que le sens commun désigne par leur « contexte naturel ». Mais ce que nous devons considérer comme contexte naturel représente en fait le cas idéalisé d’un objet naturel n’ayant eu aucun contact avec l’humain auparavant, ni aucun contact susceptible d’en modifier les caractéristiques. Or ces caractéristiques sont justement celles que potentiellement le scientifique recherche. Ce qui signifie que cet objet ne doit pas avoir subi de modification au regard de ce que la science de la nature qui l’étudie pouvait

normalement prévoir. Donc le cadre naturel de l’objet n’est pas un cadre déterminé

par la nature dans laquelle on va pouvoir le rencontrer. C’est davantage un objet qui se trouve dans un cadre théorique bien précis, qui permet au chercheur de le rencontrer « dans la nature » à un endroit qui n’a rien de hasardeux, et qui peut être prévu (anticipé) par la théorie. Dans le cas des objets géologiques, le géologue recherche en général des affleurements au niveau desquels les processus récents (érosion, déplacements, notamment) n’ont pas endommagé les roches. Dans ce cas il peut travailler avec un objet le plus « propre » possible, le plus en adéquation avec le cadre théorique qu’il s’est fixé.

Hors de ce cadre théorique, l’objet n’a pas d’existence.

Cela a pour conséquence que le géologue ne va jamais sur le terrain au hasard. Il va en quelque sorte à la rencontre des objets géologiques pré-construits dans son cadre théorique de recherche. Pour le dire autrement : « il sait quoi trouver ».

Une fois le cadre théorique installé comme toile de fond, le géologue explore un terrain géologique, qui n’est donc plus un espace naturel au sens commun du terme. Dans ce contexte naturel, les objets géologiques sont à la place où les processus géologiques les ont installés. Cette phrase, qui n’a de sens que pour le géologue permet de considérer que la présence d’un objet géologique à un endroit précis caractérise le dernier lieu d’accomplissement de son histoire. Un certain nombre d’informations peuvent alors être déduites de cette présence : modalité de mise en place, origine, transport, érosion, âge, déformations...

Nous comprenons ici le rôle déterminant joué par ce travail sur le terrain. Proposez à un géologue de terrain de travailler dorénavant uniquement dans son bureau, son travail sera transformé en profondeur ! Nul doute d’ailleurs qu’il émettrait des réserves sur cette décision qui le priverait d’un accès fondamentale au registre empirique de son cadre de recherches. Nous pourrions dire d’une autre façon que si le géologue va sur le terrain, c’est parce que son laboratoire ne lui fournit pas les conditions de travail efficiente sur son objet d’étude.

Aller sur le terrain passe pour une part irremplaçable de la géologie... de terrain. Cela n’est pas le cas de tous les secteurs de recherche de la géologie. Nous évoquons ici la diversité des disciplines associées aux Sciences de la Terre. Au sein de cette diversité il est possible de faire une distinction entre les géologues qui vont sur le terrain et ceux qui travaillent « ex situ ». Les géologues de terrain passent souvent pour ceux qui ont gardé des méthodes de travail « à l’ancienne » : relevé de terrain, avec un petit carnet de note qui consigne chaque observation. Par opposition, on présente volontiers le géo-physicien ou le géo-chimiste dans son laboratoire, à proximité de nombreux appareils de mesure. Cette présentation caricaturale montre un hiatus pourtant assez réel dans la pratique de la recherche en géologie. Cette dualité du travail de la géologie va même jusqu’à consacrer les « sciences dures » qui priment largement devant le travail de terrain, qui joue dès lors un rôle subalterne.

Cette dichotomie est cependant atténuée par le fait que, comme dans tout travail scientifique, la collaboration scientifique de chacun conduit au partage des résultats de recherche : le géologue de terrain fournit des informations que n’a pas le géo-physicien et inversement.

Quoi qu’il en soit, nous voyons qu’il existe un réel enjeu à se rendre sur le terrain. Pourquoi se rendre alors « in situ » ? Qu’apporte le terrain dans le travail du géologue ? Pourquoi ce que le géologue fait sur le terrain, il ne peut le faire ailleurs ?

Le terrain pour accéder aux objets géologiques (de grande taille) dans toutes les échelles de l’espace

Nous souhaitons aborder brièvement ici deux aspects intéressants du travail de terrain en géologie : tout d’abord, l’opposition entre travail de terrain et travail de laboratoire, qui représentent deux pôles fondamentaux dans l’activité des géologues ; ensuite, les contraintes qui sont posées par le travail de terrain, du fait que celui-ci se met en place dans des environnements qui, à plusieurs points de vue, sont difficiles d’accès.

Terrain vs Laboratoire

Il est évident qu’il n’est pas nécessaire de se rendre dans la nature pour faire de la géologie. Une grande part du travail du géologue peut se faire en laboratoire. Mais il est également inconcevable de faire de la géologie sans avoir un contact, même partiel, avec les objets géologiques dans leur cadre naturel. Pour le dire de façon triviale, le géologue finit toujours par avoir besoin de se rendre sur le terrain. Voyons en quoi cette nécessité s’impose au géologue. Prenons pour cela un exemple afin d’illustrer ce besoin pour le géologue d’accéder aux objets géologiques de terrain. L’étude de la géologie des Alpes se construit à des échelles très différentes, depuis

le microscopique (le minéral) jusqu’à la méga-structure géologique11 (la chaine de montagne). Ainsi l’étude d’un banc de calcaire à Nummulites par exemple (objet géologique pouvant avoir une taille déca à kilométrique), suppose d’aller rechercher de telles roches sur le terrain, de procéder à une partie de leur étude « in situ » et ensuite de recueillir des échantillons qui permettront leur étude au laboratoire. Le travail engagé se répartit selon deux pôles, que nous avons distingués dans le tableau 1.1 :

Table 1.1 – Un même objet d’étude : deux géologies

Géologie « in situ » Géologie « ex situ » Localisation spatiale

Position relative aux autres objets géologiques Pendage

Orientation Altitude

Mesures diverses (épaisseur) Structures sédimentaires visibles

Structures tectoniques visibles etc.

Analyse des caractéristiques pétrologiques de la roche : minéralogie, sédimentologie Observation microscopique des fossiles de

nummulites

Modélisation de la sédimentation du calcaire Modélisation des déformations de la roches

Calculs des volumes, masses et autres grandeurs

etc.

Nous montrons dans ce tableau que travail de terrain et travail de laboratoire