rhÉologie - perso-sdt.univ-brest.frjperrot/tectonophysic/rheo_final.pdf · rhÉologie rhéologie:...
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RHÉOLOGIERhéologie: étude du comportement des matériauxsoumis à une contrainte
Dépend de 3 paramètres physiques:- Température- Pression- Taux de déformation
→ importantes variations des comportements
• Déformations et paramètres physiques• Enveloppes rhéologiques• Définition de la lithosphère• Contribution sismique et sismologique• Modélisation analogique et numérique
– p.1/34
RHÉOLOGIERhéologie: étude du comportement des matériauxsoumis à une contrainteDépend de 3 paramètres physiques:
- Température- Pression- Taux de déformation
→ importantes variations des comportements
• Déformations et paramètres physiques• Enveloppes rhéologiques• Définition de la lithosphère• Contribution sismique et sismologique• Modélisation analogique et numérique
– p.1/34
RHÉOLOGIERhéologie: étude du comportement des matériauxsoumis à une contrainteDépend de 3 paramètres physiques:
- Température- Pression- Taux de déformation
→ importantes variations des comportements
• Déformations et paramètres physiques• Enveloppes rhéologiques• Définition de la lithosphère• Contribution sismique et sismologique• Modélisation analogique et numérique
– p.1/34
RHÉOLOGIERhéologie: étude du comportement des matériauxsoumis à une contrainteDépend de 3 paramètres physiques:
- Température- Pression- Taux de déformation
→ importantes variations des comportements
• Déformations et paramètres physiques• Enveloppes rhéologiques• Définition de la lithosphère• Contribution sismique et sismologique• Modélisation analogique et numérique
– p.1/34
Contraintes et déformationsF
F
∆SContrainte: Force appliquée sur unesurface ∆S
σ = dF
dS
σ1 > σ2 > σ3
σ
σ
φL1 L2
τ
τ
Deformation: toute action qui changeforme, dimension et localisationd’un corps d’un état initial à un étatfinalComparaison de 2 états à 2 tempsdifférents→ à la différence de la contrainte quidécrit 1 condition à 1 temps donné
– p.2/34
Contraintes et déformationsF
F
∆SContrainte: Force appliquée sur unesurface ∆S
σ = dF
dS
σ1 > σ2 > σ3
σ
σ
φL1 L2
τ
τ
Deformation: toute action qui changeforme, dimension et localisationd’un corps d’un état initial à un étatfinalComparaison de 2 états à 2 tempsdifférents→ à la différence de la contrainte quidécrit 1 condition à 1 temps donné
– p.2/34
Contraintes et déformationsF
F
∆SContrainte: Force appliquée sur unesurface ∆S
σ = dF
dS
σ1 > σ2 > σ3
σ
σ
φL1 L2
τ
τ
Deformation: toute action qui changeforme, dimension et localisationd’un corps d’un état initial à un étatfinalComparaison de 2 états à 2 tempsdifférents→ à la différence de la contrainte quidécrit 1 condition à 1 temps donné
– p.2/34
Déformations élastique et plastique
Comportement elastique: déformation réversible de la roche- relation linéaire entre σ et ε
- matériaux élastiques accumulent une déformation qu’ilsrestituent quand la contrainte est relâchée
Comportement plastique: déformation non réversible de la roche- pas de relation linéaire entre σ et ε
- matériaux plastiques ne restituent pas la déformation aprèsrelaxation des contraintesFluage: déformation à contrainte constante
– p.3/34
Déformations élastique et plastique
Comportement elastique: déformation réversible de la roche- relation linéaire entre σ et ε
- matériaux élastiques accumulent une déformation qu’ilsrestituent quand la contrainte est relâchée
Comportement plastique: déformation non réversible de la roche- pas de relation linéaire entre σ et ε
- matériaux plastiques ne restituent pas la déformation aprèsrelaxation des contraintes
Fluage: déformation à contrainte constante
– p.3/34
Déformations élastique et plastique
Comportement elastique: déformation réversible de la roche- relation linéaire entre σ et ε
- matériaux élastiques accumulent une déformation qu’ilsrestituent quand la contrainte est relâchée
Comportement plastique: déformation non réversible de la roche- pas de relation linéaire entre σ et ε
- matériaux plastiques ne restituent pas la déformation aprèsrelaxation des contraintesFluage: déformation à contrainte constante
– p.3/34
Déformation cassante et ductile
Roche cassante: se déforme de manière élastique voir même unpeu plastiquement avant la rupture
- déformation discontinue, froide et rapide- caractérisée par une direction et un sens de mouvement
Roche ductile: subit de grandes déformations sans rupture- déformation continue et chaude- caractérisée par des déplacements de blocs aux limites du
domaineRoche ductile-cassante: certaines roches ont un comportementductile avant rupture
⇒ Température, pression et vitesse de déformation font varier lalimite cassant/ductile
– p.4/34
Déformation cassante et ductile
Roche cassante: se déforme de manière élastique voir même unpeu plastiquement avant la rupture
- déformation discontinue, froide et rapide- caractérisée par une direction et un sens de mouvement
Roche ductile: subit de grandes déformations sans rupture- déformation continue et chaude- caractérisée par des déplacements de blocs aux limites du
domaine
Roche ductile-cassante: certaines roches ont un comportementductile avant rupture
⇒ Température, pression et vitesse de déformation font varier lalimite cassant/ductile
– p.4/34
Déformation cassante et ductile
Roche cassante: se déforme de manière élastique voir même unpeu plastiquement avant la rupture
- déformation discontinue, froide et rapide- caractérisée par une direction et un sens de mouvement
Roche ductile: subit de grandes déformations sans rupture- déformation continue et chaude- caractérisée par des déplacements de blocs aux limites du
domaineRoche ductile-cassante: certaines roches ont un comportementductile avant rupture
⇒ Température, pression et vitesse de déformation font varier lalimite cassant/ductile
– p.4/34
Déformation cassante et ductile
Roche cassante: se déforme de manière élastique voir même unpeu plastiquement avant la rupture
- déformation discontinue, froide et rapide- caractérisée par une direction et un sens de mouvement
Roche ductile: subit de grandes déformations sans rupture- déformation continue et chaude- caractérisée par des déplacements de blocs aux limites du
domaineRoche ductile-cassante: certaines roches ont un comportementductile avant rupture
⇒ Température, pression et vitesse de déformation font varier lalimite cassant/ductile
– p.4/34
Paramètres physiques
Pression
– p.5/34
Paramètres physiques
Pression
fracturation retardée par augmentation de la pression deconfinement
Si la pression de confinement atteint de valeurs élevéessupérieure à 30 MP, la rupture n’existe plus
déformation par raccourcissement de 3 à 20 %
Si la pression des fluides est élevée, on aura une déformation cas-sante à n’importe quelle profondeur
– p.6/34
Paramètres physiques
Pression
fracturation retardée par augmentation de la pression deconfinementSi la pression de confinement atteint de valeurs élevéessupérieure à 30 MP, la rupture n’existe plus
déformation par raccourcissement de 3 à 20 %
Si la pression des fluides est élevée, on aura une déformation cas-sante à n’importe quelle profondeur
– p.6/34
Paramètres physiques
Pression
fracturation retardée par augmentation de la pression deconfinementSi la pression de confinement atteint de valeurs élevéessupérieure à 30 MP, la rupture n’existe plus
déformation par raccourcissement de 3 à 20 %
Si la pression des fluides est élevée, on aura une déformation cas-sante à n’importe quelle profondeur
– p.6/34
Paramètres physiques
Température
Figure 0: à pression constante, T◦ change pour roche calcaire
– p.7/34
Paramètres physiques
Température
Si la température augmente, le seuil de fluage plastique diminue- amollissement de la roche et déformation avant rupture
La pression hydrostatique retarde la rupture
⇒ effets conjugués de la pression et de la température étend ledomaine ductile de la roche
– p.8/34
Paramètres physiques
Température
Si la température augmente, le seuil de fluage plastique diminue- amollissement de la roche et déformation avant rupture
La pression hydrostatique retarde la rupture
⇒ effets conjugués de la pression et de la température étend ledomaine ductile de la roche
– p.8/34
Paramètres physiques
Température
Si la température augmente, le seuil de fluage plastique diminue- amollissement de la roche et déformation avant rupture
La pression hydrostatique retarde la rupture
⇒ effets conjugués de la pression et de la température étend ledomaine ductile de la roche
– p.8/34
Paramètres physiques
Vitesse de déformation
– p.9/34
Paramètres physiques
Vitesse de déformation
Vitesse de déformation:-expérience en laboratoire: ε de 10−9 à 10−5 s−1
-phénomènes géologiques: ε de 10−14 à 10−5 s−1
Diminution du domaine plastique et augmentation du domaineélastique
Pour des vitesses de déformation croissantes, le domaineplastique diminue
⇒ la Roche devient cassante
– p.10/34
Paramètres physiques
Vitesse de déformation
Vitesse de déformation:-expérience en laboratoire: ε de 10−9 à 10−5 s−1
-phénomènes géologiques: ε de 10−14 à 10−5 s−1
Diminution du domaine plastique et augmentation du domaineélastique
Pour des vitesses de déformation croissantes, le domaineplastique diminue
⇒ la Roche devient cassante
– p.10/34
Paramètres physiques
Vitesse de déformation
Vitesse de déformation:-expérience en laboratoire: ε de 10−9 à 10−5 s−1
-phénomènes géologiques: ε de 10−14 à 10−5 s−1
Diminution du domaine plastique et augmentation du domaineélastique
Pour des vitesses de déformation croissantes, le domaineplastique diminue
⇒ la Roche devient cassante– p.10/34
Quelques exemples
roche sedimentaire: du comportement élastique à élasto-plastique- Comportement cassant jusqu’à 4000 mètres de profondeur
avec T◦≈ 150◦C et P ≈ 100 MPa
⇒ comportement ductile si gradient géothermique normal(9000 mètres et T◦
≈ 300 ◦C
Sel Gemme: roche ductile à P ≈ 200 MPa et T◦≈ 300 ◦C
comportement plastique pour contrainte constante σ=10 MPa
– p.11/34
Quelques exemples
roche sedimentaire: du comportement élastique à élasto-plastique- Comportement cassant jusqu’à 4000 mètres de profondeur
avec T◦≈ 150◦C et P ≈ 100 MPa
⇒ comportement ductile si gradient géothermique normal(9000 mètres et T◦
≈ 300 ◦C
Sel Gemme: roche ductile à P ≈ 200 MPa et T◦≈ 300 ◦C
comportement plastique pour contrainte constante σ=10 MPa
– p.11/34
Échelle d’observation
Gneiss:- globalement ductile- En détail, feldspath: comportement cassant par glissement
le long des clivages
Transition élastique/ductile dépend de la température et de lanature des minéraux de la roche
- Quartz → 350◦C- feldspath → 500◦C
⇒ Roche composée de Quartz et feldspath, la transitionse fera sur une zone d’une certaine épaisseur correspondant àl’isotherme de 350◦C et 500◦C
350◦C
500◦C
globalement cassant
zone de transition
globalement ductile
– p.12/34
Échelle d’observation
Gneiss:- globalement ductile- En détail, feldspath: comportement cassant par glissement
le long des clivages
Transition élastique/ductile dépend de la température et de lanature des minéraux de la roche
- Quartz → 350◦C- feldspath → 500◦C
⇒ Roche composée de Quartz et feldspath, la transitionse fera sur une zone d’une certaine épaisseur correspondant àl’isotherme de 350◦C et 500◦C
350◦C
500◦C
globalement cassant
zone de transition
globalement ductile– p.12/34
Enveloppes rhéologiques
Étude du comportement des matériaux de la croûte et du manteau enfonction de la pression et de la température
Materiaux representatifs:- pour la croûte: Quartz, feldspath avec ou sans eau- pour le manteau: Olivine et Dunite
Comportement cassant: loi de Byerlee
Comportement ductile: loi de fluage– p.13/34
Loi de Byerlee - loi de friction
Relation linéaire entre contrainte normale σn et contraintecisaillante τ sur des plan de failles préexistants
τ = 0.85σn pour σn < 2Kb
τ = 0.5 + 0.6σn pour 2Kb < σn < 20Kb
Valable pour tous les matériaux
la contrainte nécessaire pour créer un glissement augmente avecla pression de confinement
– p.14/34
Loi de Byerlee - loi de friction
Relation linéaire entre contrainte normale σn et contraintecisaillante τ sur des plan de failles préexistants
τ = 0.85σn pour σn < 2Kb
τ = 0.5 + 0.6σn pour 2Kb < σn < 20Kb
Valable pour tous les matériaux
la contrainte nécessaire pour créer un glissement augmente avecla pression de confinement
– p.14/34
Loi de Byerlee - loi de friction
Relation linéaire entre contrainte normale σn et contraintecisaillante τ sur des plan de failles préexistants
τ = 0.85σn pour σn < 2Kb
τ = 0.5 + 0.6σn pour 2Kb < σn < 20Kb
Valable pour tous les matériaux
la contrainte nécessaire pour créer un glissement augmente avecla pression de confinement
– p.14/34
loi de fluage
COLD GEOTHERM HOT GEOTHERM
Comportement ductile obtenu à haute température
Forte variation en fonction de la pression et de la températureenvironnantesLois différentes pour chaque matériau
En général , les matériaux basiques sont plus résistants que lesmatériaux acides
– p.15/34
loi de fluage
COLD GEOTHERM HOT GEOTHERM
Comportement ductile obtenu à haute température
Forte variation en fonction de la pression et de la températureenvironnantes
Lois différentes pour chaque matériau
En général , les matériaux basiques sont plus résistants que lesmatériaux acides
– p.15/34
loi de fluage
COLD GEOTHERM HOT GEOTHERM
Comportement ductile obtenu à haute température
Forte variation en fonction de la pression et de la températureenvironnantesLois différentes pour chaque matériau
En général , les matériaux basiques sont plus résistants que lesmatériaux acides
– p.15/34
Enveloppe de la Lithosphère
Évolution en fonction de la tem-pérature en contexte extensif
– p.16/34
Exemples d’enveloppe rhéologique
Géotherme froid
1 couche 2 couchesQuartz/Granite Quartz/Granite
croûte basique
– p.17/34
Exemples d’enveloppe rhéologique
Géotherme chaud
1 & 2 couches 1 coucheQuartz/Granite roche basiqueQuartz/Granite
+ croûte basique– p.18/34
Base de la LithosphèreLimite thermo-mécanique à l’intérieur d’un même matériau: l’Olivine
Lithosphère1300◦C
Asthénosphère
comportement rigide - propagation onde P et onde S OK
comportement ductile - L.V.Z et atténuation des ondes S
1300◦C ≈ proche de la température de fusion de l’Olivine
⇒ transition entre l’Olivine cassante à une échelle tectonique etl’Olivine ductile dans l’asthénosphère
Structure spécifique à l’axe des rides océaniques:
MOHO1300◦CCroûte=Lithosphère
Asthénosphère chaude
– p.19/34
Base de la LithosphèreLimite thermo-mécanique à l’intérieur d’un même matériau: l’Olivine
Lithosphère1300◦C
Asthénosphère
comportement rigide - propagation onde P et onde S OK
comportement ductile - L.V.Z et atténuation des ondes S
1300◦C ≈ proche de la température de fusion de l’Olivine
⇒ transition entre l’Olivine cassante à une échelle tectonique etl’Olivine ductile dans l’asthénosphère
Structure spécifique à l’axe des rides océaniques:
MOHO1300◦CCroûte=Lithosphère
Asthénosphère chaude
– p.19/34
Base de la LithosphèreLimite thermo-mécanique à l’intérieur d’un même matériau: l’Olivine
Lithosphère1300◦C
Asthénosphère
comportement rigide - propagation onde P et onde S OK
comportement ductile - L.V.Z et atténuation des ondes S
1300◦C ≈ proche de la température de fusion de l’Olivine
⇒ transition entre l’Olivine cassante à une échelle tectonique etl’Olivine ductile dans l’asthénosphère
Structure spécifique à l’axe des rides océaniques:
MOHO1300◦CCroûte=Lithosphère
Asthénosphère chaude
– p.19/34
Contexte extensif I:évolution d’une dorsale
Lors de l’évolution de ladorsale, l’isotherme 1300◦Cs’enfonce au sein du manteau
⇒ La Lithosphère s’épaissit audépend de l’asthénosphère
⇒ Contraction thermique desmatériaux, la plaque subside etla profondeur du fond augmente
– p.20/34
Contexte extensif I:évolution d’une dorsale
Lors de l’évolution de ladorsale, l’isotherme 1300◦Cs’enfonce au sein du manteau⇒ La Lithosphère s’épaissit audépend de l’asthénosphère
⇒ Contraction thermique desmatériaux, la plaque subside etla profondeur du fond augmente
– p.20/34
Contexte extensif I:évolution d’une dorsale
Lors de l’évolution de ladorsale, l’isotherme 1300◦Cs’enfonce au sein du manteau⇒ La Lithosphère s’épaissit audépend de l’asthénosphère
⇒ Contraction thermique desmatériaux, la plaque subside etla profondeur du fond augmente
– p.20/34
Contexte extensif II:évolution d’un rift
Amincissement de la Lithosphèrecontinentale pendant la phaseextensive
Variation spatio-temporelle de larhéologie
⇒ Comportement ductile trèsprépondérant à l’axe du rift
⇒ Comportement cassant de laLithosphère froide et vieille
– p.21/34
Contexte extensif II:évolution d’un rift
Amincissement de la Lithosphèrecontinentale pendant la phaseextensiveVariation spatio-temporelle de larhéologie
⇒ Comportement ductile trèsprépondérant à l’axe du rift
⇒ Comportement cassant de laLithosphère froide et vieille
– p.21/34
Contexte extensif II:évolution d’un rift
Amincissement de la Lithosphèrecontinentale pendant la phaseextensiveVariation spatio-temporelle de larhéologie
⇒ Comportement ductile trèsprépondérant à l’axe du rift
⇒ Comportement cassant de laLithosphère froide et vieille
– p.21/34
Géodynamique et température
Différentes pentes de la loi deByerlee selon le contextegéodynamique
→ besoin de plus d’énergie pourobtenir la rupture en contextecompressif
La Température augmente
→ le comportement cassant seréduit
– p.22/34
Géodynamique et température
Différentes pentes de la loi deByerlee selon le contextegéodynamique
→ besoin de plus d’énergie pourobtenir la rupture en contextecompressif
La Température augmente
→ le comportement cassant seréduit
– p.22/34
Géodynamique et température
Différentes pentes de la loi deByerlee selon le contextegéodynamique
→ besoin de plus d’énergie pourobtenir la rupture en contextecompressif
La Température augmente
→ le comportement cassant seréduit
– p.22/34
Géodynamique et température
Différentes pentes de la loi deByerlee selon le contextegéodynamique
→ besoin de plus d’énergie pourobtenir la rupture en contextecompressif
La Température augmente
→ le comportement cassant seréduit
– p.22/34
Contribution de la sismologieSéisme: déplacement d’un volume rocheux de manière brutale
pendant la rupture le long d’un plan de faille
Relâchement des contraintes Augmentation des contraintesRupture Déformation élastique
période cosismique= séisme
période intersismique période cosismique
→ Le comportement d’un matériel élastique caractérise ladéformation cassante à l’échelle crustale
→ Distribution en profondeur de la sismicité donne une idée assezprécise de la transition cassante/ductile
– p.23/34
Contribution de la sismologieSéisme: déplacement d’un volume rocheux de manière brutale
pendant la rupture le long d’un plan de faille
Relâchement des contraintes Augmentation des contraintesRupture Déformation élastique
période cosismique= séisme
période intersismique période cosismique
→ Le comportement d’un matériel élastique caractérise ladéformation cassante à l’échelle crustale
→ Distribution en profondeur de la sismicité donne une idée assezprécise de la transition cassante/ductile
– p.23/34
Distribution de la sismicité I
Cassant
Ductile
Cassant
⇒ faible résistance de la croûte inférieure: les déformationsplastiques prédominent
Première couche: croûte supérieurede 15 à 20 kmDeuxième couche: manteausupérieur
⇒ Entre les deux, quelques raresséismes à la base du MOHO
– p.24/34
Distribution de la sismicité I
Cassant
Ductile
Cassant
⇒ faible résistance de la croûte inférieure: les déformationsplastiques prédominent
Première couche: croûte supérieurede 15 à 20 kmDeuxième couche: manteausupérieur
⇒ Entre les deux, quelques raresséismes à la base du MOHO
– p.24/34
Distribution de la sismicité I
Cassant
Ductile
Cassant
⇒ faible résistance de la croûte inférieure: les déformationsplastiques prédominent
Première couche: croûte supérieurede 15 à 20 kmDeuxième couche: manteausupérieur
⇒ Entre les deux, quelques raresséismes à la base du MOHO
– p.24/34
Distribution de la sismicité I
Cassant
Ductile
Cassant
⇒ faible résistance de la croûte inférieure: les déformationsplastiques prédominent
Première couche: croûte supérieurede 15 à 20 kmDeuxième couche: manteausupérieur
⇒ Entre les deux, quelques raresséismes à la base du MOHO
– p.24/34
Distribution de la sismicité II
Faille de San Andreas: Discontinuité majeure à l’échelle de latectonique des plaques
Pas de sismicité dans la croûte inférieure⇒ Comportement ductile
– p.25/34
Distribution de la sismicité II
Faille de San Andreas: Discontinuité majeure à l’échelle de latectonique des plaques
Pas de sismicité dans la croûte inférieure
⇒ Comportement ductile
– p.25/34
Distribution de la sismicité II
Faille de San Andreas: Discontinuité majeure à l’échelle de latectonique des plaques
Pas de sismicité dans la croûte inférieure⇒ Comportement ductile
– p.25/34
Distribution de la sismicité III
2 paramètres importants danscette région:
? vitesse de déformation élevée:une déformation rapide engendreun comportement cassant
? température froide: renforce lecomportant cassant
⇒ Transition ductile/cassantgénéralement proche de lazone de convergence que dansdomaine arrière-arc
– p.26/34
Distribution de la sismicité III
2 paramètres importants danscette région:
? vitesse de déformation élevée:une déformation rapide engendreun comportement cassant
? température froide: renforce lecomportant cassant
⇒ Transition ductile/cassantgénéralement proche de lazone de convergence que dansdomaine arrière-arc
– p.26/34
Distribution de la sismicité III
2 paramètres importants danscette région:
? vitesse de déformation élevée:une déformation rapide engendreun comportement cassant
? température froide: renforce lecomportant cassant
⇒ Transition ductile/cassantgénéralement proche de lazone de convergence que dansdomaine arrière-arc
– p.26/34
Distribution de la sismicité III
2 paramètres importants danscette région:
? vitesse de déformation élevée:une déformation rapide engendreun comportement cassant
? température froide: renforce lecomportant cassant
⇒ Transition ductile/cassantgénéralement proche de lazone de convergence que dansdomaine arrière-arc
– p.26/34
Profiles Sismiques I
croûte supérieure: faibleréflectivitécroûte inférieure: présenced’interfaces
⇒ pas de traces de faille dans la croûte inférieure
⇒ Déformation cassante de la croûte supérieure transmise au man-teau par le biais d’un niveau de décollement dans la croûte inférieure
– p.27/34
Profiles Sismiques I
croûte supérieure: faibleréflectivitécroûte inférieure: présenced’interfaces
⇒ pas de traces de faille dans la croûte inférieure
⇒ Déformation cassante de la croûte supérieure transmise au man-teau par le biais d’un niveau de décollement dans la croûte inférieure
– p.27/34
Profiles Sismiques I
croûte supérieure: faibleréflectivitécroûte inférieure: présenced’interfaces
⇒ pas de traces de faille dans la croûte inférieure
⇒ Déformation cassante de la croûte supérieure transmise au man-teau par le biais d’un niveau de décollement dans la croûte inférieure
– p.27/34
Profiles Sismiques II
Amincissement crustal (35 à 10 km) proche de la transitioncontinent/océan
tous les niveaux ont été amincis⇒ facteur d’amincissement plus élevé pour croûte supérieure
⇒ plus de croûte supérieure dans le domaine océanique
⇒ déformation cassante par jeux de faille
– p.28/34
Profiles Sismiques II
Amincissement crustal (35 à 10 km) proche de la transitioncontinent/océantous les niveaux ont été amincis
⇒ facteur d’amincissement plus élevé pour croûte supérieure
⇒ plus de croûte supérieure dans le domaine océanique
⇒ déformation cassante par jeux de faille
– p.28/34
Profiles Sismiques II
Amincissement crustal (35 à 10 km) proche de la transitioncontinent/océantous les niveaux ont été amincis⇒ facteur d’amincissement plus élevé pour croûte supérieure
⇒ plus de croûte supérieure dans le domaine océanique
⇒ déformation cassante par jeux de faille
– p.28/34
Profiles Sismiques II
Amincissement crustal (35 à 10 km) proche de la transitioncontinent/océantous les niveaux ont été amincis⇒ facteur d’amincissement plus élevé pour croûte supérieure
⇒ plus de croûte supérieure dans le domaine océanique
⇒ déformation cassante par jeux de faille
– p.28/34
Rhéologie de la Croûte
alternance de couche fragile et ductile→ rôle important sur la géométrie et la distribution de la
déformation
La résistance totale de la croûte dépend fortement de latempérature
→ du gradient géothermique
La croûte inférieure apparaît globalement moins résistante que lacroûte supérieure
→ tend à localiser la déformationimportance de la composition minéralogique
– p.29/34
Rhéologie de la Croûte
alternance de couche fragile et ductile→ rôle important sur la géométrie et la distribution de la
déformationLa résistance totale de la croûte dépend fortement de latempérature
→ du gradient géothermique
La croûte inférieure apparaît globalement moins résistante que lacroûte supérieure
→ tend à localiser la déformationimportance de la composition minéralogique
– p.29/34
Rhéologie de la Croûte
alternance de couche fragile et ductile→ rôle important sur la géométrie et la distribution de la
déformationLa résistance totale de la croûte dépend fortement de latempérature
→ du gradient géothermique
La croûte inférieure apparaît globalement moins résistante que lacroûte supérieure
→ tend à localiser la déformation
importance de la composition minéralogique
– p.29/34
Rhéologie de la Croûte
alternance de couche fragile et ductile→ rôle important sur la géométrie et la distribution de la
déformationLa résistance totale de la croûte dépend fortement de latempérature
→ du gradient géothermique
La croûte inférieure apparaît globalement moins résistante que lacroûte supérieure
→ tend à localiser la déformationimportance de la composition minéralogique
– p.29/34
Rhéologie du Manteau
images de réflecteur jusqu’à 50/60 km de profondeur dans le manteausupérieur
→ interpréter comme des failles normales
→ structure cassant du manteau supérieur
– p.30/34
Rhéologie du Manteau
images de réflecteur jusqu’à 50/60 km de profondeur dans le manteausupérieur
→ interpréter comme des failles normales
→ structure cassant du manteau supérieur
– p.30/34
Rhéologie du Manteau
images de réflecteur jusqu’à 50/60 km de profondeur dans le manteausupérieur
→ interpréter comme des failles normales
→ structure cassant du manteau supérieur– p.30/34
Modèle analogique I
Reproduction des déformations naturelles à partir de matériaux de faiblerésistance qui permettent de travailler sur des temps courts et dans desconditions de laboratoire
- Matériaux: sable,argile,plâtre,hydrocarbure
2 types d’analyse:- Étude régionale- Étude de processus physique comme la fracturation
Limites:- Transfert d’échelle- Aspect thermique non considéré
– p.31/34
Modèle analogique I
Reproduction des déformations naturelles à partir de matériaux de faiblerésistance qui permettent de travailler sur des temps courts et dans desconditions de laboratoire
- Matériaux: sable,argile,plâtre,hydrocarbure
2 types d’analyse:- Étude régionale- Étude de processus physique comme la fracturation
Limites:- Transfert d’échelle- Aspect thermique non considéré
– p.31/34
Modèle analogique I
Reproduction des déformations naturelles à partir de matériaux de faiblerésistance qui permettent de travailler sur des temps courts et dans desconditions de laboratoire
- Matériaux: sable,argile,plâtre,hydrocarbure
2 types d’analyse:- Étude régionale- Étude de processus physique comme la fracturation
Limites:- Transfert d’échelle- Aspect thermique non considéré – p.31/34
Modèle analogique II
Premier modèle utilisant stratification sable/silicone (Faugères et Brun, 1984)→ modélisation de la géométrie des marges passives
failles normales apparaissent perpendiculaire à la direction d’extensiondélimitant des blocs crustaux
comportement différent du sable et du silicone→ failles en surface se prolongent jusqu’à la base du sable→ l’interface sable/silicone est défléchie à leur approche
Reproduction des blocs basculés décrits dans les marges passives
– p.32/34
Modèle analogique II
Premier modèle utilisant stratification sable/silicone (Faugères et Brun, 1984)→ modélisation de la géométrie des marges passives
failles normales apparaissent perpendiculaire à la direction d’extensiondélimitant des blocs crustaux
comportement différent du sable et du silicone→ failles en surface se prolongent jusqu’à la base du sable→ l’interface sable/silicone est défléchie à leur approche
Reproduction des blocs basculés décrits dans les marges passives
– p.32/34
Modèle analogique II
Premier modèle utilisant stratification sable/silicone (Faugères et Brun, 1984)→ modélisation de la géométrie des marges passives
failles normales apparaissent perpendiculaire à la direction d’extensiondélimitant des blocs crustaux
comportement différent du sable et du silicone→ failles en surface se prolongent jusqu’à la base du sable→ l’interface sable/silicone est défléchie à leur approche
Reproduction des blocs basculés décrits dans les marges passives
– p.32/34
Modèle analogique II
Premier modèle utilisant stratification sable/silicone (Faugères et Brun, 1984)→ modélisation de la géométrie des marges passives
failles normales apparaissent perpendiculaire à la direction d’extensiondélimitant des blocs crustaux
comportement différent du sable et du silicone→ failles en surface se prolongent jusqu’à la base du sable→ l’interface sable/silicone est défléchie à leur approche
Reproduction des blocs basculés décrits dans les marges passives– p.32/34
Modèles analogiques III
Déformations ductiles localisées près de la discontinuité sable/siliconelié aux conditions de glissement à la base du modèle
Relation entre cisaillement dans le silicone et le sens de basculement desblocs
Failles normales toujours synthétiques du cisaillement à l’interface
– p.33/34
Modèles analogiques III
Déformations ductiles localisées près de la discontinuité sable/siliconelié aux conditions de glissement à la base du modèle
Relation entre cisaillement dans le silicone et le sens de basculement desblocs
Failles normales toujours synthétiques du cisaillement à l’interface
– p.33/34
Modèles analogiques III
Déformations ductiles localisées près de la discontinuité sable/siliconelié aux conditions de glissement à la base du modèle
Relation entre cisaillement dans le silicone et le sens de basculement desblocs
Failles normales toujours synthétiques du cisaillement à l’interface
– p.33/34
Modèles numériques
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viscuous modelelastic model plastic model
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Simulation d’un processus physique qui décrit une loi rhéologique
Numérisation des équations physiques en utilisant les conditions limites spéci-fiques à l’expérience désirée
– p.34/34
Modèles numériques
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Simulation d’un processus physique qui décrit une loi rhéologique
Numérisation des équations physiques en utilisant les conditions limites spéci-fiques à l’expérience désirée
– p.34/34