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Fractures, failles, fluides

Néoformation et croissance des populations de failles

Ce projet, récemment initié en collaboration avec l’équipe Geomechanics Rock
Fracture Group de l’université du Nevada (resp. R. Soliva), consiste à comprendre l’origine de la diversité géométrique des populations de failles (e.g. déformation distribuée vs. localisée) et l’évolution de leur activité depuis leur initiation jusqu’aux stades ultimes correspondant à la cassure de la croûte supérieure.

La première étape de notre analyse aura pour but d’établir une base d’observations et de relations empiriques sur la géométrie de surface (analyse de terrain, MNT, photo satellite et aérienne) des systèmes de failles affectant les différents types d’enveloppes rhéologiques de la croûte terrestre, incluant (1) les hétérogénéités de la couverture sédimentaire ainsi que (2) la transition fragile-ductile. Les exemples actuellement choisis sont les systèmes de failles de Fumanyá (Espagne), Nigüelas (Espagne) et Canyonlands (Utah, USA), pour l’échelle de la couverture, et le North Main Ethiopian Rift (Est Afrique), Basin and Ranges (Nevada, USA), Corinthe (Grèce) ainsi que différents systèmes compressifs en Iran pour l’échelle crustale (cf. thème 8).

La deuxième étape visera à reproduire et mieux définir les géométries et les relations empiriques observées (e.g. lois d’échelles de la croissance, coalescence, espacement et distribution de tailles) grâce à une modélisation analogique dimensionnée constituée de deux degrés de stratification (sable/silicone), en contrôlant la vitesse de déformation, la géométrie des enveloppes et le mode de transmission des contraintes.

Ce n’est qu’après avoir bien contraint les relations basées sur des données de terrain que nous essaierons de comprendre les mécanismes physiques et les paramètres rhéologiques qui régissent les lois de croissance des failles. La dernière étape consistera donc à analyser le rôle des facteurs influents, identifiés grâce aux observations en contextes variés, aux modèles analogiques et à la théorie (e.g. propriétés rhéologiques, profils de résistance, gradients géothermiques, vitesse et mode de transmission des contraintes). Pour cela, on utilisera des modélisations numériques basées sur différentes théories (élasticité linéaire 3D, milieux continus 2 et 3D, et milieux granulaires 2D).

La poursuite de ce programme, initié dans le cadre d’un programme américain, (exchange research program P-1-03572, NASA funded plan), fera l’objet d’une demande de financement sur les programmes nationaux INSU au prochain appel d’offre.

    • Membres du laboratoire : R. Soliva, S. Dominguez, J. Malavieille, J. Chéry, A. Taboada
    • Collaborateurs extérieurs : R. Schultz (Univ. Nevada, USA), A. Benedicto (Univ Paris XI), L. Maerten (IGEOSS)