s0bs4w05:deformations1
Différences
Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.
| Les deux révisions précédentesRévision précédenteProchaine révision | Révision précédente | ||
| s0bs4w05:deformations1 [2020/04/12 10:35] – s.zaragosi_gmail.com | s0bs4w05:deformations1 [2020/05/01 11:43] (Version actuelle) – [Exemple de la faille de San Andreas] s.zaragosi_gmail.com | ||
|---|---|---|---|
| Ligne 1: | Ligne 1: | ||
| - | {{: | + | {{: |
| + | |||
| + | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| =====La déformation des roches : notions élémentaires===== | =====La déformation des roches : notions élémentaires===== | ||
| - | Forcément cette voiture va moins bien fonctionner… Que s'est t'il passé ? Vitesse abusive ? Mauvaise trajectoire ? Freinage raté ? Pour essayer d'y répondre les inspecteurs vont étudier les pièces déformées de la voiture : son capot plissé, son pare-choc fracturé ... En comparant les pièces déformées avec des pièces similaires neuves il va être possible d' | + | Forcément cette voiture va moins bien fonctionner… Que s'est t'il passé ? Vitesse abusive ? Mauvaise trajectoire ? Freinage raté ? Pour essayer d'y répondre les inspecteurs vont étudier les pièces déformées de la voiture : son capot plissé, son pare-choc fracturé ... En comparant les pièces déformées avec des pièces similaires neuves il va être possible d' |
| En géosciences nous appliquons la même démarche en étudiant la déformation des roches. L' | En géosciences nous appliquons la même démarche en étudiant la déformation des roches. L' | ||
| Ligne 11: | Ligne 15: | ||
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| ====Déformation homogène/ | ====Déformation homogène/ | ||
| Ligne 20: | Ligne 26: | ||
| La déformation peut être **hétérogène**, | La déformation peut être **hétérogène**, | ||
| - | Dans le cas de la déformation hétérogène, | + | Dans le cas de la déformation hétérogène, |
| Attention cette notion de continue/ | Attention cette notion de continue/ | ||
| - | Par exemple une déformation peut apparaître continue à l’affleurement, | + | Par exemple une déformation peut apparaître continue à l’affleurement, |
| - | {{ :s0bs4w05:deformations7.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-7.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| + | |||
| ====Echelle d' | ====Echelle d' | ||
| Ligne 34: | Ligne 43: | ||
| Vous avez déjà étudié les déformations à l' | Vous avez déjà étudié les déformations à l' | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations8.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-8.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| + | |||
| ====Localisation des déformations==== | ====Localisation des déformations==== | ||
| Ligne 43: | Ligne 55: | ||
| L’objet étudié est en général une **zone déformée comprise entre deux domaines moins déformés**. Les déformations situées à l’intérieur de la zone déformée permettent d’avoir des informations en termes de déplacements relatifs des blocs | L’objet étudié est en général une **zone déformée comprise entre deux domaines moins déformés**. Les déformations situées à l’intérieur de la zone déformée permettent d’avoir des informations en termes de déplacements relatifs des blocs | ||
| - | Exemple : la chaîne des Pyrénées. Ici la collision entre la plaque européenne et la plaque ibérique entre le Crétacé supérieur et l’Éocène a entraînée | + | Exemple : la chaîne des Pyrénées. Ici la collision entre la plaque européenne et la plaque ibérique entre le Crétacé supérieur et l’Éocène a entraîné |
| - | + | ||
| - | {{ : | + | |
| + | {{ : | ||
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| Cette carte représente les principales plaques lithosphériques. Le long de leurs limites les roches qui constituent ces plaques sont déformées. Ainsi par l’étude des déformations au niveau de ces zones il est en partie possible de reconstruire les mouvements relatifs des plaques. | Cette carte représente les principales plaques lithosphériques. Le long de leurs limites les roches qui constituent ces plaques sont déformées. Ainsi par l’étude des déformations au niveau de ces zones il est en partie possible de reconstruire les mouvements relatifs des plaques. | ||
| - | Les principales déformations vont donc se trouver au niveau des différents types de **limites de plaques** : limites en **convergence** (chaînes de montagnes, zones de subduction), | + | Les principales déformations vont donc se trouver au niveau des différents types de **limites de plaques** : limites en **convergence** (chaînes de montagnes, zones de subduction), |
| - | + | ||
| - | {{ : | + | |
| + | {{ : | ||
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| + | |||
| ====Notions de forces et de contraintes==== | ====Notions de forces et de contraintes==== | ||
| Ligne 66: | Ligne 81: | ||
| Dans la lithosphère les roches sont soumises à des contraintes dans toutes les directions de l' | Dans la lithosphère les roches sont soumises à des contraintes dans toutes les directions de l' | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations14.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-14.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| Ce parallélépipède est soumis à trois couples de contraintes différentes sur ses six faces : σ1, σ2 et σ3. | Ce parallélépipède est soumis à trois couples de contraintes différentes sur ses six faces : σ1, σ2 et σ3. | ||
| Ligne 78: | Ligne 95: | ||
| La représentation de l’état des contraintes, | La représentation de l’état des contraintes, | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations15.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-15.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | < | ||
| - | Deux cas peuvent se produire. σ1 σ2 σ3 sont identiques | + | Deux cas peuvent se produire. σ1 σ2 σ3 sont identiques |
| - | + | ||
| - | Exemple de la plongée sous-marine | + | |
| Maintenant si σ1, σ2 et σ3 sont différents on obtient un ellipsoïde allongé parallèlement à σ1. Cette fois les objets seront véritablement déformés. | Maintenant si σ1, σ2 et σ3 sont différents on obtient un ellipsoïde allongé parallèlement à σ1. Cette fois les objets seront véritablement déformés. | ||
| Ligne 93: | Ligne 109: | ||
| Si maintenant l'on rajoute à la contrainte lithostatique une **contrainte tectonique**, | Si maintenant l'on rajoute à la contrainte lithostatique une **contrainte tectonique**, | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations17.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-17.png |}} |
| - | ---- | + | < |
| Dans le cas d’une **compression symétrique** **σ1 est horizontal et σ3 vertical**. | Dans le cas d’une **compression symétrique** **σ1 est horizontal et σ3 vertical**. | ||
| Ligne 103: | Ligne 119: | ||
| Dans le cas général ou les déplacements ne sont pas uniquement horizontaux ou verticaux on obtient un **ellipsoïde incliné**. | Dans le cas général ou les déplacements ne sont pas uniquement horizontaux ou verticaux on obtient un **ellipsoïde incliné**. | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations18.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-18.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| ====Notion de déformation==== | ====Notion de déformation==== | ||
| Ligne 117: | Ligne 135: | ||
| Le **cisaillement pur** décrit la **composante perpendiculaire aux limites**. | Le **cisaillement pur** décrit la **composante perpendiculaire aux limites**. | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations21.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-21.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| La déformation finale va donc correspondre à la somme du cisaillement pur et du cisaillement simple. | La déformation finale va donc correspondre à la somme du cisaillement pur et du cisaillement simple. | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations22.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-22.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| Avec un logiciel de dessin j'ai effectué manuellement ces déformations sur une image d' | Avec un logiciel de dessin j'ai effectué manuellement ces déformations sur une image d' | ||
| Ligne 130: | Ligne 153: | ||
| A ces deux déformations il faut ajouter deux composantes, | A ces deux déformations il faut ajouter deux composantes, | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations23.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-23.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| - | Pour représenter la déformation d’une roche on l’a décrit sous la forme d’un ellipsoïde : l’**ellipsoïde de la déformation**, | + | <pagebreak> |
| - | Cet ellipsoïde | + | Pour représenter la déformation d’une roche on l’a représente sous la forme d’un |
| - | <WRAP center round box 30%>Par définition X> | + | Cet ellipsoïde est composé de **trois axes X, Y et Z** : <wrap em>Par définition X> |
| X est donc l'axe d' | X est donc l'axe d' | ||
| - | Afin de visualiser cet ellipsoïde, | + | Afin de visualiser cet ellipsoïde, |
| - | Le travail du structuraliste consiste d’abord à définir la forme de l’ellipsoïde de déformation, | + | Le travail du structuraliste consiste d’abord à définir la forme de l’ellipsoïde de déformation, |
| Il est donc très important de connaitre précisément la forme de l' | Il est donc très important de connaitre précisément la forme de l' | ||
| Ligne 150: | Ligne 173: | ||
| Dans certains cas particuliers l’ellipsoïde de la déformation peut directement être visualisé. Ici vous avez une [[https:// | Dans certains cas particuliers l’ellipsoïde de la déformation peut directement être visualisé. Ici vous avez une [[https:// | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations24.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-24.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| + | |||
| ====Relations entre contraintes et déformations==== | ====Relations entre contraintes et déformations==== | ||
| Ligne 166: | Ligne 192: | ||
| Nous allons maintenant regarder l' | Nous allons maintenant regarder l' | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations26.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-26.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| Imaginons un petit test de matériel : plier une baguette en bois ou en métal. On plie un peu, on relâche et la baguette retrouve sa forme initiale grâce à **[[https:// | Imaginons un petit test de matériel : plier une baguette en bois ou en métal. On plie un peu, on relâche et la baguette retrouve sa forme initiale grâce à **[[https:// | ||
| Ligne 175: | Ligne 203: | ||
| Des essais sont réalisés sur des cylindres de solides (cylindres de roches en général) afin de tester leurs comportements soit sous compression soit sous extension. | Des essais sont réalisés sur des cylindres de solides (cylindres de roches en général) afin de tester leurs comportements soit sous compression soit sous extension. | ||
| - | |||
| - | {{ youtube> | ||
| {{ youtube> | {{ youtube> | ||
| - | + | Lors de ces tests différents paramètres sont étudiés : principalement les contraintes, | |
| - | Lors de ces test différents paramètres sont étudiés : principalement les contraintes, | + | |
| Pour tous les matériaux solides, **on obtient toujours des courbes ± semblables**, | Pour tous les matériaux solides, **on obtient toujours des courbes ± semblables**, | ||
| Ligne 197: | Ligne 222: | ||
| **A partir d'un second seuil, dit seuil de rupture des fractures se développent. La roche perd alors sa cohésion interne.** | **A partir d'un second seuil, dit seuil de rupture des fractures se développent. La roche perd alors sa cohésion interne.** | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations27.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-27.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| - | A partir de ce graphe nous pouvons définir deux types de comportement | + | < |
| + | |||
| + | A partir de ce graphe nous pouvons définir deux types de comportements | ||
| **Le comportement cassant** : Dans le domaine cassant les roches ne subissent peu ou pas de déformation plastique avant la rupture. | **Le comportement cassant** : Dans le domaine cassant les roches ne subissent peu ou pas de déformation plastique avant la rupture. | ||
| - | **Le comportement ductile** : Dans le domaine ductile les roches subissent de grandes déformations | + | **Le comportement ductile** : Dans le domaine ductile les roches subissent de grandes déformations |
| - | {{ :s0bs4w05:deformations28.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-28.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| ====Influence des paramètres température, | ====Influence des paramètres température, | ||
| Ligne 218: | Ligne 247: | ||
| Les températures sont ici en centaines de degrés, donc totalement au-delà des températures que nous connaissons. Pour mieux comprendre l' | Les températures sont ici en centaines de degrés, donc totalement au-delà des températures que nous connaissons. Pour mieux comprendre l' | ||
| Si l'on applique une contrainte sur une tablette de chocolat dont la température est de 2°C sa rupture va être très rapide. A 10°C la tablette va un peu plier puis casser. A 40°C elle pliera sans casser. Et au-delà le chocolat va fondre, donc se déformer tout seul sans avoir à appliquer de contrainte : c'est la courbe du bas qui redescend. On parle alors de fonte pour du chocolat ou de fusion pour de la roche. | Si l'on applique une contrainte sur une tablette de chocolat dont la température est de 2°C sa rupture va être très rapide. A 10°C la tablette va un peu plier puis casser. A 40°C elle pliera sans casser. Et au-delà le chocolat va fondre, donc se déformer tout seul sans avoir à appliquer de contrainte : c'est la courbe du bas qui redescend. On parle alors de fonte pour du chocolat ou de fusion pour de la roche. | ||
| + | |||
| + | <wrap hi> | ||
| La température joue également sur le domaine élastique : plus la température est élevée plus le domaine élastique diminue. | La température joue également sur le domaine élastique : plus la température est élevée plus le domaine élastique diminue. | ||
| ===Influence de la vitesse de déformation=== | ===Influence de la vitesse de déformation=== | ||
| - | Restons avec notre tablette de chocolat. Frappée violemment sur une table elle se brise. Donc si la vitesse de déformation est très rapide (courbe du haut) le point de rupture arrive rapidement. Si nous la déformons très très lentement le point de rupture va s' | + | Restons avec notre tablette de chocolat. Frappée violemment sur une table elle se brise. Donc <wrap hi>si la vitesse de déformation est très rapide (courbe du haut) le point de rupture arrive rapidement.</ |
| ===Influence de la pression de confinement=== | ===Influence de la pression de confinement=== | ||
| Nous allons considérer la pression de confinement comme étant la pression lithostatique. | Nous allons considérer la pression de confinement comme étant la pression lithostatique. | ||
| - | L' | + | <wrap hi>L' |
| Ligne 248: | Ligne 279: | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations29.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-29.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| ====Exemple de la faille de San Andreas==== | ====Exemple de la faille de San Andreas==== | ||
| Ligne 258: | Ligne 292: | ||
| Ainsi la croûte supérieure (température et pression de confinement faibles) a un comportement cassant et la croûte inférieure (températures et pression de confinement élevés) un comportement ductile. On parle de **croûte sismique** et de **croûte asismique**. | Ainsi la croûte supérieure (température et pression de confinement faibles) a un comportement cassant et la croûte inférieure (températures et pression de confinement élevés) un comportement ductile. On parle de **croûte sismique** et de **croûte asismique**. | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations31.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-31.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| + | < | ||
| Voici d' | Voici d' | ||
| Ligne 268: | Ligne 302: | ||
| **Des séismes réapparaissent à plus de 60 km de profondeur**, | **Des séismes réapparaissent à plus de 60 km de profondeur**, | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations32.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-32.png |}} |
| ---- | ---- | ||
| - | Ces informations permettent de faire la distinction dans le manteau supérieur entre un manteau rigide, faisant partie de la lithosphère, | + | < |
| - | **La lithosphère est l' | + | Ces informations permettent de faire la différence dans le manteau supérieur entre : |
| + | | ||
| + | * Dans sa partie inférieure (150 à 700 km), un **manteau supérieur | ||
| - | Vers 70 – 150 km le manteau | + | Dans sa partie supérieure (40 à 150 km) le manteau |
| - | {{ :s0bs4w05:deformations33.png |}} | + | **La lithosphère est l' |
| + | |||
| + | Vers 70 – 150 km le manteau devient ductile, donc asismique. Nous passons dans l' | ||
| + | |||
| + | {{ :s0bs4w05:deformations1-33.png |}} | ||
| ---- | ---- | ||
| + | |||
| + | < | ||
| + | |||
| ====Exemple du golfe de Gascogne==== | ====Exemple du golfe de Gascogne==== | ||
| Ligne 286: | Ligne 329: | ||
| Voici un profil de sismique réflexion au sein de cette marge. La partie supérieure est constituée d'une couverture sédimentaire horizontale qui semble remplir une topographie antérieure. | Voici un profil de sismique réflexion au sein de cette marge. La partie supérieure est constituée d'une couverture sédimentaire horizontale qui semble remplir une topographie antérieure. | ||
| - | En dessous, nous pouvons voir de blocs crustaux limités par des failles normales, se sont des blocs basculés. Ces failles normales ont fonctionné entre l’Aptien terminal et le Barrémien. | + | |
| + | En dessous, nous pouvons voir des blocs crustaux limités par des failles normales, se sont des blocs basculés. Ces failles normales ont fonctionné entre l’Aptien terminal et le Barrémien. | ||
| Un réflecteur particulier marque la base du profil, ce réflecteur est connu sous le terme de réflecteur " | Un réflecteur particulier marque la base du profil, ce réflecteur est connu sous le terme de réflecteur " | ||
| Ligne 294: | Ligne 338: | ||
| En dessous de ce réflecteur le comportement des roches devient ductile, les failles ne peuvent donc pas s'y propager. Ce réflecteur se trouve à une quinzaine de kilomètres, | En dessous de ce réflecteur le comportement des roches devient ductile, les failles ne peuvent donc pas s'y propager. Ce réflecteur se trouve à une quinzaine de kilomètres, | ||
| - | {{ :s0bs4w05:deformations35.png |}} | + | {{ :s0bs4w05:deformations1-35.png |}} |
| ---- | ---- | ||
s0bs4w05/deformations1.1586680557.txt.gz · Dernière modification : de s.zaragosi_gmail.com
