Academic literature on the topic 'Cisaillement (Géologie)'

La région de Sangmélima est une portion du Complexe du Ntem, la terminaison septentrionale du craton du Congo d'âge archéen. Elle est située entre 2 °45' et 3 °02' N et 11 °55' et 12 °15' E. L'étude morphotectonique réalisée dans cette zone est fondée sur les techniques de traitement des images ETM+ de landsat-7 et les méthodes classiques de prospection géologique croisées à travers un système d'information géographique (SIG). L'objectif est d'évaluer l'apport de ces images dans la cartographie structurale. Les résultats obtenus mettent en évidence une déformation polyphasée D1 -D4 où D1 est soulignée par une foliation S1 globalement orientée E-W à NW-SE dans l'encaissant. D2 est représenté par les foliations S1 /2 transposées dans l'encaissant et foliation S2 dans les plutonites. L'ensemble est reprist par un épisode décrochant et transpressif conjugué D3 caractérisé par un cisaillement N-S à NE-SW. A cette D3 fait suite un épisode de déformation cassante D4 , induite par une double compression conjuguée NNW-SSE et NNE-SSW. L'extension de la télédétection à l'ensemble du domaine archéen du sud Cameroun dont l'apport s'est avéré conséquent dans la région de Sangmélima, devrait améliorer la cartographie géologique de cette région.

Le bassin rennais est majoritairement constitué de terrains briovériens, schisteux, fracturés et présentant des degrés d’altération variables. Le Briovérienpeut être recouvert par des formations superficielles et quelques intrusions magmatiques sont injectées dans les terrains plus anciens. Les matériaux rencontrés ont une faible résistance mécanique qui les classe en SIRT (Sols indurés et Roches tendres). Pendant plusieurs années, des essais ont été réalisés sur les matériaux de l’agglomération rennaise, principalement datés du Briovérien, pour définir leurs caractéristiques et mieux comprendre le comportement des ouvrages géotechniques réalisés dans le sous-sol rennais. L’excavation de la ligne b dumétro anotammentpermis d’avoir des échantillons de l’Ouest à l’Est de la ville de Rennes. Compte tenu du comportement intermédiaire entre le sol et la roche des terrains, des procédures spécifiques d’essais sur la matrice rocheuse et les discontinuités ont été développées. La matrice rocheuse, anisotrope, a été caractérisée par des mesures de vitesse d’ondes et des essais de résistance à la compression. Cependant compte tenu de l’impossibilité de carotter le matériau, les essais ont été réalisés sur des blocs parallélépipédiques taillés à la main. En complément, pour évaluer le caractère « friable » de ces SIRT, la résistance à l’usure a été caractérisée àpartir d’essais debroyabilité etmicro-Deval modifiés. L’ensemble des essais montre des variations fonction du faciès, mais aussi une forte influence de l’altération et de la teneur en eau. Les discontinuités ont été testées avec une boîte de Casagrande modifiée. Ces essais ont aussi montré la forte influence du type de matériau (siltites, grès grossier à fin…) et du degré d’humidité des joints sur les caractéristiques de cisaillement. Des différences de comportement entre faciès géologiques ont donc été mises en évidence. L’histoire géologique et, en particulier, les alternances de progradation et de rétrogradation lors de la sédimentation au Briovérien, conditionne les propriétés de la matrice rocheuse, des discontinuités et donc du massif rocheux.

La bonne caractérisation des ensembles lithologiques des digues en terre constitue un enjeu majeur dans un contexte de prévention de rupture d’ouvrage. En effet, les conséquences d’un tel événement peuvent s’avérer potentiellement catastrophiques (pertes humaines, graves impacts environnementaux et économiques). Les méthodologies reconnues pour caractériser les digues en terre comprennent classiquement des méthodes de reconnaissance géophysiques et géotechniques de natures complémentaires. Ce travail de recherche présente une méthodologie de fusion permettant la combinaison de données issues de ces deux types de sources d’information. Ici, les données utilisées proviennent d’une campagne de reconnaissance menée sur une digue de canal EDF. Les résultats obtenus ont été préalablement publiés et présentés sous forme d’un article de revue internationale à comité de lecture. Cette campagne de terrain regroupe trois types d’informations : résistivités électriques, vitesses d’ondes de cisaillement et analyses granulométriques d’échantillons. La méthodologie de fusion introduite repose sur le cadre théorique des masses de croyance. Tout en tenant compte des spécificités de chaque méthode (répartition spatiale, imprécisions et incertitudes des données), cette approche de fusion permet de quantifier le niveau de conflit entre les sources d’information ainsi que d’associer un indice de confiance aux caractérisations proposées. Les résultats de la fusion obtenus, dans le cadre du cas d’étude présenté, mettent en évidence la capacité de cette méthodologie à discriminer les unités lithologiques (remblais fins ou grossiers avec brèches calcaires, socle marneux ou calcaire) ainsi qu’à localiser les positions d’interfaces entre unités et les niveaux de confiance associés. Ces résultats sont en cohérence avec les connaissances déjà disponibles sur le contexte géologique du site et mettent en évidence l’intérêt de combiner des informations issues de sources de nature différente afin de tirer profit de leur complémentarité. Ces travaux ont montré un potentiel prometteur pour cette méthode, tant sur une digue de canal que sur une levée. Ils seront poursuivis par une étude comparative de différentes méthodes de fusion et par la mise en application sur de nouveaux cas réels d’études.

Le developpement de l'orientation preferentielle de forme (opf) de particules rigides en suspension dans un fluide newtonien en regime de cisaillement simple a ete experimentalement reproduit dans un appareillage a cylindres coaxiaux contrarotatifs. La modelisation analogique 2d a l'aide de particules sur une matrice de silicone montre que l'opf dans les suspensions faiblement concentrees evolue pour des cisaillements faibles en parfaite correspondance avec le modele de rotation de jeffery (1922). Cependant, a haut cisaillement elle est controlee par les interactions de type tuilage entre particules qui engendrent une stabilisation de la fabrique pres du plan de cisaillement avec une intensite correspondante faible. La modelisation 3d de l'opf de particules naturelles dans une matrice visqueuse composee d'un melange de boropolysiloxane et de plasticine confirme les resultats acquis en deux dimensions. En outre, l'acquisition de la lineation apparait precoce alors que le developpement de la foliation dependra de la forme des particules. La stabilisation de la fabrique 3d a hauts cisaillements est due a la superposition de l'influence des interactions entre particules, de la distribution de forme des particules ainsi que de la morphologie triaxiale de ces dernieres. L'evolution de l'opf dans les suspensions solides peut etre ainsi decrite par un modele a deux stades. Le premier stade correspond a une opf dont l'evolution en direction et intensite est en bonne correspondance avec le modele theorique. A partir d'un seuil de cisaillement qui depend essentiellement de la concentration en particules, apparait un stade d'etat stationnaire des proprietes directionnelles de la fabrique ou les relations quantitatives entre opf et intensite de deformation deviennent indeterminables mais au cours duquel la rotation des particules obeit toujours au modele de jeffery

La modélisation géométrique dans un bassin sédimentaire déformé d’avant pays (Atlas méridional tunisien) nous a permis de proposer des coupes équilibrées de toute la couverture. Cette géométrie montre la dominance de pli de propagation de rampe. Les implications cinématiques de ce modèle, et notamment la migration des charnières, ont été validées par l’utilisation de plusieurs marqueurs morphologiques et sédimentologiques. D’autre part, l’étude tectonique de la micro-fracturation nous a permis de proposer une chronologie relative entre le plissement et la fracturation d’une part, et d’établir une relation originale entre ces deux processus de déformation d’autre part. Cette relation suppose que la fracturation est exclusivement antérieure, par la suite, au cours du plissement le cisaillement simple, au niveau des flancs, contribue à la réactivation et à l’amplification de l’intensité de fracturation. Par ailleurs, l’utilisation d’une approche multidisciplinaire dans l’établissement du modèle de plissement dans le Bassin de Gafsa, nous a permis d’identifier un style de déformation régional. Cela nous a permis proposer une cinématique de mise en place des structures plissées, ainsi qu’un modèle de déformation en carte basé sur le cisaillement simple dextre de toute la couverture. Ce cisaillement rend bien compte de la déformation différentielle croissante vers l’Est dans cette région et de l’agencement structural par rapport aux réseaux de failles majeurs de la région. L’association des observations morphologiques, sédimentologiques et les corrélations paléo-climatiques ont permis de mettre en évidence une phase tectonique majeure post-villafranchienne indiquant des vitesses de déformation maximales de l’ordre de 1 mm/an
The use of fold modelling in foreland basin leads to propose balanced cross sections through the southern Tunisian Atlas. These cross sections highlight the dominance of the fault-propagation folds in a thin skin deformation mechanics in this region. Kinematics of the model, and especially hinge migration, has been validated by using several morphological and sedimentary markers. Moreover, fractures net tectonic studies allow establishing new relationship between folding and fracturing. Our hypothesis postulates that fractures are mainly anterior to folding, and when the fold grows-up, limb simple shear reactivates and enhances the inherited fractures net density. Therefore, the use of multidisciplinary approach in Gafsa Basin fold belts leads to reconstitute the regional deformation style. We have estabilsh a relative kinematic ranking of folds growth, and we proposed a dextral simple shear deformation of the sedimentary cover. This simple shear explains both deferential shortening observed on cross sections, and structural organisation within the major regional fault systems. Morphological and sedimentological observations, associated to paleoclimatic correlations allow distinguishing a villafranchian major tectonic phases of southern Tunisian Atlas building. Deformation speed computations shows values close to one millimetre per year (1 mm/year)

Une série d'essais mécaniques en cisaillement sur des répliques en mortier d'une fracture rocheuse (Flamand, 2000) a permis de mettre en évidence l'influence de la morphologie sur le comportement mécanique en cisaillement. Partant de ces essais on se propose d'établir un modèle du comportement et de déterminer quels sont les paramètres ou facteurs morphologiques les plus influents sur le comportement. A cette fin une revue bibliographique dans le domaine du comportement mécanique des fractures rocheuses a été réalisée ; il en ressort que les modèles actuels ne permettent pas de modéliser en une seule fois, le comportement sur toute la gamme des déplacements horizontaux. Dans un premier temps, une simulation géostatistique de la surface des épontes rocheuses est effectuée pour calculer, quelle que soit la direction de déplacement relatif des épontes, les valeurs de facteurs morphologiques ; on en retient quatre RL, Z3, 62, Z4. Dans un deuxième temps, un plan d'expériences prenant en compte des facteurs mécaniques (contrainte normale et déplacement horizontal) et les facteurs morphologiques précédents est construit; les résultats qui en découlent sont analysés. Les résultats du plan permettent d'obtenir un modèle de simulation du comportement pour des contraintes normales comprises entre 0 % et 30 % de la résistance en compression du matériau utilisé pour les répliques, pour des déplacements tangentiels compris entre 0 mm et 5 mm, et pour toutes les directions de déplacements horizontaux. Le facteur morphologique Z3 se distingue des autres ; on montre que son influence sur le comportement est très faible. Les facteurs morphologiques (RL, Z4 et 82) influencent de façon significative le comportement mécanique en cisaillement, soit la dilatance, et la contrainte tangentielle. Tenant compte des résultats d'une étude des erreurs de prédiction, une nouvelle série d'essais est proposée respectant une répartition uniforme des niveaux du facteur morphologique 02.

La présence des discontinuités dans un massif rocheux est identifiée comme l'élément majeur dans l'étude de la stabilité des ouvrages. La connaissance du comportement en cisaillement des joints rocheux fait donc l'objet de nombreuses études. Ce travail de recherche présente une étude numérique (code de calcul UDEC) qui traite de l'influence de l'application du déplacement tangentiel sur l'état de contrainte dans la matrice et le long du joint. Nous étudions ensuite, sur des répliques en mortier de joints artificiels ondulés et de joints naturels, l'influence des cycles de cisaillement direct sur le comportement en cisaillement des joints ainsi que sur leur dégradation. Ces essais ont été réalisés suivant les sollicitations CNC et KNC sous différents niveaux de contrainte normale et de rigidité normale. Afin de quantifier la dégradation des joints cisaillés, des relevés topographiques ont été effectués avant et après les essais de cisaillement avec un profilomètre laser à capteur optique et l'usure des joints cisaillés est quantifiée directement par le degré de dégradation, Dw, défini sur la base de 1'estimation des aires vraies des surfaces avant et après cisaillement. A partir de nos résultats expérimentaux, un critère de rupture en cisaillement prenant en compte l'endommagement successif et la morphologie du joint a été proposé. De plus, deux modèles ont été proposés pour prédire la dégradation des joints anisotropes suivant le type de sollicitation (CNC ou KNC), le mode de cisaillement (monotone ou cyclique) et la caractérisation morphologique. Le modèle de dégradation KNC est généralisable aux deux types de sollicitation, et les résultats des essais ont montré que ce modèle prédit assez bien la dégradation des joints.

On etudie des filons de calcite de longueur pluridecametrique s'ouvrant en relais extensif de cisaillement. Leur geometrie 3-d et la geometrie de leurs cristallisations permet de definir leur mode d'ouverture. On distingue deux types de microstructures successives: des fentes primaires micrometriques ouvertes selon un mecanisme de crack-seal et des ouvertures tardives centimetriques. Parallelement a la strie, les fentes primaires ont une geometrie complexe dependant etroitement de la presence d'heterogeneites dans le sediment. Suivant les cas, les cristaux sont sans fabrique de forme ou fibreux, les fibres etant perpendiculaires aux epontes des fentes et oblique sur leur direction d'ouverture. L'etude en cathodoluminescence montre qu'il s'agit de cristaux syntectoniques. Ces fabriques dependent donc plutot de conditions de cristallisation que de la cinematique d'ouverture. Ces filons sont etudies dans deux contextes de nappes superficielles ou ils apparaissent specifiquement dans les lithologies marneuses. Dans l'oligomiocene des apennins du nord, ils se localisent dans les contacts tangentiels. Dans l'histoire de la deformation, leur apparition est relativement tardive: elle correspond a la transition ductile/fragile au cours de la compaction du sediment qui accompagne le cisaillement. Dans l'eocene du versant sud des pyrenees, ils accompagnent le ripage blanc lie au plissement synsedimentaire au front des chevauchements. Leur repartition permet de discuter la cinematique du plissement. L'etat du sediment et les circulations de fluides sont abordees avec le developpement des filons

La nature des fluides synmetamorphiques et leur ecoulement ont ete etudies dans la croute continentale inferieure de facies granulite de madagascar, structuree sur plus de 300 000 km#2 par un reseau de zones de cisaillement verticales. La geologie structurale, la geochimie des isotopes stables c-o-h des carbonates, graphites et micas de lithologies variees, et la gravimetrie s'accordent pour subdiviser ce domaine en cisaillement ductiles majeurs ( 30 km de large et > 350 km de long), cisaillements mineurs (< 7 km de large et 50 km de long), et zones en dehors. Les zones de cisaillement majeures sont des structures lithospheriques metasomatisees dont le developpement est controle par le manteau, en accord avec les modeles de flambage de la lithosphere, et qui chenalisent un flux de carbone mantellique dans la croute continentale de meme ordre de grandeur que celui calcule pour le degazage des rides oceaniques. Les zones de cisaillement mineures sont seulement enracinees dans la croute et chenalisent des fluides riches en eau d'origine crustale. Les flux pervasifs ne se rencontrent que sur des distances inferieures a la centaine de metres, a la peripherie des intrusions. Les conditions du metamorphisme granulitique en l'absence de phase fluide mobile prevalent partout ailleurs. Les flux de co#2 d'origine mantellique ne sont pas necessaires a la formation des granulites : ils sont une consequence de l'anomalie thermique mantellique et de la geodynamique responsables de ce facies. Le cycle du carbone a l'echelle de la lithosphere est controle par l'environnement tectonique. Seuls les environnements metamorphiques impliquant la lithosphere (granulites, eclogites) montrent une systematique des isotopes stables c-o des carbonates dominee par un type d'interaction fluide-roche, avec infiltration respectivement de co#2 et d'eau. L'interface manteau-croute dans les domaines en convergence, anormalement froids, parait impermeable tandis qu'elle est permeable dans les domaines en extension ou en transpression, anormalement chauds.