Fiche de révision · S5

Résumé — Géologie structurale

Tout le module en une page : les chapitres condensés en points essentiels, le vocabulaire et les pièges d'examen. Pour la veille de l'épreuve.

Forces, contraintes et introduction à la géologie structurale

Contrainte = force / surface (σ = F/S), grandeur orientée, homogène à une pression ; contrainte lithostatique = isotrope, ne déforme pas seule.
σ₁ ≥ σ₂ ≥ σ₃ : trois contraintes principales orthogonales, sans cisaillement sur leurs plans respectifs.
Contrainte déviatorique = contrainte totale − contrainte moyenne → seule responsable de la déformation.
Sur un plan quelconque : contrainte normale (σₙ, ⊥ au plan) vs contrainte tangentielle (τ, ∥ au plan).

Quatre composants : translation, rotation (ne changent pas la forme), changement de volume, distorsion (strain).
Taux de déformation = déformation/temps, en s⁻¹ ; déformation finie (bilan) vs incrémentale (chemin suivi).
Ellipsoïde de déformation : axes X ≥ Y ≥ Z ; prolate (X étiré) = constriction, oblate (Z aplati) = aplatissement.
Paramètre de Flinn k = (X/Y−1)/(Y/Z−1) : k > 1 constriction, k < 1 aplatissement.
Coaxial (cisaillement pur, axes fixes) vs non coaxial (cisaillement simple, axes tournants).

Élastique : instantané, réversible, loi de Hooke (σ = E·ε) — Plastique : progressif, permanent, au-delà du seuil d'écoulement.
Fluage = déformation plastique sans hausse de contrainte ; viscosité = relation linéaire contrainte / taux de déformation (newtonien).
Cassant (peu de déformation avant rupture) vs ductile (déformation plastique dominante, sans perte de cohésion).
Transition cassant-ductile favorisée par : température ↑, pression ↑, taux de déformation ↓ ; dépend aussi de la minéralogie et des fluides.

Rupture cassante = coalescence de microfissures (fentes de Griffith) issues de défauts préexistants.
Critère de Navier-Coulomb : τ = C₀ + μ·σₙ ; cercle de Mohr → prédit le plan de rupture à partir de σ₁ et σ₃.
Failles conjuguées : deux plans à ≈ 30° de σ₁, angle dièdre ≈ 60°, partageant la direction de σ₂.
Théorie d'Anderson : normale ↔ σ₁ vertical (extension) ; inverse ↔ σ₃ vertical (compression) ; décrochante ↔ σ₂ vertical.
Joint/fente de tension (mode I, ⊥ σ₃) vs joint stylolithique (dissolution sous pression, ⊥ σ₁).

Mécanismes : cataclase, macles, pression-dissolution, fluage-dislocation, recristallisation statique/dynamique.
Schistosité/foliation : plan ⊥ au raccourcissement maximal ; gneissosité = litage compositionnel à plus haut grade.
Linéation d'étirement (∥ X) → transport tectonique ; linéation de crénulation → second épisode ; d'intersection → peu informative.
Pli : plan axial, axe, charnière ; anticlinal (cœur ancien) vs synclinal (cœur récent) ; droit / déversé / couché.
Plissement par flambage (couche compétente comprimée), fléchissement, ou cisaillement non coaxial.

Cercle de Mohr : centre (σ₁+σ₃)/2, rayon (σ₁−σ₃)/2 — outil géométrique, sans valeurs absolues de contrainte.
Failles conjuguées : σ₂ = bissectrice de l'intersection, σ₁ = bissectrice aiguë, σ₃ = bissectrice obtuse du dièdre.
Hypothèse de Wallace-Bott : le glissement suit la composante de cisaillement maximal résolue sur le plan de faille.
Projection stéréographique : Wulff (conforme) vs Schmidt (équiaire, préférée en statistique de population de failles).
Plusieurs générations de failles recoupées → chronologie relative des épisodes tectoniques d'une région.

Nappe de charriage = masse allochtone sur surface de chevauchement basale ; géométrie en rampes et replats.
Zone de cisaillement ductile → mylonite (grain réduit, foliée, linéée) ; indicateurs cinématiques σ/δ → sens du cisaillement.
Failles normales listriques → hémi-grabens, blocs basculés, plis de rollover, détachement en profondeur.
Décrochements majeurs : pull-apart en transtension vs soulèvements en transpression aux zones de relais.
Extension vs compression vs décrochement : trois régimes de premier ordre, pouvant s'enchaîner (inversion tectonique).