Une modélisation numérique de l'évolution cinématique et thermique des structures chevauchantes : application à l'équilibrage des coupes géologiques (Apennin, Appalaches, Jura, prisme de la Barbade)

A 2D numerical modelling of thermal and kinematic evolution of overthrusted structures : application to the balancing of geological cross-sections (Appenines, Appalaches, Jura, Barbados prism)

• Auteur / Autrice : Lionel Endignoux
• Direction : Jean-Louis Mugnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre. Tectonophysique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de géodynamique des chaînes alpines (Grenoble1961-2011) - Institut français du pétrole Énergies nouvelles (Rueil-Malmaison, Hauts-de-Seine)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Vialon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Modèles mathématiques

Plis (géologie)

Mots clés libres

Terre, ocean, espace

Tectonique, geologie structurale, tectonique des plaques

These

Modele 2 dimensions

Modele numerique

Cinematique

Methode element fini

Chevauchement

Transfert chaleur

Apennins sud

Jura chaine

Appalaches

Dorsale barbade

Atlantique nord ouest

Coupe equilibree

Simulation numerique

Theses

Two-dimensional models

Numerical models

Kinematics

Finite element analysis

Thrust fault

Heat transfer

Southern apennines

Jura mountains

Appalachians

Barbados ridge

North american atlantic

Thesis

Two dimensional model

Digital simulation

Finite element method

Overlapping

Résumé

Dans la première partie, une simulation numérique 2D de la formation des structures chevauchantes est proposée. Elle repose sur les hypothèses des coupes équilibrées avec un plissement isopaque. Chaque coupe équilibrée est construite directement à partir de la géométrie initiale des chevauchements, du raccourcissement et de la cinématique des chevauchements. Ces paramètres initiaux du calcul sont ensuite modifiés par essai et erreur de façon à ajuster la géométrie finale calculée sur les observations géologiques. L'application informatique de ces hypothèses a été rendue possible par l'écriture d'un programme appelé Cicéron. Ce modèle permet de simuler des déplacements importants le long de discontinuités cinématiques. Il a été utilisé sur deux types de structures impliquant 1) seulement la couverture sédimentaire (Jura, Appalaches, prisme de la Barbade) ; 2) à la fois le socle et la couverture sédimentaire (Apennin du Sud). Dans la deuxième partie, l'évolution de la température pendant la formation d'une structure chevauchante est simulée numériquement grâce avec la méthode des éléments finis. L'étude détaillée des résultats de cette modélisation thermique montre que les transferts horizontaux conductifs de chaleur sont importants et accélèrent la mise à l'équilibre thermique de telles structures