Academic literature on the topic 'Failles (Géologie)'

Localisés à distance des grandes limites de plaques lithosphériques, les domaines intraplaques présentent de faibles vitesses de déformation géologique, se traduisant par des niveaux de sismicité faibles à modérés, avec des temps de retour longs entre deux séismes significatifs. Dans ces régions, les processus de surface sont plus rapides que les processus tectoniques et tendent à effacer les éventuelles traces de rupture laissées en surface par des séismes majeurs du passé. L’estimation de l’activité des failles dans de tels contextes nécessite la mise en œuvre d’une approche pluridisciplinaire combinant géophysique, géologie et paléosismologie. Nous présentons ici l’approche développée par EDF, dans le cadre de ses études d’aléa sismique, pour améliorer la connaissance des failles en France métropolitaine, en se focalisant sur l’utilisation de la sismique réflexion (imagerie) à différentes échelles. Les lignes sismiques de Haute Résolution (HR ; i.e. sismique profonde de type pétrolière) permettent d’estimer la localisation et la géométrie des failles en profondeur, ainsi que leur histoire cinématique. La sismique ultra haute résolution en ondes S (UHRS) donne quant à elle une information sur la localisation des failles en très proche surface et permet de localiser d’éventuelles tranchées paléosismologiques visant à analyser l’activité des failles.

Le Sud sétifien, situé au nord-est algérien, est le siège de plusieurs aquifères renfermant parfois de l’eau chaude dont la température varie entre 25 °C et 43 °C. Afin d’évaluer le potentiel en eau thermale de cet ensemble, nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire axée sur la géologie, la géophysique, l’hydrodynamique et l’hydrochimie. Il ressort de cette approche que cet ensemble est caractérisé par la présence d’une série de horsts et de grabens. Les horsts sont formés par des calcaires et des dolomies, datés du Lias au Miocène, et les grabens ont permis l’instauration d’un système endoréique fermé occupé par des lacs salés. Ces massifs carbonatés affleurent au milieu d’une vaste plaine comblée par des formations alluvionnaires du Mio-Plio-Quaternaire. L’aperçu hydrogéologique montre que les formations du Crétacé peuvent offrir des possibilités aquifères non négligeables. L’outil hydrochimique montre que les eaux chaudes se caractérisent par la présence de trois faciès chimiques différents, le premier de type Cl-Na à l’Est, le second de type SO4-Ca au centre et le troisième de type SO4-Na à Ca à l’Ouest. Cette analyse a aussi permis d’attribuer au sodium, aux chlorures et aux sulfates une origine terrigène évaporitique, par le rapport molaire Sr2+/Ca2+. La salinité qui caractérise ces eaux thermales est principalement due à la circulation des eaux à grande profondeur dans les formations cristallophylliennes et les formations carbonatées qui sont en contact avec des formations terrigènes salifères. Le géothermomètre à silice montre que ces eaux thermales ont une température de 80 °C et que l’eau proviendrait d’une profondeur allant de 1 400 à 2 200 m à travers un système de failles qui affecte le socle. Il est montré que la baisse de la température de 40 °C est due en partie au mélange avec les eaux superficielles.

Magnetic and gravity data from northeastern Cape Breton Island, southwestern Newfoundland, and the intervening Cabot Strait area were compiled and used to generate a series of maps displaying magnetic (filtered total field, first and second derivative) and gravity (Bouguer anomaly onshore, free-air anomaly offshore) information to enhance the anomaly pattern associated with regional geology. With further constraints from previously published seismic reflection interpretations and detailed maps of onshore geology, five two-dimensional subsurface models were generated. Potential field anomalies in the offshore can be correlated with onshore faults, rock units, and pre-Carboniferous terranes. In Newfoundland, the Cabot – Long Range Fault separates Grenvillian basement to the northwest from peri-Gondwanan Port aux Basques subzone basement in the southeast and can be traced to the Wilkie Brook Fault on Cape Breton Island. The Cape Ray Fault/Red Indian Line merges offshore with the Cabot – Long Range Fault so that Notre Dame subzone rocks do not extend across the Cabot Strait area. The Port aux Basques – Exploits subzone boundary crosses the strait but is likely buried by younger rocks onshore in Cape Breton Island. Magnetic halos in the Exploits subzone are probably caused by Silurian – Devonian plutons like those in the Burgeo Intrusive Suite. The Exploits – Bras d’Or terrane boundary is located within the Ingonish magnetic anomaly, which was resolved into four overlapping components representing basement sources intruded into metasedimentary rocks and dioritic and granodioritic plutons of the Bras d’Or terrane. The Bras d’Or terrane can be traced to the Cinq-Cerf block and Grey River areas in southern Newfoundland. The interpretations suggest that Bras d’Or terrane ‘basement’ may underlie all of Exploits subzone, and that the Aspy terrane of Cape Breton Island is part of that subzone. SOMMAIRELes données magnétométriques et gravimétriques du nord-est de l’île du Cap-Breton, dans le sud-ouest de Terre-Neuve, et de la région du détroit de Cabot contigu, ont été compilées et utilisées pour produire une série de cartes affichant les particularités magnétiques (champ total filtré, dérivé première et seconde) et gravimétriques (anomalie de Bouguer de la côte, anomalie à l’air libre extracôtière) pour ajouter à la compréhension des motifs d’anomalie de la géologie régionale. En tenant compte des limitations imposées par les interprétations de données de levés de sismique réflexion déjà publiées et de cartes détaillées de géologie continentale, cinq modèles 2D du sous-sol ont été produits. Des anomalies de champ potentiel en zone extracôtière peuvent être corrélées avec des failles, des unités lithologiques et des terranes pré-carbonifères sur la côte. Sur l’île de Terre-Neuve, la faille de Cabot-Long Range qui sépare le socle grenvillien au nord-ouest de la sous-zone de socle péri-gondwanienne, de Port-aux- Basques au sud-est, peut être reliée à la faille de Wilkie Brook sur l’île du Cap-Breton. La faille du Cap Ray et la linéation de Red Indian se fondent au large avec la faille de Cabot – Long Range, ce qui signifie que les roches de la sous-zone de Notre-Dame ne traversent pas la région du détroit de Cabot. La limite de la sous-zone de Port aux Basques-Exploits traverse le détroit, mais elle est vraisemblablement enfouie sous des roches plus jeunes sur l’île du Cap-Breton. Les halos magnétiques dans la sous-zone Exploits sont probablement causés par des plutons siluro-dévoniens comme c’est le cas de ceux de la séquence intrusive de Burgeo. La limite du terrane Exploits-Bras d’Or est située dans l’anomalie magnétique Ingonish, laquelle s’est révélée être constituée de quatre composantes superposées représentant des sources de socle engoncées dans des roches métasédimentaires, et dans des plutons dioritiques et granodioritiques du terrane de Bras d’Or. On peut suivre le terrane de Bras d’Or jusque dans les régions du bloc de Cinq-Cerf et de Grey River dans le sud de Terre-Neuve. Les interprétations permettent de penser que le « socle » du terrane de Bras d’Or pourrait constituer l’assise rocheuse de la sous-zone Exploits, et que le terrane Aspy de l’île du Cap-Breton ferait partie de cette sous-zone.

Deux journées d’excursion sur le terrain ont été organisées les jeudi 20 et vendredi 21 octobre 2022 sur le territoire des départements du Nord et du Pas-de-Calais, afin de discuter au sein du groupe « FACT-NORD » de Résif-EPOS-France de segments de failles potentiellement actives. Cinq failles ont pu être visitées :1) la faille de Lille-Hazebrouck (faille d’Haubourdin) dans le secteur de Wannehain,2) une nouvelle faille du côté de Harnes, dans le bassin minier,3) la faille de Marqueffles, dans le secteur de Vimy, dans le sud de l’Artois,4) la faille de Saint Omer, dans le secteur d’Arques, dans le nord de l’Artois,5) la faille de Courte Dune-Landrethun au niveau du Cap Gris-Nez.La diversité des expertises des personnes présentes, relevant tant d’institutions publiques que privées, originaires de France et de Belgique, spécialistes des temps longs (géologues) ou plus courts (quaternaristes), et illustrant des approches variées (géologues, géoarchéologues, géomorphologues, géophysiciens etc.) souligne l’excellent potentiel de discussions et d’échanges qu’offrent ces journées.

Le Système de Rift Est Africain SREA constitue une région d’intérêt géologique et géodynamique majeure, offrant des opportunités uniques pour étudier les processus de rift continental. Cette étude vise à caractériser le contexte géologique et géodynamique du SREA en utilisant des données géomatiques et géophysiques. Les données géomatiques ont permis d’identifier les formations rocheuses, les failles actives et les caractéristiques topographiques associées, fournissant ainsi une compréhension approfondie de la région d’étude. En complément, des techniques géophysiques avancées ont été appliquées pour obtenir des informations sur la structure crustale et la lithosphère sous-jacente du SREA. L’analyse des données nous permet de simuler ces processus à grande échelle, mettant en évidence l’impact du mouvement de rotation des plaques sur le développement global de SERA. Les résultats de ces analyses révèlent l’architecture complexe du système de rift, indique que le SREA est caractérisé par plusieurs bassins sédimentaires et segments de rift actifs, avec l’identification de failles majeures et mineures jouant un rôle essentiel dans la déformation et l’évolution de la région. Cette étude fournit une analyse du contexte géologique et géodynamique du Système de Rift Est Africain, en utilisant une approche combinée de données géomatiques et géophysiques.

Lithoprobe (1984–2005), Canada’s national, collaborative, multidisciplinary, Earth Science research project, investigated the structure and evolution of the Canadian landmass and its margins. It was a highly successful project that redefined the nature of Earth science research in Canada. One of many contributions deriving from the project was the demonstration by example that Earth scientists from geophysics and geology, including all applicable sub-disciplines within these general study areas, must work together to achieve thorough and comprehensive interpretations of all available data sets. In Part 1, this statement was exemplified through studies involving lithospheric structures. In Part 2, it is exemplified by summarizing interpretations from six exploration-related studies derived from journal publications. In the first example, subsurface structures associated with the Guichon Creek batholith in south-central British Columbia, which hosts porphyry copper and molybdenum deposits, are better defined and related to different geological phases of the batholith. Reprocessed seismic reflection data and 2.5-D and 3-D inversions of magnetic and gravity data are combined with detailed geological mapping and drillhole information to generate the revised and improved subsurface interpretation. Research around the Bell Allard volcanogenic massive sulphide deposit in the Matagami region of northern Quebec provides the second example. A seismic reflection line over the deposit shortly after it was discovered by drilling, aided by core and geophysical logs, was acquired to test whether the deposit could be imaged. Direct detection of the ore body from the seismic section would be difficult if its location were not already known; however, structural characteristics that can be tied to lithologies from boreholes and logs were well identified. Nickel deposits and associated structures in the Thompson belt at the western limit of the Superior Province in northern Manitoba were the focus of seismic and electromagnetic (EM) studies combined with geology and physical property measurements. The combined seismic/EM image indicates that the rocks of the prospective Ospwagan Group, which have low resistivity, extend southeastward beneath the Archean gneiss and that structural culminations control the subsurface geometry of the Ospwagan Group. The Sudbury structure in Ontario is famous for its nickel deposits, the largest in the world, which formed as the result of a catastrophic meteorite impact. To help reconcile some of the enigmas and apparent contradictions surrounding studies of the structure and to develop more effective geophysical techniques to locate new deposits, Lithoprobe partnered with industry to carry out geophysical surveys combined with the extensive geological information available. A revised structural model for the Sudbury structure was generated and a 3-D seismic reflection survey identified a nickel deposit, known from drilling results, prior to any mine development. The Athabasca Basin of northwestern Saskatchewan and northeastern Alberta is one of the world’s most prolific producers of uranium from its characteristically high-grade unconformity-type deposits and is the only current uranium producer in Canada. An extensive database of geology, drillhole data and physical properties exists. Working with industry collaborators, Lithoprobe demonstrated the value of high-resolution seismic for imaging the unconformity and faults associated with the deposits. The final example involves a unique seismic reflection experiment to image the diamondiferous Snap Lake kimberlite dyke in the Slave Province of the Northwest Territories. The opportunity to study geological samples of the kimberlite dyke and surrounding rocks and to ground-truth the seismic results with drillhole data made available by the two industry collaborators enabled a case history study that was highly successful.RÉSUMÉLithoprobe (1984-2005), ce projet de recherche pancanadien, multidisciplinaire et concerté en sciences de la Terre, a étudié la structure et l'évolution de la croûte continentale canadienne et de ses marges. Ça a été un projet très réussi et qui a redéfini la nature de la recherche en sciences de la Terre au Canada. L'une des nombreuses retombées de ce projet a démontré par l'exemple que les spécialistes des sciences de la Terre en géophysique et en géologie, y compris toutes les sous-disciplines applicables dans ces domaines d'étude généraux, doivent travailler de concert afin de parvenir à une interprétation exhaustive de tous les ensembles de données disponibles. Dans la partie 1, cette approche s'est concrétisée par des études portant sur les structures lithosphériques. Dans la partie 2, elle a produit un résumé des interprétations tirées de six études liées à l'exploration à partir de publications dans des revues scientifiques. Dans le premier exemple, les structures souterraines associées au batholite du ruisseau Guichon, dans le centre-sud de la Colombie-Britannique, et qui renferme des gisements porphyriques de cuivre et de molybdène, sont maintenant mieux définies et mieux reliées aux différentes phases géologiques du batholite. Un retraitement des données de sismique réflexion, et d’inversion magnétique et gravimétrique 2,5-D et 3-D combiné à une cartographie géologique détaillée et à des données de forage ont permis une interprétation révisée et améliorée du de subsurface. La recherche autour du gisement de sulfures massifs volcanogéniques de Bell Allard de la région de Matagami, dans le nord du Québec, est un deuxième exemple. Un levé de sismique réflexion réalisé au-dessus du gisement, peu après sa découverte par forage, couplé avec des diagraphies géophysiques et de carottes, a été réalisé pour vérifier si l'ensemble pouvait donner une image du gisement. La détection directe du gisement de minerai à partir de la coupe sismique serait difficile si son emplacement n'était pas déjà connu; cependant, les caractéristiques structurales qui peuvent être liées aux lithologies déduites des forages et des diagraphies ont été bien définies. Les gisements de nickel et les structures qui y sont reliées dans la bande de Thompson, à la limite ouest de la province du Supérieur, dans le nord du Manitoba, ont fait l'objet d'études sismiques et électromagnétiques (EM), combinés à des mesures de caractéristiques géologiques et physiques. L'image sismique/EM combinée indique que les roches du groupe d’intérêt d’Ospwagan, lesquelles ont une résistivité faible, s'étendent vers le sud-est sous le gneiss archéen et, les culminations structurales contrôlent la géométrie souterraine du groupe d’Ospwagan. La structure de Sudbury, en Ontario, est réputée pour ses gisements de nickel, les plus importants au monde, lesquels se sont formés à la suite d'un impact météoritique catastrophique. Pour aider à comprendre certaines des énigmes et résoudre d’apparentes contradictions entourant les études de la structure, et pour développer des techniques géophysiques plus efficaces afin de localiser de nouveaux gisements, Lithoprobe s'est associé à l'entreprise privée pour réaliser des levés géophysiques, et les comparer aux très nombreuses informations géologiques disponibles. Une révision du modèle structural du gisement de Sudbury, ajouté à un levé sismique réflexion tridimensionnelle, ont permis de circonscrire un gisement de nickel, avant tout autre travail de développement minier. Le bassin de l'Athabasca, dans le nord-ouest de la Saskatchewan et le nord-est de l'Alberta, est l'un des producteurs d'uranium les plus prolifiques au monde provenant de gisements à haute teneur de type discordant, et est le seul producteur d'uranium au Canada. Une volumineuse base de données sur la géologie, les forages et les propriétés physiques est disponible. En collaboration avec des entreprises privées, Lithoprobe a démontré la valeur de la sismique à haute résolution pour l'imagerie de la discordance et des failles associées aux gisements. Le dernier exemple est celui d'une expérience de sismique réflexion unique visant à représenter le dyke de kimberlite diamantifère du lac Snap dans la province des Esclaves, dans les Territoires du Nord-Ouest. L'occasion d'étudier des échantillons géologiques du dyke de kimberlite, et des roches environnantes, et de valider les résultats sismiques à l'aide des données de forage mises à disposition par les deux partenaires privés, a permis une étude de cas très fructueuse.

Foreland magmatism occurs in the lower plate during arc–continent or continent–continent collision, although it is uncommon. Ancient examples are recognized by a stratigraphic section into which mafic lavas and/or shallow sills are emplaced at a level at the top of a passive margin cover sequence, or within the overlying deeper water deposits that include mudrocks and flysch-type turbidites. Extensional structures associated with the emplacement of the volcanic rocks may develop slightly prior to or contemporaneous with the arrival of the approaching thrust front. We have selected twelve examples of magmatism in collisional forelands, modern and ancient, and have compared the tectonic associations of the magmatism with the magmatic geochemistry. Foreland magmatic settings fall into two strikingly distinct geochemical groups: a more enriched alkaline group (Rhine-type) and a more heterogeneous tholeiitic group (Maine-type) that may show traces of prior subduction processes. In the examples where the contemporaneous extensional structures are known, faults and basins develop parallel to the thrust front for the tholeiitic group and have oblique orientations, in several cases at a high angle to the thrust front, for the alkaline group. The geochemical results are quite sufficiently distinct to permit discrimination of these two foreland magmatic rock suites from each other in ancient examples where the foreland setting is clear from geological evidence. However, magmatic products of the same range of compositions can be generated in other tectonic environments (rifts, back-arc basins), so the geochemical characteristics alone are insufficient to identify a foreland basin setting. The alkaline Rhine-type group formed primarily in response to localized upwelling convective activity from the sub-asthenospheric mantle beneath the lower plate during collision while the tholeiitic Maine-type group formed primarily in response to melting of subcontinental asthenospheric mantle during extension of the lower plate by slab pull, and resulting lithospheric detachment. It is possible that there has been a long-term secular decrease in the occurrence of the Maine-type foreland magmatism since the early Proterozoic.RÉSUMÉBien que peu fréquent, il arrive qu’un magmatisme d’avantpays se produise dans la plaque inférieure durant une collision arc-continent ou continent-continent. Des exemples anciens ont été décrits dans une coupe stratigraphique renfermant des laves mafiques et/ou des filons-couches au haut d’une séquence de couverture de marge passive, ou au sein de dépôts de plus grandes profondeurs comme des boues ou des turbidites de type flysch. Des structures d’étirement associées à la mise en place des roches volcaniques peuvent se développer un peu avant ou en même temps que l’arrivée du front de chevauchement. Nous avons choisi douze exemples de magmatisme au sein d’avant-pays de collision, modernes et anciens, et nous avons comparé les associations tectoniques du magmatisme avec la géochimie magmatique. Les configurations magmatiques d’avant-pays se divisent en deux groupes géochimiques très différents : un groupe alcalin plus enrichi (type-Rhin), et un groupe tholéiitique plus hétérogène (type-Maine) et qui peut montrer des traces de précédentes activités de subduction. Dans les exemples où les structures d’étirement contemporaines sont connues, les failles et les bassins se développent parallèlement au front de chevauchement pour le groupe tholéiitique, alors que leurs orientations sont obliques, voire à angles aigus au front de chevauchement pour le groupe alcalin. Les résultats géochimiques sont suffisamment distincts pour permettre de distinguer ces deux suites de roches magmatiques dans les exemples anciens où la configuration d’avant-pays est évidente de par sa géologie. Cependant, des produits magmatiques de même type compositionnel peuvent advenir dans d’autres environnements tectoniques (fosses, bassins d’arrière-arc), et donc, la caractérisation géochimique seule ne permet pas de distinguer une configuration de bassin d’avant-pays. Le groupe alcalin de type-Rhin s’est principalement formé en réponse à une activité d’éruption de convection issue du manteau sous-asthénosphérique sous la plaque inférieure durant la collision, alors que le groupe tholéiitique de type-Maine s’est formé principalement en réaction à la fusion du manteau sous-continental asthénosphérique durant l’extension de la plaque inférieure par étirement de la plaque, et le détachement lithosphérique qui en découle. Depuis le Protérozoïque, est possible qu’il y ait eu une décroissance progressive à long terme des événements magmatiques de type-Maine.

Le 12 janvier 2010, la capitale d'Haïti, Port-au-Prince, a subit un des plus violents séismes qu'elle ait connu au cours de ces derniers siècles. Soutenue par le PNUD et l'Etat haïtien (LNBTP et BME), une étude de microzonage sismique sur Port-au-Prince a alors été engagée. La connaissance géologique locale et les données topographiques constituent des préalables essentiels dans le processus de réalisation d'un microzonage sismique. Dans ce cadre, les images Pléiades et le MNT (dérivé de ces images PLEIADES et calculé par le SERTIT/CNES dans le cadre du projet KalHaiti) ont été utilisés pour l'étude géologique et l'analyse morphologique de la région de Port-au-Prince. L'étude lithostratigraphique montre un substratum marno-calcaire d'âge miocène à pliocène, caractéristique de dépôts en milieu profond à sublittoral. Ces dépôts sont entrecoupés de dépôts détritiques d'origine tectonique liée au jeu des failles bordières sud de la plaine de Port-au-Prince. La carte des failles actives réalisée est directement intégrée à la carte du microzonage sismique. Les résultats géologiques ont constitué des éléments essentiels pour l'évaluation des aléas mouvements de terrain (effets induits) et des effets de site lithologiques et topographiques du microzonage sismique.

Le suivi régulier d’un chantier de terrassement localisé à la limite des communes de Lezennes et de Villeneuve d’Ascq, au cœur de la Métropole de Lille (59, Nord), a permis d’observer et d’analyser en détail le contact géologique entre le « tuffeau » du Thanétien et la craie du Coniacien. Cette surface de contact apparaît remarquablement nette et plane, sub-horizontale et faiblement déformée. Quelques failles normales (N100-110) et décrochantes (N-S) la fracturent avec des rejets verticaux décimétriques à métriques. Cette surface est marquée par la présence d’un impressionnant réseau de terriers fossiles de type Thalassinoides isp creusés dans la craie, à remplissage thanétien et caractéristiques de l’ichnofaciès à Glossifungites. L’interprétation de cet ichnofaciès soulève de nombreux questionnements sur leur origine que de futures études de sédimentologie et de micropaléontologie devraient permettre de lever, renseignant ainsi l’histoire géologique de la transgression paléocène dans le Nord de la France.

Le but de ce travail est de comprendre le fonctionnement de trois zones de failles anciennes et le rôle joué par les fluides au sein de ces structures. La première faille est une faille de détachement située dans le Jura. Elle a d'abord fonctionné dans des conditions de déformation ductile puis cassante, lors de l'effondrement de la chaîne Varisque. Peu de fluides ont circulé lors des premières phases de fonctionnement. En revanche, d'importantes circulations de fluides ont eu lieu lors de la phase de déformation cassante. Les fluides chargés en silice se sont retrouvés piégés le long du plan de faille supérieur. Il s'en est suivi des surpressions de fluides qui ont fracturé la roche et ont permis le glissement le long de cette faille faiblement pentée. Les deux autres failles sont des décrochements situés au Chugoku occidental (Japon). Elles jouent l erole de conduit pour les circulations de fluides dans le cas du décrochement de Kake, les fluides facilitent le glissement. Pour celui de Hikimi, des surpressions de fluides fractures la roche et les fractures sont colmatées par le la laumontite. Les trois zones de failles étudiées montrent différents modes d'interactions fluide-roche qui sont fonction de leur géométrie et de leur structure interne. La caractérisation structurale in-situ de ce type d'objets aide à la compréhension des données issues d'observations indirectes ou de forages sur des zones de failles actives
The aim of this study is to understand the functioning of three ancient fault zones and the role played by fluids in these structures. The first studied fault is a detachment fault located in the Jura, near the city of Dôle. It first acted in ductile conditions and then in brittle conditions during the collapse of the Variscan chain. A limited quantity of fluid circulated during the first stages of deformation. On the other hand, a significant amount of fluids flowed during the brittle deformation stage. Silica-rich fluids were allowed trapped along the upper fault plane. Then, fluid overpressures fractured the rock and allowed slip along this low-angle fault. The two other studied faults are strike-slip faults located in the western Chugoku region (Japan). They both acted as conduits for fluid fractures were sealed with laumonite. The three fault zones show different fluid-rock interaction characterization of these kinds of structures helps understanding data obtained from indirect observation or from cores drilled across active fault zones

L'analyse structurale des zones de failles d'assoua et trm est basee sur une cartographie precise du champ de failles effectuee a partir d'images satellitaires landsat et spot, et localement de l'exploitation de modeles numeriques de terrain (mnt). Cinq mois de mission sur le terrain ont permis de controler la cinematique de ces structures ainsi que les directions locales de l'extension. La zone de failles d'assoua joue un role de deviateur et ne constitue donc pas un lien structural active au neogene entre les branches orientale et occidentale du rift. La zone de failles trm est consideree comme un rift oblique dextre evoluant sous une extension regionale orientee n90. L'influence de l'heritage des discontinuites imprimees dans le socle proterozoique est egalement discute en termes de discontinuites localisantes ou non localisantes. Ces differents aspects sont synthetises dans un modele cinematique d'evolution du systeme de rift est-africain sous une extension regionale de direction n90-100, excluant un role de proto-transformante intracontinentale pour les deux grandes zones transverses d'assoua et trm

Le premier chapitre sera consacré à une description brève des méthodes actuellement disponibles pour identifier la trace des séismes passés et restituer leurs paramètres majeurs (locali sation, géométrie, l'extension latérale, la distribution du glissement associé à chaque rupture ainsi que le temps de récurrence entre ces événements pour une faille considérée) ; paramètre; nécessaires afin de savoir si les séismes successifs identifiés suivent ou non un modèle par ticulier de cycle sismique. Nous présenterons leurs avantages et leurs limites de ces diverse; méthodes. Le deuxième chapitre sera l'analyse de la trace de la rupture associée au séisme de Fuyun de 1931. Après avoir intégré la faille active de Fuyun dans le contexte tectonique mongole asiatique, on détaillera les caractéristiques morphologiques de la rupture. Ce chapitre sera es sentiellement descriptif et résumera toutes les observations faites à la fois sur le terrain, et su les images satellitaires optique à haute résolution. Le troisième chapitre s'intéressera aux variations latérales de la distribution du glissement sur deux failles décrochantes continentales au cours de plusieurs cycles sismiques : la faille di Fuyun (Nord Xinjiang, China) et la faille du Kunlun (Tibet). La mise en place d'une méthode de quantification de ces variations par images satellitaires de haute résolution au niveau de I faille de Fuyun, et son application à la faille du Kunlun seront détaillées dans ce chapitre. La dernière partie de ce chapitre synthétisera les principaux résultats obtenus afin d'appréhender au mieux la récurrence des séismes, et la relation entre la propagation de la rupture et les différentes complexités géométriques observées le long de la faille. Nous chercherons à répondre pour ces deux failles aux questions suivantes : que nous apprennent nos résultats sur la façon dont les séismes majeurs se répètent sur les grandes failles continentales décrochantes Fonctionnent-elles de manière complètement aléatoire, ou suivent-elles au contraire un de modèles précédemment décrit, ou alors nous permettent-elles même de définir un nouveau modèle ?
To understand how earthquake slip repeats along fault segments, it is necessary to document each earthquake in details. Up to now, there are barely more than 20 historical strike-slip earthquakes for which accurate surface rupture maps are available. Displacement patterns for successive earthquakes on the same fault are even more rare. Hence, it remains difficult to assess which, if any, proposed earthquake recurrence models might work better in general, or on any given fault in particular. Using high-resolution optical satellite images along with field observations, we analysed the 08/11/1931 Fuyun strike-slip rupture (Ms 7. 9), China. Thanks to the arid climate conditions that prevail in the Fuyun area, the analysis of these images allowed us to constrain the length and the geometry of the rupture zone. On these images, we have also measured offsets due to great earthquakes on the Kunlun fault and the Fuyun fault (China). Along the latter rupture, 290 measurements define a 1931 coseismic slip distribution with an average slip of 6. 3 m, and suggest 5 homothetic slip fonctions for more ancient earthquakes, supporting a characteristic- earthquake model. Along the Kunlun fault, which ruptured in 2001 (Mw 7. 8), co-located larger offsets are similar to the 2001 coseismic offsets, supporting a characteristic-slip model. Although it is difficult to differentiate between the slip or the earthquake characteristic models, we propose that the behaviour of these two faults is organized and that they follow a characteristic pattern, when rupturing. The addition of some time new constrains help us to make progress in the understanding of the long term behaviour of these two faults

Les mecanismes de collision inde-asie sont etudies par approche experimentale et sur le terrain. Les experiences de laboratoire suggerent qu'en asie, les extrusions laterales de la plateforme sonde et du bloc chine du sud ont ete guidees successivement par les failles decrochantes du fleuve rouge et de l'aktyn togh. L'estimation des deplacements quaternaires sur le bord du nord du tibet a ete realisee par releves topographiques et images spot, les vitesses de deplacement montrent le role important joue par la faille altyn togh dans l'adsorption de la convergence inde-asie

Certaines failles presentent un materiel argileux appele gouge argileuse qui compartimente les reservoirs silicoclastiques a hydrocarbures. Ces failles se comportent comme des drains majeurs ou au contraire comme des barrieres de permeabilite vis a vis des circulations de fluide en general et en particulier des hydrocarbures. L'etude des gouges argileuses a ete entreprise sur quatre failles de different rejet affectant deux bassins silicoclastiques compartimentes analogues de reservoirs a hydrocarbures : les bassins de lodeve (herault, france) et d'annot (alpes du sud, france). La determination des processus d'argilisation de gouges argileuse, pour mieux predire leur comportement vis a vis des fluides, a ete permise grace a l'etude petrographique et aux analyses mineralogique (drx) et geochimique (aas, icp-aes/ms). Les gouges etudiees sont le resultat de deux processus qui dependent fortement de l'amplitude du rejet : la deformation cataclastique des roches encaissantes qui s'incorporent dans la faille et la dissolution-cristallisation selective des silicates anhydres des clastes induisant la concentration residuelle en phyllosilicates. L'outil geochimique, sur la base de l'element invariant tio 2, revele que sa teneur dans la gouge augmente passivement avec le rejet et atteint une valeur seuil de 57%. Au dela, la rheologie de la gouge favorise le comportement mecanique par fluage des failles. La gouge argileuse ne constitue pas un materiel inerte. Les mesures de permeabilite et la cartographie de la porosite par autoradiographie de la gouge argileuse de saint-julien indiquent une importante porosite interconnectee matricielle (dissolution des carbonates) et une forte anisotropie de permeabilite (reouverture des plans de cisaillement) favorisant actuellement l'ecoulement longitudinal des fluides. En consequence, plus le rejet est important et plus il est probable que les failles developpent des gouges argileuses qui continuent a reagir chimiquement et mecaniquement.

Ce travail a pour but de tester et d’évaluer l’apport de différentes méthodes et de divers types de données à une étude régionale de géologie structurale. La zone test choisie pour cette étude est le faisceau de failles des Cévennes, importante structure du Sud de la France ayant déjà fait l’objet de nombreux travaux de tectonique. Afin d’appréhender le problème à différentes échelles, plusieurs types de données sont utilisés : des mesures microtectoniques de terrain, des photographies aériennes, du radar aéroporté (JPL), des photographies prises par le laboratoire SpaceLab, des images Landsat (MSS, RBV, TM) et des données de géophysique. L’apport de chaque type de donnée et de différents traitements dans la reconnaissance de la fracturation est évalué. La superposition des diverses images est réalisés. Elle permet une comparaison directe entre données de provenance et de géométries différentes. Les résultats montrent que chaque échelle de travail est importante et que les résultats sont complémentaires. Certains traitements appliqués aux images Landsat, tels que la reconnaissance de contours et le tracé automatique de rosaces directionnelles de fracturation, sont mis au point, testés puis appliquée à d’autres données (ex : Spacelab). Les données récentes utilisées (SpaceLab, Landsat, TM…) sont d’une très bonne qualité et leur utilisation peut être approfondie au cours d’études ultérieures. La géophysique ne permet, ici, qu’une étude à grande échelle. Les données disponibles sont en effet imprécises et hétérogènes. La mise au point d’une méthode automatique d’étude statistique de la fracturation permet d’espérer, dans un avenir assez proche, la mise en place de postes de travail automatisés permettant la réalisation rapide d’études de fracturation à partir d’images diverses
The purpose of this work is to test and evaluate the contribution of different methods and diverse data types to a structural geology regional study. The test zone is the Cevennes fracture zone, an important structure of the South of France, which has already been studied tectonically. In order to apprehend the subject at different scales, diverses data types are used: field microtectonics measurements, aerial photographies, radar images (JPL), SpaceLab photographies, Landsat images (MSS, RBV, TM) and geophysical data. The contribution of each data type and of various data processes to fracturation recognition is evaluated. The superimposition of the images is realized. This allows us to compare directly data of various origins and geometries. The results show that each scale of work is important and that their contributions complementary. Some data processes, such as contour analysis and fracturation rose diagrams drawing, are developed, tested then applied to other data types (ex: Spacelab). Recent data (Spacelab, TM…) have a very good quality and their contribution could be improved in further studies. Geophysics only allows a large scale study in this region because the available data are imprecise and heterogeneous. The development of an automatic method of statistical study of fracturation gives us hope, in the near future, of the development of a semi-automatic work station allowing a quick realization o fracturation studies from various image types

On s'interesse aux problemes de la genese et de l'evolution des failles en domaine fragile. On montre que les fentes en echelon ne correspondent pas au stade initial de la deformation mais sont induites par un mouvement cisaillant le long de defauts preexistants. Ces fentes, en fragilisant la roche facilitent la propagation des failles. On etudie aussi les amortissements de ces mouvements avec les "queues de cheval". Un interet est porte aux applications minieres et sismiques. La conclusion est accompagnee de quelques experiences photoelastiques

La restauration structurale consiste à rétablir un modèle géométrique du sous-sol dans sa configuration de dépôt. En permettant de tester et de valider les modèles structuraux face à des concepts et hypothèses géologiques, cette technique constitue un des outils clefs d'aide à l'interprétation et à la compréhension des structures ; elle est régulièrement employée en exploration et production des ressources pétrolières. L'objectif de cette thèse est de développer des méthodes numériques de restauration applicables à des modèles volumiques. Trois aspects sont successivement traités : 1) La construction d'une représentation volumique adaptée au problème de restauration : une structure de données, le Solid Model, se basant sur un maillage tétraédrique conforme est construite à partir d'un modèle structural puis munie de méta-informations assurant la définition des relations logiques entre les groupes de mailles et les entités géologiques. 2) Le traitement de la déformation continue de manière séquentielle : une fonction objective à minimiser est définie en tout point du domaine pour contrôler les conditions aux limites et le comportement du modèle volumique. Plusieurs approches sont présentées pour construire une telle fonction : (1) une approche cinématique établit des règles géométriques pour chacun des différents modes de déformation géologique (2) une approche mécanique dérive la fonction objective à partir du principe de conservation des moments. L'utilisation du Solid Model facilite l'interface entre les aspects géologiques et calculatoires. 3) Le traitement de la déformation discontinue : un ensemble de contraintes cinématiques de contact est extrait automatiquement du Solid Model et permet d'assurer la cohérence du réseau de failles dans la configuration restaurée. La résolution numérique de ce type de déformation se base sur des algorithmes de mécanique du contact
Structural restoration aims at removing iteratively deformation to characterize geometry of subsurface models at time of deposition, it provides a systematic way to test and validate structural models against a set of geological hypothesis and concepts. This technique is widely used in exploration and production of hydrocarbons as it brings valuable insights for the interpretation and understanding of geological structures. This thesis is focused on the development of numerical methods for the restoration of volumetric models ; three different topics are successively covered : 1) The development of a volumetric representation tailored for volumetric restoration : a data structure, referred as Solid Model, based on a conforming tetrahedral mesh is generated from a structural model and provides key metainformation to handle logical and geological relationship within the mesh. 2) The sequential restoration of continuous deformation : a parameterized objective function subject to specific boundary conditions guides the behaviour of the volumetric model through time. Several approaches are developed : (1) the kinematical approach defines the objective function based on geometrical assumptions derived from deformation styles (2) the mechanical approach relies on the conservation of momentum. The Solid Model ensures a consistent transition from geological requirements to computational requirements. 3) The restoration of discontinuous deformation : a set of kinematical contact constraints is automatically derived from the meta-model provided by the Solid Model and ensures the geological consistency of the fault network in the restored state. The numerical technique enforcing the contact constraints relies on classical contact mechanics algorithm

Cette thèse vise à étudier les propriétés thermo-poro-mécaniques de roches de faille, à partir de l’analyse structurale et microstructurale d’une faille aujourd’hui à l’affleurement et à partir d’expériences menées en laboratoire, en vue de déterminer les processus qui contrôlent l'efficacité de deux mécanismes responsables de d’affaiblissement cosismiques : la pressurisation thermique et le mécanisme d’affaiblissement par drainage. L'étude de terrain a été conduite sur deux affleurements appartenant à une faille décrochante potentiellement active appartenant au système de failles du Chugoku occidental (Japon) : la faille d’Usukidani. Le travail expérimental a quant à lui été mené dans le laboratoire de déformation des roches de l'Université de Kyoto. Les résultats majeurs de ce travail sont exposés ci- dessous
This thesis aims at studying the thermo-poro-mechanical properties of fault rock materials by means of field analysis of an exhumed fault and laboratory experiments, in order to determine the processes responsible of the efficiency of two thermally-activated slip-weakening mechanisms: the thermal pressurization and the moisture-drained weakening mechanism. The field study was conducted on well-exposed outcrops of a potentially active strike-slip fault that belongs to the Western Chugoku fault system (Japan): the Usukidani fault. The experimental work was conducted in the rock deformation laboratory at Kyoto University. The primary results of this research are exposed below

Les brèches sédimentaires correspondent à un agglomérat de clastes anguleux et nous renseignent sur l'histoire du système géologique à l'origine de leur formation. Nous nous focalisons dans le Nord-Est des Pyrénées sur les brèches fini Jurassique dite "brèche limite" et nous montrerons qu'elles résultent d'éboulements et de glissements de terrain liés à la formation de failles normales en contexte extensif.