UE 1 de L3 STU « Tectonique et Tectonophysique - Perso-sdt

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Partie J. Déverchère
•A. Déformation cassante: Géométrie des failles et
structures tectoniques (2 séances CM, 1 TP)
•B. Mesures de la déformation (1): Le GPS (2 séances CM, 1
TP)
•C. Mesures de la déformation (2): Géomorphologie
quantitative (2 séances CM, 1 TP)
UE 1 de L3 STU
« Tectonique et Tectonophysique »
Licence S5
2016-2017
B. Mesures de la déformation (1):
la géodésie spatiale GPS
- Les échelles de temps –La méthodologie –Les intérêts
en tectonique
6 h
(3h CM, 3h TP)
Mobilité des continents: mythe ou réalité?
Failles, zones de déformation: sont-elles actives? Où? De
combien? Peut-on le vérifier? Le mesurer?
Licence S5
2016-2017

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Plan
•1. Introduction: Echelles de la tectonique active
•2. GPS: Principes
–A. Outils
–B. Positionnement
–C. Stratégies d’acquisition
–D. Incertitudes sur les mesures et les vitesses
•3. Intérêts « long terme »
–Mouvements des plaques
–Déformation intra-plaque
•4. Intérêts « court terme »
–Cycle sismique: séries géodésiques
–Accumulation élastique intersismique: exemples en Californie
https://perso-sdt.univ-brest.fr/~jacdev/
1. Echelles de la
Tectonique active
Mouvements
globaux
Limites de
plaques
Failles actives
Séismes
-> Notions:
Taux de déformation
Déformation localisée
Déformation
distribuée
Post-glacial
rebound

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Rupture de surface du séisme de
Edgecumbe, Nouvelle Zélande
Terrasses marines soulevées par séismes
successifs, Nouvelle Zélande
Faille majeure dans l’île
du Sud, Nouvelle Zélande
up
down
-> Notions:
Distribution spatiale et
temporelle de la
déformation: visualisations
DIRECTES ou INDIRECTES
Atlas sismique virtuel: www.seismicatals.org
Images
sismiques 3D
d’un pli-faille,
delta du Niger:
en amplitude
(a) et en
amplitude +
semblance
(corps
géologiques
“perturbants”)
(Iacopini &
Butler, 2011)
Déformation active:
quelle signification?
•Sismologie: quelques secondes
•Géodésie: quelques années
•Géologie océanique: quelques millions d’années
Vitesses de déformation:
•nxquelques secondes = idem sur quelques années?
•nxquelques années = idem sur quelques milliers
d’années?
-> Notion à considérer: la résolution temporelle
Importance du temps

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2. Principes
•Mesures répétées Þ
changements de
positions (relatives)
•Idées: Trouver des
vitesses de déplacement
à la surface - Tester des
modes de déformation –
•Exemple: Comportement des
failles: “creep”, cisaillement
distribué, failles “discrètes”,
etc.?
Doc. E. Calais
Vitesses instantanée et ‘steady-state’
- Temps courts: Vitesse instantanée, dite intersismique
- Temps longs: Vitesse dite « steady-state » (Vst)
- Termes correspondants: déformations « transitoires » (à l’échelle
temporelle du cycle sismique), instantanées, ou permanentes
->2 champs de vitesse différents car les propriétés mécaniques de la
lithosphère varient en fonction du temps (mais aussi dans l’espace)
post-
sismique intersismique
cosismique cosismique
déplacement
temps
déformation
permanente
Vst

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Pollitz, 2003, GJI
Vitesses instantanée et ‘steady-
state’: Illustrations
Temps ->
Espace
->
Global Positioning System
Précision:
§Récepteur à 100 €Þ10-100 m
§Récepteur à 10 000 €Þ1 mm!
Une constellation de satellites
envoyant un signal radio vers la
Terre
GPS: antenne et récepteurs enregistrent et
convertissent le signal radio en distances
satellite-antenne
A. Outils
Constellation constituée de 20-30 satellites
répartis sur 6 orbites circulaires espacées de 60°
de longitude, à l'altitude de 20 183 km,
d'inclinaison 55° et de période 11h58mn,
assurant une couverture mondiale
24h/24
Partout
Usage 1: Nav/posit. Temps réel
Doc. E. Calais