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81
Rhéologie de la lithosphère

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Rh

éo

log

ie d

e l

a l

ith

osp

re

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Rh

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log

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osp

re

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Rh

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log

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a l

ith

osp

re

Intr

oduct

ion

Définitio

ns

: rh

éolo

gie

, lit

hosp

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Notion d

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M

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n é

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com

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ents

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de la lithosp

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Défo

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ique

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Défo

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ile

Bila

n :

com

port

em

ent éla

stiq

ue, ca

ssant,

pla

stiq

ue, vi

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Les

lois

rhéolo

giq

ues

Rési

stance

à la d

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rmation

La loi de B

yerlee

Les

lois

de flu

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Enve

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hère

Rhéolo

gie

et

conte

xte g

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am

ique

Colli

sion :

épais

siss

em

ent de la lithosp

hère

continenta

le

Rifting :

am

inci

ssem

ent

de la lithosp

hère

continenta

le

Refr

oid

isse

ment de la lithosp

hère

océ

aniq

ue

E

xpérience

s analo

giq

ues

ave

c des

modèle

s rh

éolo

giq

ues

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Rh

éo

log

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ith

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Intr

oduct

ion

Définitio

ns

: rh

éolo

gie

, lit

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e c

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ain

te, notion d

e d

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rmation

M

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com

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Bila

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pla

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ue, vi

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Les

lois

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Rési

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rmation

La loi de B

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Les

lois

de flu

age

Enve

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Rhéolo

gie

et

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ent de la lithosp

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E

xpérience

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ave

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modèle

s rh

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giq

ues

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fin

itio

ns

Lithosp

hère

m

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niq

ue

therm

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sism

olo

giq

ue

tect

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ue

R

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ain

te

Pro

priété

s m

éca

niq

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es

: éla

stic

ité,

pla

stic

ité,

visc

osi

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No

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Voir L

arr

oque &

Virie

ux,

p. 57

Contr

ain

te n

orm

ale

Contr

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angentielle

s

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En u

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t de c

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e il suffit d

e d

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aces é

lém

enta

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erp

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ires a

ux 3

sur

ch

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e c

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rois

surf

aces

norm

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et

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angentielle

s

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e c

on

tra

inte

xxxy

xz

yxyy

yz

zxzy

zz

ve

cte

urs

On p

eut la

sim

plif

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hangeant

de r

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pour

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nir u

ne m

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iagonale

1

2

3

00

00

00

1,

2 e

t 3 s

ont appelé

es c

ontr

ain

tes

princip

ale

s

1 >

2 >

3

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No

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e c

on

tra

inte

1

2

3

00

00

00

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pré

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des

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e d

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es

contr

ain

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rincip

ale

s

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e c

on

tra

inte

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ie isotr

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ain

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gale

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s les

directions)

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nis

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ope.

Seule

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ern

ière

peut

causer

des

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ents

de f

orm

e (

défo

rmations)

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No

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e c

on

tra

inte

3

3

3

00

00

00

i

00

0

00

00

32

31

d

La p

art

ie isotr

ope v

aut:

La p

art

ie d

évia

torique v

aut:

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e c

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tra

inte

Si

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se

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n 2

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en

sio

ns

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e

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1

3

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3 =

contr

ain

te

dévia

toriq

ue

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No

tio

n d

e d

éfo

rma

tio

n

L

zz

dz L

Com

me p

our

les c

ontr

ain

tes,

on p

eut

définir

un tenseur

et un e

llipsoïd

e d

es d

éfo

rmations

Voir L

arr

oque &

Virie

ux,

p. 58

1

2

3

00

00

00

un é

tat in

itia

l et un é

tat final

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e d

éfo

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tio

n

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phérique a

vant

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rmation

on c

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form

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Mais

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em

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iffé

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rmation

Ni (g

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lem

ent)

au t

enseur

des c

ontr

ain

tes

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Rh

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ns

: rh

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e d

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M

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com

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de la lithosp

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last

ique

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ile

Bila

n :

com

port

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ent éla

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ue, ca

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pla

stiq

ue, vi

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Les

lois

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ues

Rési

stance

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rmation

La loi de B

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Les

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de flu

age

Enve

loppe r

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ue d

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Rhéolo

gie

et

conte

xte g

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am

ique

Colli

sion :

épais

siss

em

ent de la lithosp

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continenta

le

Rifting :

am

inci

ssem

ent

de la lithosp

hère

continenta

le

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oid

isse

ment de la lithosp

hère

océ

aniq

ue

E

xpérience

s analo

giq

ues

ave

c des

modèle

s rh

éolo

giq

ues

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form

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on

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stiq

ue

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e d

e S

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as,

Calif

orn

ie :

vitess

es

GPS p

ar

rapport

à la p

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aci

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ixe

Caze

nav

e &

Feig

l, p

. 90

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form

ati

on

éla

stiq

ue

Modèle

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couch

es

de la c

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continenta

le :

la

cro

ûte

sup

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éla

stiq

ue s

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éfo

rme

en r

éponse

au g

lisse

ment

dans

la c

roûte

in

férieure

duct

ile

Caze

nav

e &

Feig

l, p

. 89

Modèle

du r

ebond é

last

ique (

Reid

, 1910)

Page 18: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

éla

stiq

ue

Fle

xure

éla

stiq

ue

de la lithosp

hère

océ

aniq

ue

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 233 e

t 45

West

phal, W

hitech

urc

h &

Munsc

hy,

p. 74

Page 19: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

éla

stiq

ue

Fle

xure

éla

stiq

ue

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 30 e

t 233

Lith

osp

hère

océ

aniq

ue :

fo

sse d

e s

ubduct

ion

Lith

osp

hère

continenta

le :

-p

ays

mola

ssiq

ue

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form

ati

on

éla

stiq

ue

Caze

nav

e &

Feig

l, p

. 49

Page 21: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Modèle

du r

ebond é

last

ique (

Reid

, 1910)

Page 22: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Faill

e d

écr

och

ante

(fa

ille P

hili

ppin

es)

La

rroque &

Virie

ux,

p. 52

Page 23: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Page 24: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Faill

e inve

rse (

Taïw

an)

Cf. L

arr

oque &

Virie

ux,

p. 53

Page 25: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Faill

e inve

rse (

Taïw

an)

Page 26: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

ca

ssa

nte

(fr

ag

ile

)

Inte

rféro

gra

mm

e r

adar

(SAR)

du s

éis

me d

e L

anders

(1992, Calif

orn

ie)

et

inte

rféro

gra

mm

e s

ynth

étique c

alc

ulé

ave

c un m

odèle

éla

stiq

ue d

e d

islo

cation

Caze

nav

e &

Feig

l, p

. 105

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 65

Page 27: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

du

ctil

e

Zone d

e d

éta

chem

ent

(Tin

os,

Grè

ce)

Page 28: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

du

ctil

e

Zone d

e c

isaill

em

ent

(gneis

s)

Folia

tion (

schis

tes)

Folia

tion (

gabbro

s)

Page 29: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

form

ati

on

vis

qu

eu

se

Rebond p

ost

-gla

ciaire :

vis

cosi

té d

u m

ante

au

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 39

Modèle

de c

harg

em

ent

et

éla

stiq

ue s

ur

un m

ante

au v

isqueux

Pla

ges

soule

vées

en S

uède (

2 m

m/a

n)

Taux

de s

oulè

vem

ent

act

uel

en S

candin

avi

e (

en m

m/a

n)

Page 30: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Tra

nsi

tio

n c

ass

an

t-d

uct

ile

Page 31: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Tra

nsi

tio

n c

ass

an

t-d

uct

ile

Dis

trib

ution d

e la s

ism

icité le long d

e la faill

e d

e S

an A

ndre

as

Joliv

et,

1995, p. 51

séis

mes

séis

mes

Page 32: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Tra

nsi

tio

n c

ass

an

t-d

uct

ile

cro

ûte

su

rie

ure

tra

nsp

are

nte

Page 33: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Tra

nsi

tio

n c

ass

an

t-d

uct

ile

Page 34: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Rh

éo

log

ie d

e l

a l

ith

osp

re

Intr

oduct

ion

Définitio

ns

: rh

éolo

gie

, lit

hosp

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Notion d

e c

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ain

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rmation

M

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n é

vidence

des

com

port

em

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ues

de la lithosp

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last

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Bila

n :

com

port

em

ent éla

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ue, ca

ssant,

pla

stiq

ue, vi

squeux

Les

lois

rhéolo

giq

ues

Rési

stance

à la d

éfo

rmation

La loi de B

yerlee

Les

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de flu

age

Enve

loppe r

héolo

giq

ue d

e la lithosp

hère

Rhéolo

gie

et

conte

xte g

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am

ique

Colli

sion :

épais

siss

em

ent de la lithosp

hère

continenta

le

Rifting :

am

inci

ssem

ent

de la lithosp

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continenta

le

Refr

oid

isse

ment de la lithosp

hère

océ

aniq

ue

E

xpérience

s analo

giq

ues

ave

c des

modèle

s rh

éolo

giq

ues

Page 35: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Co

mp

ort

em

en

t é

last

iqu

e

La d

éfo

rmation d

u r

essort

est

pro

port

ionnelle

à la c

ontr

ain

te

appliq

uée.

Le r

essort

repre

nd s

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orm

e

initia

le s

i la

contr

ain

te c

esse.

Il e

st E

LA

ST

IQU

E.

Si on a

ppliq

ue u

ne f

orc

e t

rop

import

ante

, il

subira u

ne

défo

rmation p

erm

anente

.

Com

port

em

ent

PLA

ST

IQU

E

Page 36: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Co

mp

ort

em

en

t ca

ssa

nt

Ess

ais

tri-a

xiaux

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 116

Page 37: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Co

mp

ort

em

en

t ca

ssa

nt

Lors

que la c

ontr

ain

te a

ttein

t un c

ert

ain

La d

éfo

rmation e

st lo

calis

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Com

port

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ent

CA

SS

AN

T (

ou F

RA

GIL

E)

Relâ

chem

ent

des

contr

ain

tes

Défo

rmation p

erm

anente

Page 38: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Infl

ue

nce

de

la

te

mp

éra

ture

Si la

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Rifting :

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Loi

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éla

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La

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osp

re

dim

inu

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Joliv

et,

1995, p. 57

Page 53: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

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Les

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siss

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Rifting :

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E

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ave

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issis

se

me

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ûte

co

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en

tale

Jo

livet,

1995, p. 79

Page 55: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Co

llis

ion

: é

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nt

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la

cro

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Cro

ûte

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Cro

ûte

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Co

llis

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me

nt

de

la

cro

ûte

Joliv

et,

1995, p. 79

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Co

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Joliv

et,

1995, p. 257

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Co

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Co

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lit

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Rif

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am

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de

la

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ère

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sem

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Rh

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pla

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lois

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La loi de B

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Les

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loppe r

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épais

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oid

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xpérience

s analo

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ues

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modèle

s rh

éolo

giq

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Joliv

et,

1995, p. 66 e

t 386

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Mo

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sion I

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sie

Larr

oque &

Virie

ux,

p. 285

Joliv

et,

1995, p. 289

Page 73: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Mo

les

an

alo

giq

ue

s

Modèle

sable

-sili

cone-m

iel de c

olli

sion I

nde-A

sie

Joliv

et,

1995, p. 295

Page 74: Rhéologie de la lithosphère - ac-nice.fr · Rhéologie de la lithosphère É Introduction Définitions : rhéologie, lithosphère Notion de contrainte, notion de déformation É

Co

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Co

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Pla

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me

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au

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tin

ue

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du

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sem

en

t.

Pla

stic

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pa

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ou

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te,

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tale

et

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tra

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ur

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ett

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tio

n.

Il p

eu

t y

avo

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ture

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rès

un

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ain

e

qu

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tité

de

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ati

on

pla

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ue

.

Un

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au

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ut

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la

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iqu

e e

t fr

ag

ile

de

form

ati

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stiq

ue

ava

nt

la

rup

ture

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