Dissertations / Theses: 'Structure de zone de faille'

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Lefèvre, Mélody. "Propriétés structurales, pétro-physiques et circulations de fluides au sein d'une zone de failles dans les argiles." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4320/document.

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Abstract:

Les zones de failles concentrent la migration de fluides et la déformation dans la croûte supérieure. Les propriétés hydrauliques des formations argileuses en font des excellents sites de stockage et des roches mères performants. Les zones de failles peuvent jouer deux rôles contraires dans la circulation de fluides, soit elles s’expriment sous forme de drains, soit elles constituent une barrière, et souvent les deux rôles sont combinés au sein d’une même zone de failles. Les processus de migration des fluides dans les zones de failles affectant les argiles sont peu connus. Cette étude s’est focalisée sur la structure, les paléo-circulations, les circulations actuelles lors de tests d’injection et les propriétés pétro-physiques de la zone de failles présente dans le laboratoire de recherche souterrain de Tournemire dans les argilites Toarciennes. La structure de la zone de failles a été caractérisée par des forages et reconstituée en 3D par modélisation numérique, permettant de définir des faciès de déformation. L’architecture de la zone de failles se caractérise par une imbrication de facies de déformations plus ou moins intenses sans claire organisation en cœur et zone endommagée comme observée dans les roches plus dures. Les zones intactes, fracturées et les brèches sont respectivement caractérisées par des porosités matricielles comprises entre 9.5-13.5, 10-15 et 13-21%. La circulation de fluide se concentrant aux limites de la brèche et au niveau des zones de failles «immatures» ou secondaires comprises dans les zones fracturées. Lors de son activité, la zone de failles a déjà été affectée par au moins deux phases de circulations de fluides Fault zones concentrate fluids migration and deformations in the upper crust. The shale hydraulic properties make them excellent storage sites and hydrocarbon reservoirs/source rocks. Fault zones can play two roles in the fluid circulation; drains or barriers, in general, both roles are combined within the same fault zone. What are the conditions that promote the fluid circulation along the fault zones in shales and what are the fault zone impacts on the formation properties are relatively poorly explored key questions. This study focused on characterizing the relationships between fault architecture, paleo-fluid as well as current fluid circulations through the analysis of fault calcite mineralization, injection tests and petrophysical properties conducted on a fault zone outcropping underground in the Tournemire research laboratory nested in the Toarcian shale. The fault zone structure was characterized using boreholes data and reconstructed in 3D through modeling to define different deformation facies. No clear facies organization is observed, a fault core and a fault damage zone being difficult to define as it is in hard rocks. The intact, fractured and breccia facies are characterized by a porosity of 9.5-13.5, 10-15 and 13-21%. Large fluid flowrate concentrated along a few “channels” located at the breccia boundaries and in the secondary fault zones that displayed fractured facies and limited breccia fillings. Detailed microstructural and geochemical analysis at the breccia/fractured zones interface revealed that fluids circulated out of the main shear zones, in micro-more or less inherited fractures highlighting a decoupling between fault slip and fluid migrations

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Aubert, Irène. "Fault zone structural and diagenetic evolution in carbonates : impact on reservoir properties (urgonian case study, SE France)." Thesis, Aix-Marseille, 2020. http://www.theses.fr/2020AIXM0175.

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Abstract:

Les zones de failles ont un impact important sur les réservoirs carbonatés car elles peuvent agir comme des drains ou des barrières en fonction de leurs propriétés structurales et diagénétiques. Il est important de bien comprendre ces propriétés pour déterminer les caractéristiques hydrauliques des zones de failles. Pour cela, l'approche multidisciplinaire de cette thèse combinant l’analyse structurale, diagénétique et géochimique vise à (1) contraindre l'évolution structurale et diagénétique des zones de failles dans les carbonates, (2) établir des règles et des concepts géométriques permettant de construire des modèles géologiques cohérents, et (3) permettre une meilleure compréhension de la réponse dynamique hydraulique des zones de failles dans les carbonates à travers leurs évolutions. Nous avons étudié 3 zones de failles (Castellas, D19) affectant les carbonates de plate-forme du Barrémien inférieur (faciès Urgonien) situées dans l'anticlinal de La Fare et dans celui de la Nerthe (Provence - SE France). Ces travaux ont permis de restaurer les séquences diagénétiques des zones de failles avec des analyses de ciment sous catholuminescence et des mesures des isotopes 13C et 18O. L'analyse structurale a permis de compléter l'évolution diagénétique en déterminant les caractéristiques architecturales liées à chaque activité de faille et en discriminant l'effet des structures préexistantes sur le développement ultérieur de ces dernières. Enfin, cette étude a permis d'améliorer notre compréhension du comportement hydraulique des zones de failles dans les carbonates au cours temps Fault zones strongly impact carbonates reservoir properties as they can act as drains or barriers depending of their structural and diagenetic properties. Hence, it is important to have an integrativecomprehension of these properties that affect the fault zones hydraulic properties. To this end, the multidisciplinary approach of this thesis combining structural, diagenetic and geochemical approaches aims to (1) constrain the structural and diagenetic evolution of fault zones in carbonates (2) draw rules and geometrical concepts allowing building of coherent geological models, and (3) allow a better understanding of the hydraulic dynamic response of fault zones in carbonates through their evolutions. We studied 3 fault zones (Castellas, D19) affecting lower Barremian platform carbonates (Urgonian facies) located in La Fare and Nerthe anticlines (Provence – SE France). This work allowed the restoration of fault zones diagenetic sequences with cement analyses under catholuminescence and 13C and 18O isotopes. The structural analysis completed the diagenetic evolution by determining the architectural characteristics related to each fault activity and discriminating the effect of pre-existing structures on subsequent fault development. Finally, this study improved our understanding of fault zones hydraulic behaviour in carbonates through times

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Vitard, Clément. "Investigation sismique du domaine avant-arc Égéen du segment Sud-Ouest de la zone de subduction Hellénique." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4116/document.

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Abstract:

La zone de subduction Hellénique, en Méditerranée orientale, est caractérisée par le taux de sismicité le plus important d’Europe. Des séismes de forte magnitude (Mw 7,5-8) ont eu lieu le long du segment Sud-Ouest de la zone de subduction Hellénique, au large du Péloponnèse, au cours du 19ème et 20ème siècle. Ce segment de 400 km de long a également été le lieu de nucléation du plus important séisme d’Europe, en 365 ap J.C, avec une magnitude supérieure à 8, ayant entraîné un tsunami dévastateur. Deux principaux modèles scientifiques s’opposent sur la question du couplage sismique de l’interface de subduction, allant d’un couplage sismique total au niveau de l’interface, à l’hypothèse opposée d’un couplage quasi inexistant. Cependant, ces modèles opposés considèrent des géométries approximatives et parfois extrêmes, fautes de contraintes disponibles sur la structure et la géométrie de l’interplaque sous l’avant-arc dans cette zone. La localisation de la faille responsable du séisme de 365 ap J.C est également débattue, en l’absence de données géophysiques permettant d’identifier les interfaces potentiellement responsables de cet événement dévastateur. La faille de méga-chevauchement et le domaine avant-arc du segment Sud-Ouest de l’arc Hellénique ont été l’objet d’étude de la campagne océanographique Ulysse en Novembre 2012 afin de déterminer la géométrie des structures et unités majeures dans cette portion de la zone de subduction, mais également d’apporter un éclairage sur la tectonique récente qui affecte cette zone The Hellenic subduction zone, in the eastern part of the Mediterranean sea, is characterized by the highest rate of current seismicity in Europe. In the southwestern segment, several earthquakes of large magnitude (Mw 7,5-8) occured a the turn of the 19th to 20th century. This segment of 400 km long, has also been the nucleation site of the largest historical earthquake in Europe, named the 365 AD earthquake, with a magnitude of Mw 8. This event generates a devastating tsunami, which spread along the Adriactic Sea and in the Nile Delta region. Two main models differ about the interplate seismic coupling question in this region, from a total seismic coupling at the interplate, at the opposite assumption of a very weak seismic coupling. However, these opposing models consider an approximate geometry, mostly because of the lack of information available on the geometry and the localization of the interplate in this region of the forearc domain. The localization of the fault responsible of the 365 AD event is also debated, because, there is no available data who provides imagery of the interfaces potentially responsible of this devastating earthquake. The megathrust fault and the forearc domain of the southwestern segment of the Hellenic subduction zone has been the target of the Ulysse marine survey in November 2012. The aim of this survey was to provide information of the structural geometry of the main units in this part of the subduction zone, and to bring information on the recent tectonic activity in this region

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Touma, Rita. "Approche matricielle de l’imagerie sismique passive par ondes de volume." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2022. http://www.theses.fr/2022GRALU011.

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Abstract:

La structure des zones de faille a une directe implication sur l'évaluation des risques sismiques. Les techniques d'imagerie par réflexion, en particulier la migration, sont couramment utilisées pour imager le sous-sol. Un modèle de vitesse précis est souvent nécessaire pour localiser correctement les réflecteurs en profondeur. L'imagerie des zones de faille est un défi en raison de la distribution complexe de la vitesse des ondes de volume en leur sein. La plupart des techniques de réflexion imagent les zones de faille indirectement à partir de la discontinuité des couches géologiques. Les hétérogénéités à petite échelle, telles que les fissures et les fractures, sont généralement négligées. Dans cette thèse, nous proposons une approche d'imagerie matricielle pour l'exploration géophysique qui compense les variations de vitesse dans la croûte pour imager les hétérogénéités de cette dernière avec une résolution de l'ordre de la longueur d'onde autour des zones de faille.L'imagerie matricielle est inspirée de précédents travaux en imagerie ultrasonore et optique. D'une part, les corrélations du bruit ambiant sont utilisées pour construire la matrice de réflexion. La composante des ondes de volume dans cette matrice contient toute l'information disponible sur le milieu. D’autre part, l'approche présentée ne nécessite pas un modèle de vitesse détaillé du sous-sol.Dans une première application, nous utilisons des enregistrements de bruit ambiant dans la bande de fréquence [10 20] Hz provenant d'un réseau dense de géophones afin d'imager la faille de San Jacinto, Californie, à petite échelle. Les corrélations ZZ sont calculées et organisées en matrice 2D. En appliquant des lois de retard temporels sur les réponses impulsionnelles entre géophones, la matrice de réponse est projetée en profondeur, en se basant sur un modèle de vitesse homogène. Une matrice de réflexion focalisée est obtenue et contient les réponses impulsionnelles entre un ensemble de sources et récepteurs virtuels à chaque profondeur. A partir de cette matrice, l'image du milieu est construite et ses aberrations peuvent être quantifiées. La différence entre le modèle de vitesse considéré et la réalité entraînent des distorsions de phase, qui dégradent la résolution de l'image. Un processus de correction matricielle des aberrations permet de compenser ces distorsions en introduisant la matrice distorsion. Une image 3D des 4 premiers km de la croûte terrestre est obtenue avec une résolution huit fois plus fine que celle attendue en milieu homogène. Des différences de réflectivité sont observées entre le Nord-Ouest et le Sud-Est de la faille avec une zone de dommages intense et localisée dans le Sud-Est.Dans un deuxième cas d'étude, nous imageons la structure à grande échelle de la faille Nord Anatolienne en utilisant les corrélations horizontales [0.1 0.5] Hz calculées entre 73 paires de stations. Un modèle de vitesse multi-couches est considéré. Une correction locale des distorsions de phase est effectuée. La structure profonde des principaux blocs géologiques est révélée. Des différences dans la profondeur du Moho sont mises en lumière, avec un saut sous la branche nord. Une forte réflectivité est observée dans la région située le long de la branche Nord de la faille, coïncidant avec la limite des blocs lithosphériques. La diffusion dans le nord s'étend jusqu'à 60 km de profondeur, suggérant une zone de cisaillement qui pénètre dans le manteau supérieur sous la branche Nord.Dans la dernière partie de cette thèse, nous proposons une approche qui ouvre la voie à une tomographie passive 3D de la vitesse des ondes de volume. Enfin, toutes les applications présentées confirment l'efficacité de la matrice de réflexion pour révéler la distribution des hétérogénéités dans la croûte terrestre. Elle peut être appliquée sur n'importe quelle bande de fréquence, pourvu que l'échantillonnage spatial du réseau de géophones satisfasse au critère de Nyquist Revealing the structure of fault zones provides insights required to assess seismic hazards. Reflection imaging methods, in particular migration, are commonly used to image the subsurface. An accurate velocity model is often needed to properly locate the reflectors in depth.Imaging fault zones is challenging due to the complex distribution of velocity. Also, most reflection techniques image fault zones indirectly from the discontinuity of geological layers. Wave diffraction by small-scale heterogeneities, such as cracks and fractures is generally neglected.In this thesis, we propose a matrix imaging approach for geophysical exploration that handles the velocity variation in the crust and allows to resolve heterogeneities of the order of the wavelength throughout the fault zone.The reflection matrix approach is inspired from previous studies in ultrasound and optical imaging of complex media. First, ambient noise cross-correlations are used to retrieve the reflection matrix associated with a dense array of geophones. The body wave components of this matrix contains all the information available on the medium. Second, the presented approach does not require a detailed velocity model of the subsurface. A set of matrix operation is applied to compensate for the mismatch between the actual wave velocity model and its approximate model.In a first application, we use ambient noise records in the frequency band [10 20] Hz from a dense array in order image the San Jacinto Fault, California, at small scale with an horizontal resolution of 80 m. ZZ cross-correlations are computed and arranged as 2D matrix. By applying time delays, the response matrix is projected to depth, using a homogeneous velocity model. A focused reflection matrix is obtained, that contains the impulse response between virtual sources and receivers at depth. From this matrix, the image of the medium is built and the resolution of the image can be quantified.Variations between the considered model and the reality result in phase distortions, i.e aberrations, that have detrimental effects on the image of the medium.We develop an aberration correction process that allows to compensate for these distortions by introducing a novel operator, the distortion matrix. 3D images of the first 4 km of the crust are retrieved. These images reveal the backscattered intensity generated by the heterogeneities in the medium. The location and reflectivity of scatterers are retrieved with a resolution 8 times better than the one in free space. Differences in the scattering between the Northwest and the Southeast of the fault were reported with an intense localized damage zone in the Southeast.In a second application, we image the large scale structure of North Anatolian Fault using [0.1 0.5] Hz horizontal cross-correlations computed between 73 pairs of stations. A multi-layered velocity model is considered. A local correction of the phase distortions is performed. The scattering structure of the crust and the upper mantle is revealed. Differences in the Moho depth are reported, with a step below the northern branch. Strong scattering is observed in the region lying along the northern strand of the fault, coinciding with the limit of the lithospheric blocks. The scattering in the North extends to 60 km depth, suggesting a shear zone that penetrates in the upper mantle beneath the northern strand. The scattering also reveals the deep structure of the main geological blocks.In the last part of this thesis, we propose an approach that paves the route towards a 3D passive tomography of the body wave velocity. Finally, all the presented applications confirm the efficiency of the reflection matrix approach in revealing the structure of the subsurface. It provides new insights into the scattering distribution in the Earth. It can be applied to any scale, scattering regime, and frequency bandwith, if the spatial sampling of the geophones' array satisfies the Nyquist criterion

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Garcia, Sebastian. "Implications d'un saut de rift et du fonctionnement d'une zone transformante sur les déformations du Nord de l'Islande. Approches structurale, sismotectonique et radiochronologique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009796.

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Abstract:

Le rift nord islandais peut être considéré comme l'équivalent émergé de la dorsale de Kolbeinsey. Il est cependant décalé de 120km vers l'est par rapport à celle-ci. La Zone de Fracture de Tjörnes, une zone transformante dextre, absorbe ce décalage. L'analyse des grandes structures ainsi que l'inversion de données de failles à stries ont permis de caractériser la géométrie et le fonctionnement de la faille d'Húsavík-Flatey (FHF), l'une des structures majeures de la Zone de Fracture de Tjörnes. L'inversion de mécanismes au foyer, fournis par l'Office Météorologique Islandais, a permis de compléter l'étude, pour la période actuelle. L'obliquité de la FHF, de direction WNW-ESE, par rapport à la divergence des plaques de direction E-W induit depuis la fin du Tertiaire une transtension dextre de direction ENE-WSW le long de la FHF. Ce mouvement transtensif se partitionne localement en une extension de direction NE-SW, sub-perpendiculaire à la FHF, et une extension de direction NW-SE, sub-parallèle à la FHF. Ces trois régimes ne correspondent pas à une succession bien définie d'épisodes régionaux mais à des variations locales et temporelles du mouvement transformant. A proximité de la jonction de la FHF avec la dorsale de Kolbeinsey, les failles dextres qui accommodent principalement le mouvement décrochant sont majoritairement remplacées par des failles normales à composante dextre. A l'autre extrémité de la FHF, au niveau de sa jonction avec le rift nord islandais, la faille est divisée en deux branches parallèles. L'une d'elles se connecte directement au rift nord islandais en définissant un point triple tandis que l'autre branche évolue progressivement d'une faille transformante de direction WNW-ESE jusqu'à une faille normale de direction N-S parallèle au rift. Ces différences structurales s'expliqueraient par la propagation vers le nord du rift nord islandais ainsi que par l'influence de structures préexistantes, telles que des volcans, lors du développement de ces deux failles. De plus, le fonctionnement du rift nord islandais à proximité de la FHF paraît fortement influencé par celui de cette dernière. Enfin, l'activité séismique liée à l'actuel déblocage de la partie de la FHF bloquée depuis la dernière crise éruptive du rift nord islandais s'intégrerait dans le modèle de fonctionnement en transtension dextre de cette faille. Le décalage du rift nord islandais et de la dorsale de Kolbeinsey résulte d'un saut vers l'est de la zone d'accrétion nord islandaise. La dérive vers l'ouest de la dorsale médio-Atlantique par rapport au point chaud islandais serait à l'origine de tels sauts. A partir de datations 40Ar/39Ar de dykes échantillonnés le long d'un profil parallèle à la direction de divergence des plaques, l'initiation de l'actuel rift nord islandais a été datée à 8-8.5 Ma. Elle eut lieu dans des roches qui n'avaient alors que 1 Ma. Le paléo-rift, dont l'axe a été localisé le long du fjord de Skagafjördur, c'est-à-dire 60 km à l'est de l'emplacement généralement admis, et le rift actuel ont fonctionné simultanément et de façon asymétrique, l'accrétion étant plus importante sur leurs flancs extérieurs, jusqu'à 3 Ma. L'absence supposée de dérive du rift nord islandais par rapport au point chaud implique une très forte asymétrie d'accrétion de la plaque Nord Amérique par rapport à la plaque Eurasie. Si l'activité du point chaud venait à diminuer, le rift nord islandais pourrait être libéré et dériver vers l'ouest jusqu'à ce qu'un nouveau pulse mantellique provoque un saut de rift vers l'est et ramène la zone d'accrétion à l'aplomb du point chaud. Les déformations observées dans le Nord de l'Islande s'expliquent par la réorganisation tectonique liée au dernier saut de rift. Le mécanisme d'abandon du paléo-rift de Skagafjördur est interprété comme un retrait symétrique et synchrone vers la ride de Kolbeinsey et vers la zone volcanique du centre de l'Islande, cette dernière constituant probablement une zone de relais entre les rifts nord et sud islandais. Le poids des laves émises depuis 3 Ma par la zone volcanique du centre de l'Islande a provoqué une flexuration des laves issues du paléo-rift vers le centre de l'Islande de la même manière qu'elles ont été flexurées par et en direction de celles émises par le rift nord islandais. Cette profonde réorganisation structurale expliquerait l'absence d'une synforme le long de la partie méridionale du paléo-rift de Skagafjördur alors qu'une telle synforme, caractéristique d'un rift en Islande, est présente le long de sa partie septentrionale. La synforme initialement considérée comme localisant l'axe du paléo-rift dans le Nord de l'Islande ne serait alors que l'axe d'une zone de flexure due à l'épanchement des laves plio-pléistocènes. Malgré la faible quantité de données radiochronologiques disponibles pour la partie sud de l'Islande, le modèle d'évolution tectonique proposé pour le Nord de l'Islande a été intégré dans un schéma d'évolution de l'ensemble de l'île. En accommodant les différences d'évolution entre les parties nord et sud de l'île, telles que le diachronisme entre les sauts de rift ayant eu lieu dans ces deux parties de l'Islande et donc le décalage des zones d'accrétion au travers de l'île, la zone volcanique du centre de l'Islande a ainsi joué un rôle primordial tout le long du développement de l'île.

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Mayolle, Sylvain. "Croissance des zones d’endommagement de faille : étude structurale en milieu carbonaté et modélisations analogiques." Thesis, Montpellier, 2021. http://www.theses.fr/2021MONTG019.

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Abstract:

L’étude des failles affectant la croûte supérieure suscite un intérêt particulier pour la modélisation de leur impact sur l’écoulement des fluides et le comportement mécanique de la croûte terrestre. Les zones d’endommagements de failles sont d’importantes structures aux multiples implications pour les problématiques de gestions des ressources et de risque/aléa sismiques. Cette thèse a pour objectif de déterminer la distribution de l’endommagement autour des failles, comprendre sa croissance et étudier son impact sur la loi d’échelle Déplacement – Epaisseur d’endommagement (D-T). Pour répondre à cette problématique, deux approches complémentaires sont développées : des études tectoniques d’exemples naturels et des modélisations analogiques de failles normales. Ce manuscrit présente de nouvelles cartographies de l’endommagement, une première loi D-T pour les failles dans des roches carbonatées, ainsi que les premières expériences de modélisation analogique dédiées à l’étude de l’endommagement. Les résultats montrent que la distribution de l’endommagement autour des failles est hétérogène et asymétrique, principalement influencée par les nombreuses interactions de failles lors de leur croissance (segmentation, failles conjuguées). Une loi D-T spécifique à l’endommagement de type wall damage est établie, qui montre une corrélation normale entre D et T pour les failles de rejet inférieur à 100 m et confirme l’existence d’un seuil d’épaisseur d’endommagement au-delà de 100 m de rejet. Pour expliquer cette loi nous proposons un modèle de croissance de zone d’endommagement contrôlée par les processus d’interaction et de coalescence de la segmentation précoce. Les expériences de modélisations analogiques ont permis de décrire deux nouveaux types d’endommagement (graben damage et dip-change link damage), et d’identifier une transition de mode de déformation, depuis un cisaillement dilatant segmenté vers un cisaillement compactant localisé dans les zones de failles. Elles démontrent également que l’initiation de la segmentation, la sélection de l’activité des segments, leurs interactions et leurs coalescences sont des processus essentiels contrôlant le développement des zones d’endommagement et la loi D-T. Nous proposons que l’épaisseur de l’unité fragile contenant les failles est un paramètre principal du contrôle de l’évolution de la segmentation, de la localisation de la déformation et donc du seuil d’épaisseur d’endommagement observé The study of faults in the upper crust generates interest in modeling their impact on fluid flow and the mechanical behavior of the earth's crust. Fault damage zones are important structures with multiple implications for resource management and earthquake studies. This thesis aims to characterize the distribution and growth of damage around faults and to study its impact on the Displacement - Damage thickness (D-T) scaling law. Two complementary approaches of field measurements and analog modeling of normal faults are developed to answer this question. This manuscript presents new results of fault damage mapping, D-T scaling in carbonate rocks, and the first analog modeling experiments of fault damage zones. The results show a heterogeneous and asymmetric distribution of damage around faults, mainly influenced by fault interactions during their growth (segmentation, conjugate faults). A D-T law specific to wall damage is established and shows a normal correlation between D and T for less than 100 m of fault displacement, and also confirms the existence of a damage thickness threshold after 100 m of displacement. To explain this law, we propose a damage zone growth model controlled by the interaction and coalescence of fault segments. Analog modeling experiments allowed the description of two new types of damage (graben damage and dip-change link damage), and show a failure mode transition during fault growth, from a segmented dilatational-shear mode to a localized compactional-shear mode. They also demonstrate that initiation of segmentation, segment activity selection, interaction and coalescence processes control the development of fault damage zones and the D-T law. We propose that the thickness of the faulted brittle layer is a main controlling parameter of segmentation, strain localization, and the fault damage thickness threshold observed

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Rodriguez, Mathieu. "La limite de plaque Inde-Arabie : évolution structurale du Crétacé supérieur à l'actuel et aléa tsunami associé." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066756.

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Abstract:

La Zone de Fracture d'Owen (ZFO) est une faille de 800 km de long qui accommode actuellement le mouvement dextre entre l'Inde et l'Arabie. Elle s'inscrit le long d'un petit cercle qui implique un mouvement purement dextre sur la majeure partie de la faille. La couverture bathymétrique complète de la ZFO recueillie au cours de la campagne Owen-1 révèle plusieurs segments de failles séparés par des relais, dont un bassin pull-apart de 90 km de long sur 30 km de large à la latitude 20°N. Un bassin pull-apart rhomboédrique (Beautemps-Beaupré) marque la terminaison sud de l'OFZ, tandis qu'un bassin plus complexe, la fosse de Dalrymple, constitue la terminaison Nord. La ZFO recoupe la Ride d'Owen-Murray, qui forme une série d'imposants reliefs océaniques. Les décalages morphologiques de la Ride d'Owen confirment un décalage dextre d'environ 10-12 km le long de l'OFZ. En considérant constant un mouvement de 3±1 mm. A-1 estimé à partir de données géologiques et GPS, l'âge de la ZFO est compris entre 3 et 6 Ma. De même, l'âge du bassin 20°N et de la fosse de Dalrymple sont estimés à 2-3 Ma à partir de calibration avec les forages ODP-DSDP. L'âge de ces bassins est contemporain d'une discordance majeure observée dans la plaine abyssale de l'Oman (discordance "M") associée au prisme du Makran. D'autre part, la Ride d'Owen est érodée par des systèmes complexes de glissements de terrains sous-marins, qui représentent une source potentielle d'aléa tsunami pour les côtes de l'Oman. Les données stratigraphiques indiquent que la récurrence de tels glissements (et des tsunamis associés) est faible, de l'ordre de 105-106 années. Les données de sismique réflexion collectées lors de la campagne Owen-2 ont permis d'identifier les traces Miocène et Paléogène de la limite de plaque, entraînant une révision complète de son histoire géologique. Tout d’abord, l'identification de lambeaux de l'ophiolite de Masirah sur le socle du Bassin d'Owen aux abords de la marge est-omanaise indique que le socle est à cet endroit d'âge Crétacé (au minimum). Cela contraste avec l'âge Paléocène des roches forées au niveau de la Ride d'Owen. Ces observations indiquent que le socle du Bassin d'Owen est d'âge mixte, et que des portions de lithosphère d'âge différent ont été mises en contact par une faille transformante majeure. Le système de failles transformantes structurant le socle du Bassin d'Owen était associé à la dorsale de Carlsberg au cours du Paléocène-Eocène. L'arrêt de son activité, associé à un épisode de transpression à la fin de l'Eocène, est marqué par le soulèvement de rides marginales et une discordance angulaire régionale. La limite de plaque Inde-Arabie est ensuite retrouvée au niveau de l'actuelle Ride d'Owen dès la fin de l'Oligocène. Cette relocalisation de la plaque Arabe a impliqué le transfert d'un vaste segment de la plaque Indienne à la plaque Arabe. Le soulèvement de la Ride d'Owen a eu lieu autour de 8. 2-8. 8 Ma, en réponse à un changement cinématique associé à la plaque Indienne. Cet épisode de déformation est responsable de l'inactivation de la limite de plaque Miocène, et de sa relocalisation au niveau de l'OFZ actuelle. Un changement environnemental majeur a été précédemment identifié sur le pourtour de la Mer d'Arabie dans la séquence de Siwalik au Pakistan. L’augmentation drastique des abondances de G. Bulloides dans la couverture sédimentaire de la Ride d'Owen, précédemment interprétée comme le résultat d'une abrupte intensification de la mousson autour de 8. 5 Ma, marque en réalité un changement des conditions de préservation des foraminifères suite au soulèvement de la ride. Nous proposons que l'épisode de déformation identifié dans le Bassin d'Owen ait pu également favoriser le soulèvement de reliefs au niveau de la marge du Dhofar et du prisme d'accrétion du Makran, conduisant à une réorganisation de la circulation atmosphérique à l'origine du changement environnemental de Siwalik The Owen Fracture Zone (OFZ) is a 800 km-long fault system that currently accommodates the dextral strike-slip motion between India and Arabia plates. It closely follows a small circle about a rotation pole determined with GPS and seismicity data, which is consistent with a pure strike-slip motion along the entire fracture zone. As shown by the high resolution multibeam bathymetric map with full coverage (OWEN-1 cruise), it is made up of a series of fault segments separated by releasing and restraining bends, including a major pull-apart basin at latitude 20°N and two stepover basins at its terminations, the Beautemps-Beaupré Basin to the south and the Dalrymple Trough to the north. The OFZ crosscuts the Owen-Murray Ridge, a series of prominent oceanic highs. Offsets of the Owen Ridge observed on the seafloor indicate a finite dextral displacement of 10-12 km along the OFZ. Considering a steady motion of 3 ±1 mm. Y-1 estimated independently from geodetic and geological data, this implies that the present-day trace of the OFZ has been active since at least 3 to 6 Ma. Consistently, the age of opening of the 20°N Basin and the Dalrymple trough is estimated at about 2-3 Ma ago by calibration with DSDP-ODP drillings, coevally with a regional unconformity over the Oman abyssal plain (the M-unconformity). The Owen-Murray Ridge is dissected by complex systems of submarine landslides, which may represent a source of tsunami hazard for the nearby Oman coast according to numerical models. Stratigraphic studies document a recurrence in the order of 105-106 yrs, indicating that such tsunamis are infrequent. The seismic dataset collected during the Owen-2 cruise provides the first identification of the Miocene and Paleogene traces of the plate boundary prior to the activation of the OFZ, and leads to a full revision of the geological history of the area. We highlight the composite age of the Owen Basin basement, made of Paleocene crust drilled on its eastern part, and composed of pre-Maastrichtian crust overlain by Upper Cretaceous ophiolites on its western side (at the edge of the Oman Margin). A major transform fault crossing the Owen Basin juxtaposed these two slivers of lithosphere of different ages. This transform system used to be associated with the Carlsberg spreading center during the Paleogene, which formed most of the Owen Basin basement. The inactivation of the transform system in Late Eocene-Early Oligocene times is marked by the uplift of marginal ridges along the Oman Margin and a regional angular unconformity. The transform system then shifted to a narrow structure located at the edge of the present-day Owen Ridge in Late Oligocene times, shortly before seafloor spreading began at the Sheba Ridge. This migration of the plate boundary involved the capture of a part of the Indian oceanic lithosphere accreted at the Carlsberg Ridge (in Paleocene-Eocene times) to the Arabian plate. The Owen Ridge uplifted much latter, in Late Miocene times (8. 2-8. 8 Ma), in response to a kinematic change of the Indian plate. This episode of deformation ultimately led to the inactivation of the Miocene plate boundary and the activation of the OFZ. A major environmental change is recorded over the Arabian Sea coasts in the Siwalik paleosol sequence, coevally with this episode of deformation. This environmental change was previously interpreted as the result of an intensification of the Indian Monsoon at ~8. 5 Ma recorded by a drastic increase in G. Bulloides abundance in the sedimentary cover of the Owen Ridge. In contrast, we propose that the uplift of the Owen Ridge 8-9 Ma ago induced better preservation of foraminifers. Furthermore, this episode of deformation could have also triggered continental uplift along the East Oman and the Dhofar margin, and at the Makran accretionary wedge, leading to a reorganization of the atmospheric circulation that could explain the coeval environmental change recorded in the Siwalik sequence in Pakistan

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Conin, Marianne. "Evolution des propriétés physiques des sédiments et des zones de failles du front de déformation à la zone sismogène : cas de la marge de Nankai." Thesis, Aix-Marseille 3, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX30027/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur les relations entre la limite supérieure de la zone sismogène et la construction et la structuration du prisme de Nankai, au Sud-Est du Japon. La détermination des contraintes dans le prisme à partir des données d’ovalisation de puits montrent une permutation des contraintes au dessus d’un hors séquence, appelé splay fault, situé à la limite de la zone sismogène. Le régime de contrainte est extensif dans cette zone et décrochant dans le reste du prisme. L’étude de la compaction des sédiments à partir des données de porosité corrigée de l’effet des argiles permet de quantifier l’érosion récente des sédiments de pentes, et montre l’existence d’une érosion plus ancienne au dessus des chevauchements majeurs. L’étude des styles de déformations des sédiments montre que l’érosion peut rendre compte de la répartition des structures de déformation dans le prisme. Enfin, la modélisation mécanique de la marge montre que l’activité de la splay fault, très faible depuis le dernier million d’années, et la présence d’une zone d’extension en arrière de cette faille s’expliquent par l’arrêt de l’accrétion et un décollement faible dans le prisme frontal This study is focused on the upper limit of the seismogenic zone in the Kumano transect of the Nankai margin in relation with the construction of the wedge. The first step was to determine the stress orientations and amplitude within the wedge from borehole breakouts analysis. We show the striking presence of a trench normal extension zone behind the splay fault in a wedge dominated by a strike-slip stress regime. Locally an extensional stress regime is also observed in the slope sediment of the outer part of the wedge. In a second part of this work, we used porosity corrected from water bound to clay minerals to study the compaction state of the sediments and to quantify the amount of erosion in the slope sediments. Results also highlight the existence of past erosion related to the activity of the splay fault. In a third part, the observation of deformation style within sediments showed that erosion could explain the distribution of dilatant and compactive structures within the wedge. Finally, we show, based on mechanical modeling, that the splay fault slow slip rate over the last million year, and the presence of an extension zone landward of the splay fault, could both be explained by a pause in the accretion and a weak décollement beneath the outer wedge

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TATAR, Mohammad. "Etude sismotectonique de deux zones de collision continentale : le zagros central et l'alborz (iran)." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10083.

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Abstract:

La sismotectonique de deux zones de collision continentale en iran a ete etudiee. Dans le zagros central au sud de l'iran, nous utilisons des donnees microsismiques et geodesiques. A l'aide d'un reseau de 30 stations qui ont fonctionne en novembre et decembre 1997, 416 microseismes ont ete localises et 79 solutions focales calculees. La structure de la croute dans cette partie du zagros a ete determinee en utilisant la methode d'inversion 1-d et la methode de fonction de transfert. Il montre qu'une couche de sediments de 11 km est placee au dessus d'une croute d'epaisseur totale de 48 km. La microsismicite observee dans cette region est superficielle (8-16 km) et elle est situee dans le socle metamorphique precambrien sous l'epaisse couche de sediments. Cette sismicite montre plusieurs alignements paralleles aux axes des plis orientes nw-se avec un pendage fort vers le sw. L'analyse des mecanismes au foyer montre des mecanismes en coulissage (dextre sur un plan oriente nw-se) et des mecanismes en chevauchement. La deformation de cette region est aussi etudiee a partir de donnees geodesiques (gps) de deux campagnes successives en 1997 et 2000. Le resultat montre un raccourcissement d'environ 1 cm/an affectant la largeur totale du zagros suivant une direction n-ne, a peu pres parallele a la direction de mouvement de l'arabie par rapport a l'eurasie. Dans l'alborz, au nord de l'iran un reseau de 30 stations a fonctionne en juin et juillet 1998 dans la region de roudbar ou un seisme destructeur a eu lieu en 1990. La structure crustale a ete determinee par inversion 1-d et par la methode de fonction de transfert et montre une croute a 35 km d'epaisseur. La sismicite dans cette region est superficielle (4-16 km) et elle se situe plutot dans le socle cristallin. Elle montre un alignement oriente nw-se associe probablement aux failles chevauchantes de manjil et klishoum et aux failles coulissantes de kabateh et zardgoli. Des mecanismes au foyer indiquent des failles inverses et de coulissage.

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Dauch, Christian. "Decrochements et chevauchements dans une zone de plate-forme : l'exemple du massif de la gresigne (aquitaine nord-orientale)." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30081.

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Abstract:

Presentation d'un modele de zone de decrochements et de chevauchements dans l'avant-pays nord de la chaine des pyrenees, massif de gresigne. Les macrostructures definissent le cadre tectonique general, les microstructures indiquent l'existence de deux directions principales de racourcissement qui se superposent. La structure du massif de la gresigne est une structure ecaillee de type duplex. Le mecanisme de deformation resulte de l'effet de coin forme par les decrochements limites convergents

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Matonti, Christophe. "Exploration géophysique des processus de fracturation et de réactivation dans les carbonates à l'échelle métrique." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4744.

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Abstract:

Le but de ce travail est de comprendre les relations entre la déformation et la diagenèse dans les carbonates. Pour cela, l’échelle du m au dam est adéquate car elle permet de séparer les effets matriciels, des fractures et des failles. Celle-ci est sous la résolution de la sismique, donc peu de données géophysiques et diagénétiques spatiale et quantitatives sont disponibles, le plus souvent limitées aux données 1D de puit.Nous avons choisi 4 affleurements présentant des hétérogénéités et des intensités de déformation et de diagenèse diverses. Un protocole multi-échelle et multidisciplinaire a été développé, comprenant de la géophysique à l’échelle du cm au dam, de la diagenèse structurale et de la géochimie sur les ciments de fracture. Nous montrons un fort effet d’échelle entre les Vp en laboratoire et à l’affleurement dû à des hétérogénéités sédimentaire, d’enfouissement et structurale, qui conduisent à différents motifs géostatistiques.Les fractures ont l’effet le plus fort sur les Vp, modulé par leur cimentation, et qui peut entièrement effacer la signature initiale du faciès. La réactivation des fractures induit une anisotropie directionnelle de 10% due à des changements dans le remplissage des fractures, caractérisés par de multiples phases de cimentation, broyage et dissolution.Dans les zones de faille, l’anisotropie sismique est amplifiée, conduisant à un fort affaiblissement de la roche au cisaillement et à une diminution de Vp autour de la faille. Les données géochimiques tracent plusieurs flux de fluides diagénétiques et soulignent les fortes interactions entre l’évolution de la perméabilité, la diagenèse structurale et la signature géophysique des carbonates The aim of this work was to understand the relationships between deformations and diagenesis in carbonates. The relevant scale to study it may be the m to dkm scale which allows individualizing fracture, fault and matrix effects. This scale is under the seismic resolution, so few quantitative diagenetic and geophysical spatial data are available, mainly constrained to 1D borehole.Therefore, we selected 4 dkm scale outcrops displaying various heterogeneities and intensities of deformation and diagenesis. We developed a multidisciplinary/multiscale protocol including geophysics from cm to dkm scale along with structural diagenesis study and geochemical measurements on fractures cements. We found a strong scale effect between laboratory and outcrop Vp due to sedimentary, burial and structural heterogeneities that lead to different geostatistical patterns. Fractures have the strongest effect on Vp, being modulated by their cementation and can erase the initial facies acoustic signature. The fracture reactivation induce a 10% Vp directional anisotropy due to microscale changes in the fractures infillings characterized by multiple cementation, crushing and dissolution phases. In fault-zones the seismic anisotropy magnitude is amplified, leading to a strong directional rock shear weakening and a Vp decrease around the fault, caused by higher discontinuities aperture and brecciation. Geochemical data indicate that the Vp signature evolution is linked to different diagenetic fluids flow origins occurring during each deformation phase. This underlines the strong interplay between permeability evolution, structural diagenesis and geophysical signature in carbonates

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Heider, Markus. "Politique monétaire optimale et faible inflation dans la zone euro." Bordeaux 4, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR40037.

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Cette these analyse quelques problemes auxquels est confrontee la politique monetaire dans un contexte de tres faible inflation. Plus particulierement, elle examine les difficultes liees d'une part a la definition d'une mesure d'inflation adaptee a la formulation et l'explication des objectifs de politique monetaire, d'autre part a l'evaluation du niveau du nairu (et de la production potentielle), elle etudie l'effet de variations de la demande sur l'inflation et enfin, elle aborde la question de l'objectif optimal de long terme pour l'inflation. Les resultats montrent que bien que theoriquement interessante, l'utilisation de l'inflation sous-jacente comme outil d'analyse et de communication pour la politique monetaire se heurte en pratique a l'absence de fondement theorique clair et de mesure fiable. En ce qui concerne le nairu, est mise en evidence la divergence des mesures existantes et l'incertitude qui en resulte et est proposee une estimation via un filtre de kalman en supposant un mecanisme d'hysteresis. S'agissant du lien de court terme entre demande et inflation, des estimations par une regression a seuil permettent de confirmer; pour la france et pour l'allemagne, l'hypothese de non-linearite de la courbe de phillips mise en avant dans plusieurs modeles theoriques. Enfin, des simulations d'un modele avec concurrence imparfaite des firmes et negociation salariale montrent qu'en presence de rigidites a la baisse des salaires nominaux on de couts asymetriques attaches a des changements de salaire, il existe, dans un contexte de faible inflation, une possibilite d'arbitrage de long terme entre inflation et chomage. Ce resultat, est corrobore pour la zone euro par des estimations dans le cadre d'un modele svar et remet en question l'optimalite d'une cible d'inflation nulle.

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Tsopela, Alexandra. "Modélisation hydromécanique de la réactivation de faille par la méthode des éléments discrets." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI046/document.

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Abstract:

Les failles dans la croûte supérieure sont des zones de déformation localisées capables de conduire des fluides sur de longues distances. L'estimation de la perméabilité des zones de failles et de leurs propriétés hydromécaniques est cruciale dans nombreux domaines de recherche et applications industrielles. Dans l'industrie pétrolière, et plus particulièrement dans les applications d'exploration et de production, l'intégrité de l'étanchéité des failles doit être évaluée pour la détection des pièges à hydrocarbures. Il existe déjà des approches permettant d'estimer la capacité de scellement latéral d'une faille à partir de la teneur en argile des couches (par exemple le Shale Gouge Ratio). Pourtant, les conditions dans lesquelles la faille se comporte comme un conduit le long de sa structure ne sont pas encore suffisamment contraintes. Dans ce contexte, la géomécanique peut apporter un éclairage complémentaire sur les paramétres qui contrôlent le comportement hydrodynamique de la faille. Ces paramètres comprennent le champ de contraintes, la pression du fluide, l'orientation des structures de la zone de faille et les propriétés des matériaux. Des expériences d'injection à une échelle décamétrique ont été réalisées dans une zone de faille située dans le site expérimental de Tournemire, dans le sud de la France, au cours desquelles la pression et le débit du fluide, la déformation du massif, la sismicité ont été suivis. Sur la base des observations issues de ces expériences, une étude numérique a été réalisée pour explorer l'évolution de la perméabilité etétablir le lien avec la réponse hydromécanique de la faille ainsi que la sismicité induite. Les comportements des failles secondaires, les fractures de la zone endommagée ainsi que la roche encaissante ont été modélisés numériquement en utilisant la méthode des éléments discrets. La modélisation des essais expérimentaux et l'analyse des modèles génériques utilisés pour les études paramétriques ont mis en évidence le rôle majeur des conditions de contrainte in situ. L'effet combiné de la contrainte et de l'orientation des structures de la faille détermine en premier lieu la nature de la réactivation selon le concept de l'état de contrainte critique de la faille décrit dans la littérature. Pour des conditions de contrainte et des éléments structuraux donnés, il a été démontré que selon le niveau de pression du fluide, la faille offre trois gammes différentes de perméabilité : i) perméabilité équivalente à la perméabilité de la formation, ii) 2 à 4 ordres de grandeur plus élevés et iii) plus de 4 ordres de grandeur plus élevés. Alors que pour les deux cas extrêmes, la faille est caractérisée comme étant hydromécaniquement active ou inactive, le second cas est principalement contrôlé par des mécanismes de chenalisation du fluide favorisés par des hétérogénéités aussi bien à l'échelle d'une seule fracture ou qu'à l'échelle du réseau de fractures. Les changements dans les propriétés hydrauliques sont dans certains cas détectés par la sismicité induite lors de l'injection en supposant que la sismicité est l'effet direct de la propagation du fluide, de l'augmentation de la pression du fluide et de la chute de la contrainte effective. Néanmoins, les mécanismes à l'origine de la sismicité induite par injection sont encore peu connus. A partir des résultats expérimentaux du site de Tournemire, le rôle de la diffusivité hydraulique des structures de la faille a été exploré sur la sismicité observée dans le cadre d'une analyse hydro-mécanique. Les résultats indiquent que la microsismicité induite était probablement liée à des perturbations de contrainte résultantes d'une déformation asismique importante plutôt que de la propagation de fluides à travers des structures hydrauliquement connectées Faults in the Earth crust are localized zones of deformation which can drive fluids over long distances. Estimating the permeability of fault zones and their hydro-mechanical properties is crucial in a wide range of fields of research and industrial applications. In the petroleum industry, and more specifically in exploration and production applications, the seal integrity of faults in low permeability formations (e.g. shale) needs to be evaluated for the detection of hydrocarbon traps. There already exist approaches able to sufficiently estimate the "side-sealing" capacity of a fault based on the clay or shale content of the layers (e.g. Shale Gouge Ratio). Nevertheless, the conditions under which the fault acts as a drain along its structure are still not properly constrained. In this context, the response of the fault is directly controlled by a number of factors that can be better approached from a geomechanics point of view. These factors include the stress field, the fluid pressure, the orientation of the fault-related structures and the material properties. Meso-scale field injection experiments were carried out inside a fault zone located in the Tournemire massif at the South of France during which the fluid pressure, the deformation, the seismicity and the flow rate were monitored. Based on the Tournemire experiments and field observations, a numerical study was performed exploring the evolution of the permeability and how it is related to the fault hydro-mechanical reactivation and potentially to the induced seismicity. Fault-related structures such as subsidiary faults or fractures that were targeted during the experiments together with the surrounding intact rock, were modeled using the Discrete Element method. Modeling of the experimental tests and the analysis of generic models used to perform parametric studies highlighted the primary role of the in-situ stress conditions. The combined effect of stress and orientation of the fault structures determine in the first place the nature of the reactivation according to the critically stressed fault concept reported in the literature. For given stress conditions and structural features, it was shown that depending on the fluid pressure level, the fault offers three different ranges of permeability: i) permeability that is equivalent to the formation's permeability, ii) 2 to 4 orders of magnitude higher and iii) more than 4 orders of magnitude higher. While for the two extreme cases the fault is characterized as hydro-mechanically inactive or active, the second case is mostly controlled by fluid channeling mechanisms promoted by heterogeneities at the scale of a single fracture or at the scale of the fracture network. Changes in the hydraulic properties are in some cases detected by the seismicity triggered during the injection under the assumption that the seismicity is the direct effect of fluid propagation, fluid pressure increase and effective stress drop.However, the mechanisms behind the injection induced seismicity are still poorly understood. Using experimental results from the Tournemire site, the role of the hydraulic diffusivity of the fault-related structures was explored on the recorded seismicity in the framework of a hydro-mechanical analysis. The results suggest that the induced microseismicity was possibly related to stress perturbations caused by a significant aseismic deformation rather than fluid propagation through hydraulically connected structures

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Ghalayini, Ramadan. "Structural modelling of the complex Cenozoic zone of the Levant Basin offshore Lebanon." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066316/document.

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Abstract:

Le bassin de Levant, localisé à l’extrémité la plus orientale de la Méditerranée, se situe à jonction de trois plaques tectoniques majeures (Afrique, Arabie, Eurasie ainsi que la microplaque Anatolienne). Il est bordé à l’Est par la faille du Levant (frontière Arabie/Afrique), qui représente un système transformant de 1000 km de long, reliant le rift dans la Mer Rouge au sud avec la zone de convergence le long du Taurus au nord (frontière Arabie/Eurasie). Son extrémité nord est marquée par la frontière convergente Afrique/Anatolie soulignée par l’arc de Chypre. Le bassin Levantin a enregistré l’interaction entre ces différentes plaques au cours du Cénozoïque et sa bordure Est a été en particulier déformée par la mise en place de la faille du Levant. Cette limite de plaque majeure est marquée au Liban par un relais compressif qui a été actif depuis la fin du Miocène. Jusque récemment, l’absence de données sismiques dans la partie centrale du bassin levantin (offshore Liban) a constitué un handicap important dans la caractérisation de ce basin. Dans ce secteur, la géométrie, cinématique, l’âge des structures tectoniques ne sont pas connus. Plusieurs questions en découlent. Quel est impact de la frontière transformante du Levant sur la structure du bassin? Le bassin a-t-il enregistré d’autres déformations au cours du Cénozoïque ? Quel est l’effet de la structuration ancienne et profonde de la marge sur la déformation actuelle ? Ce travail s’est appuyé sur l’interprétation des données sismiques 2D et 3D de haute qualité dont deux cubes 3D de 4290 m3 et sept lignes 2D de 830 km de long. Cette étude a permis d’identifier les structures tectoniques affectant le secteur offshore Libanais et de caractériser leurs origines. Plusieurs familles de failles tout au long de la marge Est du bassin ont été identifiées et témoigne d’une histoire tectonique méso-cénozoïque longue et complexe. Les structures reconnues sont tout d’abord (1) des failles chevauchantes NNE-SSW actives depuis le début du Tertiaire jusqu’à la fin Miocène, (2) des anticlinaux NNE-SSW formés durant le Miocène supérieur et se localisant sur des structures préexistantes et (3) des failles décrochantes dextres, héritées des structures mésozoïques et réactivées durant le Miocène supérieur. Seules les failles décrochantes dextres montrent des preuves d’une activité actuelle, liée à la transpression au long de la faille du Levant. Ces structures constituent le prolongement vers l’ouest de la frontière de plaque du Levant sous un régime transpressif et une compression NW-SE. Nous mettons en évidence que cette frontière de plaque montre une évolution au cours du Néogène avec une forte décroissance de la composante de raccourcissement à partir du Pliocène. La mise en évidence de jeux plus anciens témoigne d’une structuration profonde E-W de la marge, vraisemblablement héritée des tectoniques mésozoïques. L’impact de cette structuration a été évalué à travers une modélisation analogique. Les résultats démontrent le rôle considérable de cet héritage sur l’évolution du relais compressif de la faille du Levant au Liban, entre autre en localisant la déformation le long de couloirs E-W et en segmentant les structures transpressives NNE-SSW. Ces résultats nous conduisent à interpréter les structures E-W comme majeures et traduisant la prolongation vers l’ouest du bassin mésozoïque des Palmyrides. Nous mettons ici en évidence le rôle majeure d’une marge sur la structure d’une frontière de plaques transformante. Le développement de failles antithétiques (failles dextres dans une frontière transformante senestre), connus dans d’autres frontières de ce type, est ici clairement associé à une anisotropie profonde forçant la localisation de la déformation The Levant Basin is located at the easternmost Mediterranean at the intersection of three major tectonic plates (Africa, Arabia, Eurasia and the smaller Anatolian microplate). The Levant Fracture System (Arabia-Africa plate boundary) borders the basin to its east and represents a 1000 km long left-lateral transform system linking rifting in the Red Sea with plate convergence along the Taurus Mountains (Arabia-Eurasia plate boundary). The Levant Basin is bordered to the north by the Cyprus Arc (Africa-Eurasia plate boundary). The interaction between these tectonic plates had important consequences on the evolution of the Levant Basin whereby its eastern boundary has been affected by deformation along the Levant Fracture System. This major plate boundary is associated with a restraining bend in Lebanon and has been active since the Late Miocene. Until recent days, the absence of seismic data in the central Levant Basin was an obstacle against characterizing the tectonic setting of the basin. In this area, the geometry, kinematics and the age of the tectonic structures are poorly understood. A focal question thus remains on how the Levant Basin was affected by this adjacent plate boundary. Therefore, what is the impact of the deformation along the Levant Fracture System since the Late Miocene on this basin and how can we assess it? Has the latter been affected by other tectonic regimes prior to the onset of transpression? If so, how would the existing structures influence the style of modern deformation? In this study, high quality 2D and 3D seismic reflection data (with two 4290 m3 3D seismic cubes and seven 830 km long 2D seismic lines) were interpreted allowing identification and timing of the structures in the Levant Basin offshore Lebanon. Several fault families, mapped along the margin, are remnants of a lasting and complex tectonic history since Mesozoic times. These include NNE-SSW striking thrust faults active during the early Tertiary and inactive since the Pliocene; NNE-SSW striking anticlines folded during the Late Miocene and overlying pre-existing structuresd; and ENE-WSW striking dextral strike-slip faults inherited from Mesozoic times and reactivated during the Late Miocene. Only the dextral strike-slip faults show evidence of current activity and are interpreted to be linked to transpression along the Levant Fracture System. They constitute the westward extension of the plate boundary, formed under a transpressif regime and a NW-SE compression. We have showed how this plate boundary has evolved through the Neogene with a decrease in the shortening component during the Pliocene.The identification of pre-existing structures along the eastern Levant margin shed the light on the deep structuration affecting this area, inherited from Mesozoic tectonic events. The impact of these structures was tested through analogue modeling. Results indicated a considerable impact of pre-existing structures on the development of the restraining bend, localizing deformation at the onset of transpression and responsible of segmenting the restraining bend along an ENE direction. These ENE-WSW faults are thus major and are most likely associated with the deformation affecting the Palmyra basin since the Mesozoic, which is thus extending westward to Lebanon. This study has shown the important role of a margin on a strike-slip plate boundary. Namely, the development of antithetic faults (local dextral strike-slip faults in a regional sinistral strike-slip plate boundary) known in other similar plate boundaries is associated with a deep crustal anisotropy localizing the subsequent deformation

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Abily, Bénédicte. "Caractéristiques pétrographique, géochimique et structurale de la section crustale profonde de l'ophiolite d'Oman : Implications pour la genèse des magmas et le fonctionnement des chambres magmatiques à l'aplomb d'un centre d'expansion océanique." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627553.

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Abstract:

Ce travail repose sur (1) une étude de terrain des cumulats lités de l'ophiolite d'Oman, notamment dans plusieurs massifs où cette unité restait largement inexplorée, (2) une étude pétrographique et géochimique (microsonde électronique et LA-ICP-MS) d'environ 700 échantillons et (3) une simulation en laboratoire de la cristallisation de magmas boninitiques en présence d'eau. La cinquantaine de faciès pétrographiques définie, gabbroïques et ultrabasiques, est indispensable pour décrire rigoureusement la croûte profonde omanaise. Cette variété lithologique est révélatrice de la très grande variabilité des paramètres intensifs (P, T°, PH2O ...) et extensifs (composition) lors de la cristallisation des magmas au sein des chambres magmatiques à l'aplomb d'un centre d'expansion océanique. L'orthopyroxène précoce dans les cumulats primitifs (XMg > 80 %) est beaucoup plus commun que ce qui était proposé jusqu'à présent, ce qui remet en cause certaines idées reçues concernant l'origine de l'ophiolite. Je démontre que cette variété lithologique, l'abondance d'orthopyroxène, et d'autres caractéristiques pétrographiques et géochimiques des cumulats d'Oman s'expliquent par le mélange, dans des proportions variables, de deux principaux magmas : un d'affinité tholéiitique issu de la fusion d'une source asthénosphérique " N-MORB ", et un d'affinité andésitique à boninitique issu de la fusion hydratée d'une source lithosphérique déprimée. Ces deux magmas ont circulé dans des chenaux mantelliques (" filons ") avant d'alimenter les chambres. Le rôle de " mélangeur " des chambres magmatiques est ainsi confirmé. La contribution relative de ces deux magmas évolue au cours de l'ascension de diapirs asthénosphériques dans la lithosphère. Des variations abruptes de la pression partielle d'eau sont également indispensables pour rendre compte de l'ensemble de mes observations. Je montre aussi que les failles syn-accrétions, dont l'importance en Oman restait largement sousévaluée, sont un vecteur principal de la pénétration de fluides hydrothermaux jusque dans la croûte profonde en cours de cristallisation. Mon étude me permet également de mieux contraindre l'origine, encore très discutée, des intrusions " wehrlitiques " et de la zone de transition dunitique.

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Quebral, Ramon. "Tectonique du segment meridional de la faille philippine, mindanao oriental, philippines : passage d'une zone de collision a une zone de decrochement." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066679.

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Abstract:

Notre etude se concentre sur le segment meridional de la faille philippine. Cette faille, un grand decrochement intra-arc dans une region de convergence oblique, traverse la ceinture mobile philippine dans toute sa longueur. Au sud, dans la mer des moluques, les arcs de sangihe et d'halmahera entrent en collision suite a la fermeture totale de la mer des moluques. Le but principal de ce travail est d'etudier le passage de la zone de collision active a la zone de decrochement pur. L'etude stratigraphique et lithologique montre que la plupart de mindanao appartient paleogeographiquement a un meme ensemble, l'arc d'halmahera. Les unites de daguma et de saranggani montrent des affinites stratigraphiques avec la marge eurasiatique mais sont deja incorporees tectoniquement dans la ceinture mobile. Le bassin d'agusan-davao, d'age miocene superieur, est donc un bassin intra-arc et non le site d'un ancien contact entre deux arcs. D'autre la formation du bassin est anterieure a la faille philippine. Quant a l'unite de pujada, elle represente une ecaille de croute du bassin des moluques incorporee au front de l'arc de sangihe. La region du golfe de davao marque un changement de polarite structurale entre les deux grands ensembles. Tandis que l'arc d'halmahera est caracterise par des vergences vers l'ouest, l'arc de sangihe montre tout au contraire une vergence vers l'est. Pour mieux comprendre l'evolution spatio-temporelle de la partie orientale de mindanao, nous avons tout d'abord opere une distinction entre (1) la faille philippine, limitee a une zone de deformation tres etroite et nette, et (2) les structures compressives plus anciennes, liees a la collision des arcs, dont la deformation s'etend sur une vaste region. Celles-ci s'expriment par des chevauchements qui constituent les cordilleres et par une ceinture de plis dans le bassin d'agusan-davao. La localisation de la faille est independante des anciennes structures puisqu'elle recoupe la cordillere pacifique du nord mais aussi le bassin. Cependant, lorsqu'elle traverse la cordillere pacifique du sud, la faille reactive d'anciennes structures de la collision avant d'etre finalement prise en relais par une grande faille inverse liee a la subduction sous l'arc de sangihe. La convergence oblique, au niveau de la fosse, ainsi que les decalages differentiels des blocs situes entre la faille philippine et la fosse philippine, et la faille philippine qui progresse vers le sud, produisent un regime d'extension dans la region d'avant-arc de la fosse philippine. Un changement dans la direction du champ de contrainte du nnw-sse/nw-se a e-w a probablement accompagne l'apparition de la fosse philippine. Celui-ci est probablement du a un decouplage simple au niveau de la fosse sans qu'il y ait necessairement changement dans la direction de convergence. Une discordance angulaire diachrone caracterise la migration vers le sud de la deformation. Elle marque la fin de la deformation liee a la collision et donne une limite superieure pour l'age d'apparition de la faille philippine. Ce diachronisme, une manifestation de la progression vers le sud de la collision, suggere que la naissance de la faille philippine prend en relais la collision. Ce travail demontre la rapidite de l'apparition et de la progression, vers le sud de la faille, suivent le blocage de la zone de collision

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Duboeuf, Laure. "Injections de fluide dans une zone de faille (LSBB, Rustrel) : sismicité induite et déformation asismique." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018AZUR4002/document.

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Abstract:

Mieux appréhender la relation entre fluides, sismicité et déformation asismique est crucial en terme de risques et de ressources. Dans les zones d'injections de fluide une augmentation du taux de sismicité est observée, certains événements dépassant Mw=5. Quel est alors le rôle des fluides dans le déclenchement et le contrôle de la sismicité ? Une série d'injections de fluide à haute-pression a été réalisée dans les séries carbonatées du LSBB (Rustrel), dans la zone endommagée d'une faille inactive à 280 m de profondeur. Ces expériences in-situ ont permis l'étude des réponses sismiques et hydromécaniques (enregistrées par un large réseau de capteurs) de différentes structures géologiques à une stimulation hydraulique. Seuls certains tests ont été impactés par des séismes bien qu'une rupture ait été mesurée au point d'injection par un extensomètre. 215 séismes ont été détectés et se caractérisent par un contenu haute-fréquence (0.6 à 3 kHz) et de faible magnitude (-4.1 à -3.1). Leur localisation absolue et relative (précision de 1.5 m) a mis en évidence un manque de séismes à proximité du puits d'injection. En comparant le moment sismique cumulé et un moment équivalent de déformation, plus de 96 % de la déformation est asismique. Deux comportements sismiques distincts ont montré qu'au moins une partie de la sismicité était contrôlée par un transfert de contraintes. L'interprétation jointe des données géologiques, mécaniques, hydrogéologiques et sismiques a permis de reconstruire le mouvement des blocs de roches au point d'injection. Ainsi, la stimulation hydraulique de faille génèrerait un mouvement asismique, qui par transfert de contrainte, déclencherait la sismicité Better understanding how fluids pressure produce seismic or aseismic motion along faults is an important goal for seismic hazard assessment and for geological reservoir monitoring. Seismicity rate increase in fluid injection areas where some events may reach magnitude greater than 5. How fluids may induce and control seismicity? High-pressure fluid injections were performed in limestones, in the damaged zone of an inactive fault at 280m depth. These in-situ experiments allow to study the seismological and hydromechanical responses (recorded by 31 sensors) of different fracture types to a fluid perturbation. Only a few tests have generated seismicity even if ruptures are observed with a displacement sensor at the injection point. 215 earthquakes were detected and are characterized by high frequency content (0.6 to 3 KHz) and weak magnitude (-4.1 to -3.1). The relative and absolute locations (1.5m accuracy) indicate a lack of events in the vicinity of injection borehole. Comparing cumulated seismic moment with an equivalent deformation moment, more than 96% of the deformation is aseismic. Two distinct seismic behavior show that at least one part of the seismicity might be controlled by a stress transfer in the medium. Moreover, the joined interpretation geological, mechanical, hydrogeological and seismic data allow to build bloc motions at the injection point. Finally, our experiments showed that fluid injection mainly drives aseismic motion and the seismicity might be only an indirect effect related to stress transferred from the volume deformed by fluid pressurization

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Bécel, Anne. "Structure sismique de la Faille Nord Anatolienne en Mer de Marmara." Paris, Institut de physique du globe, 2006. http://www.theses.fr/2006GLOB0008.

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Abstract:

La campagne SEISMARMARA-Leg 1 permet une imagerie sismique à l’échellecrustale de la faille Nord Anatolienne en Mer de Marmara. Les profils desismique réflexion verticale, certains avec un traitement avancé, et lesobservations de sismique réfraction coïncidentes sur les sismomètres fondde mer permettent une imagerie détaillée du remplissage sédimentaire et del’activité des failles jusqu’au socle. L'architecture complexe peut êtreperçue comme une structure en fleur négative à l’échelle crustale. Un partitionnement de la déformation sur plusieurs failles est observé etsemble être le processus prédominant à travers l’ensemble du fossé Nord dela Mer de Marmara, incluant ses marges. La croûte inférieure et le Mohosont identifiés pour la première fois par une pénétration sans précédenten sismique multi-trace et la réfraction à grands déports à terre. Unamincissement crustal est ainsi mis en évidence sous le fossé Nord, encontraste abrupt E-O et plus progressif depuis le Sud. Un réflecteurinstracrustal interprété comme un détachement surmonté de blocs basculésde socle est imagé sur le long de la marge sud-ouest du fossé. Lagéométrie du toit de la croute supérieure qui remonte sous le fossé etcelle du détachement suggèrent un amincissement par omission de matérielcrustal avec transport vers le Sud-Ouest. La sismicité enregistrée par leréseau dense de sismomètres fond de Mer et de stations à terre estreplacée et discutée par rapport à l’image structurale obtenue Marine MCS reflection and offshore-onshore refraction seismicinvestigations during the SEISMARMARA-Leg1 Survey allow us to provide acrustal seismic imaging of the North Anatolian Fault in the Sea of Marmara. MCS profiles with advanced processing and refraction refractionmodeling of coincident OBS profiles provide a detailed imaging of thesedimentary record and fault activity and deep penetration into itsbasement. The complex architecture revealed for the supra-crustalstructure may be interpreted as a large negative flower structure atcrustal scale. A strain partitioning over several faults across the North Marmara Trough and its southern margins that may have changed activitywith time at places is observed as the predominant process. A reflectivelower crust and the Moho boundary are identified and constrained thanks tothe MCS profiles and wide-angle reflection-refraction observations fromland stations. A crustal thinning is found occurring under the NMT, sharpin the E-W direction and more progressively from the South. Anintra-crustal dipping reflector interpreted as being a detachmentsurmounted by tilted blocks of basement is imaged along the southwesternmargin of the NMT. The geometry of lower crustal upwarp together with thedetachment suggest a thinning by material omission with transportsouthwestwards. The microseismicity recording by a dense array of OBS andland stations is relocated and discussed with respect to the structuresimaged

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Clauzon, Victor. "Caractérisation in situ multi-échelles des transferts de fluide en zone de faille en milieu carbonaté." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTG075.

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Abstract:

Les zones de faille impactent de façon importante la circulation de fluides dans les réservoirs souterrains. Leur impact hydraulique est toutefois variable (conduit et/ou barrière), mal connu et mal quantifié. Or, les failles sont nombreuses dans les réservoirs carbonatés et la méconnaissance de leurs propriétés hydrodynamiques fait peser d’importantes incertitudes sur l’exploitation de ce type de réservoir. Afin d’optimiser les opérations d’exploitation dans ces milieux (qui peuvent contenir d’importantes ressources en eau ou en hydrocarbures), cette étude vise à caractériser qualitativement et quantitativement l’impact hydrodynamique propre à la structure d’une zone de faille. L’approche de travail adoptée s’appuie sur des investigations in situ et à l’échelle de la faille, via des tests hydrauliques dans un champ de forages en zone faillée. Ces travaux se sont déroulés dans les terrains carbonatés mésozoïque du nord de Montpellier (France) et en particulier sur l’hydrosystème du Lez. L’objectif premier de cette étude était la prospection pour l’installation d’un site expérimental constitué de 5 forages dans une zone de faille répondant à un cahier des charges précis. Le critère n°1 était d’éviter au maximum la présence de karst, dont l’influence hydraulique risque de masquer les propriétés hydrodynamiques spécifiques à la faille elle-même. Ainsi, afin de pouvoir éviter le karst, sa distribution et son fonctionnement ont été étudiés au cours de cette phase de prospection à l’échelle du réservoir. Il est apparu que les failles majeures NE-SW de l’hydrosystème du Lez sont très fortement karstifiées. Ces failles ont par ailleurs un rôle de chenal d’écoulement principal dans l’aquifère, caractérisé par de fortes vitesses de transfert de pression et de matière, qui permet la connexion hydraulique (ou la déconnexion) entre les compartiments en fonction des conditions hydrologiques. Au terme de cette première phase d’étude, la faille secondaire décrochante dextre de Rieu Coullon a été sélectionnée pour l’implantation des puits. Cette faille pluri-hectométrique orientée N°140E a ensuite fait l’objet d’une caractérisation géologique et structurale multi-échelles et multi-méthode (cartographie géologique, géophysique ERT, microtectonique, etc.) précise permettant d’appréhender son architecture. Des investigations en forages (diagraphies, pompages) ont enfin été réalisées. Les résultats obtenus montrent que, dans un contexte hydrologique défavorable (étiage léger), l’influence du karst n’a pas pu être évitée. Aussi, le rôle imperméable de la faille a pu être démontré mais pas quantifié. Toutefois, les investigations à l’échelle du site expérimental couplées aux investigations menées à l’échelle régionale ont mis en évidence (1), que le réseau karstique de l’aquifère du Lez est hiérarchisé et comparables à une arborescence où les failles majeures représentent le réseau principal, (2), que le site expérimental de Rieu Coullon est situé sur un réseau karstifié secondaire (connecté au réseau principal) dont la transmissivité homogène équivalente a été estimée à environ 10-5 m2/s à l’étiage et (3), que la diminution progressive de la hauteur d’eau dans l’aquifère durant l’étiage conduit progressivement à une compartimentation de l’aquifère à toute les échelles et in fine à une diminution de sa transmissivité homogène équivalente et de sa productivité. Les connaissances apportées par ces travaux peuvent permettre d’améliorer la gestion et la protection de la ressource en eau de l’aquifère du Lez, et à plus large échelle, des aquifères carbonatés peu poreux Fault zone can strongly impact the fluid flows in underground reservoirs. However, their hydraulic impact is variable (conduct and/or barrier), poorly known and poorly quantified. In carbonated reservoirs, faults are numerous and the insufficient knowledge of their hydrodynamic properties leads to strong uncertainties in the oil and groundwater exploitation operations. To optimize these operations, this study aims to characterize the qualitative and quantitative hydrodynamic impact of the fault zone structures. The working approach is based on in situ investigations at the fault scale, via some hydraulic tests in a well field in fault zone. This study took place North of Montpellier, on Mesozoic carbonates (France), and more specifically in the Lez hydrosystem. The study’s first objective was to prospect for experiment site, composed of five boreholes in a fault zone meeting specific requirements. The most important requirement was to limit the probability of karst development in the fault zone, which can hide the hydrodynamics properties of the fault zone itself. Thus, in order to avoid the presence of karst, its distribution and its functioning have been studied during this prospecting phase at the reservoir scale. The NE-SW major faults of the Lez hydrosystem are strongly karstified. Additionally, these faults have a flow channel behavior, which is characterized by a strong pressure and mass transfer, which enables the hydraulic connection (or disconnection) between compartments, depending of the hydrologic context. At the end of this first study step, the Rieu Coullon dextral strike-slip secondary fault was selected for the boreholes implantation. This 500 m NW-SE fault was then characterized by an accurate geological multi-scales and multi-methods study (geological mapping, geophysics ERT, micro tectonic, etc.) to evaluate the fault dimensions and architecture. Finally, investigations in wells (such as logging and pumping) were carried out. The results of this study show that, in a hydrologic context characterized by a slight decrease of water table during the low-water period, the karstic hydraulic influence could not be avoided. The impermeable behavior of the Rieu Coullon fault was revealed but not quantified. Nevertheless, the investigations at the fault scale associated to the investigations at the regional scale show that (1), the karstic network has a hierarchical and tree-like structure where the major faults represent the main network, (2) the Rieu Coullon well field is located on a secondary karstic network (which is connected to the main one) with a transmissivity of 10-5 m2/s in low-water periods and, (3), the progressive decrease of the water table leads to a progressive aquifer compartmentalization (at all scales) and therefore to decreased productivity and transmissivity of the aquifer. The knowledge brought by this study can contribute to improve the management and protection of the groundwater resource in the Lez aquifer, and at larger scale, in low-porosity carbonated aquifers

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OVER, SEMIR. "Analyse tectonique et etats de contraintes cenozoiques dans la zone centrale de la faille nord anatolienne (turquie)." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112109.

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Abstract:

La faille nord anatolienne (fna) est un des accidents actifs majeurs du poutour mediterraneen. C'est un decrochement dextre qui contribue avec la faille est anatolienne a l'extrusion vers l'ouest du bloc anatolien, consequence de la collision arabie/eurasie. Les etats de contrainte cenozoiques qui caracterise la partie centrale de la fna sont determines par inversions de stries mesurees sur les plans de failles qui affectent le socle mesozoique et les depots cenozoiques. L'analyse cinematique nous a permis d'identifier cinq etats de contrainte miocene superieur a actuel. Le premier regime tectonique est une compression nw-se, d'age probablement miocene superieur. Ce regime est suivi par deux extensions, d'age pliocene et de directions de ne-sw puis nw-se. Ces phases extensives sembleraient en relation avec l'extension egeenne. Le regime decrochant dans la region s'est instaure au pliocene. Il se caracterise dans un premier temps par un regime transpressif (cinematique dextre a composante inversesur la fna). Au pleistocene moyen, le regime tectonique en transpression change et devient transtensif (cinematique dextre a composante normale). Ce changement correspondrait a une modification du regime geodynamique en egee. Pour ces deux regimes en decrochement les directions horizontales principales sont identiques: nw-se et ne-sw pour les contraintes horizontales maximum et minimum, respectivement. L'inversion des mecanismes au foyer des seismes majeurs, nous a permis de mieux contraindre la variation spatiale du champ de contrainte actuel le long de la fna. Le regime tectonique est transpressif, a l'est, avec une direction de compression nnw-sse. Lateralement a l'ouest, il devient transtensif dans la partie centrale avec une direction de compression nw-se. A l'extremite occidentale, le regime est extensif et caracterise par une direction d'extension nne-ssw. Les changements temporels de l'etat de contrainte ainsi que la variation laterale du champ de contrainte actuel, le long de la fna, semblent directement lies aux forces exercees aux deux extremites du bloc anatolien qui resultent des mouvements relatifs entre les plaques rigides arabie, afrique et eurasie) et les blocs deformables (anatolie et egee)

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Soufi, Mohamed. "Étude des magmatismes leucogranitique et ongonitique du blond (haut-limousin-Massif Central français) : Relations avec une mise en place syntectonique du massif granitique." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10012.

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Abstract:

Deux évolutions magmatiques continues cohabitent dans le complexe granitique hercynien de Blond. Le premier magmatisme leucogranitique péralumineux suit un processus de cristallisation fractionnée qui mène à son terme, aboutit à un magmatisme ongonitique. Une classification typologique des topazes montre l'existence de liens pétrogénétiques avec la fugacité initiale du magma en fluor. Les données de pétrologie structurale déterminent un mode syncinématique de mise en place par montée diapirique, mouvement indissociable du régime de cisaillement de la faille d'oradour sur glane. L'étude des traceurs géochimiques des fabriques planaires superposées des micas ferrolitiques recristallisés souligne les directions structurales régionales ainsi que leur succession

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DeShon, Heather R. "Seismogenic zone structure along the Middle America subduction zone, Costa Rica /." Diss., Digital Dissertations Database. Restricted to UC campuses, 2004. http://uclibs.org/PID/11984.

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Jamois, Eric. "Interaction houle-structure en zone côtière." Aix-Marseille 2, 2005. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2005AIX22083.pdf.

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Abstract:

Dans le contexte du dimensionnement de structures marines ou côtières soumises à des vagues non-linéaires dans des profondeurs d'eaux variables, il est nécessaire de considérer les interactions vagues/structure et vagues/vagues sur de grands domaines. Dans cette optique, un modèle de type Boussinesq d'ordre élevé a été développé et a permis d'étudier les interactions non-linéaires susceptibles d'apparaître entre des vagues régulières, d'incidence normale ou oblique, et une structure de type parallélépipédique verticale dans toute la colonne d'eau. Plusieurs applications du modèle sur des cas concrets mettant en jeu des interactions non-linéaires vagues/structure d'ordre élevé, sont présentées. Une étude exhaustive d'un nouveau phénomène physique non-linéaire entraînant de fortes amplifications des vagues au devant de structures réfléchissantes est aussi menée For the design of marine or coastal structures subject to nonlinear waves in deep to shallow water, it is crucial to take into account both wave/structure and wave/wave interactions on large fluid domains. In this purpose, a high-order Boussinesq-type model has been developed and used to investigate nonlinear wave interactions with piecewise rectangular bottom-mounted (surface piercing) structures. Several practical applications of the model involving highly nonlinear wave run-up on a rigid plate are presented. Both normal and oblique wave conditions are considered. A new physical phenomenon creating large wave amplification in front of reflective structures is also fully studied

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Kaduri, Maor. "Interplay between creep/aseismic deformation, earthquakes and fluids in fault zones, with a special emphasis on the North Anatolian fault zone, Turkey." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU040/document.

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Abstract:

Le fluage asismique des failles dans la croûte supérieure est un mécanisme de déformation crucial le long des limites des plaques tectoniques. Il contribue au bilan énergétique du cycle sismique, retardant ou déclenchant le développement des grands tremblements de terre. Un enjeu majeur est de comprendre quels sont les paramètres qui contrôlent la partition entre déformations sismiques et asismiques dans les failles actives tels que la lithologie ou les transformations sous contrainte à toutes échelles et comment cette partition évolue dans le temps. Des observations géologiques réalisées dans ce travail le long de la Faille Nord Anatolienne en Turquie, combinées à des analyses de laboratoire et des traitements d’images, permettent de donner un éclairage nouveau sur ces mécanismes de fluage. En plus, les relations entre déformation finie et transfert de matière ont été utilisées en parallèle avec des données géodésiques pour comprendre l’évolution de ces mécanismes de fluage depuis le début du déplacement de cette faille.Une corrélation claire est observée entre fluage superficiel et composition des gouges de la faille : les segments sismiques sont composés de calcaires massifs sans gouge de faille argileuse alors que les segments asismiques qui fluent comprennent des gouges argileuses résultant de la transformation progressive de roches volcaniques. Dans ces zones de fluage une schistosité espacée se développe durant le premier stade de la déformation conduisant à un litage tectonique de type foliation, au début oblique puis subparallèle à la faille, qui accommode une part de la déformation asismique par dissolution cristallisation sous contrainte. En conséquence, les minéraux solubles comme le quartz et les feldspaths sont dissous conduisant à la concentration passive des phyllosilicates dans les gouges de failles qui sont ensuite altérés par des circulations de fluides produisant des minéraux argileux à faible friction. Dans le même temps les zones endommagées autour de la gouge sont fracturées et les fractures scellées par des carbonates. Ces transformations minérales et structurales amollissent les gouges de failles et durcissent les zones endommagées conduisant à une évolution de la déformation sismique – asismique de diffuse à localisée.Des modèles qui intègrent déformation finie et transfert de matière révèlent deux échelles d’espace de la déformation qui correspondent à une alternance de deux types de bandes de cisaillement avec une schistosité soit oblique soit subparallèle à la faille. Diverses valeurs de la déformation finie ont été estimées pour calculer la proportion de déplacement asismique par rapport au déplacement total sismique et asismique de la faille (80 km). Cette proportion qui dépend de la lithologie de la zone de faille varie de 0.002% dans les zones sismiques calcaires et évolue dans le temps dans les zones asismiques des roches volcaniques de 59% pour les stades précoces à 18% pour les stages récents Aseismic fault creep in the upper crust is a key deformation process along tectonic plate boundaries. It contributes to the energy budget during the seismic cycle, delaying or triggering the occurrence of large earthquakes. One of the greatest challenges is to understand which parameters control the partition between seismic and aseismic deformation in active faults, such as lithology or stress-driven transformations at all scales and how this partition evolves with time. Geological observations along the North Anatolian Fault in Turkey combined with laboratory analyses and imaging techniques performed in the present study shed new light on these mechanisms of fault creep. Moreover, the relationship between finite strain and mass change was compared with geodesy data in order to understand the evolution of these creep mechanisms since the beginning of this fault displacement.A clear correlation is shown between shallow creep and near-surface fault gouge composition: seismic segments of the fault are mostly composed of massive limestone without clay gouges, whereas aseismic creeping segments comprising clay gouges result from a progressive change of volcanic rocks. Within these creeping zones, anastomosing cleavage develops during the first stage of deformation, leading to tectonic layering that forms a foliation, oblique at first and then sub-parallel to the fault. This foliation accommodates part of the aseismic creep by pressure solution. Consequently, the soluble minerals such as quartz and feldspars are dissolved, leading to the passive concentration of phyllosilicates in the gouges where alteration transformations by fluid flow produce low friction clay minerals. At the same time damage zones are fractured and fractures are sealed by carbonates. As a result, these mineralogical and structural transformations weaken the gouge and strengthen the damage zone leading to the change from diffuse to localized seismic-aseismic zones.Models integrating finite strain and mass change reveal two spatial scales of strain that correspond to the alternation of two types of shear bands, with cleavages oriented either oblique or sub-parallel to the fault zone. Various total strain values were estimated in order to calculate the aseismic part of the total 80 km displacement along the locked and creeping sections. The aseismic strain fraction of the total tectonic strain in the fault depends on the fault lithology and varies from 0.002% in seismic zones made of limestone and evolves with time in the creeping zones made of volcanic rocks from 59% in the early stages of fault development to 18% in the recent times

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Bryne, Lars Elof. "Time dependent material properties of shotcrete for hard rock tunnelling." Doctoral thesis, KTH, Betongbyggnad, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-145678.

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Abstract:

In this thesis different mechanical properties for shotcrete (sprayed concrete) such as compression strength, bond strength, bending tensile strength, elastic modulus, free and restrained shrinkage as a function of its age was investigated. One of the main issues was to investigate the difference between ordinary cast concrete and shotcrete. Reliable material data for young and hardening shotcrete is scarce which in the past have made such comparisons difficult. Also, less accurate data representative for cast concrete has often been used in numerical modelling and design analyses. The focus of the project has particularly been on the properties bond strength and restrained shrinkage for which two new testing methods has been developed and evaluated. Microstructural studies have also been performed as a complement to the bond strength testing. The bond to rock is one of the most important properties for shotcrete used as rock reinforcement. During the very first time after spraying the physical properties and the bond to the rock depend on the set accelerator and the micro structure that is formed. The investigation of early age bond strength of shotcrete is of great importance both from a production perspective and a safety perspective. The newly developed method was tested and evaluated and proved that it can be used for bond strength testing already from a couple of hours after shotcreting. The bond, or adhesion, depends on several factors such as texture of the rock, the type of accelerator, application technique, etc. In this work the development of the microstructure in the interfacial transition zone (ITZ) and strength of the bond was investigated. The results show that the bond strength is related to the hydration process, i.e. the strength gain of the shotcrete. The early development of the ITZ was here studied using a scanning electron microscope (SEM) making it possible to observe changes over time, before and after proper cement hydration. Restrained shrinkage cracking of shotcrete, especially in the case of shotcrete sprayed on soft drains that are parts of a tunnel lining not continuously bonded to the rock, can be detrimental for the sustainability of an infrastructure tunnel system. Maintenance and repair costs can be high over time. It is shown that the developed test method realistically captures the behaviour of shotcrete drains on hard rock in situ. The method can be used in the evaluation of different technical solutions for avoiding or minimizing shrinkage cracks in shotcreted soft drains. It can also be used to assess the performance of shotcrete fully bonded to a rock surface, with respect to the ability to prevent cracking or to distribute possible shrinkage damage into several fine cracks instead of one wide. QC 20140526

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Bellou, Magalie. "Analyse sismotectonique de la zone sismique sud-islandaise." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066443.

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Abstract:

ANALYSE SISMOTECTONIQUE DE LA ZONE SISMIQUE SUD-ISLANDAISE. La Zone Sismique Sud-Islandaise (ZSSI) est une zone transformante sénestre E-W, d’environ 70-80 km de long et 20-30 km de large, localisée dans le sud de l’Islande à la latitude 64°N. La ZSSI est le siège d’une importante sismicité, avec notamment l’occurrence de deux séismes majeurs le 17 juin (Mw= 6. 5), et le 21 juin 2000 (Mw= 6. 4) plus à l’ouest. Une inversion des mécanismes au foyer a été réalisée sur 33878 séismes, correspondant à la période comprise entre le 01 juillet 1991 et le 31 décembre 2004, afin d’identifier les régimes de contraintes dans la ZSSI depuis l’installation du réseau sismique islandais en juillet 1991 (réseau SIL). Cette inversion révèle la présence de deux régimes de contraintes opposés. Le régime principal, qui se définit par une compression NE-SW et une extension NW-SE. Le régime secondaire est perpendiculaire et correspond à une compression NW-SE et une extension NE-SW. L’étude spatio-temporelle de la sismicité montre que ces deux régimes sont liés de façon complexe, ce qui suggère que la réponse élastique de la croûte à la déformation peu profonde, incluant le rebond élastique et la chute des contraintes, joue un rôle prépondérant dans la permutation des axes de contraintes σ1 et σ3. La reconstitution du déplacement co-sismique moyen, faite à partir d’une étude minutieuse des «push-ups», avec mesures de terrain, micro-gravimétrie et essai de modélisation indiquent des valeurs de déplacements comparables comprises entre 1. 1 et 1. 6 m. L’évaluation des magnitudes des séismes responsables de ces différentes ruptures a été faite par comparaison avec les traces des séismes instrumentés récents. Elle démontre que par le passé des séismes de magnitude égale à 7 ou supérieure se sont produits dans la ZSSI. Le cisaillement simple profond, lié au fonctionnement de la transformante et affectant les couches les plus ductiles, prévaut dans la ZSSI le long d’un corridor d’environ 20 km de large. En surface, il semblerait que ce cisaillement s’exprime par une rotation de blocs. La distribution des failles et les dimensions reconstituées des blocs sont cohérentes avec un modèle d’évolution structurale simple de la Zone Sismique Sud-Islandaise, permettant d’apporter une interprétation tectonique précise dans un type de zone transformante océanique généralement inaccessible à l’observation terrestre In southern Iceland, the South Iceland Seismic Zone (SISZ) is an E-W trending, left-lateral active transform zone at latitude 64°N. The SISZ is approximately 20-30 km wide and 70-80 km long. The last major seismic crisis recorded in the SISZ occurred in June 2000. A first major event occurred on June 17th, 2000 (Mw= 6. 5) and was followed by a second event on June 21st, 2000. The mass inversion aimed at to identifying the seismotectonic stress regimes that best account for the whole set of data. The inversion reveals consistent orientations, for both a primary strike-slip regime with NE-SW compression and NW-SE extension and a secondary strike-slip regime with NW-SE compression and NE-SW extension. A simple permutation, or switch, occurs between the extreme stress axes of these two regimes (maximum and minimum principal stresses), so that they should be considered as mechanically ‘opposite’. The study of the space and time evolution of the two stress regimes, at the regional scale of the SISZ, indicates that the corresponding earthquakes are highly intricate in space and time. This suggests that the secondary regime does not correspond to distinct regional seismotectonic mechanisms but mainly results from the effects of elastic rebound, stress drop and fluid migration. However, despite homogeneity revealed in the first approximation by the stress analysis of the whole SISZ, the study of stress tensors at a local scale around the faults reveals some interesting spatial variations. The results indicate a larger average deviation of the stress between 5 to 10 km, up to about 40 degrees instead of about 20 degrees at shallower depths. This difference in angular dispersion may be attributed to an effect of the higher fluid pore pressure beneath the depth of about 5 km. The three-dimensional structural analysis of the push-up structures reveals the amount of displacement along earthquake strike-slip faults and indicates similar values for each fault in a range of 1. 1-1. 6 m. The determinations of the magnitudes from co-seismic displacement evaluation demonstrate that in the past, the earthquakes may have reached magnitude equal to 7 or more in the SISZ. The proximity of the Icelandic Mantle Plume, marked by a positive thermal anomaly, certainly affected the rheology of the upper lithosphere and hence the structural development of the transform deformation zone. Simple shear probably prevails within a 20 km wide corridor, with a typical pattern of brittle deformation in the uppermost crust and a more pervasive deformation in the underlying, partly viscous layer. The block faulting at the surface is quite consistent with a Riedel type distribution. Both the fault distribution and the effective block dimensions are consistent with a simple structural evolution model

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Lachaud, Cédric. "Etude du cycle sismique sur une expérience analogique de zone de faille : caractérisation de la déformation par suivi micro-sismique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU002/document.

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Abstract:

Le cycle sismique résulte de la compétition entre des mécanismes de renforcement et d'endommagement. Le temps de récurrence entre les grands séismes fait qu'il est difficile d'observer des cycles complets. L'étude expérimentale des mécanismes de déformation et de nucléation des fractures a permis de mieux contraindre les processus à l'origine des séismes. Le rôle de la cicatrisation sur l'évolution de la résistance d'une faille soumise à une déformation stationnaire à été étudié expérimentalement par Weiss et al (2016). Dans cette expérience, une faille est créée dans une plaque de glace par cisaillement. Les mécanismes de cicatrisation sont obtenus par le regel de l'eau présente dans la zone de déformation. Dans le cadre de cette thèse, ce dispositif expérimental a été étendu pour permettre le suivi micro-sismique de la déformation imposée. Les mécanismes de déformation fragile émettent des ondes élastiques détectables qui se propagent dans le milieu, nous permettant de les caractériser. En raison de la géométrie en plaque du milieu, on observe la propagation d'ondes guidées similaire aux modes de Lamb symétrique et antisymétrique.Les fractures de grandes tailles se distribuent selon une loi de puissance en $10^{-bm}$ similaire à ce qui est observé en sismologie. Cependant, lors des expériences de déformation stationnaires, la valeur de $b$ est large ($b=3$), et bien supérieure à ce qui est observée dans la croûte terrestre ($b=1$). Une valeur de $b$ aussi élevée traduit le fait que la déformation est principalement accommodée de façon asismique ou part des fractures trop petites pour être détectées par notre méthode. Lorsque le rôle de la cicatrisation est renforcée par rapport à l'endommagement, on observe une diminution de la valeur de $b$. Ce changement de distribution est probablement dû à la diminution des hétérogénéités de structure dans la faille et à une augmentation de sa capacité à accumuler une contrainte plus élevée avant la rupture, permettant aux fractures de se propager sur de plus longues distances. Une partie importante de la sismicité correspond à des multiplets qui semblent être des produits passifs de la déformation. Ce comportement est similaire à ce qui est observé pour les essaims de séismes déclenchés par des transitoires de déformation : valeur de $b$ grande, absence de choc principal et peu de déclenchement de répliques. Pour des taux de déformation faibles, on observe une augmentation des chutes de couple avec la magnitude de la forme $Delta Gamma sim M_0 sim 10^{1.2m}$, similaire à ce qui est observé dans la croûte terrestre, $M_0 sim 10^{1.5m}$. Il est donc possible que la relation observée en sismologie s'étende aux petites magnitudes observées ici. Une diminution du couplage sismique est observé avec l'augmentation du taux de glissement $Omega$. Pour finir, pour une fracture de magnitude donnée, on observe une diminution de la chute de couple avec l'augmentation de $Omega$. Ce comportement peut être expliqué par la diminution du couplage sismique et/ou une dépendance du taux de cicatrisation The deformation observed along a seismic fault can be described as the succession of phases for which the fault accumulate stress imposed by the steady deformation of the surrounding regions, and phases of sudden sliding during which the stress is relaxed: the earthquakes. After the rupture, strengthening mechanisms are required to make possible the new accumulation of elastic stress. Therefore, the seismic cycle results in the steady competition between strengthening and damage. The aim of this study is to explore the role of cohesion-healing on the fault deformation dynamic, as well as to characterize the effect of slip rate on the seismicity. The experimental set-up designed by Weiss et al (2016) has been extended in this study to carry out a micro-seismic monitoring of the deformation. This experiment consists in the shear deformation of a fault created in a thin ice plate overlying a water column. Cohesion-healing mechanisms are achieved through freezing of the water along the fault. The damage mechanisms and the spatial and temporal distribution of the deformation can be characterized thanks to the detectable elastic waves emitted by the fracturing. Because of the plate geometry and underlying water column, we observed guided waves similar to the Lambs symmetric and antisymmetric modes.The largest fractures distribute according to a power law of the form $10^{-bm}$ that is similar to the one observed in seismology. At a constant sliding rate, we observe a large $b$ value, $simeq 3$, which is much larger than the value observed in the Earth's crust ($b=1$). This large $b$ value indicates that the deformation is mainly accommodated aseismically or by small, undetected, fractures. During Slide-Hold-Slide experiment that corresponds to a case for which the cohesion-healing is enhanced compared to the damage, we observe a decrease in the $b$-value likely due to a decrease in fault heterogeneity and an increase of the fault ability to store more elastic stress before the rupture, allowing the fractures to grow larger. An important part of the fractures are multiplets, swarms of fractures, which seem to be passive by-products of the imposed deformation. This behaviour is similar to the one observed for swarm seismicity triggered by slip transient: high $b$-value, no identified mainshock, and very little triggering. For small driving rate $Omega$, we observe an increase in torque drop amplitude with magnitude, $Delta Gamma sim M_0 sim 10^{1.2m}$, similar to the relation observed in seismology, $M_0 sim 10^{1.5m}$. Thus, the latter could be extended to small magnitudes observed in this study. A decrease of the seismic coupling is observed through the decrease in the number of fractures per unit of slip, and because in average a fracture behaves similarly at the different $Omega$ tested. Finally, for a given magnitude interval, we observe a decrease in torque drop amplitude with the increase in $Omega$. This could be explained by the observed decrease in seismic coupling or by a decrease in strengthening rate with $Omega$ that is not observed

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Chami, Khazraji Soumia. "Étude de la zone Haltenbanken par la méthode de stratigraphie sismique." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066456.

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Abstract:

L’étude interprétative de stratigraphie sismique a permis de différencier de nombreuses unités de faciès sismiques dans la marge continentale de la Norvège centrale. Elle a conduit également à la détermination de l'environnement de dépôt, de la lithologie grossière et de l'énergie du milieu de dépôt de ces séquences. La qualité des observations et interprétations données dépend du maillage sismique disponible. Un certain nombre de problèmes n'a pu être résolu : les cartes de chenaux et des lobes tertiaires nécessiteraient une sismique plus dense voire même de la sismique haute résolution. L’étayement de l'étude de ces réservoirs potentiels pourrait se faire par les biais de forages profonds qui permettraient de mieux connaitre l'organisation de ces appareils.

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Lipke, Katrin, Frank Krüger, and Dirk Rößler. "Subduction zone structure along Sumatra from receiver functions." Universität Potsdam, 2008. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2008/1826/.

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Abstract:

Receiver functions are a good tool to investigate the seismotectonic structure beneath the a seismic station. In this study we apply the method to stations situated on or near Sumatra to find constraints on a more detailed velocity model which should improve earthquake localisation. We estimate shallow Moho-depths (~ 21 km) close to the trench and depths of ~30 km at greater distances. First evidences for the dip direction of the slab of ~60° are provided. Receiver functions were calculated for 20 stations for altogether 110 earthquakes in the distance range between 30° and 95° from the receiver. However the number of receiver functions per station is strongly variable as it depends on the installation date, the signal-to-noise-ratio of the station and the reliability of the acquisition. Receiver Funkttion stellen eine gut Methode zur Untersuchung von Seismotektonischen Strukturen unterhalb einer seismischen Station dar. In dieser Arbeit wenden wir die Methode auf Station auf oder nahe Sumatra an um Hinweise für ein detaillierteres Geschwindigkeitsmodell zu erhalten, welches die Lokalisierung von Erdbeben verbessern sollte. Wir ermitteln flache Moho-Tiefen (~21 km) in der Nähe des Trenchs und Tiefen um die 30 km in größeren Distanzen. Erste Hinweise für eine Einfallsrichtung des Slabs von ~60° konnten gefunden werden. Receiver Funktionen wurden für 20 Stationen für insgesamt 110 Erdbeben im Distanzbereich zwischen 30° und 95° berechnet. allerdings ist die Anzahl von Receiver Funktionen pro Station sehr variabel, da sie vom Installationszeitpunkt, dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Zuverlässigkeit der Datenaufnahme an der Station abhängt.

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Clark, Henry S. X. "Protein structure / function prediction within the twilight zone." Thesis, University of Essex, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.412342.

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Coussement, Christophe. "Structures transverses et extension intracontinentale : le rôle des zones de failles d'Assoua et Tanganyika-Rukwa-Malawi dans la cinématique néogène du système de Rift Est-africain." Brest, 1995. http://www.theses.fr/1995BRES2008.

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Abstract:

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

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Le, Garzic Edouard. "Distribution multi-échelle de la fracturation dans les réservoirs cristallins : influence de l'héritage structural. Exemples des marges obliques proximales du golfe d'Aden et de Catalogne." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/LE_GARZIC_Edouard_2010.pdf.

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Abstract:

La découverte de nombreux réservoirs fracturés dans le socle a considérablement relancé l’intérêt porté sur l’étude de la fracturation du socle. Une meilleure compréhension des relations d’échelles qui caractérisent la géométrie des systèmes fracturés est donc nécessaire, dans le but de guider l’interprétation des données régionales et de les extrapoler à d’autres échelles. Une cartographie multi-échelle des systèmes fracturés des socles cristallins du Yémen et de Catalogne a été décrite à travers des analyses statistiques des différents paramètres géométriques. Le réservoir fracturé analogue est défini suivant un modèle à double porosité dans lequel les systèmes tectoniques et les systèmes de joints correspondent respectivement à la colonne vertébrale et à la matrice du réservoir. Ces deux entités montrent des propriétés géométriques, réservoir et d’échelle contrastées. Dans les systèmes tectoniques, les géométries multi-échelles sont auto-similaires, montrent des comportements fractals et les zones de failles présentent une organisation hiérarchique. Dans les systèmes de joints, le réseau de fractures est dépendant de l’échelle et les espacements sont réguliers ou aléatoires. De plus, le rôle de l’héritage structural a été investigué. Les principaux résultats montrent que (i) la dimension et l’orientation des structures héritées sont des paramètres majeurs qui contrôlent la compétition entre réactivation et néoformation et (ii) le découplage structural entre deux niveaux crustaux possédant un héritage structural hétérogène (e. G. Le socle et sa couverture sédimentaire) est contrasté et peut être efficace sans niveau de décollement Development of basement fractured reservoirs “in and around igneous rocks” have been carried out in recent years. Analyses of field rock analogues are thus required for a better understanding of the scaling characteristics of fracture systems, which could guide both the interpretation of regional data, and its extrapolation to other different scales. Multi-scale mappings of extensional fracture systems in the crystalline basements of Yemen (panafrican) and Catalonia (hercynian) are described through statistical analyses of several geometrical parameters. The fractured reservoir analogue is defined with a dual porosity model in which tectonic and joint systems correspond to the basement reservoir “backbone” and “matrix” respectively. These two end-members reveal contrasting geometrical, reservoir, and scaling properties. In tectonic systems, multi-scale geometries are “self-similar”, the fracture network shows fractal behavior, and fault zones show hierarchical organization of geometrical parameters such as length, thickness, and spacing. In joint systems, the fracture network is scale dependent with negative exponential length distribution, and shows anti-clustered spacing. In addition, the role of structural inheritance in basement fracture systems has been investigated. Main results show that (i) size and orientation of inherited structures are major parameters which controlled competition between reactivation and neoformation and (ii) structural decoupling between layered crustal levels having heterogeneous structural inheritance (e. G. Basement versus sedimentary cover) is contrasting and could be effective without an intermediate decollement level

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Acton, C. E. "Shear velocity structure of the India-Asia collision zone." Thesis, University of Cambridge, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.595335.

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Abstract:

This dissertation describes the use of a number of seismic techniques to probe further the crustal and uppermost mantle shear velocity structure of the collision zone and the undeformed Indian shield to the south. A study of Rayleigh wave fundamental mode group velocity dispersion curves for 4054 receiver-source paths across India, Tibet and surrounding regions is used to obtain high-resolution group velocity maps between 10s and 70s. The dataset provides a higher frequency content than previous global studies and, with the inclusion of long paths up to ~5000km, bridges the gap between regional and global studies. This provides better constraints on whole crustal structure. Higher frequency P to S receiver functions are used to resolve the position of the major interface beneath seismic stations across the region; most importantly the crust-mantle boundary. Joint inversion of receiver function data and group velocity dispersion data limits the non-uniqueness inherent in receiver function inversion which is highly sensitive to a depth-velocity trade-off. The receiver function study is divided into two parts, defined by geographical area. Firstly, data from a number of broadband stations deployed over the course of this research in West Bengal and Sikkim are analysed alongside data from the INDEPTHII deployment which provides a northwards extension of the profile into Tibet. Data from previous experiments in nearby Nepal and Bhutan are studied in order to give a more complete picture of the crustal structure of this region of the Himalayas. Secondly, receiver function data for a large number of stations across the South Indian shield are revisited to provide an improved and coherent picture of variations in crustal thickness across the different geological terrains. Finally, dispersion curves extracted from the series of group velocity maps produced for the region are inverted for shear velocity structure.

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Wang, Yalin. "Document analysis : table structure understanding and zone content classification /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2002. http://hdl.handle.net/1773/6079.

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Martin, Sebastian. "Subduction zone wave guides : deciphering slab structure using intraslab seismicity at the Chile-Peru subduction zone." Phd thesis, Universität Potsdam, 2005. http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/582/.

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Abstract:

Subduction zones are regions of intense earthquake activity up to great depth. Sources are located inside the subducting lithosphere and, as a consequence, seismic radiation from subduction zone earthquakes is strongly affected by the interior slab structure. The wave field of these intraslab events observed in the forearc region is profoundly influenced by a seismically slow layer atop the slab surface. This several kilometer thick low-velocity channel (wave guide) causes the entrapment of seismic energy producing strong guided wave phases that appear in P onsets in certain regions of the forearc. Observations at the Chile-Peru subduction zone presented here, as well as observations at several other circum-pacific subduction zones show such signals. Guided wave analysis contributes details of immense value regarding the processes near the slab surface, such as layering of subducted lithosphere, source locations of intraslab seismicity and most of all, range and manner of mineralogical phase transitions. Seismological data stem from intermediate depth events (depth range 70 km - 300 km) recorded in northern Chile near 21 Grad S during the collaborative research initiative " Deformation Processes in the Andes" (SFB 267). A subset of stations - all located within a slab-parallel transect close to 69 Grad W - show low-frequency first arrivals (2 Hz), sometimes followed by a second high-frequency phase. We employ 2-dimensional finite-difference simulations of complete P-SV wave propagation to explore the parameter space of subduction zone wave guides and explain the observations. Key processes underlying the guided wave propagation are studied: Two distinct mechanisms of decoupling of trapped energy from the wave guide are analyzed - a prerequisite to observe the phases at stations located at large distances from the wave guide (up to 100 km). Variations of guided wave effects perpendicular to the strike of the subduction zone are investigated, such as the influence of phases traveling in the fast slab. Further, the merits and limits of guided wave analysis are assessed. Frequency spectra of the guided wave onsets prove to be a robust quantity that captures guided wave characteristics at subduction zones including higher mode excitation. They facilitate the inference of wave guide structure and source positioning: The peak frequency of the guided wave fundamental mode is associated with a certain combination of layer width and velocity contrast. The excitation strength of the guided wave fundamental mode and higher modes is associated with source position and orientation relative to the low-velocity layer. The guided wave signals at the Chile-Peru subduction zone are caused by energy that leaks from the subduction zone wave guide. On the one hand, the bend shape of the slab allows for leakage at a depth of 100 km. On the other, equalization of velocities between the wave guide and the host rocks causes further energy leakage at the contact zone between continental and oceanic crust (70 km depth). Guided waves bearing information on deep slab structure can therefore be recorded at specific regions in the forearc. These regions are determined based on slab geometry, and their locations coincide with the observations. A number of strong constraints on the structure of the Chile-Peru slab are inferred: The deep wave guide for intraslab events is formed by a layer of 2 km average width that remains seismically slow (7 percent velocity reduction compared to surrounding mantle). This low-velocity layer at the top of the Chile-Peru slab is imaged from a depth of 100 km down to at least 160 km. Intermediate depth events causing the observed phases are located inside the layer or directly beneath it in the slab mantle. The layer is interpreted as partially eclogized lower oceanic crust persisting to depth beyond the volcanic arc. Subduktionszonen sind bis in große Tiefen von intensiver Erdbebentätigkeit geprägt. Die Erdbebenquellen befinden sich in der subduzierten Lithosphäre (Slab), ihr Wellenfeld wird deshalb stark von der internen Slab-Struktur beeinflusst. Eine Schicht mit reduzierter seismischer Geschwindigkeit im oberen Bereich der Platte kann als Wellenleiter für diese Signale fungieren. In der nur wenige Kilometer dicken Schicht entstehen sogenannte geführte Wellen, die in Teilen des Forearc beobachtet werden. Diese Phasen bergen wertvolle Informationen über die Struktur nahe der Slab-Oberfläche, wie zum Beispiel Dicke der Schichtung, Herdlokationen und vor allem Tiefe und Art mineralogischer Umsetzungen. Die Beobachtungen stammen von mitteltiefen Beben (70 km - 300 km) im Untersuchungsgebiet in Nord-Chile und wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereich 267 " Deformationsprozesse in den Anden" aufgezeichnet. Stationen in einem Streifen um 69 Grad W, der sich parallel zum Streichen der Subduktionszone erstreckt, zeigen niederfrequente Ersteinsätze, denen teilweise höherfrequente Phasen folgen. Mit Hilfe eines 2-dimensionalen Finite-Differenzen-Algorithmus werden die P-SV Wellenausbreitung simuliert, und die Beobachtungen erklärt. Zentrale Fragestellungen zu Wellenleitern in Subduktionszonen werden untersucht: Es werden zwei Mechanismen, die das Auskoppeln seismischer Energie aus dem Wellenleiter ermöglichen beschrieben - eine Grundvoraussetzung für das Auftreten von geführten Wellen in großen Entfernungen vom Wellenleiter (bis zu 100 km). Des weiteren werden Stärken und Grenzen der Analyse von geführten Wellen erörtert. Die Spektren der geführten Wellenzüge erweisen sich als robuste Messgröße, um die Charakteristika des Wellenleiters zu bestimmt. Struktur des Wellenleiters und Quellpositionen können so für festgelegte Quell-Empfänger-Geometrien abgeleitet werden. Die Peak-Frequenz der Grundmode wird durch eine Kombination aus Dicke der Schicht und Geschwindigkeitskontrast bestimmt. Die Stärke der Anregung der Grundmode und höherer Moden lässt auf die Lage und Orientierung der Erdbebenquelle relativ zur Schicht schließen. Geschwindigkeitskontrast, Schichtdicke und Quellposition sind von herausragender Bedeutung, um mineralogische Interpretationen des Wellenleiters zu überprüfen. Aufbauend auf die Simulationen werden die Beobachtungen interpretiert und Auskunft über die Struktur der Chile-Peru Subduktionszone erhalten: Eine dünne Schicht an der Slab-Oberfläche (durchschnittlich 2 km dick) trägt geringere seismische Geschwindigkeiten als der umgebende Mantel und fungiert als Wellenleiter für intra-platten Ereignisse in Tiefen von 100 bis mindestens 160 km. Ereignisse, die geführte Wellen hervorrufen, liegen in dieser Schicht oder direkt darunter im subduzierten Mantel. Um zu den Stationen in der Forearc-Region zu gelangen, entkoppelt ein Teil der geführten Wellen in einer Tiefe von circa 100 km aus der Niedergeschwindigkeitsschicht. Die Krümmung des Slab erlaubt das Austreten der Wellen und nimmt auch Einfluss auf die Pulsformen. Der Wellenleiter in der Chile-Peru Subduktionszone ergibt sich als unregelmäßige Schicht mit reduzierter seismischer Geschwindigkeit, in der geführte Wellen entstehen, in unterschiedlichen Tiefen wieder austreten, und an die freie Oberfläche gelangen. Die Beobachtungsgebiete befinden sich im Forearc und werden durch die Geometrie und Struktur der subduzierten Platte festgelegt. Die nur wenige Kilometer dicke, seismisch langsame Schicht an der Oberfläche des Chile-Peru Slab legt nahe, dass die Unterkruste der subduzierten Platte bis in große Tiefen besteht und nicht vollständig eklogitisiert ist. Abgeleitete Schichtdicke, Geschwindigkeitskontrast

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Chorover, Jon, Louis A. Derry, and William H. McDowell. "Concentration-Discharge Relations in the Critical Zone: Implications for Resolving Critical Zone Structure, Function, and Evolution." AMER GEOPHYSICAL UNION, 2017. http://hdl.handle.net/10150/626479.

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Abstract:

Critical zone science seeks to develop mechanistic theories that describe critical zone structure, function, and long-term evolution. One postulate is that hydrogeochemical controls on critical zone evolution can be inferred from solute discharges measured down-gradient of reactive flow paths. These flow paths have variable lengths, interfacial compositions, and residence times, and their mixing is reflected in concentration-discharge (C-Q) relations. Motivation for this special section originates from a U.S. Critical Zone Observatories workshop that was held at the University of New Hampshire, 20-22 July 2015. The workshop focused on resolving mechanistic CZ controls over surface water chemical dynamics across the full range of lithogenic (e.g., nonhydrolyzing and hydrolyzing cations and oxyanions) and bioactive solutes (e.g., organic and inorganic forms of C, N, P, and S), including dissolved and colloidal species that may cooccur for a given element. Papers submitted to this special section on concentration-discharge relations in the critical zone include those from authors who attended the workshop, as well as others who responded to the open solicitation. Submissions were invited that utilized information pertaining to internal, integrated catchment function (relations between hydrology, biogeochemistry, and landscape structure) to help illuminate controls on observed C-Q relations.

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Bestani, Lucie. "Géométrie et cinématique de l’avant-pays provençal : modélisation par coupes équilibrées dans une zone à tectonique polyphasée." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4313.

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Abstract:

L’architecture structurale et l’évolution du bassin d’avant-pays Pyrénéo-Alpin de Provence sont contrôlées par des failles profondes héritées du rifting de Gondwana au cours du Permo-Trias, par des variations d’épaisseur de la pile sédimentaire mésozoïque et par l'alternance d’évènements tectoniques compressifs et extensifs qui ont affecté la zone depuis la fin du Paléozoïque. La construction de deux coupes équilibrées d’échelle régionale (~150 km) montre que le style tectonique de l’avant-pays provençal est dominé par une tectonique de socle en Provence orientale et par une tectonique de couverture en Provence occidentale, associé avec du diapirisme dans les deux domaines. Les deux domaines sont couplés à l’échelle crustale et séparés par une zone d'accommodation dans la couverture: la Faille de la Moyenne Durance, dont la partie profonde est héritée du Paléozoïque. La structure actuelle de l’avant-pays Pyrénéo-Alpin de Provence correspond essentiellement à la signature de la compression Pyrénéo-Provençale Crétacé supérieur-Eocène (>90%). La part de la déformation Alpine est minime (9%). La phase d'extension Oligocène entre ces deux périodes compressives a été quantifiée à 1.7%. Les données de traces de fission sur apatite suggèrent une exhumation régionale à ~80 Ma reliée à la compression Pyrénéenne. Les chevauchements pyrénéens principaux ont joué simultanément, comme l’indiquent l’âge et la répartition des séries sédimentaires syntectoniques The structural architecture and evolution of the Pyrenean-Alpine foreland of Provence are controlled by deep-seated basement faults inherited from Gondwana rifting during Permo-Triassic time, by variations in the Mesozoic sedimentary pile thickness and by alternating compressive and extensive tectonic events that affected the area since the late Paleozoic. The construction of two balanced cross sections at regional scale (~150 km) shows that the structural style of the Provence foreland is dominated by thick-skinned tectonic in eastern Provence and thin-skinned tectonic in western Provence, associated with diapirism in each domain. Both domains are coupled at crustal scale and separated by an accommodation zone in the cover: the Middle Durance Fault, whose deep-seated part is inherited from the Paleozoic. The current structure of the Pyrenean-Alpine foreland of Provence mainly corresponds to the Pyrenean-Provence compression signature during Late Cretaceous to Eocene (>90%). The Alpine deformation proportion is minor (9%). The Oligocene extension phase between these two compressive periods has been quantified at 1.7%. The apatite fission track data suggests an exhumation stage around 80 Ma related to the Pyrenean compression. The main Pyrenean thrusts were synchronous, as indicated by the age and distribution of syntectonic sedimentary series

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Toma, Violeta E. "On Meridional Structure and Dynamics of the Intertropical Convergence Zone." Thesis, Georgia Institute of Technology, 2005. http://hdl.handle.net/1853/7177.

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Abstract:

The location of the Inter-Tropical Convergence Zone plays an important role in the climatology of tropical regions. Yet, despite its importance, the basic physics that determine the location of the ITCZ are not fully understood. Observational analyses show that, where the cross-equatorial pressure gradient is strong, the maximum convection is not necessarily associated with the highest sea surface temperature,or correspondingly, the lowest sea level pressure. Tomas and Webster (1997) argue that if a strong enough cross-equatorial pressure gradient exists and the system is inertialy unstable, secondary ameliorating circulations will drive strong off-equatorial convection in regions where ITCZ location is determined by low tropospheric dynamics. The observational record is re-examined to test the inertial instability hypothesis using the new ECMWF reanalysis data set. Composite analyses are performed to study the structure of the summer meridional circulation for the tropical Eastern Pacific Ocean and Atlantic Ocean. In agreement with Tomas and Webster theory, we find that the magnitude of the cross-equatorial pressure difference appears to determine the intensity of convection with low values of outgoing longwave radiation always to the north of the zero absolute vorticity line, and the absolute vorticity advection equatorward of the this line. Also the observed oscillation period of the disturbance for the studied regions coincides with theoretical oscillation period of the inertial flow.

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Collings, Rachel Elizabeth. "The Sumatra subduction zone : seismicity, velocity structure and seismic anisotropy." Thesis, University of Liverpool, 2012. http://livrepository.liverpool.ac.uk/7233/.

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Abstract:

On September 12 2007, an Mw 8.4 earthquake occurred within the southern section of the Mentawai segment of the Sumatra subduction zone, where the subduction thrust had previously ruptured in 1833 and 1797. Following the 2007 rupture, a temporary local network was installed in the Mentawai region between December 2007 and October 2008 to record the aftershocks. Additionally, a second network was installed in central Sumatra between April 2008 and February 2009. In this study the data obtained from the Mentawai network were used to determine 2D and 3D Vp and Vp/Vs models, first motion polarity focal mechanisms and accurate hypocentre locations. In addition to this, shear wave splitting (SWS) measurements from both networks were used to determine the type, amount and location of anisotropy. This has enabled us to obtain a detailed image of the structure of the subduction zone, ascertain the down-dip limit of the seismogenic zone and determine the deformation occurring. The forearc islands are characterized by a low Vp (4.5-5.8 km/s) and a high Vp/Vs ratio (>2.0), suggesting that they consist of fluid-saturated sediments. The down-going slab is clearly distinguished by a dipping region of high Vp (8.0 km/s), which can be traced to ~50 km depth, with an increased Vp/Vs ratio (1.75 to 1.90) beneath the forearc islands and the western side of the forearc basin, suggesting hydrated oceanic crust. Beneath the slab, a ~150 km thick layer of sub-slab anisotropy has developed due to the oceanic asthenosphere being entrained by the subducting slab. Two clusters of seismic activity are found within the ~25-30 km thick overriding crust. The location of the first cluster confirms that the Mentawai Fault is active and may accommodate backthrust movement, while the second cluster suggests a backthrust may be present on the eastern side of the forearc basin. Local SWS measurements suggest that in the overriding plate, adjacent to the Sumatran Fault, a layer of anisotropy has formed from fault-parallel aligned fractures and minerals. Beneath the forearc, a shallow continental Moho of < 30 km depth can be inferred. Within the mantle wedge there is no widespread serpentinization; only localized serpentinization is present at the toe. Beneath the backarc, 2D corner flow is occurring in the continental asthenosphere. The co-seismic slip of the 2007 events, as well as the aftershock distribution, suggests that the down-dip limit to rupture propagation is beneath the slab-Moho intersection at ~50 km depth. Consequently, as the Mw 7.7 Mentawai earthquake on 25 October 2010 showed that the updip limit of the seismogenic zone is at the trench, a potential 200 km wide rupture could take place.

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Taylor, Rochelle Louise. "Acoustic velocity structure of the carboneras fault zone, SE Spain." Thesis, University of Manchester, 2013. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/acoustic-velocity-structure-of-the-carboneras-fault-zone-se-spain(63a8ae72-04e3-4ab8-bf38-dc215cabbeec).html.

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Abstract:

The Carboneras fault zone (CFZ, Almería Province, SE Spain) is a major NE-SW trending tectonic lineament that marks part of the diffuse plate boundary between Iberia and Africa. Developed within a basement terrain dominated by mica schist, the fault system comprises two main strands within a complex zone up to 1 km wide. Between these two strands is a braided network of left-lateral strike-slip, phyllosilicate-rich fault gouge bands, ranging between 1 and 20 m in thickness, passively exhumed from up to 3 km depth. The excellent exposure in a semi-arid environment, the wide range of rock types and fault structures represented and the practicality of carrying out in-situ geophysical studies makes this fault zone particularly well suited to verifying and interpreting the results of in-situ seismic investigations. Integration of elements of field study, laboratory analysis and modelling has aided interpretation of the internal structure of the fault zone. Ultrasonic measurements were made using standard equipment over confining and pore pressure ranges appropriate to the upper 10 km of the continental crust. Seismic velocities have also been approximated from modal analysis and mineral phase elastic properties and adjusted for the effects of porosity. In-situ seismic investigations recorded P-wave velocities 40-60% lower than those measured in the laboratory under corresponding pressures and at ambient temperatures for hard rock samples. Fault gouge velocities measured in the laboratory, however, are comparable to those measured in the field because, unlike the host rocks, fault gouges are only pervasively micro-fractured and lack the populations of long cracks (larger than the sample size) that cause slowing of the velocities measured in the field. By modelling the effect of fractures on seismic velocity (by superimposing upon the laboratory seismic data the effects of crack damage) the gap between field- and laboratory-scale seismic investigations has been bridged. Densities of macroscopic cracks were assessed by measuring outcrop lengths on planar rock exposures. Assuming crack length follows a power law relation to frequency, this fixes a portion of the power spectrum, which is then extrapolated to cover the likely full range of crack sizes. The equations of Budiansky and O'Connell (1976), linking crack density to elastic moduli, were used to calculate modified acoustic velocities, and the effects of the wide range of crack sizes were incorporated by breaking the distribution down into small sub-populations of limited range of crack density. Finally, the effect of overburden pressure causing progressively smaller cracks to close was incorporated to predict velocity versus depth of burial (i.e. pressure). Determination of rock physical properties from laboratory analysis and sections constructed from geological mapping provides a representation of velocity from selected parts of the Carboneras fault zone. First break tomography images show particularly well the location of steeply-inclined fault cores, and these correlate generally well with geological mapping and laboratory velocity measurements corrected for the effect of cracks. The decoration of the fault zone with intrusive igneous material is well correlated with the results of geological observations. Comparisons made between the field (seismic) inversion model and laboratory forward velocity model in El Saltador valley show the laboratory and field velocity measurements made within the fault zone can be reconciled by accounting for the effects of crack damage in field data.

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Wu, Jiedi. "New Constraints on Fault-Zone Structure from Seismic Guided Waves." Diss., Virginia Tech, 2008. http://hdl.handle.net/10919/28873.

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Abstract:

The structure of fault zones (FZs) plays an important role in understanding fault mechanics, earthquake rupture and seismic hazards. Fault zone seismic guided waves (GW) carry important information about internal structure of the low-velocity fault damage zone. Numerical modeling of observed FZGWs has been used to construct models of FZ structure. However, the depth extent of the waveguide and the uniqueness of deep structure in the models have been debated. Elastic finite-difference synthetic seismograms were generated for FZ models that include an increase in seismic velocity with depth both inside and outside the FZ. Strong GWs were created from sources both in and out of the waveguide, in contrast with previous homogenous-FZ studies that required an in-fault source to create GW. This is because the frequency-dependent trapping efficiency of the waveguide changes with depth. The near-surface fault structure efficiently guides waves at lower frequencies than the deeper fault. Fault structure at seismogenic depth requires the analysis of data at higher frequencies than the GWs that dominate at the surface. Adapting a two-station technique from surface wave studies, dispersive differential group arrival times between two earthquakes can be used to solve for FZ structures between the earthquakes. This method was tested with synthetic data and shallow events recorded in the SAFOD borehole in the San Andreas Fault. A pair of deep earthquakes recorded in the SAFOD borehole indicate a ~150 m wide San Andreas Fault waveguide with >20% velocity contrast at 10-12 km depth. With additional earthquakes, the full FZ structure at seismogenic depth could be imaged. Subsurface FZ structure can also be derived from a surface source and receiver array analogous to a body-wave refraction survey. Synthetic seismograms for such source-receiver geometry were generated and verified that FZGWs are refracted by the increase in velocity with depth. Synthetic data from a surface array were successfully inverted to derive FZ structure in the subsurface. The new methods presented in this dissertation extend the potential of FZGWs to image deeper FZ structure than has been uniquely constrained in the past. Ph. D.

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Bernaudin, Maxime. "Rhéologie des failles lithosphériques : vers une compréhension géologique et mécanique de la zone de transition sismique-asismique." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT145/document.

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Abstract:

Ces vingt dernières années, le développement de réseaux haute résolution sismologiques et géodésiques denses a permis la découverte de nouveaux signaux géophysiques parmi lesquels on trouve les trémors non-volcaniques (Non-volcanic tremor, NVT, Obara 2002) et les glissements lents épisodiques (Slow Slip Event, SSE, Dragert et al., 2001). La combinaison de NVT et de SSE est communément observée le long des frontières de plaques, entre la zone sismogénique bloquée à faible profondeur et la zone en fluage ductile à plus grande profondeur (Dragert et al., 2004). Cette association définie des glissements et trémors épisodiques (Episodic Tremor and Slip, ETS), systématiquement associés à des surpressions de fluides et à des conditions proches de la rupture. Dans cette thèse, nous proposons de combiner une étude microstructurale de roches exhumées avec une approche par modélisation numérique afin de reproduire et de mieux comprendre la mécanique des glissements et trémors épisodiques.Nous nous sommes concentrés sur des roches continentales provenant de la Zone de Cisaillement Est du Tende (Corse, France), correspondant à une zone de cisaillement Alpine kilométrique ayant enregistré une déformation dans la zone de subduction (10 kb / 400-450°C, Gueydan et al., 2003). Ces conditions pression-température sont cohérentes avec la localisation des ETS dans les zones de subduction. Les analyses microstructurales et EBSD de ces roches mettent en évidence des localisations de la déformation le long de zones de cisaillement centimétriques contrôlées par une rhéologie dépendante de la taille des grains. La microfracturation de la phase dure (ici du feldspath) et le colmatage de ces microfractures correspondent, respectivement, à de processus de réduction et d’augmentation de la taille des grains.La plupart des récentes modélisations des ETS sont basées sur une loi frictionnelle dite rate-and-state, associant les SSE et les NVT à un cisaillement sur un plan. Contrairement à ces modèles, nous souhaitons modéliser l’ensemble de la roche (et non pas uniquement un plan) avec une rhéologie ductile dépendante de la taille des grains directement guidée par nos observations microstructurales (avec microfracturation et colmatage), Nous faisons l’hypothèse que les SSE peuvent résulter d’une localisation ductile de la déformation et non d’un glissement sur des fractures. Durant la localisation de la déformation, le pompage des fluides peut déclencher une fracturation de la roche par surpression de fluide, ce qui pourrait être la signature des NVT. Le modèle numérique 1D présenté ici nous permettra de valider ces hypothèses. En suivant la loi de Darcy, notre approche nous permet également de prédire les variations de la pression de pore en fonction des variations de la porosité/perméabilité et du pompage des fluides.Les résultats numériques montrent que l’évolution dynamique des microstructures, dépendante des fluides, définie des cycles de localisation ductile de la déformation liés aux augmentations de la pression de fluide. Notre modèle démontre que la disponibilité des fluides et l’efficacité du pompage des fluides contrôlent l’occurrence des ETS. Nous prédisons également les conditions pression-température nécessaires au déclenchement des ETS : 400-500°C et 30-50 km de profondeur en subduction, et ~500°C et 15-30 km de profondeur le long des zones de décrochement. Ces conditions PT sont cohérentes avec les exemples naturels.Aussi simple soit-elle, notre modèle mécanique s’appuyant sur des observations de terrain décrit correctement la relation entre surpressions de fluides, rhéologie dépendant de la taille des grains et le déclenchement des ETS. Des travaux restent à entreprendre comme par exemple la comparaison directe de nos résultats avec des données géophysiques (GPS) ou bien l’introduction d’un nouvelle assemble minéralogique, comme par exemple des roches mafiques pour prendre en compte des minéralogies océaniques These last twenty years, the development of dense and highly sensitive seismologic and geodetic networks permits the discovery of new geophysical signals named non-volcanic tremor (Obara 2002) and slow slip events (Dragert et al., 2001). The combination of non-volcanic tremor and transient slow slip is commonly observed at plate interface, between locked/seismogenic zone at low depths and stable/ductile creep zone at larger depths (Dragert et al., 2004). This association defines episodic tremor and slip, systematically highlighted by over-pressurized fluids and near failure shear stress conditions. In this thesis we propose to combine a microstructural analysis of exhumed rocks with a modeling approach in order to accurately reproduce and understand the physics of episodic tremor and slip.We focus on continental rocks from the East Tenda Shear Zone (Corsica, France), a kilometer-wide localized Alpine shear zone that record HP/LT deformation (10kb / 400-450°C, Gueydan et al., 2003). Such pressure-temperature conditions are consistent with the location of episodic tremor and slip in subduction zone. Microstructural and EBSD analyses on these rocks describe a pattern of strain localization in centimeter-scale shear zones guiding by a grain size-sensitive creep. Microfracturing of the strong phase (feldspar here) and the sealing of these microfractures act, respectively, as grain size decrease and grain size increase processes.Most of recent modeling approaches of episodic tremor and slip are based on the rate-and-state variable friction law, describing slow slip event and non-volcanic tremor as slow shear slip on a plane. In contrast with such models, we wish to model the entire rock volume, with a ductile grain size-sensitive rheology guided by our microstructural observations (e.g. microfracturing and sealing as grain size variation processes). We hypothesize that slow slip events may result from ductile strain localization and not transient slip on fractures. Fluid pumping during strain localization may trigger whole rock fracturing at near lithostatic conditions that can be the signature of non-volcanic tremor. The 1D numerical model presented here will allow us to validate these assumptions.We also can predict pore fluid pressure variation as a function of changes in porosity/permeability and strain rate-dependent fluid pumping following the Darcy’s flow law. The fluid-enhanced dynamic evolution of microstructure defines cycles of ductile strain localization related to the increase in pore fluid pressure. We show that slow slip events can be ductile processes related to transient strain localization, while non-volcanic tremor can correspond to fracturing of the whole rock at peak of pore fluid pressure. Our model shows that the availability of fluids and the efficiency of fluid pumping control the occurrence of episodic tremor and slip. We also well predict the temperature and depth ranges of episodic tremor and slip: 400-500°C and 30-50 km in subduction zones and ~500°C and 15-30 km in strike slip settings, consistent with natural examples.As simplistic as it is, our field-guided mechanical model well describe, at first order, the relation between high pore fluid pressure, grain size-sensitive rheology and episodic tremor and slip. Some efforts remain to be done like a real fit of geophysical data (GPS) or the introduction of the new mineralogical assemblage, such as mafic rocks to reproduce oceanic environment

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Maréchal, Anaïs. "Tectonique active de la zone de collision Yakutat - Nord Amérique : apport du GPS et de la géomorphologie à l'étude de la partition de la déformation." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS282.

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Abstract:

Au SO Yukon – SE Alaska, la frontière entre les plaques Pacifique et Nord-Amérique est marquée par une syntaxe à la transition entre la subduction des Aléoutiennes à l'O et le décrochement de Fairweather – Queen Charlotte au SE. Le mouvement relatif est oblique et la région est marquée par la collision du bloc Yakutat. De la chaine des Chugach – Saint Elias en frontière de plaque (jusqu'à 6 000 m d'altitude) aux grands décrochements intraplaque, les marqueurs de la déformation actuelle apportent des informations sur sa partition dans ce système. Au cours de cette thèse, je m'intéresse dans un premier temps à mesurer la déformation de surface à l'aide d'un réseau GPS dense, déployé jusqu'à 500 km à l'intérieur de la plaque Nord-Amérique. Après un travail minutieux de traitement des données et de correction des effets transitoires (rebond post-glaciaire et post-sismique), un champ de vitesses résiduelles robuste et inédit est produit au niveau de la syntaxe, dont je dérive des taux de déformation. Ces données me permettent de quantifier les vitesses de glissement les failles décrochantes de Fairweather et Denali au Sud, et également de caractériser une déformation bi-modale : En frontière de plaques, la déformation est localisée sur les grandes structures (prisme d'accrétion à l'O, Fairweather à l'E) ; Au niveau de la syntaxe, les taux de déformation sont les plus importants et les données GPS mettent en évidence une déformation intraplaque diffuse, similaire à un champ attendu à l'aplomb d'un indenteur. Le bloc Yakutat semble donc contrôler fortement la déformation de la plaque Nord-Amérique.Ce champ de déformation induit des variations latérales fortes sur les grandes failles intraplaque : le système Denali-Totschunda-Duke River. Dans une seconde partie, je réalise une étude géomorphologique régionale pour caractériser le rôle et la vitesse de ces failles. À partir de Modèles Numériques de Terrain très haute résolution (~ 1 m), une cartographie de détail est réalisée. Puis une mission de terrain me permet de mesurer des décalages sur des marqueurs fluviatiles et glaciaires et collecter des échantillons pour les dater. Je mets en évidence une déformation cumulée dextre sur le segment Nord de la faille de Denali, alors que toute la partie Sud déforme verticalement la surface. Cette étude me permet de quantifier de nouvelles vitesses de failles sur le système Denali-Totschunda-Duke River, et de montrer le rôle prépondérant des failles de Totschunda (~ 14 mm/a) et Duke River (~ 6 mm/a) contrairement à la faille de Denali (~ 1 mm/a) au Nord de la syntaxe.Le nouveau modèle cinématique proposé pour la région de collision Yakutat permet d'apporter un nouvel exemple à la compréhension des systèmes d'indenteur. La concomitance d'une déformation de blocs (à l'Ouest) et diffuse (à l'Est), ainsi que l'absence de déformation sur la faille lithosphérique de Denali Sud met en évidence le contrôle majeur des conditions aux limites et de l'héritage structural dans la déformation des orogènes In SW Yukon – SE Alaska, the boundary between the Pacific and North America plates is characterized by a syntaxis at the transition between the Aleutian subduction to the W and the Fairweather – Queen Charlotte strike-slip faults to the SE. The relative motion is oblique to the main fault structures, and the area is marked by the Yakutat block collision. From the Chugach – Saint Elias mountains in the plate boundary zone (up to 6 000 m high) to the intraplate strike-slip faults, markers of the present-day deformation give information on its partition in the system.During my PhD, I first measure surface deformation using a dense GPS network, deployed up to 500 km inland the North America plate. After precise processing and corrections of transient effects in the area (postseismic and glacial isostatic rebound), a new residual velocity field is produced for the syntaxis area, from which I derive strain rates. Those data allow me to quantify the fault slip rates for Fairweather and southern Denali strike-slip faults, and to characterize a bi-modal deformation pattern: Along the plate boundary, the deformation is localized on large-scale structures (accretionary prism to the W, Fairweather to the E); In the syntaxis area, strain rates are the highest and the GPS data shows a diffuse intraplate deformation, similar to an indentor pattern. The Yakutat block seems to strongly drive the North America plate deformation.This indentor pattern induces strong lateral variations on the large intraplate faults: the Denali – Totschunda – Duke River system. In a second part, I realize a regional geomorphological study to characterize the role and slip rate of those faults. From very high-resolution Digital Elevation Models (~ 1 m), a detailed cartography is done. On the basis of fieldwork observations, I measure offsets of fluvial and glacial markers, which are sampled for dating. A dextral cumulative deformation is highlighted on the northern Denali Fault, where as all southern Denali is marked by vertical deformation. This study allows me to quantify new slip rates for the system Denali – Totschunda – Duke River, and to show the leading role of the Totschunda (~ 14 mm/a) and Duke River (~ 6 mm/a) faults, contrary to the Denali Fault (~ 1 mm/a) North of the syntaxis.The new tectonic model for the Yakutat collision provides an important case study for the understanding of indentor systems. The concomitance of a rigid-block deformation (to the West) and diffuse deformation (to the East), as well as the near-zero slip rate on the lithospheric-scale southern Denali Fault highlight the major control of boundary conditions and the structural heritage on the orogen deformation

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Simon-Labric, Thibaud. "Evolution du refroidissement, de l'exhumation et de la topographie des arcs magmatiques actifs : exemple des North Cascades (USA) et de zone de faille Motagua (Guatemala)." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591413.

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Abstract:

Cette thèse cible l'étude de la structure thermique de la croûte supérieure (<10km) dans les arcs magmatiques continentaux, et son influence sur l'enregistrement thermochronologique de leur exhumation et de leur évolution topographique. Nous portons notre regard sur deux chaînes de montagne appartenant aux Cordillères Américaines : Les Cascades Nord (USA) et la zone de faille Motagua (Guatemala). L'approche utilisée est axée sur l'utilisation de la thermochronologie (U-Th-Sm)/He sur apatite et zircon, couplée avec la modélisation numérique de la structure thermique de la croûte. Nous mettons en évidence la variabilité à la fois spatiale et temporelle du gradient géothermique, et attirons l'attention du lecteur sur l'importance de prendre en compte la multitude des processus géologiques perturbant la structure thermique dans les chaînes de type cordillère, c'est à dire formées lors de la subduction océanique sous un continent.

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Hecimovich, Mark M. L. "Wave Loads on a Submerged Intake Structure in the Surf Zone." Thèse, Université d'Ottawa / University of Ottawa, 2013. http://hdl.handle.net/10393/23936.

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Abstract:

Sea water intake structures submerged in the surf zone are used to provide water for cooling processes in large facilities such as power plants and refineries. Structures submerged in the surf zone are subject to large forces from breaking waves. To study these forces induced from realistic sea state conditions, a physical model of an intake structure submerged in the wave breaking zone was constructed and subjected to a wide spectrum of regular and irregular waves. The model structure was designed in a manner so force measurement could be isolated to separate components of the structure. The data of peak forces on the structure was analyzed for correlations with varying irregular wave properties. Using the results of forcing on the structure from regular wave tests, drag and inertia coefficients for use in the Morison equation were determined for each separate component and configuration of the structure. These force coefficients were plotted against various wave properties to analyze correlations with wave conditions. Finally, the force coefficients for the structure were used with the Morison equation and current data from the experiments to successfully model forcing on the structure during irregular wave tests.

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Ding, Chong-Yu. "The structure of the central recirculation zone in enclosed swirling flow." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1992. http://hdl.handle.net/10393/7722.

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Abstract:

Swirling flows are widely used in fuel burners and combustors to provide a central recirculation zone which intensifies mixing and stabilizes the flame. In general, in a flow with sufficiently high swirl entering through a sudden expansion, the change of the tangential velocity produces an axial pressure gradient and forms a back flow near the axis which results in a central recirculation zone. In this study, the recirculation zone was measured in an experimental apparatus consisting of a sudden expansion fed by a swirl generator of the axial-tangential type, whose swirl intensity could be varied over a wide range. Three expansion ratios of 2.813, 2.0 and 1.625 were chosen in this experimental work. Velocity components at the inlet and at a number of stations downstream of the sudden expansion were measured. From the experiments, the recirculation zone was found to increase with swirl intensities and expansion ratios. Although the recirculating mass flow increases with swirl intensities, the diameter of the recirculation does not change greatly. In order to predict the structure of the central recirculation zone in enclosed swirling flow, a simple mathematical model of the momentum integral type is developed based on assumed velocity profile shapes both at the inlet and at the location of maximum diameter of the recirculation zone. The momentum integral method is used to solve for the recirculating mass flow. To test the model parameters against the measured values, a fitting routine for model velocity profiles is also presented. The results of comparisons between the model and the experiment show that the model is satisfactory.

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Evain, Mikaël. "Structure sismique de la zone de subduction des Petites Antilles : implications sur les dimensions de la zone sismogène interplaque." Nice, 2011. http://www.theses.fr/2011NICE4119.

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Abstract:

Les Petites Antilles présentent un contexte géodynamique caractérisé par la subduction à très faible vitesse (_2 cm/an) d'une lithosphère océanique âgée (_84-100 Ma). L'activité sismique y est relativement faible, notamment à l'interplaque, et l'aléa sismique lié à un éventuel séisme de méga-chevauchement reste encore mal contraint. Cette thèse se veut être une première étape dans l'évaluation de la capacité de la zone de subduction des Petites Antilles à générer un tel événement. Dans ce but, ces travaux tentent d'appréhender l'extension en profondeur du domaine sismogène de l'interplaque. Le manque de couverture des stations sismologiques permanentes est un inconvénient majeur dans l'exploration des Petites Antilles. Il s'explique en raison du peu de terres émergées et de leur éloignement de la zone potentiellement sismogène de l'interplaque. La région a donc fait l'objet de plusieurs campagnes océanographiques qui ont permis, notamment, le déploiement de sismomètres fond de mer (OBS) ; certains instruments étant restés immergés plusieurs mois afin de procéder à une écoute de la sismicité. Les travaux réalisés au cours de cette thèse se sont focalisés sur deux jeux de données de sismique grand-angle acquis au large des îles de la Dominique et de la Martinique. Leur analyse a permis la construction de modèles tomographiques 3D et 2D respectivement à l'échelle de l'avant-arc et de l'ensemble de la subduction. Ces modèles renseignent sur la structure sismique des plaques en convergence ainsi que sur leur géométrie. Ils permettent de discuter le rôle de la structure dans le fonctionnement de la subduction et d'obtenir une première estimation de l'extension en profondeur de la zone sismogène en considérant la portion de l'interplaque comprise entre le butoir et le Moho de la plaque supérieure. L'interprétation conjointe des modèles tomographiques et des localisations des séismes a permis, dans un second temps, d'affiner cette estimation. La répartition des épicentres montre en effet une sismicité qui se concentre pour l'essentiel sous une portion de l'avant-arc plus rigide présentant des vitesses plus rapides. La limite amont de la zone sismogène serait donc plus profonde que la position du butoir car elle se situe en retrait de ce dernier. Plus en profondeur, des séismes interplaque observés entre 35 et 45 km marquent la limite aval de la zone sismogène. Celle-ci pourrait ainsi atteindre une profondeur jusqu'à 10 km sous la jonction du Moho et de l'interplaque et, par conséquent, se trouver au contact du manteau lithosphérique. Ces résultats suggèrent une extension en profondeur importante de la zone sismogène qui pourrait atteindre une largeur de prés de 70 km face aux îles de la Dominique et de la Martinique. Ces travaux doivent cependant être poursuivis afin d'évaluer pleinement la capacité de la zone de subduction des Petites Antilles à générer un éventuel séisme de méga- chevauchement. Le taux de couplage de la zone sismogène devra être précisé ainsi que l'extension latérale de celle-ci en tenant compte d'une éventuelle segmentation liée, par exemple, à l'entrée en subduction de rides océaniques The Lesser Antilles is a case study of a very slow subduction (_2 cm/yr) of an old oceanic lithosphere (_84-100Ma). The region presents a relatively low seismic activity, especially along the interplate contact, and the seismic hazard associated with a possible mega-thrust earthquake is still poorly known. This PhD thesis is a first step toward assessing the ability of the Lesser Antilles subduction zone to produce such a large subduction event. To do so, it aims at constraining the downdip width of the interplate's seismogenic zone. The lack of coverage of permanent seismological stations is a major limitation in the exploration of the Lesser Antilles subduction zone. It is due to the presence of only small aligned islands at far distances from the potentially seismogenic interplate area. Several oceanographic cruises were therefore planned that notably allowed the repeated deployment of ocean bottom seismometers ; some of them being left for a few months of background seismicity recording. This thesis specifically focuses on two sets of wide-angle seismic data acquired offshore the Dominica and Martinique islands. From their analysis 3D and 2D tomographic models were produced respectively over the forearc region and across the whole subduction complex. These models constrain the plates' seismic structure as well as their geometry. They allow the discussion of how the imaged structures affect the subduction processes and give a first estimation of the downdip width of the seismogenic zone, defined as the segment of the interplate between the backstop and the upper plate's Moho. The joint interpretation of seismic models and earthquake localizations then refine this first assessment. Epicenter distribution shows indeed that seismicity concentrates beneath the rigid part of the forearc, where higher velocities are observed. The updip limit of the seimogenic zone would then lie deeper than the backstop's depth as seismicity locates it further arcward. At depth, interplate earthquakes observed between 35 and 45 km depth reveal the downdip limit of the seismogenic zone. The latter would reach a depth over 10 km deeper than the contact of the Moho and the interplate, suggesting it lies at the contact of the interplate with the mantle wedge. All together, these results imply a large downdip width of the seismogenic zone (_70 km) offshore the Dominica and Martinique islands. Further work is, however, needed in order to fully comprehend the ability of the Lesser Antilles subduction zone to produce a possible mega-thrust earthquake. This would necessitate the evaluation of seismic coupling at the interplate contact or the possible segmentation of the seismogenic zone due to, fro instance, the subduction of oceanic ridges

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Guo, Dijiang. "Caractéristiques structurales de la zone de cisaillement de Wulong et de la minéralisation relative d'or dans le camp d'or de Wulong, Province du Sud-Est de Liaoning, Chine = [Structural characteristics of the Wulong shear zone and related gold mineralization in the Wulong Gold Camp, southeastern Liaoning Province, China] /." Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 2001. http://theses.uqac.ca.

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Sha'ath, N. A. H. "The structure of the Majma'ah graben complex, central Arabia." Thesis, University of Bristol, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.372040.

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Flores, David. "The EastSide Cafe| A liberated learning zone." Thesis, California State University, Long Beach, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=1526906.

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Abstract:

Following the 1994 uprising of the Zapatistas, an indigenous army in southern Mexico, a small community arts and education center was developed in East Los Angeles that believed another world was possible. This research seeks to examine the alternative nature and learning of the EastSide Café. Guided by Zapatismo, Chicana Feminism, and decolonial theory, seven EastSide Café members were asked to offer the details of how the EastSide Café promotes alternative learning. The findings present a simple culture of horizontality, but more importantly, a praxis of a liberated learning zone that shifts the consciousness of participants by showing that another world, another way, is possible.

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Dissertations / Theses on the topic 'Structure de zone de faille'

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