Méthodes d’analyses

L’évolution de la déformation des modèles expérimentaux a été enregistrée par des appareils photos placés sur le côté et au-dessus des modèles, qui prenaient des photographies toutes les 30 minutes (Figure 2-1, Figure 2-2). Dans un premier temps, les photographies ont permis de créer des films des expériences en vue de dessus et vue de côté qui, grâce aux marqueurs passifs ajoutés sur la surface des modèles, aident à visualiser et comprendre qualitativement la cinématique de la déformation.

Les photographies peuvent ensuite être utilisées pour calculer des champs de vitesse en surface, notamment par des méthodes classiques de PIV (Particule Image Velocimetry) (e.g. Adam et al., 2005). Cette technique permet notamment de comparer deux photographies en vue de dessus prises à deux stades de raccourcissement successifs / différents. L’identification quantitative des zones statiques et des zones mobiles permet de dresser une carte de champs de déplacement entre les deux stades du modèle.

Les photographies de dessus ont également permis d’effectuer des mesures. Ainsi, dans le chapitre 4, l’évolution de la position du front de déformation a été mesurée pour chaque centimètre de raccourcissement. Ceci a permis de quantifier la propagation de la déformation dans les provinces visqueuses des modèles à deux provinces. Les photos en vue de dessus ont également été utilisées pour mesurer l’évolution de l’obliquité des structures au cours du temps.

Des modèles numériques de terrain (MNT) ont également été acquis épisodiquement lors du déroulement de chaque expérience. Acquis à des pas de temps réguliers, ces MNTs permettent de visualiser l’évolution topographique des modèles expérimentaux. Le matériel pour mesurer la topographie au sein du laboratoire de modélisation tectonique de l’Université de Lille est basée sur la méthode de projection de lumière structurée (Moiré) et comprend un vidéo-projecteur et une caméra (Figure 2-1, Figure 2-2). Ce matériel est relié à un logiciel (LIGHT3D®) qui a été développé à l’Université de Poitiers par le Laboratoire de Mécanique des Solides (Breque et al., 2004). Dans le détail, le vidéo-projecteur projette à la surface du modèle des bandes de couleurs noires et blanches. Ces bandes balaient la surface du modèle et sont enregistrées en continu par la caméra (en position azimutale). Sur le principe, dit simplement, si la topographie est plane, les franges sont parallèles. Au contraire, si une topographie est présente, les franges sont déformées par la topographie (forme des courbures et de « V »). La

compilation de seize photographies extraites de la séquence vidéo filmée par la caméra permet de déduire la topographie du modèle à partir de la déformation des franges. Un fichier de calibration d’une surface plane horizontale puis inclinée d’un angle connu est nécessaire au préalable pour ce calcul. Grâce à cette méthode, le logiciel permet de générer un fichier de topographie (X, Y, Z) directement en millimètre et avec une résolution horizontale de l’ordre du millimètre. Le fichier résultat (généré sous forme de tableau) peut être visualisé et représenté sous forme de MNT avec divers logiciels. The Generic Mapping Tools (GMT) (Wessel and Smith, 1991) a été utilisé dans le cadre de cette thèse afin de mettre en forme ces données et les analyser.

Enfin, des coupes sériées au stade final de l’expérience ont été effectuées perpendiculairement aux structures pour chaque modèle expérimental. La fréquence de ces coupes varie de 5 cm à 2 cm selon la résolution et la régularité souhaitée pour l’analyse structurale. Ces coupes ont ensuite été exploitées pour caractériser l’évolution latérale du style structural des modèles. Elles ont aussi été le support de différentes mesures comme la pente topographique (chapitre 3 et 4) ou le déplacement accommodé par des chevauchements (chapitre 3). Dans le chapitre 4, les coupes ont permis de caractériser la position du front de déformation profond, non visible en vue de dessus. Pour un des modèles du chapitre 4, ces coupes ont été utilisées lors d’un stage de Licence de 3e _{année pour créer}

un modèle 3-D avec le logiciel Move® (développé par la société Midland Valley). Ce modèle 3- D a permis de mieux contraindre les changements de style structural le long du modèle. Finalement, les coupes à l’état final combinées aux vues de dessus ont permis de reconstruire et d’illustrer l’évolution complète des modèles expérimentaux par le biais de planches morpho-structurales.

2.5 Références

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