Champs de failles et tectonique en extension : Modélisation expérimentale

Mémoires et Documents du Centre Armoricain d'Etude Structurale des Socles n°15, 392p. ISBN : 2-905532-14-9Dans la partie superIeure de la croûte continentale; la tectonique en distension s'exprime essentiellement par le développement de champs de failles plus ou moins complexes. L'extension lithosphérique s'accompagne d'une subsidence importante et d'une sédimentation localisée aux régions amincies. Par conséquent, les structures et les mécanismes profonds sont rarement observables et sont le plus souvent déduits de l'observation de l'orientation, la géométrie et la répartition des failles en surface. Dans ce mémoire, nous présentons les résultats et les implications tectoniques de plusieurs séries de modèles expérimentaux dimensionnés. L'étude de ces modèles permet d'établir des relations de cause à effet entre des conditions cinématiques et mécaniques données et la géométrie du champ de failles observé. Inversement, ces relations champ de faille - conditions de déformation peuvent être appliquées aux données naturelles et contribuent à une meilleure interprétation des structures et des mécanismes qui, gouvernent l'extension en profondeur. En première partie, ce travail présente une série de modèles analogiques à grande échelle (lithosphère, croûte, croûte supérieure). Les résultats expérimentaux mettent en évidence le contrôle de la symétrie ou de l'asymétrie du champ de faille par (i) les conditions aux limites imposées à la base et sur les bordures dû système faillé et (ii) les paramètres mécaniques appliqués (orientation des contraintes principales, cisaillement ' basal, cisaillements latéraux). Dans la seconde partie, nous effectuons une revue des caractéristiques structurales, mécaniques et cinématiques des failles normales listriques. Un nouveau mécanisme de formation des failles listriques est proposé et est appliqué au cas des failles de croissance. Enfin, nous présentons les résultats d'une approche expérimentale des deux contextes structuraux particuliers: - fracturation d'une couverture sédimentaire induite par le rejeu d'anciennes failles de socle. Le champ de faille résultant de ces conditions aux limites montre le développement simultané de failles normales et des failles inverses à forte courbure. La géométrie des structures dépend (i) de la rigidité du socle, (ii) de la rhéologie des séries de couverture, et (iii) de l'orientation de la faille de socle. - failles obliques liées à un décrochement : les modèles illustrant les différentes variations structurales liées le long d'un linéament globalement décrochant. Les implications de ces modèles en terme de divergence ou convergence des plaques sont discutés.No abstrac