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  • Tectonique 57

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    Chapitre 4 Tectonique

    Plan 4.1 Généralités 4.2 Echelle des temps géologiques

    4.3 Echelle de durée de service des ouvrages

    4.2.1 Plissements 4.2.2 Failles

    4.3.1 Glissements de terrains 4.3.2 Ecroulements et chutes de blocs 4.3.3 Effondrements et affaissements 4.3.4 Séismes

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    La tectonique

    Echelles d'études • spatiales : - tectonique analytique, au niveau microstructural

    - mégatectonique, au niveau d'un massif - géotectonique ou tectonique globale, au niveau des plaques

    • temporelles : - déformations à l'échelle des temps géologiques - déformations à l'échelle de la durée de vie d'un ouvrage

    plissements, failles...

    4.1 Généralités

    glissements, affaissement, séisme...

    Distinction selon le type de déformation et d'endommagement • tectonique cassante : • tectonique souple :

    effet du temps (fluage) effet des T et P

  • 58 Tectonique

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    4.2 Echelle des temps géologiques 4.2.1 Plissements

    Plis ou plissements déformations de couches provoquées par la flexion ou la torsion des roches

    géométrie des couches géologiques : déterminée par la direction et le pendage

    direction d'une couche

    pendage d'une couche

    sur les cartes géologiques

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    pendage nul : couche horizontale

    pendage 90o : couche verticale

    pendage et valeur indiquée pendage sans indication numérique

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    Termes désignant les différentes parties d'un pli

    Formes variables selon l'intensité des poussées subies

    Différentes formes de plis

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    Formation des plis

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    Sur une carte géologique

    Le terrain (a) encore plus ancien est invisible →

    Exemple : association d'un synclinal etd'un anticlinal

    - anticlinal : terrain ancien (b) entouré par des terrains de + en + jeunes (c,d) - synclinal : réciproque (d) entouré de (c) et (b)

  • 60 Tectonique

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    Des plis initiaux au relief actuel

    constitué de monts anticlinaux et de vallons synclinaux influencé par l'effet de l'érosion

    Érosion différente sur les reliefs

    anticlinal →

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    érosion dans le cas calcaires durs marnes tendres

    érosion dans le cas +

    Age d'un plissement - plus récent que - plus ancien que

  • Tectonique 61

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    4.2 Echelle des temps géologiques 4.2.2 Failles

    Failles - cassure qui se produit entre deux blocs de terrains - dimensions : quelques mètres à quelques centaines de kilomètres

    distension Trois mouvements possibles

    coulissement horizontal coulissement vertical

    création de fossés d'effondrement ou graben (vallée du Rhin (Alsace))

    α

    β γ

    mouvements β et γ : pas de vides entre les compartiments déplacés

    β β

    γ γα α

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    Vocabulaire lié aux failles à jeu vertical

  • 62 Tectonique

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    Failles listriques

    Fossé d ’effondrement de la vallée du Rhin entre Vosge et Forêt-Noire

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    faille de San Andreas

    Groupement de failles

  • Tectonique 63

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    Comment les modes de groupement de failles peuvent modifier l'exploitation d'une couche dans une carrière ou une mine ?

    Groupement de failles

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    Age des failles - plus récente que le plus jeune des terrains recoupés - plus ancienne que plus vieux des terrains non recoupés

    - F2 plus jeune que et plus ancienne que

    - F1 plus que F2

  • 64 Tectonique

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    eu r Caractérisation d'une faille

    - orientation : direction et pendage - dimension : plus grande longueur observable - densité de fracturation : longueur cumulée de fissures / surface de l'affleurement analysé - ouverture : ouverte ou fermée - état de surface : lisse, rugueux - remplissage : nature, épaisseur, caractéristiques des produits de remplissage

    Observation des failles - souvent cachées par l'érosion - définie par une direction et un pendage - sur une carte géologique trait fort - rectiligne : faille verticale

    - sinueux : faille inclinée

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    • • •

    exemple : faille du tunnel de Toulon, qui a entraîné un éboulement lors du percement du tunnel

    Importance des failles en génie civil

  • Tectonique 65

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    Glissements de terrains (caractéristiques générales)

    Echelle humaine

    4.3 Echelle de durée de service des ouvrages 4.3.1 Glissements de terrains

    - lents : - brutaux :phénomènes

    • mouvements lents (qques cm/an à 200 m/h) • matériaux meubles • grands volumes • déplacement continu • pas de surface de rupture

    Exemples de glissements de terrains

    Fluage - solifluxion couche de terrains plastiques (marnes, argiles)

  • 66 Tectonique

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    cas particulier de la solifluxion

    sol gelé dégel - saturé d'eau en surface - encore gelé en profondeur

    impossibilité de drainage

    création de loupes de sol

    faible pente (2 à 3o)

    déplacement vers le bas relief

    Fluage - solifluxion

    4.3.1 Glissements de terrains

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    • mouvements de translation de matériaux meubles

    • coulées - de boues - d'éboulis - de neige

    Coulées

    • déplacements

    plus rapides que le fluage ( ) ± importants (jusqu'à quelques km)

    mais assez lents - alerte - évacuation

  • Tectonique 67

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    • causes variées - nature du terrain - disposition des couches - action des agents atmosphériques

    - action de l'eau interstitielle

    • glissements rotationnels

    - remblais et talus - basculement de la masse glissée suivant une

    surface plus ou moins circulaire

    Glissements

    • apparition de surfaces de rupture - planes - courbes

    • sols, roches, terrains consolidés

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    • glissements translationnels

    - Anchorage (Alaska), 1964 • un séisme a liquéfié la couche argileuse (1) • cette couche supporte des argiles sèches (2) et des graviers (3) • les couches (2) et (3) se sont alors déplacées vers la côte

    marine en créant des failles et des effondrements (4) → maisons déplacées, canalisations rompues

  • 68 Tectonique

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    Glissements • glissements translationnels (suite)

    - Barrage du Vaïont (Longarone, Italie), 1963

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    4.3 Echelle de durée de service des ouvrages 4.3.2 Ecroulement et chute de blocs

    Caractéristiques • chutes de masses rocheuses le long de versants raides et de falaises • inclus les glissements rocheux "bancs sur bancs"

    • mouvements rapides quasi instantanés

  • Tectonique 69

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    • écroulement d'une colonne rocheus