Tectonique 57
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Chapitre 4
Tectonique
Plan
4.1 Généralités
4.2 Echelle des temps géologiques
4.3 Echelle de durée de service des ouvrages
4.2.1 Plissements
4.2.2 Failles
4.3.1 Glissements de terrains
4.3.2 Ecroulements et chutes de blocs
4.3.3 Effondrements et affaissements
4.3.4 Séismes
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La tectonique
Echelles d'études
• spatiales : - tectonique analytique, au niveau microstructural
- mégatectonique, au niveau d'un massif
- géotectonique ou tectonique globale, au niveau des plaques
• temporelles : - déformations à l'échelle des temps géologiques
- déformations à l'échelle de la durée de vie d'un ouvrage
plissements, failles...
4.1 Généralités
glissements, affaissement, séisme...
Distinction selon le type de déformation et d'endommagement
• tectonique cassante :
• tectonique souple :
effet du temps (fluage)
effet des T et P
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4.2 Echelle des temps géologiques
4.2.1 Plissements
Plis ou plissements
déformations de couches provoquées par la flexion ou la torsion des roches
géométrie des couches géologiques : déterminée par la direction et le pendage
direction d'une couche
pendage d'une couche
sur les cartes géologiques
ou
ou
ou
pendage nul : couche horizontale
pendage 90o : couche verticale
pendage et valeur indiquée
pendage sans indication numérique
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Termes désignant les
différentes parties d'un pli
Formes variables
selon l'intensité des
poussées subies
Différentes formes de plis
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Formation des plis
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Sur une carte géologique
Le terrain (a) encore plus ancien est invisible →
Exemple : association d'un synclinal etd'un anticlinal
- anticlinal : terrain ancien (b) entouré par des terrains de + en + jeunes (c,d)
- synclinal : réciproque (d) entouré de (c) et (b)
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Des plis initiaux au relief actuel
constitué de monts anticlinaux et de vallons synclinaux
influencé par l'effet de l'érosion
Érosion différente sur les reliefs
anticlinal →
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érosion dans le cas
calcaires durs
marnes tendres
érosion dans le cas +
Age d'un plissement
- plus récent que
- plus ancien que
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4.2 Echelle des temps géologiques
4.2.2 Failles
Failles
- cassure qui se produit entre deux blocs de terrains
- dimensions : quelques mètres à quelques centaines de kilomètres
distension
Trois mouvements possibles
coulissement horizontal
coulissement vertical
création de fossés d'effondrement
ou graben (vallée du Rhin (Alsace))
α
β
γ
mouvements β et γ :
pas de vides entre les
compartiments déplacés
β β
γ γα α
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Vocabulaire lié aux failles à jeu vertical
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Failles listriques
Fossé d ’effondrement de la vallée du Rhin
entre Vosge et Forêt-Noire
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faille de San Andreas
Groupement de failles
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Comment les modes de groupement de failles peuvent modifier l'exploitation
d'une couche dans une carrière ou une mine ?
Groupement de failles
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Age des failles
- plus récente que le plus jeune des terrains recoupés
- plus ancienne que plus vieux des terrains non recoupés
- F2 plus jeune que et
plus ancienne que
- F1 plus que F2
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r Caractérisation d'une faille
- orientation : direction et pendage
- dimension : plus grande longueur observable
- densité de fracturation : longueur cumulée de fissures / surface de l'affleurement analysé
- ouverture : ouverte ou fermée
- état de surface : lisse, rugueux
- remplissage : nature, épaisseur, caractéristiques des produits de remplissage
Observation des failles
- souvent cachées par l'érosion
- définie par une direction et un pendage
- sur une carte géologique trait fort - rectiligne : faille verticale
- sinueux : faille inclinée
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•
•
•
exemple : faille du tunnel de Toulon, qui a entraîné un
éboulement lors du percement du tunnel
Importance des failles en génie civil
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Glissements de terrains (caractéristiques générales)
Echelle humaine
4.3 Echelle de durée de service des ouvrages
4.3.1 Glissements de terrains
- lents :
- brutaux :phénomènes
• mouvements lents (qques cm/an à 200 m/h)
• matériaux meubles
• grands volumes
• déplacement continu
• pas de surface de rupture
Exemples de glissements de terrains
Fluage - solifluxion
couche de terrains plastiques (marnes, argiles)
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cas particulier de la solifluxion
sol gelé dégel
- saturé d'eau en surface
- encore gelé en profondeur
impossibilité de drainage
création de loupes de sol
faible pente (2 à 3o)
déplacement vers le bas relief
Fluage - solifluxion
4.3.1 Glissements de terrains
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• mouvements de translation
de matériaux meubles
• coulées - de boues
- d'éboulis
- de neige
Coulées
• déplacements
plus rapides que le fluage ( )
± importants (jusqu'à quelques km)
mais assez lents
- alerte
- évacuation
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• causes variées
- nature du terrain
- disposition des couches
- action des agents atmosphériques
- action de l'eau interstitielle
• glissements rotationnels
- remblais et talus
- basculement de la masse glissée suivant une
surface plus ou moins circulaire
Glissements
• apparition de surfaces de rupture - planes
- courbes
• sols, roches, terrains consolidés
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• glissements translationnels
- Anchorage (Alaska), 1964
• un séisme a liquéfié la couche argileuse (1)
• cette couche supporte des argiles sèches (2) et des graviers (3)
• les couches (2) et (3) se sont alors déplacées vers la côte
marine en créant des failles et des effondrements (4)
→ maisons déplacées, canalisations rompues
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Glissements
• glissements translationnels (suite)
- Barrage du Vaïont
(Longarone, Italie),
1963
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4.3 Echelle de durée de service des ouvrages
4.3.2 Ecroulement et chute de blocs
Caractéristiques
• chutes de masses rocheuses le long de versants raides et de falaises
• inclus les glissements rocheux "bancs sur bancs"
• mouvements rapides quasi instantanés
Tectonique 69
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• écroulement d'une colonne rocheus
