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).

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Submitted on 9 Feb 2011

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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).

Lionel Endignoux

To cite this version:

Lionel Endignoux. 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).. Sciences de la Terre. Université Scientifique et Médicale de Grenoble, 1989. Français. �tel-00564581�

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Résumé: Dans la première partie de cette thèse, une simulation numérique 2D de la formation des structures chevauchantes est

proposée. Elle repose sur les hypothèses des coupes équilibrées (conservation du volume dans le plan de coupe parallèle à la direction de transport) 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 chevauchement. 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 CICERON. 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 (Appenin du Sud).

Dans la deuxième partie de cette thèse, l'évolution de la température pendant la formation d'une structure chevauchante est simulée numériquement grâce avec la méthode des éléments finis. A chaque incrément de déplacement sur le chevauchement, le maillage calculé par le mailleur MODULEF s'appuie sur les géométries fournies

par le programme CICERON. 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.

Abstract: In the first part of this thesis a 2D numerical simulation of the formation of overthrusted structures is proposed. It rests on the hypotheses of balanced cross-sections: conservation of volume in a section parallel to the transport direction with a parallel folding. Each balanced section is built directly from the initial geometry of thrusts, the shortening and the thrust's kinematics. Then, these initial parameters are modified by trial and error so that the final geometry fits on the geological observations. The informatical application of these hypotheses was done with the writing of a software called CICERON. This model allows to simulate important displacement along kinematic discontinuities. It was applied on two kinds of structures involving: 1) only sedimentary cover (Jura, Appalaches, Barbados prism); 2) both basement and sedimentary cover (Southern Apennines).

In the second part of this thesis, the evolution of temperature during the formation of an overthrusted structure is simulated. The numerical resolution of the heat equation is based upon finite element method. At each increment of displacement on the thrust, the mesh computed by the software MODULEF, leans on. the geometries supplied

by the program CICERON. The detailed study of the results of this

thermal modelling points out that horizontal conductive heat transport is important and speeds up the thermal balancing in such structures.

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