Academic literature on the topic 'Failles (géologie) – Simulation, Méthodes de'

Nous avons mis au point une methode numerique de restauration en carte concue pour les domaines failles en extension. Nous utilisons des cartes de niveaux stratigraphiques sur lesquelles sont reportes le champ de failles et la composante horizontale du rejet normal sur chacune des failles (cartes de rejets horizontaux). Nous considerons que le niveau est restaure lorsque le rejet sur les failles est inverse. Pour ce faire nous decoupons la carte des rejets horizontaux en un ensemble de blocs limites par des failles. Les rejets sur les failles sont inverses en ajustant au mieux les blocs les uns par rapports aux autres par une serie de rotations et de translations rigides visant a minimiser par moindre carre les vides et les recouvrements entre blocs. A partir de l'etat deforme et de l'etat restaure de l'horizon stratigraphique, nous etablissons (1) un champ de deplacements finis, (2) un champ de rotations finies et (3) un champ de deformation finie. Appliquee a plusieurs marqueurs stratigraphiques au sein d'un meme bassin, notre methode permet de calculer des champs de deplacements incrementaux correspondant aux intervalles entre les depots des horizons. Ces champs de deplacement permettent de suivre pas a pas l'histoire tectonique d'un bassin et de caracteriser les modalites de l'extension a chacune des etapes de son histoire. Nous avons applique cette methode a trois exemples: deux bassins sedimentaires (le bassin de campos sur la marge atlantique bresilienne et le delta du niger sur la marge atlantique nigeriane) et un domaine d'extension a l'echelle de la croute (la depression afar)

Les deux parties qui constituent ce mémoire de thèse, traitent suivant deux approches complémentaires, des problèmes d’analyse de la déformation cassante en géologie structurale, lorsque celle-ci se manifeste principalement par des glissements sur des plans de fractures préexistants. La première partie est consacrée à l’analyse numérique de population de failles striées. Une propriété du modèle mécanique d’E. Carey et B. Brunier, observable sur certains échantillonnages, permet de déterminer graphiquement les directions principales et le rapport de forme d’une déviateur de contraintes. L’introduction de facteurs de pondération dans le processus itératif de E. Carey permet également d’améliorer l’analyse numérique de population de plans de failles striées hétérogènes. Les limites d’application du modèle d’analyse des failles striées sont étudiées en considérant l’aspect mécanique de la rupture par glissement. L’introduction d’une loi empirique de type Mohr-Coulomb vient compléter l’analyse des résultats obtenus par la méthode de E. Carey. Si la détermination quantitative des paléo-contraintes reste difficile à aborder, l’approche proposée permet une interprétation plus satisfaisante des observations de terrain en accord avec les données de la mécanique des roches. En conclusion nous suggérons l’utilisation de ce critère de comptabilité pour l’interprétation de population de failles striées ou de mécanismes au foyer. L’approche quantitative des relations contraintes/déformations dans des milieux affectés de discontinuités macroscopiques est abordée dans la deuxième partie par une méthode de simulation numérique : le modèle UDEC (Universal-Distinct-Element-Code). Bien que nous soyons limités à des problèmes à deux dimensions, ce modèle apparaît comme un outil nouveau pour l’analyse quantitative de la déformation cassante
Two independent approaches about problems of brittle deformation analysis in structural geology are investigated. Deformation process considered here is frictional sliding on preexisting sets of faults. Numerical analysis of striated fault planes is discussed in the first part. A property of the mechanical E. Carey and B. Brunier's model, sometimes available on data set, can be used as a first graphical determination of principal stress directions and shape factor. Heterogeneous data sets can be studied by the introduction of weight factors in the iterative regression. The model's applicability limits are analyzed by considering the mechanical aspect of sliding failure on preexisting faults. Empirical laws such as Mohr-Coulomb linear law, improve the physical reliability of a result obtained by E. Carey's numerical method. Nevertheless, paleo-stress quantification still remains a difficult problem. Thus, use of those compatibility criteria should be integrated to analyze both striated fault planes and focal mechanisms. Stress/strain relationships in discontinuous media are illustrated in the second part through a numerical simulating model: Universal­ Distinct-Element-Code. The modelling concerns two dimensional block structures. This program is applied to several examples (stress patterns in discontinuous elastic rockmass and volcano structure deformation). It can be used in various tectonic settings in order to quantify deformational analysis

Les failles sont des zones de rupture de la roche qui affectent le comportement mécanique et fluide des réservoirs. De nombreuses incertitudes existent sur la géométrie et la topologie des réseaux de failles dues à la résolution et la qualité des données, mais aussi aux lacunes d'informations. Des approches stochastiques ont été utilisées dans la littérature pour gérer les incertitudes structurales. Ces méthodes génèrent un ensemble de modèles possibles de failles conditionné par les données disponibles. Dans cette thèse, nous explorons deux principales stratégies de conditionnement de la modélisation stochastique de réseaux de failles. La première stratégie élaborée permet de prendre en compte des observations d'absences de failles sur des données, par exemple, des zones où les réflecteurs sismiques sont continus. Dans ce but, le réservoir est divisé en deux sous-volumes délimités par une enveloppe surfacique 3D : un volume non-faillé et un volume potentiellement-faillé. Les surfaces de failles sont ensuite simulées et optimisées de manière à être entièrement positionnées dans la zone identifiée comme potentiellement faillée. La seconde stratégie de conditionnement présentée dans cette thèse gère les incertitudes relatives à l'interprétation de la segmentation des failles. La méthode génère un ensemble de modèles de segments de failles en-échelon à partir d'une interprétation continue à plus grande échelle d'une faille segmentée. La méthode utilise les variations d'orientations de la faille segmentée pour identifier la position des différents segments la composant. L'impact des différentes configurations de segmentation sur les simulations d'écoulements est étudié
Faults are discontinuities in rock volumes that affect mechanical properties and flow paths of hydrocarbon reservoirs. However, subsurface modeling remains limited by the incompleteness and resolution of available data, so that uncertainties remain on the geometry and the connectivity of fault networks. To assess fault network uncertainties, several stochastic approaches have been introduced in the literature. These methods generate a set of possible fault models conditioned by reservoir data. In this thesis, we investigate two main conditioning strategies of stochastic fault modeling methods. The first one takes into account the observations of the fault absence, for instance, as indicated by seismic reflector continuity. To do this, the reservoir volume is divided into two sub-volumes delimited by a 3D envelope surface: (1) a volume where no faults occur, and (2) a potentially-faulted volume. Then, faults are simulated and optimized in such a way as to be entirely confined to the potentially-faulted volume. The second presented strategy deals with the uncertainties related to the seismic interpretation of fault segmentation. It generates a set of fine-scale segmented faults from a larger-scale and continuous interpretation of the fault. The method uses the orientation variations of the continuous fault to subdivide it into several possible fault segments. The effects of the different segmentation configurations on flow simulations are studied

Terre de démesure et foyer de centaines de millions d'âmes, l'Himalaya est aussi le berceau d'une sismicité dont les pendants relèvent encore à ce jour d'une part de mystère. Ayant emporté dans leur fracas la vie de rois et réduit à l'état de ruines des cités millénaires, les séismes himalayens rythment les contes populaires népalais au diapason d'une morale fataliste selon laquelle rien n'est éternel. Sur le plan scientifique aussi bien qu'humain, percer les secrets de la sismicité himalayenne représente donc un défi de toute première importance. Par des mesures géodésiques de la déformation du sol népalais à l'aide de données GPS et de nivellement, nous montrons qu'à la différence d zones de subduction connues, le couplage sur la Main Himalayan Thrust fault, ou MHT, est dépourvu des zones de glissement qui traditionne opposent une barrière à la propagation des grands séismes. Les 20 mm par an de convergence estimés au travers de la chaîne étant comparables estimations déjà existantes de la déformation séculaire au pied de l'arc himalayen, le glissement accumulé sur la faille en profondeur doit bien se propager élastiquement jusqu'à la surface d'une manière ou d'une autre. Et pourtant, ni les grands séismes du passé, ni la microsismicité mesurée quotidiennement ne contrebalancent le gigantesque déficit de moment qui s'accumule sous les montagnes géantes. Ce déficit de moment non contrebalancé allié au couplage inhabituellement homogène sur la MHT amènent à se demander si la MHT pourrait rompre toute entière en une seule fois, générant un séisme gigantesque. Répondre à cette question de manière univoque exige des précisions sur les propriétés de faille de la MHT, et nous exploitons donc certaines des particularités de la sismicité himalayenne pour accroître notre compréhension de la mécanique des tremblements de terre himalayens. Chaque année, les plaines du Gange sont abreuvées d'un déluge de pluies pendant les quelques mois que dure la Mousson, à tel point que la masse d'eau accumulée est suffisante pour courber la plaque indienne, relâchant temporairement une petite partie des contraintes qui s'accumulent sur la MHT. A l'inverse, en hiver, alors que les eaux de pluie s'évaporent, la plaque indienne rebondit et la tension sur la faille s'accroît de nouveau. Coïncidence fortuite mais heureuse, les petites variations de contraintes induites par ce cycle hydrologique sont d'une amplitude comparable à celles générées par les marées terrestres. Mais alors que les séismes semblent voir leur distribution temporelle suivre les variations annuelles de chargement induites par h mousson, ils restent insensibles aux oscillations biquotidiennes des marées. Afin de faire le lien entre ces observations et les propriétés physiques de la MHT, nous étudions donc les réponses de la partie bloquée et de la partie en glissement de la MHT à des variations périodiques de contraintes. Dans un premier temps, la réponse de la zone en glissement est étudiée à travers des modèles patin-ressort obéissant aux lois rate-and-state, et nous montrons qu'à la transition avec la zone bloquée où la friction devient quasi-indépendante de la vitesse de glissement sur la faille, la réponse du taux de glissement peut être amplifiée à certaines périodes, dont les expressions analytiques peuvent être reliées aux paramètres physiques du problème. Ces prédictions présentent donc le potentiel de contraindre les propriétés de faille de la MHT, mais attendent toujours des observations pour pouvoir être appliquées, puisqu'à ce jour, aucune variation de la vitesse de glissement n'a pu être extraite des séries temporelles GPS. En ce qui concerne l'étude de la zone bloquée, les modèles patin-ressort s'avèrent incapables d'expliquer les réponses contrastées de la sismicité aux chargements périodiques de la mousson et des marées. Nous avons donc recours à des simulations numériques, tirant profit de l'algorithme Boundary Integral CYCLes of Earthquakes, et étudions la réponse d'une faille continue 2D contenant un patch rate-weakening lorsqu'elle est soumise à des perturbations harmoniques de contraintes à différentes périodes. Les résultats de ces simulations sont compatibles avec une amplification progressive de la sensibilité de la faille lorsque la période de la perturbation augmente, jusqu'à une période critique correspondant au temps caractéristique de l'évolution de la réponse indicielle de la sismicité. Cette augmentation de la sensibilité n'est pas reproduite par les systèmes 1D patin-ressort, probablement en raison de la complexité du processus de nucléation, reproduit seulement par des modèles 2D. Afm de décrire complètement le comportement d'une faille sismique en ternies des paramètres physiques du problème, une formulation analytique ou semi-analytique doit être mise au point et des travaux supplémentaires sont encore nécessaires. Une telle formulation fournirait les clés pour déduire les propriétés constitutives de la MHT des observations sismologiques
Home to hundreds of millions of souls and land of excessiveness, the Himalaya is also the locus of a unique seismicity whose scope and peculiarities still remain to this day somewhat mysterious. Having claimed the lives of kings, or turned ancient timeworn cities into heaps of rubbles and tains, earthquakes eerily inhabit Nepalese folk tales with the fatalistic message that nothing lasts forever. From a scientific point of view as much as from a human perspective, solving the mysteries of Himalayan seismicity thus represents a challenge of prime importance. Documenting geodetic strain across the Nepal Himalaya with varions GPS and leveling data, we show that unlike other subduction zones that exhibit a heterogeneous and patchy coupling pattern along strike, the last hundred kilometers of the Main Himalayan Thrust fault, or MHT, appear to be uniformly locked, devoid of any of the "creeping barriers" that traditionally ward off the propagation of large events. The approximately 20 mm/yr of reckoned convergence across the Himalaya matching previously established estimates of the secular deformation at the front of the arc, die slip accumulated at depth has to somehow elastically propagate all the way to the surface at some point. And yet, neither large events from die past nor currently recorded microseismicity nearly compensate for the massive moment deficit that quietly builds up under die giant mountains. Along with this large unbalanced moment deficit, die uncommonly homogeneous coupling pattern on die MHT raises the question of whether or not the locked portion of die MHT can rupture all at once in a giant earthquake. Univocally answering this question appears contingent on die still elusive estimate of the magnitude of the largest possible earthquake in the Himalaya, and requires tight constraints on local fault properties. What makes the Himalaya enigmatic also makes it the potential source of an incredible wealth of information, and we exploit some of the oddities of Himalayan seismicity in an effort to improve the understanding of earthquake physics and cipher out the properties of die MHT. Thanks to the Himalaya, the Indo-Gangetic plain is deluged each year under a tremendous amount of water during the annual summer monsoon that collects and bears down on the Indian plate enough to pull it away from the Eurasian plate slightly, temporarily relieving a small portion of die stress mounting on the MHT. As the rainwater evaporates in the dry winter season, die plate rebounds and tension is increased back on the fault. Interestingly, the mild waggle of stress induced by the monsoon nains is about die same size as that from solid-Earth tides which gently tug at the planets solid layers, but whereas changes in earthquake frequency correspond with the annually occurring monsoon, there is no such correlation with Earth tides, which oscillate back-and-forth twice a day. We therefore investigate die general response of the creeping and seismogenic parts of MHT to periodic stresses in order to link there observations to physical parameters. First, the response of die creeping part of the MHT is analyzed with a simple spring-and-slider system bearing rate-strengthening rheology, and we show that at the transition with die locked zone, where the friction becomes Wear velocity neutral, the response of the slip rate may be amplified at some periods, which values are analytically related to the physical parameters of die problem. Such predictions therefore hold the potential of constraining fault properties on the MHT, but still await observational counterparts to be applied, as nothing indicates that the variations of seismicity rate on die locked part of the MHT are the direct expressions of variations of the slip rate on its creeping part, and no variations of die slip rate have been singled out from die GPS measurements to this day. When shifting to die locked seismogenic part of the MHT, spring-and-slider models with rate-weakening rheology are insufficient to explain die contrasted responses of die seismicity to the periodic loads that tides and monsoon both place on the MHT. Lnstead, we resort to numerical simulations using the Boundary Integral CYCLes of Earthquakes algorithm and examine die response of a 2D finite fault embedded with a rate-weakening patch to harmonie stress perturbations of varions periods. We show that such simulations are able to reproduce results consistent with a graduai amplification of sensitivity as die perturbing period get larger, up to a critical period corresponding to the characteristic Lime of evolution of the seismicity in response to a step-like perturbation of stress. This increase of sensitivity was not reproduced by simple 1D-spring-slider systems, probably because of the complexity of the nucleation process, reproduced only by 2D-fault models. When the nucleation zone is close to its critical unstable size, its growth becomes highly sensitive to any externat perturbations and the timings of produced events may therefore fmd themselves highly affected. A fully analytical framework has yet to be developed and further work is needed to fully describe the behavior of die fault in ternis of physical parameters, which will likely provide die keys to deduce constitutive properties of the MHT fion seismological observations

La restauration structurale a pour objectifs de déterminer la géométrie passée des roches et de valider les interprétations structurales. Les méthodes classiques sont basées sur des hypothèses géométriques et/ou cinématiques, et imposent un style de déformation. Les méthodes géomécaniques, en intégrant le comportement élastique des roches et les lois fondamentales de conservation mécanique, visent à résoudre les problèmes des méthodes classiques. Toutefois, il y a des incertitudes sur le choix des paramètres élastiques, et les contraintes de maillage rendent difficile l’utilisation de cette méthode comme un outil de validation des interprétations structurales. Le choix d’une méthode de restauration en particulier est rendu difficile par le fait qu’il y ait plusieurs approches de restauration géomécanique, en plus des nombreuses méthodes géométriques et cinématiques. Cette thèse présente en premier lieu une revue des différentes méthodes géomécaniques 3D visant à déplisser et annuler l’action des failles dans un modèle géologique. L’objectif de cette revue est de présenter les forces ainsi que les limites, théoriques et pratiques, de chaque méthode. Dans un second temps, à travers la restauration d’un modèle analogique (sandbox), nous présentons nos travaux sur le choix de conditions aux limites appropriées pour obtenir un modèle restauré cohérent. Ce modèle structural expérimental a été déformé en laboratoire et présente plusieurs analogies avec des structures extensives postérieures à une base salifère. Grâce à l’observation de l’évolution temporelle de la géométrie du modèle analogique sur une coupe, nous montrons qu’une condition aux limites correspondant à un raccourcissement latéral est nécessaire. Ce raccourcissement peut être estimé par la méthode de la surface transférée. De plus, nous définissons de nouvelles conditions aux limites de contacts de failles pour restaurer correctement le réseau de failles complexe du modèle analogique. Ces nouvelles conditions lient les bords internes des surfaces de failles et connectent les composantes connexes des failles coupées et déplacées par des failles plus récentes. Troisièmement, le test de différents paramètres élastiques indique que le module de Young, défini homogène au sein d’un modèle géologique, n’a quasiment pas d’effet sur le champ de déplacement. Toutefois, le coefficient de Poisson a un impact significatif sur la dilatation volumique. Dans un dernier temps, nous comparons la restauration géomécanique avec une méthode géométrique qui repose sur un modèle chronostratigraphique (GeoChron) qui fait une bijection de chaque point du sous-sol avec son équivalent dans l’espace de dépôt (Wheeler). Nous montrons que les deux approches de restauration fournissent des modèles restaurés du modèle analogique qui sont similaires géométriquement. La méthode géométrique a de nombreux avantages pour obtenir rapidement et avec précision le modèle restauré, mais elle manque de flexibilité sur le choix des contraintes de la déformation. La force de la méthode géomécanique est de pouvoir définir des conditions aux limites personnalisées et des comportements mécaniques spécifiques pour gérer les contextes mécaniquement complexes
Structural restoration aims to recover rock paleo-geometries and to validate structural interpretations. The classical methods are based on geometric/kinematic assumptions and impose a style of deformation. Geomechanical methods, by integrating rock elastic behavior and fundamental mechanical conservation laws, aim to solve issues of classical methods. However several studies show that the geomechanical restoration lacks physical consistency in particular because of the boundary conditions. There are uncertainties on the choice of the elastic properties, and the meshing constraints limit this method to be used as a validation tool of structural interpretations. The choice of a specific restoration method is difficult because there are many geomechanical restoration approaches, in addition to the numerous geometric/kinematic methods. Firstly, this thesis presents a review of the various 3D geomechanical methods to unfold and unfault a 3D geological model. The objective is to present their, theoretical and practical, strengths and limits. Secondly, through the restoration of a structural sandbox model, we worked on the choice of adequate boundary conditions to get a proper restored model. This structural sandbox model was deformed in laboratory and presents several analogies with supra-salt extensional structures. Thanks to the observation of the analog model geometry through time on a cross section, we show that a lateral shortening boundary condition is necessary. We show that this shortening can be estimated by the area-depth method. Moreover we define new fault contact conditions to handle complex fault networks. These novel conditions tie internal fault borders and join parts of offset faults. Thirdly, the test of several elastic parameters shows that Young’s modulus, homogeneous within a geological model, has almost no effect on the restoration displacement field. However, Poisson’s ratio has a significant impact on the volume dilatation. Finally, we compare the mechanics-based restoration method with a geometric-based method relying on a chronostratigraphic model (GeoChron) mapping any point of the subsurface to its image in depositional (Wheeler) space. We show that both methods provide a geometrically similar restored state for the analog model. The geometric method has numerous advantages to quickly and accurately get a restored model, but it lacks flexibility on the choice of the deformation constraints. The geomechanical restoration method force is to define custom boundary conditions and specific mechanical behaviors to handle complex contexts

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

A l'aide d'un programme de calcul par éléments finis, en grands déplacements et grandes déformations, sont recherchés les facteurs favorisant la simulation numérique des localisations de grandes déformations observées en géologie, ou sur des modèles analogiques. La qualité du logiciel est contrôlée sur différentes expériences de laboratoire, menées sur un même matériau. La simplification de son comportement, par une loi proche de la plasticité parfaite, se révèle suffisante à restituer numériquement la grandeur des contraintes et les champs de tenseurs de grandes déformations, mesures expérimentalement. Des calculs bidimensionnels centimétriques, kilométriques, simulent, par divers moyens compares, les bandes de cisaillement conduisant aux failles. Leur étroitesse est favorisée par la cohésion introduite ou le choix d'une loi élastoplastique à pic. Néanmoins, la localisation des déformations avec une loi élastoplastique parfaite, sans dilatance, sans cohésion, sans surcharge, est montrée. L'effet de la friction interne sur l'inclinaison des bandes de cisaillement est mesure. Des calculs d'effondrement, ou de poinçonnement, simulent des Graben ou des failles de fauchage, selon les caractéristiques introduites. Des cas tectoniques réels sont présentés. Le calcul, en vraie grandeur, de l'évolution d'une rampe de chevauchement, simule l'apparition d'un pop-up, suivi de rétrochevauchements périodiques, peu visibles en coupe sismique. Des failles, nées de phases tectoniques opposées, décrites en bassin houiller, ont inspire des calculs, ou les bandes de cisaillement se réactivent ou se recoupent, et ou les mouvements de blocs sont visibles. Dans le cas d'un rejeu de socle en contexte salifère, les structures interprétées sur des coupes sismiques et imitées sur des modèles analogiques, sont simulées précisément. Partant du modèle ajuste, des études paramétriques permettent de corréler l'existence, la position, la forme des structures, avec les conditions aux limites et les rhéologies choisies

L’anticlinal de San Corneli qui se situe dans les Pyrénées centrales espagnoles, est une structure plissée et faillée en contexte d’avant-pays de chaînes de montagnes. Cette structure compressive s’est mise en place lors du développement de la ceinture de chevauchement au-dessus de la plaque ibérique au Méso-Cénozoïque. Géométriquement, l’anticlinal de San Corneli correspond à un pli de propagation (8 km x 10 km) développé au-dessus du chevauchement de Boixòls, soit la structure la plus frontale de la nappe de Boixòls. Des structures extensives pré-compression ont été reconnues au sein de l’anticlinal ; il s’agit d’un réseau de failles normales et de fractures précoces ayant joué lors du dépôt de sédiments dans des bassins extensifs au Mésozoïque. Notre problématique de recherche est de développer une méthodologie de modélisation 3D à partir de techniques existantes pour permettre de vérifier l’influence de ces failles normales sur le développement de l’anticlinal de San Corneli et leur effet sur la géométrie particulière de ce pli de propagation. D’autre part, dans cette région le couvert végétal est minimal et l’anticlinal de San Corneli affleure bien, permettant l’acquisition de nombreuses données de surface et facilitant la modélisation de la géométrie du pli. Afin d’avoir une meilleure compréhension des relations qui existent entre la géométrie de formation d’un pli et les failles précoces, la modélisation 3D s’avère indispensable. La méthodologie utilisée consiste, dans un premier temps, en une modélisation inverse 3D. Le modèle géologique volumique est restauré à l’aide du module Restauration 3D proposé par gOcad, basée sur l’équilibrage de coupe. Cette technique permet d’obtenir un modèle paléogéographique 3D, et ainsi d’y déduire l’emplacement et la géométrie des failles normales préexistantes au moment du dépôt des sédiments dans le bassin. Dans le but de tester différentes hypothèses concernant le mode de développement de ce pli-faille nous avons effectué une série de modélisations directes 3D à partir du modèle paléogéographique. La modélisation directe 3D consiste à revenir à l’état actuel de déformation du modèle. Nous avons pu ainsi mieux apprécier la chronologie des évènements qui ont affecté le pli et voir dans quelle mesure les failles précoces ont influencé la formation du pli de San Corneli. En ce sens, nous avons pu faire ressortir que l’orientation des failles préexistantes par rapport à la contrainte régionale compressive avait une importance sur le devenir de ces structures.
The San Corneli anticline located within the Spanish central Pyrenees, is a foreland fault-related fold. This compressive structure developed within the Boixòls thrust sheet during the emplacement of the fold and thrust belt above the Iberian plate during the Meso-Cenozoic. Geometrically, the San Corneli anticline corresponds to a fault propagation fold (8 km by 10 km). Pre-compression extensive structures have been recognized within the anticline. These syntectonic normal faults and fractures were formed during deposition of sediments in the mesozoic rifted basin. The aim of our research is to determine the influence of these normal faults on the development of the San Corneli anticline and their effect on the particular geometry of this fault propagation fold. We used 3D geometrical modeling to gain a better understanding of the relationship between the pre-existing structures and the geometry and kinematics of the fault propagation fold. Furthermore, in this area the vegetative cover is minimal and the San Corneli anticline is very well exposed giving access to numerous field data and facilitating surface modeling of the present geometry of the fold. Our methodology consists, as a first step, in reverse 3D modeling. The geological model volume is restored using the 3D Restoration plugin proposed by gOcad based on cross section balancing. This technique allows to obtain a 3D paleogeographic model, and thus to deduce the location and geometry of preexisting normal faults with depositing sediments in the basin. In order to test different assumptions about the mode of development of this fault propagation fold, we have conducted a series of 3D geometrical models directly from the paleogeographic model. The aim of 3D forward modeling is to revert to the current state of deformation of the model. We were able to better appreciate the chronology of events that have affected the fold and evaluate to what extent the early faults have influenced the kinematics of the San Corneli fold. In this sense, we were able to show that the orientation of pre-existing faults with respect to the regional compressive stress influences the way in which these faults will be reactivated, either in a vertical (reverse) or horizontal sense (strike-slip).