Transitions des panaches visqueux vers les intrusions et les fractures

par Nicolò Sgreva (Nicolò)

Projet de thèse en Structure et évolution de la terre et des autres planètes

Sous la direction de Anne Davaille.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec FAST - Laboratoire Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques (laboratoire) , Convection et transferts (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-03-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est de caractériser l'influence de la rhéologie sur la nature (fracturation, écoulement visqueux,...) et la morphologie (fracture, dike, diapir) d'une intrusion dans une matrice déformable. La physique de ce phénomène sera étudiée systématiquement à l'aide d'expériences de laboratoire utilisant des gels polymères et des colloides dont les rhéologies combinent des aspects visqueux, élastiques et plastiques. Les diagrammes de régimes et les lois d'échelle dérivées des expériences seront comparées à des simulations numériques 3D obtenues en collaboration avec Prof. Paul Tackley (ETH Zurich). Ceci permettra une meilleure compréhension des processus à l'origine de la localisation de la déformation et du développement d'intrusions dans un réservoir crustal ou dans la lithosphère d'une planète. Nous nous interesserons en particulier aux conditions déterminant les différentes réponses de la lithosphérique à l'impact d'un panache mantellique: plateaux volcaniques, volcans, rifting ou coronae. Le projet comprend aussi un stage de 2 mois dans une compagnie géophysique internationale (Rockfield, UK).

  • Titre traduit

    From viscous plumes to dikes and fractures


  • Résumé

    The aim of this Ph.D. project is to investigate the influence of rheology on the nature (e.g. fracturation, viscous flow) and morphology (fractures, dikes, diapirs) of intrusions in a deformable matrix. The physics of the phenomena will be systematically studied through laboratory experiments using polymer gels and colloids, whose rheologies combine viscous, elastic and plastic aspects, and state of the art visualization techniques. Regime diagrams and scaling laws derived from the experiments will be compared to full numerical simulations in collaboration with Paul Tackley (ETH Zurich). The expected results are a better understanding of the processes allowing for strain localization and for the development of intrusions in a crustal reservoir or in a planetary lithosphere. Of particular interest will be the conditions responsible for the different lithospheric responses to mantle plume impacts, including volcanic plateaus, volcanoes, triple-junction rifting, and coronae.