1.5 • Le comportement mécanique de la lithosphère
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
1.5 LE COMPORTEMENT MÉCANIQUE
DE LA LITHOSPHÈRE
Nous avons vu que la lithosphère est l’enveloppe rigide du globe. Toutefois le comportement mécanique des terrains lithosphériques sur lesquels
s’exercent des contraintes n’est pas partout le même, et dépend notamment de la profondeur (c’est-à-dire des conditions de pression et de
température) et de la composition de ces terrains: il peut être «fragile»
ou «ductile». Pour bien comprendre la différence entre ces deux comportements, il faut rappeler ce qu’est une «contrainte», ainsi que les divers
modes de la déformation des solides:
– La contrainte est l’équivalent des pressions au sein des liquides. Dans
un solide toutefois, et à la différence des liquides, la contrainte peut être
orientée (anisotrope), c’est-à-dire non égale dans toutes les directions.
Plus la viscosité augmente, et plus le milieu supporte des contraintes
anisotropes.
– La déformation élastique est réversible, c’est-à-dire que la roche déformée
reprend sa forme initiale si la contrainte est supprimée (fig. 1.9 A et C).
– La déformation plastique est au contraire irréversible. Elle se produit quand
la contrainte dépasse la «limite élastique» (l 1 sur la fig. 1.9 B), un seuil qui
dépend de la nature de la roche, des conditions de pression et de température auxquelles elle est soumise, et enfin de la vitesse de déformation. En
ce cas, la roche se déforme quand augmente la contrainte (fig. 1.9 B),
ou si une contrainte constante est appliquée pendant un certain temps
(fig. 1.9 C), ce qui est le cas le plus fréquent dans la nature (§ 1.1).
– La rupture fait suite une déformation élastique ou à une déformation
plastique: elle se produit quand est franchi un autre seuil de contrainte
et de déformation appelé «limite de plasticité» (l 2 sur la fig. 1.9 B).
TABLEAU 1.3 LES ENVELOPPES DU GLOBE TERRESTRE ET LEUR ÉPAISSEUR.
Hydrosphère et atmosphère
Manteau
(2 850 km)
Manteau supérieur (650 km)
Manteau inférieur (2 230 km)
Noyau (3 470 km)
Manteau lithosphérique
Asthénosphère
Croûte (océanique ou continentale)
(7-80 km)
(Moho)
Lithosphère
(0-150 km)
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1.5 LE COMPORTEMENT MÉCANIQUE
DE LA LITHOSPHÈRE
Nous avons vu que la lithosphère est l’enveloppe rigide du globe. Toutefois le comportement mécanique des terrains lithosphériques sur lesquels
s’exercent des contraintes n’est pas partout le même, et dépend notamment de la profondeur (c’est-à-dire des conditions de pression et de
température) et de la composition de ces terrains: il peut être «fragile»
ou «ductile». Pour bien comprendre la différence entre ces deux comportements, il faut rappeler ce qu’est une «contrainte», ainsi que les divers
modes de la déformation des solides:
– La contrainte est l’équivalent des pressions au sein des liquides. Dans
un solide toutefois, et à la différence des liquides, la contrainte peut être
orientée (anisotrope), c’est-à-dire non égale dans toutes les directions.
Plus la viscosité augmente, et plus le milieu supporte des contraintes
anisotropes.
– La déformation élastique est réversible, c’est-à-dire que la roche déformée
reprend sa forme initiale si la contrainte est supprimée (fig. 1.9 A et C).
– La déformation plastique est au contraire irréversible. Elle se produit quand
la contrainte dépasse la «limite élastique» (l 1 sur la fig. 1.9 B), un seuil qui
dépend de la nature de la roche, des conditions de pression et de température auxquelles elle est soumise, et enfin de la vitesse de déformation. En
ce cas, la roche se déforme quand augmente la contrainte (fig. 1.9 B),
ou si une contrainte constante est appliquée pendant un certain temps
(fig. 1.9 C), ce qui est le cas le plus fréquent dans la nature (§ 1.1).
– La rupture fait suite une déformation élastique ou à une déformation
plastique: elle se produit quand est franchi un autre seuil de contrainte
et de déformation appelé «limite de plasticité» (l 2 sur la fig. 1.9 B).
TABLEAU 1.3 LES ENVELOPPES DU GLOBE TERRESTRE ET LEUR ÉPAISSEUR.
Hydrosphère et atmosphère
Manteau
(2 850 km)
Manteau supérieur (650 km)
Manteau inférieur (2 230 km)
Noyau (3 470 km)
Manteau lithosphérique
Asthénosphère
Croûte (océanique ou continentale)
(7-80 km)
(Moho)
Lithosphère
(0-150 km)