L'influence de la sédimentation sur la déformation fragile d'un système en compression

Résumé du document

De nombreux orogènes, formés par la collision de deux plaques continentales s'observent dans le monde, tel que les Pyrénées ou les Alpes. Durant ces collisions, de nombreux phénomènes apparaissent. On peut citer par exemple l'érosion du prisme d'accrétion et sa sédimentation associée en aval.

Afin de savoir si cette sédimentation influe sur l'orogénèse, nous allons modéliser une compression tectonique en milieu cassant selon deux protocoles. L'unique variation entre les deux protocoles sera l'apport de sédimentation syngénétique. Nous observerons la fracturation sur ces deux modèles afin de relier sédimentation et géométrie des fractures (...)

Extraits

[...] Résultats 2 : Expérience avec sédimentation Evolution des angles des failles (ABCD) OMP L'expérience avec la sédimentation présente de nombreux points communs par rapport à celle précédente. Aussi nous avons refait les mêmes graphiques de pouvoir mieux comparer les fracturations. Angles Jeux successifs des failles en fonction de la distance au front (OMP) Angles A 20 B Figure 8 Variations cumulées des angles Cm Figure 7 Sur la figure nous observons la relation entre l'angle des chevauchements et la localisation de ceux-ci. [...]

[...] Les réactivations suivantes ont des pendages variables. On remarque que toutes ces failles divergent à partir d'un point correspondant à un pendage voisin de 32°. Deux tendances se dégagent: le pendage augmente pour les failles 1,2 et tandis qu'il diminue pour la faille 5. A ce stade, on aimerait savoir si la position de la faille dans le prisme a une influence sur l'angle des réactivations successives de la fracture. On s'intéresse également aux rétrochevauchements. En effet, ces derniers sont liés aux chevauchements et participent au raccourcissement du prisme. [...]

[...] Les reliefs créés sont clairement visibles et les failles sont nettement apparentes. La photo 2 correspond à une coupe réalisée au cœur de ce prisme. La coupe visible sur la photo 3 a été réalisée lors d'une manipulation où des couches sédimentaires étaient rajoutées lors de la déformation. Photo1 : Modélisation d'un prisme orogénique (sans sédimentation) Photo 2 : Coupe longitudinale de l'orogène (sans sédimentation) Photo 3 : Coupe longitudinale de l'orogène (avec sédimentation). Ces deux coupes permettent d'observer les différents jeux des failles ayant lieu lors de la collision. [...]

[...] Toutefois, les figures 11 et 12 témoignent uniquement de la fracturation de surface, en complément de l'information délivrée par les coupes. Figure 12 Interprétation: Dans l'expérience sans sédimentation, on a 5 chevauchements répartis sur 30cm, tandis que dans celle avec sédimentation, on en a 6 sur une longueur de 60cm. En revanche, le nombre de rétrochevauchements est identique. La densité de chevauchements de chaque manipulation est donc différente. Elle passe de 0,17 chevauchements/cm à 0,10 chevauchements/cm avec notre sédimentation. La répartition de la déformation se fait sur une distance environ égale à cinq fois la hauteur maximale du prisme, quelque soit l'expérience. [...]

[...] A une extrémité se trouve une plaque mobile qui servira à la compression. L'autre extrémité est libre. - on place une couche de billes de verre pour limiter les frottements entre le métal et le sable qui formera la couche à déformer. Ces billes de verres fonctionneront comme un niveau de décollement. - on dépose ensuite une vingtaine de couches de sable, de couleurs différentes afin de pouvoir observer les déformations lorsque l'on réalisera des coupes. On utilise du sable de Fontainebleau, un sable éolien très bien trié, afin d'avoir une couche homogène pour l'expérience. [...]