Fluid over-pressures and accretionary prism stability: theory and numerical and experimental validation
Surpressions de fluide et stabilité des prismes d'accrétion : théorie et validation numérique et expérimentale
Résumé
This study is focused on the effect of fluid over-pressures on the global stability of accretionary prisms and also on the localization of the deformation. To achieve this aim, both a methodology using limit analysis including the effect of fluid pressure and an experimental approach using compressed air as pore fluid were developed. First, the new protocol set up during the experimental work allowed a validation of the classic critical taper theory. The theory developed was apply to different examples. It has been showed that a simple heterogeneity in the décollement properties of a triangular wedge could have complex impact on the stability conditions and on the failure mechanisms. Moreover, studying real accretionary prism (Barbados and Nankai), fluid pressure field leading to the activation of the observed structure have been determined and scenarios explaining the de-activation of the Nankai splay fault have been be proposed.
L'objet de cette thèse est l'étude de l'effet des surpressions de fluide sur la stabilité globale des prismes d'accrétion ainsi que sur la localisation des failles. Dans cette optique, une méthodologie utilisant le calcul à la rupture avec prise en compte de l'effet des pressions de pore ainsi qu'une approche expérimentale utilisant de l'air comprimé comme fluide interstitiel ont été mises en place. Tout d'abord, du point de vue expérimental, le nouveau protocole élaboré a permis de valider la théorie classique du prisme critique en présence de surpressions de fluide. Ensuite, le calcul à la rupture ainsi développé a permis de montrer, pour un prisme triangulaire, la complexité que peut engendrer une hétérogénéité de propriété simple dans le décollement sur la stabilité globale et sur les mécanismes de ruine mis en jeu. D'autre part, cette thèse a permis de déterminer, pour deux prismes réels (Barbades et Nankai), des champs de pression pouvant conduire à l'activation des structures observées et de proposer des scénarios expliquant la désactivation de la splay fault dans le cas de Nankai.
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