Rhéologie

NOTIONS DE RHEOLOGIE
NOTIONS DE RHEOLOGIE
La géologie introduit dans nos classes des notions physiques complexes nécessitant une approche
intuitive pour être abordées par des élèves de collège et de lycée.
La ductilité des roches, les déformation élastiques, plastiques, le seuil de rupture et les contraintes
relèvent d’un vocabulaire scientifique indispensable afin d’appréhender convenablement les
mécanismes de la tectonique tels que les failles ou les plissements.
Nous allons préciser quelques unes des notions scientifiques sous-jacentes à l’acquisition de ces
déformations géologiques.
La rhéologie vient du grec RHEO : couler et LOGOS: étude. Littéralement, la science de
l’écoulement, c’est une branche de la physique qui étudie la déformation d’un corps soumis à des
contraintes.
Alban Caillette

sommaire
sommaire
1. LESDIFFERENTSTYPESDEDEFORMATIONS
1.1.lesdéformationsélastiques
1.2.lesdéformationsplastiques
1.3.lesdéformationscassantes
2.LECOMPORTEMENTDESROCHES
2.1.lesrochescassantesoucompétentes
2.2.lesrochesductiles
2.3.lesparamètresdemodificationducomportement
2.3.1.lapression
2.3.2.latempérature
2.3.3.lavitessededéformation
3.LESENVELOPPESRHEOLOGIQUESDELATERRE
3.1.délimitationdesdomainesdecompétences
3.2.loideByerlee
3.3.loidefluage
Alban Caillette

RHEOLOGIE
RHEOLOGIE
1.LESDIFFERENTESDEFORMATIONS
Ilexistetroisprincipauxtypesde
déformations:
‐Ladéformationélastiqueestune
déformationréversibledesmatériaux
‐Ladéformationplastiqueetlefluagesont
desdéformationsirréversibledesmatériaux
‐Laruptureestlaformationd’unplande
fracturepermanentdanslematériau
Alban Caillette

RHEOLOGIE
RHEOLOGIE
1.1.LADEFORMATIONELASTIQUE
Ladéformationélastiquesecaractériseparunemodificationdela
positiondesatomesdumatériauauquelonappliqueuneforce.Lorsque
cetteforcecesse,lesatomesretrouventleurpositiond’origine:la
déformationestréversible.
Selonlegraphique,c’estunedéformationproportionnelleaux
contraintesappliquées(portionlinéairedelacourbe).
Unmodèlesimpled’étudededéformationplastiqueestceluiduressort
:uneforceFappliquéeauressortmodifiesalongueur∆L.Larelation
entreFet∆Lestproportionnelle:
F=k.∆LouencoreF=k.(l1‐l0)
Où kestlaconstantederaideurduressort
QuellerelationentreFetlacontrainte?
Quellerelationentre∆Letladéformation?
Alban Caillette

Sil’ongénéraliseàunsolidedontlaformediffèredecelledu
ressortalorsondiviselaforceparlasurfacedumatériauoù
elles’applique:ontravailledoncavecunecontrainte(enpa):
σ=F/S
Ladéformationappeléeallongementrelatifεestunegrandeur
sansdimensionégaleàl’allongementdivisé parlalongueur
initialel0:
ε=(l1‐l0)/l0
LaloideHookedéfinitlecomportementdusolidesoumisàune
contrainteetquisedéformedefaçonélastique:«uttensiosic
vis »:ladéformationestproportionnelleàlacontrainte.
σ=E. εLoid’élasticité deHooke
Où Eestlemoduledeyoung,caractéristiquedumatériau.
Onretrouveainsiunerelationlinéaire,valablepourune
déformationélastiquedefaibleamplitude(CFgraphe)
QuellesignificationaumoduledeYoung?
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RHEOLOGIE
1.1.LADEFORMATIONELASTIQUE
Alban Caillette