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Géosciences Rennes
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Présentation du laboratoire de modélisation analogique en tectonique et géomorphologie

Responsables scientifique et technique : Dimitri Lague & Jean-Jacques Kermarrec

Personnel ITRF : Pascal ROLLAND

OBJET

Le laboratoire de modélisation analogique assure la réalisation de projets expérimentaux de modélisation analogique autour de 3 grandes thématiques :

• La tectonique (déformations ductiles, couplages fragile/ductile, couplage sédimentation/déformation, tectonique salifère)

• La géomorphologie (évolution des reliefs, rivières en incision, transport sédimentaire)

• Les couplages déformation/fluides

Sur ces thématiques, entre 100 et 200 expériences sont réalisées par an, avec en moyenne une participation de 5 chercheurs, 2 doctorants et de nombreux masters. Le laboratoire est très ouvert sur l’extérieur avec de nombreuses collaborations nationales et internationales, tant académiques, qu’industrielles. Il est reconnu comme l’un des principaux laboratoires expérimentaux de modélisation des processus tectoniques et géomorphologiques en France. Il participe aussi àla mise en place de TP sur l’approche expérimentale en Sciences de la Terre.

DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX

• TECTONIQUE, 4 postes équipés avec moteur de déformation pas-à-pas. Salle àtempérature régulée, dispositifs de sédimentation...

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Salt Tectonics in 3D
J.-P., Brun and X. Fort (Click to enlarge)

• GEOMORPHOLOGIE, 3 postes : fog box, chenal en incision et micro-flume.

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Expérience en Fog Box (Crave, Bonnet, Lague)

• COUPLAGES FLUIDES/DEFORMATION, 2 postes : air/sable ou eau/sable, paraffine/silice.

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Sand injectites
Rodrigues, Cobbold and Loseth, 2009 : Click to enlarge

• Système GOM de Atos pour numérisation haute précision

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Numérisation 3D d’expérience (4 pts/mm²)
Click to enlarge

HISTORIQUE

PDF - 51.8 ko
Complete bibliography physical modelling
Liste complète des publications issues des travaux menés dans le laboratoire

Le laboratoire est né en 1975 autour de la thématique des déformations ductiles et a évolué ensuite vers la déformation fragile et les couplages fragiles/ductiles ainsi que la tectonique salifère. Sur cette thématique, plus de 50 chercheurs ont été impliqués, et plus de 30 thèses ont été soutenues. A partir de 2000, il s’est diversifié pour aborder des problématiques de géomorphologie quantitative (réponse des reliefs aux perturbations tectoniques et climatiques, transport sédimentaire…) et aux interactions entre déformation et pression fluides (décollements et génération d’hydrocarbures, structuration des prismes d’accrétion, …). Au 1er juillet 2010, 148 articles de rang A ont été publiés, pour un total de citation supérieur à4000, dont 20 articles ayant un indice de citation supérieur à50 (voir liste bibliographique pdf complète). De nombreuses distinctions scientifiques ont été accordées (Prix Cristal du CNRS àJ-J Kermarrec, 4 prix de thèse nationaux ou régionaux).

MODE DE FONCTIONNEMENT

Les demandes de travaux sont centralisées et planifiées par J. Kermarrec et P. Rolland en accord avec D. Lague. Il s’agit de déterminer la faisabilité des expérience et/ou de planifier et coordonner les expériences, définir des priorités pour le développements techniques et favoriser l’accès au plus grand nombre de chercheurs. Un tarif établi en fonction du type d’expérience (sable, sable/silicone, sable/silicone/miel, silice) est disponible sur demande pour les chercheurs de Géosciences et les chercheurs extérieurs. L’atelier de modélisation analogique n’a pas la vocation d’effectuer des expériences sur commande mais fournit, si possible, les moyens techniques pour leur mise en place dès la phase de conception sur le papier. Chaque expérience est ensuite réalisée par les chercheurs/étudiants directement concernés.

PRODUCTION BIBLIOGRAPHIQUE RECENTE 2006-2010

1. Bonnet, S. 2009. Shrinking and splitting of drainage basins in orogenic landscapes from the migration of the main drainage divide, Nature Geoscience, 2 (11) : 766-771.

2. Bonnet, S., and A. Crave 2006. Macroscale dynamics of experimental landscapes. Paper presented at Meeting of the Society-of-Southeastern-Social-Psychologists, Geological Soc Publishing House, Clemson, SC, 2004.

3. Brun J-P. and Mauduit T. 2008. Origin of rollovers in salt tectonics : The inadequacy of the listric fault model. Tectonophysics, 457, 1–11. doi:10.1016/j.tecto.2007.11.038.

4. Brun, J.-P. and Mauduit, T.P.-O. 2009. Salt rollers : Structure and kinematics from analogue modelling. Marine and Petroleum Geology 26, 249–258, doi:10.1016/j.marpetgeo. 2008.02.002.

5. Cagnard F., Brun J.P. and Gapais D. 2006. Modes of thickening of analogue weak lithospheres : insights from analogue experiments. Tectonophysics, 421, 145-160.

6. Cagnard F., Durrieu N., Gapais D., Brun J-P. and Ehlers C. 2006. Crustal thickening and lateral flow during compression of hot lithospheres, with particular reference to Precambrian times. Terra Nova., 18, 72–78.

7. Cobbold, P.R. and Rodrigues, N. 2007. Seepage forces, important factors in the formation of horizontal hydraulic fractures and bedding-parallel fibrous veins (“beef†and “cone-in-cone†). Geofluids, 7 : 313-322, doi 10.1111/j.1468-8123.2007.00183.x.

8. Cobbold, P.R., Clarke, B.J. and Løseth, H. 2009. Structural consequences of fluid overpressure and seepage forces in the outer thrust belt of the Niger Delta. Petroleum Geoscience, 15, 3-15.

9. Galland, O., Cobbold, P.R., Hallot, E., de Bremond d’Ars, J. and Delavaud, G. 2006. Use of vegetable oil and silica powder for scale modelling of magmatic intrusion in a deforming brittle crust. Earth and Planetary Science Letters, 243 : 786-804.

10. Galland, O., Cobbold, P.R., Bremond d’Ars, J. de and Hallot, E. 2007a. Rise and emplacement of magma during horizontal shortening of the brittle crust : Insights from experimental modeling. Journal of Geophysical Research, 112, B06402, doi 10.1029/2006JB004604.

11. Galland, O., Cobbold, P.R., Hallot, E. and de Bremond d’Ars, J. 2008. Magma-controlled tectonics in compressional settings : insights from geological examples and experimental modelling. Bollettino della SocietàGeologica Italiana (Italian Journal of Geosciences), 127, 205-208.

12. Gapais D., Cagnard F., Gueydan F., Barbey P. and Ballèvre M. 2009 Mountain building and exhumation processes through time : inferences from nature and models. Terra Nova. 21, 188-194.

13. Gressier, J.-B., Mourgues, R., Bodet, L., Matthieu, J.-Y., Galland, O. and Cobbold, P. 2010. Control of pore fluid pressure on depth of emplacement of magmatic sills : An experimental approach. Tectonophysics, doi:10.1016/j.tecto.2010.03.004.

14. Le Guerroué, E. and Cobbold, P.R. 2006. Influence of erosion and sedimentation on strike-slip fault systems : insights from analogue models. Journal of Structural Geology, 28 : 421-430.

15. Marques, F.O and Cobbold, P.R. 2006. Effects of topography on the curvature of fold-and-thrust belts during shortening of a 2-layer model of continental lithosphere. Tectonophysics, 415 : 65-80.

16. Marques, F.O., Cobbold, P.R. and Lourenço, N. 2007. Physical models of rifting and transform faulting, due to ridge push in a wedge-shaped oceanic lithosphere. Tectonophysics, 443, 37-52.

17. Mourgues, R. and Cobbold, P.R. 2006a. Thrust wedges and fluid overpressures : Sandbox models involving pore fluids. Journal of Geophysical Research, 111 : B05404, doi 10.1029/2004JB003441.

18. Mourgues, R. and Cobbold, P.R. 2006b. Sandbox experiments on gravitational spreading and gliding in the presence of fluid overpressures. Journal of Structural Geology, 28 : 887-901.

19. Rodrigues, N., Cobbold, P.R. and Løseth, H. 2009b. Physical modelling of sand injectites. Tectonophysics, 474, 610–632, doi10.1016/j.tecto.2009.04.032.

20. Rosenberg C.L., Brun J.P., Cagnard F. and Gapais D. 2007. Oblique indentation in the Eastern Alps : Insights from laboratory experiments. Tectonics, 26 , TC2003, doi :10.1029/2006TC001960.

21. Smit J., Brun J.-P., Fort X., Cloetingh S. and Ben-Avraham Z. 2008. Salt tectonics in pull-apart basins with application to the Dead Sea Basin. Tectonophysics, 449 (2008) 1-16, doi:10.1016/j.tecto.2007.12.004

22. Smit J. , Brun J.-P., Cloetingh S. and Ben-Avraham Z. 2008. Pull-apart basin formation and development in narrow transform zones with application to the Dead Sea Basin. Tectonics, 27, TC6018, doi:10.1029/2007TC002119, 2008.

23. Smit J., Brun J.-P., Cloetingh S. and Ben-Avraham Z. 2009. The rift-like structure and asymmetry of the Dead Sea Fault. Earth and Planetary Science Letters, doi:10.1016/j.epsl.2009 .11.060

24. Sokoutis D., Corti G., Bonini M., Brun J-P., Mauduit T., Cloetingh S. and Manetti P. 2007. Extension of heterogeneous hot lithospheres. Tectonophysics, 444, 63–79. doi:10.1016/ j.tecto. 2007. 08.012.

25. Tirel C., Brun J.-P. and Sokoutis D. 2006. Extension of thickened and hot lithospheres, inferences from laboratory modelling. Tectonics, 25, TC1005, doi:10.1029/2005TC001804.

26. Turowski, J., D. Lague, A. Crave, and N. Hovius 2006. Experimental channel response to tectonic uplift. J. Geophys. Res., 111, F03008, doi : 10.1029/2005JF000306.