Rhéologie de la lithosphère

[invite772cf17c]

Bonjour. Je me pose beaucoup de questions sur la rhéologie de la lithosphère. Outre le fait que je ne comprends pas le cercle de Mohr (une idée d’ouvrage où il serait convenablement et rigoureusement expliqué ?), je me pose beaucoup de questions sur un schéma très classique, celui de la résistance de la lithosphère en fonction de la profondeur. Pour ce que j’en ai compris, il s’agit de superposer la courbe de Byerlee, qui correspond à la courbe de rupture, à la courbe de déformation ductile. On délimite donc (pour la lithosphère continentale) 4 domaines : croûte supérieure et inférieure, manteau supérieur lithosphérique et asténosphérique, définis par leurs propriétés rhéologiques. Ce que je ne comprends pas, c’est comment exploiter ce schéma à droite de la courbe de Byerlee.

J’ai représenté sur mon schéma (qui je l’espère sera vite validé) le trajet supposé de 3 zones dans des conditions où on augmente la contrainte déviatorique sigma1 - sigma3 par exemple dans une chaine de collision (ça n’a pas d‘imporance).

Dans le cas A->B, si on coupe la courbe de Byerlee, que se passe-t-il ? Comme on est dans le domaine ductile (jaune), la droite de Byerlee n’a pas de raison d’être, on ne fera pas de faille, et le domaine bleu est alors entièrement ductile : il a le même comportement que le domaine jaune.

Dans le cas C->D->E, même chose, mais on passe d’un domaine résistant (gris) à un domaine ductile (jaune). Au départ, on a des déformation élastiques, qui finissent par passer en ductile si la contrainte augmente (fluage), et en coupant la droite de Byerlee, ça ne change rien : on est en domaine ductile, donc on ne casse pas.

Dans le cas F->G->H, on est typiquement dans le domaine résistant (F), et on passe la courbe de Byerlee, donc on casse (G). Ensuite si la contrainte augmente encore, on passe dans le domaine ductile (H). Que se passe-t-il alors ? est-ce possible ? Je me dis qu’il doit être physiquement impossible de maintenir une contrainte s’il y a eu rupture de la roche… mais j’avouerai que ça n’est pas extrêmement clair…

Merci de m’éclairer !

Josquin
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[invite7841424a]

Salut,
Par définition, un "chemin" dans ce diagramme ne peut que commencer à 0 c'est à dire à un état purement lithostatique.
Si l'on applique une contrainte tectonique à partir de cet état de repos (En compression et en extension ), on finit par rencontrer une limite:
_ soit Byerlee, et là la rupture devient possible
_ soit la loi de fluage, et là la déformation ductile peut s'amorçer.
Et l'utilité de ce diagramme s'arrête là seule la première limite rencontrée compte.
En espérant que ça t'aide,
Frink

[invite7841424a]

Ah, et puis

une idée d’ouvrage où il serait convenablement et rigoureusement expliqué ?

Eléments de Géologie, Pomerol et al. (Dunod)
La Déformation des Continents, Jolivet (Hermann)
Geodynamics, Turcotte & Schubert (Cambridge Univ. Press)

++

[invite772cf17c]

Si l'on applique une contrainte tectonique à partir de cet état de repos, [...] on finit par rencontrer une limite:
_ soit Byerlee, et là la rupture devient possible
_ soit la loi de fluage, et là la déformation ductile peut s'amorçer.
Et l'utilité de ce diagramme s'arrête là seule la première limite rencontrée compte.

Ok, c'est exactement ce que je voulais savoir. je comprends beaucoup mieux maintenant. Merci !

Josquin

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite772cf17c]

Eléments de Géologie, Pomerol et al. (Dunod)
La Déformation des Continents, Jolivet (Hermann)
Geodynamics, Turcotte & Schubert (Cambridge Univ. Press)

Le Pomerol est plus qu'évasif sur la question, le mattauer ("Les déformation des matériaux de l'écorce terrestre") ne rentre pas non plus dans des détails trop poussés. je vais jeter un coup d'oeil au jolivet (je ne sais pas si j'aurai accès au Turcott).

Merci bien !

Josquin

[invite7841424a]

Re-
C'est vrai qu'ils ne sont pas forcément hyper-détaillés sur le sujet... En revanche, il y a un très bon cours en ligne sur
http://www.geologie.ens.fr/~cattin/
rubrique "Enseignement", dans la catégorie "M1 Sciences de la Planète Terre" / "Sismotectonique" et "cours", le chapitre 1 du pdf devrait te fournir pas mal de détails.
a + !