{"id":1422,"date":"2015-01-16T15:15:07","date_gmt":"2015-01-16T14:15:07","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=1422"},"modified":"2018-12-18T09:52:01","modified_gmt":"2018-12-18T08:52:01","slug":"three-dimensional-hydrodynamic-numerical-modelling-og-fold-nappe-formation-basement-cover-deformation-and-slab-detachment-with-applications-to-the-helvetic-nappe-system-w-switzerland","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2015\/01\/three-dimensional-hydrodynamic-numerical-modelling-og-fold-nappe-formation-basement-cover-deformation-and-slab-detachment-with-applications-to-the-helvetic-nappe-system-w-switzerland\/","title":{"rendered":"Three-Dimensional Hydrodynamic Numerical Modelling OG Fold Nappe Formation, Basement-Cover Deformation and Slab Detachment with Applications to the Helvetic Nappe System (W Switzerland)"},"content":{"rendered":"<p><em>Th\u00e8se soutenue par Marina Von Tscharner le 16 janvier 2015, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n<p>On retrouve beaucoup de structures en 3 dimensions (3-D) dans les roches qui ont pour origines une d\u00e9formation de la lithosph\u00e8re terrestre. Ces structures sont par exemple des plis, des boudins (pinchand-swell) ou des mullions (cuspate-lobate) et sont pr\u00e9sentes de l\u2019\u00e9chelle centim\u00e9trique \u00e0 kilom\u00e9trique. M\u00e9caniquement, ces structures peuvent \u00eatre expliqu\u00e9es par une diff\u00e9rence de r\u00e9sistance entre les diff\u00e9rentes unit\u00e9s de roches et sont g\u00e9n\u00e9ralement le fruit d\u2019une instabilit\u00e9 g\u00e9om\u00e9trique. <!--more--><\/p>\n<p>Ces diff\u00e9rences m\u00e9caniques entre les unit\u00e9s contr\u00f4lent non seulement les types de structures rencontr\u00e9es, mais \u00e9galement le type de d\u00e9formation (thick skin, thinn skin) et le style tectonique (bassin d\u2019avant pays, cha\u00eene d\u2019avant pays). Les processus de la d\u00e9formation en deux dimensions (2-D) formant ces structures sont relativement bien compris. Cependant, lorsque l\u2019on ajoute la 3\u00e8me dimension, plusieurs processus ne sont pas compl\u00e8tement compris lors de la d\u00e9formation \u00e0 large \u00e9chelle. L\u2019un de ces processus est la propagation lat\u00e9rale des structures, par exemple la propagation de plis ou de mullions dans la direction perpendiculaire \u00e0 l\u2019axe de compression, ou la propagation des zones d\u2019amincissement des boudins perpendiculairement \u00e0 la direction d\u2019extension.<\/p>\n<p>Nous sommes particuli\u00e8rement int\u00e9ress\u00e9s les nappes de plis qui sont des nappes de charriage en forme de plis couch\u00e9 d\u2019une amplitude plurikilom\u00e9trique et \u00e9tant form\u00e9es par cisaillement ductile. La plupart du temps, elles exposent un sens de cisaillement constant et une augmentation non lin\u00e9aire de la d\u00e9formation vers la base du flanc inverse. Un exemple connu de nappes de plis est le domaine Helv\u00e9tique dans les Alpes de l\u2019ouest. Une de ces nappes est la Nappe de Morcles dont l\u2019axe de pli plonge E-NE tandis que de l\u2019autre c\u00f4t\u00e9 de la d\u00e9pression du Rawil (ou d\u00e9pression du Wildstrubel), la nappe du Doldenhorn (\u00e9quivalent de la nappe de Morcles) poss\u00e8de un axe de pli plongeant O-SO. La forme particuli\u00e8re de ces nappes est due \u00e0 l\u2019alternance de couches calcaires m\u00e9caniquement r\u00e9sistantes et de couches m\u00e9caniquement faibles constitu\u00e9es de schistes<br \/>\net de marnes.<\/p>\n<p>Ces diff\u00e9rences m\u00e9caniques dans les couches permettent d\u2019expliquer les plissements internes \u00e0 la nappe, particuli\u00e8rement dans le flanc inverse de la nappe de Morcles. Il faut \u00e9galement noter que le d\u00e9veloppement du flanc inverse des nappes n\u2019est pas le m\u00eame des deux c\u00f4t\u00e9s de la d\u00e9pression de Rawil. Ainsi la nappe de Morcles poss\u00e8de un important flanc inverse alors que la nappe du Doldenhorn en est presque d\u00e9pourvue. A l\u2019heure actuelle, aucune \u00e9tude num\u00e9rique en 3-D n\u2019a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e afin de comprendre la dynamique fondamentale de la formation des nappes de Morcles et du Doldenhorn ainsi que la formation de la d\u00e9pression de Rawil.<\/p>\n<p>Ce travail propose la premi\u00e8re analyse de l\u2019\u00e9volution 3-D des instabilit\u00e9s g\u00e9om\u00e9triques et de la formation des nappes de plis en utilisant des simulations num\u00e9riques. Notre mod\u00e8le est bas\u00e9 sur la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis (FEM) qui permet de r\u00e9soudre avec pr\u00e9cision les interfaces entre deux mat\u00e9riaux ayant des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques tr\u00e8s diff\u00e9rentes (par exemple entre les couches calcaires et les couches marneuses). De plus l\u2019algorithme est utilis\u00e9 pour comprendre la dynamique 3-D de l\u2019amincissement visqueux et de la rupture de la plaque descendante en zone de subduction. Les r\u00e9sultats obtenus sont compar\u00e9s \u00e0 des mod\u00e8les 2-D et \u00e0 la solution analytique 1-D.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se soutenue par Marina Von Tscharner le 16 janvier 2015, Institut des sciences de la Terre (ISTE) On retrouve beaucoup de structures en 3 dimensions (3-D) dans les roches qui ont pour origines une d\u00e9formation de la lithosph\u00e8re terrestre. 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