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Déformation et transformation de phase induites par ondes de choc dans les silicates. Caractérisation par la microscopie électronique en transmission

Résumé : Les matériaux soumis à des ondes de choc subissent des déformations et des transformations de phase. L'étude de leurs mécanismes fait l'objet de ce travail. Les échantillons étudiés proviennent du cratère d'impact météoritique de Ries, Allemagne, et sont constitués de quartz et de feldspath. L'étude a porté sur des minéraux choqués présentant des éléments planaires à l'échelle du microscope optique. Ces structures sont associées à des pressions de choc de 10 à 40 GPa. La microscopie optique, la microscopectrométrie Raman, et surtout la microscopie électronique par transmission, ont été utilisées pour cette étude. Les spectres Raman sont intermédiaires entre ceux d'une phase cristalline et ceux d'une phase vitreuse de même composition. Ceci est confirmé par les microstructures observées en microscopie électronique. En effet, les échantillons sont constitués d'une alternance pseudopériodique à l'échelle du micromètre, de lamelles vitreuses et cristallines. Dans le quartz, les plans des lamelles sont des plans denses de la structure. La détermination du mécanisme de déformation dans les minéraux naturellement choqués n'est pas évidente car la contrainte subie parle cristal est inconnue et elle n'est probablement pas assimilable à une compression simple. Les microstructures observées permettent cependant d'affirmer que la déformation des matériaux s'est effectuée par cisaillement intense le long du plan des lamelles vitreuses qui, à l'état fondu, constituent des zones de faible viscosité. La contrainte appliquée, même si elle est complexe, est localement homogène, et donne cependant lieu à une déformation hétérogène, par développement d'instabilités mécaniques. Ces instabilités sont localisées dans des plans cristallographiques denses d'orientation proche des plans de contraintes de cisaillement maximum (à 45° de la contrainte de compression). Il est proposé que le déplacement de dislocations à grande vitesse implique une contrainte locale importante qui est relaxée par la vitrification locale du matériau suivant des lamelles à l'intérieur desquelles s'effectue la totalité de la déformation. Les observations effectuées par différents auteurs sur des matériaux choqués en laboratoire sont assez divergentes et le modèle présenté ne semble pas pouvoir être appliqué à l'ensemble d'entre elles. Un programme complet d'expériences de choc en laboratoire permettrait d'interpréter ces divergences et de préciser le domaine d'application du modèle.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675863
Contributor : Isabelle Dubigeon <>
Submitted on : Friday, March 2, 2012 - 10:28:39 AM
Last modification on : Thursday, January 14, 2021 - 11:38:27 AM
Long-term archiving on: : Sunday, June 3, 2012 - 2:35:09 AM

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  • HAL Id : tel-00675863, version 1

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Citation

Hélène Tattevin. Déformation et transformation de phase induites par ondes de choc dans les silicates. Caractérisation par la microscopie électronique en transmission. Pétrographie. Université Rennes 1, 1987. Français. ⟨tel-00675863⟩

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