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Compte-rendu workshop CREEP

L’ITN CREEP (Initial Training Network - Complex RhEologies in Earth and industrial Processes) va bientôt s’achever. Financé par l’initiative européenne H2020 et coordonné par Andréa Tommasi (Géosciences Montpellier), il a réuni dix groupes de recherche dans six pays européens différents.

Le workshop de clôture du programme s’est tenu du 27 janvier au 1er février 2019 à l’École de Physique des Houches et a réuni une cinquantaine de participants. Il a apporté une vue d’ensemble sur les nombreux résultats obtenus sur les différents aspects de la déformation de la Terre solide et sur les géo-matériaux au travers des seize thèses de doctorat soutenues dans le cadre du programme. Quatre grands thèmes ont été abordés : la rhéologie de la lithosphère et du manteau convectif, la rhéologie et la dynamique des failles et fractures, la rhéologie appliquée et les interactions entre magmas et déformation.

La session "Rhéologie de la lithosphère et du manteau convectif" a débuté par une revue de nos connaissances et des principales questions ouvertes sur la rhéologie du manteau supérieur par Lars Hansen (Univ. Oxford, UK). Les doctorants CREEP Manuel Thieme (GM), Lucan Mameri (GM), Gianluca Gerardi (FAST) et Nicolo Sgreva (FAST) ont présenté les nouvelles contraintes expérimentales sur la rhéologie de l’olivine, des modélisations numériques analysant le rôle d’orientations de cristaux d’olivine figées dans la lithosphère sur l’organisation de la sismicité intraplaque et l’effet de la subduction sur la convection mantellique, et une étude en laboratoire sur la déformation de systèmes biphasés tels que les chambres magmatique ou l’océan de magma dans la Terre primitive.
La session a continué par une plongée dans le manteau profond. Sebastian Merkel (Univ. Lille) a évoqué l’état de l’art de nos connaissances sur les transitions de phase dans le manteau et les doctorants CREEP Jana Schierjott (ETH) et Angelo Pisconti (Univ. Munster) ont présenté des modèles analysant le rôle d’une évolution de la taille de grain sur la structure du manteau inférieur et des observations contraignant la déformation à la base du manteau. Patrick Cordier (Univ. Lille) a ensuite exposé les nouvelles avancées apportées par la modélisation atomistique sur les processus de déformation et la rhéologie du manteau depuis la lithosphère jusqu’à la limite avec le noyau.
La session s’est conclue par une discussion entre "producteurs et utilisateurs" de lois de comportement, discussion animée par Anne Davaille (FAST) et initiée par la présentation de Fanny Garel (GM) sur les contraintes apportées par des modèles géodynamiques utilisant la dernière génération de lois de comportement pour l’olivine sur la définition de la limite lithosphère-asthenosphère (cf. photo ci-contre).

La session "Rhéologie et dynamique des failles" a démarré par la présentation de Einat Aharonov (Univ. Jerusalem) sur un modèle physique expliquant le comportement mécanique des failles. Ce fut au tour des doctorants CREEP d’exposer leur travaux. Giacommo Pozzi (Univ. Durham) et Gabriel Meyer (UCL) ont présenté des résultats expérimentaux apportant des contraintes nouvelles sur les processus responsables d’un fort adoucissement en fonction de la vitesse de déformation et sur la transition fragile-ductile. Simon Preuss (ETH) a présenté des modèles numériques reproduisant les cycles sismiques et la croissance des failles actives et Elenora Van Rijsingen (Roma Tre) des nouvelles contraintes sur le rôle de la topographie de l’interface de subduction sur le déclenchement de méga-séismes.
Chris Marone (Pennsylvanie State Univ.) a présenté une synthèse des lois de comportement pour les divers modes de fonctionnement de failles, depuis le glissement lent jusqu’à la rupture élastodynamique, ce qui a permis de lancer la discussion sur "les questions ouvertes sur la rhéologie des failles". Cette session s’est close par l’exposé de Claudia Trepmann (Univ. München) sur l’enregistrement des cycles sismiques dans les mylonites alpines.

La session "Rhéologie appliquée" s’est ouverte sur les présentations des doctorants CREEP : Thomas Loriaux (Univ. Bristol) et Wen Zhou (Univ. Utrecht) sur l’utilisation de méthodes sismologiques (anisotropie sismique et tomographie de bruit) pour la surveillance des réservoirs hydrothermaux et de gaz naturel, Linfeng Ding (Univ. Mainz) sur la rhéologie des verres industriels de type Pyrex.
Ce fut au tour de Janos Urai (Aachen Univ.) de faire une synthèse sur les interactions entre déformation et fluides dans le sel de roche.
Pour terminer la session, les doctorants CREEP Caspar Sinn (Univ. Utrecht) et Philipp Prasse (Univ. Bristol) ont présenté les nouvelles contraintes expérimentales sur l’effet de la déformation sur la perméabilité de la halite et sur l’anisotropie sismique associée à la déformation du sel dans les bassins pétroliers.

Le workshop s’est achevé par une session d’ouverture sur des thèmes qui n’ont pas été abordés dans le cadre de l’ITN CREEP. Boris Kaus (Univ. Mainz) a présenté une revue sur les progrès et défis actuels pour la modélisation des systèmes magmatique depuis le manteau jusqu’à la surface. Wenlu Zhu (Univ. Maryland) a exposé les dernières avancées sur l’imagerie de la distribution de magmas dans les roches mantelliques partiellement fondues et l’utilisation de modèles digitaux pour estimer la perméabilité dans ces systèmes. Enfin, Marcel Thielmann (BGI) a focalisé sur la modélisation numérique de l’évolution de la microstructure dans les systèmes biphasés et de son effet sur les propriétés mécaniques.

Ces présentations ont été complétés, le deuxième soir, par une session de posters très animée dans laquelle des doctorants et post-doctorants non-CREEP ont exposé leurs résultats récents dans les quatre thèmes.

La plupart des présentations sont disponibles sur la chaîne YouTube CREEP.


Le bulletin du laboratoire Géosciences Montpellier n°17 - mars/avril 2019