Processus d'accrétion océanique et circulation hydrothermale : modélisation numérique 2D
par Christine Aron
Thèse de doctorat en Géosciences. Modélisation numérique
Sous la direction de Christine Laverne.
Soutenue en 1996
à Aix-Marseille 3 .
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Résumé
L'accretion oceanique est le resultat de l'interaction complexe de processus volcaniques, tectoniques et hydrothermaux. Durant les 20 dernieres annees, les systemes hydrothermaux actifs ont ete etudies par modelisation numerique, en utilisant generalement la configuration classique de la couche poreuse rectangulaire, homogene et chauffee a la base. De recents resultats, issus de l'exploration et des forages de la croute oceanique, nous permettent de contraindre plus precisement les structures au sein desquelles la circulation hydrothermale s'effectue. En particulier, les distributions temporelles et spatiales des processus d'accretion impliquent que la partie superieure de la croute oceanique peut etre schematisee par un domaine triangulaire orthogonal a l'axe de la ride, incline de quelques degres vers ce meme axe, heterogene, anisotrope, soumis a des flux de chaleur a la base et le long de l'axe de la ride, et ouvert a la penetration d'eau de mer au fond de l'ocean. Les simulations numeriques realisees au sein d'un tel domaine nous ont permis de mettre en evidence que les structures subverticales favorisent la circulation de fluides, et donc le transfert de chaleur, permettant ainsi un refroidissement plus efficace du domaine que les structures subhorizontales. De plus, la confrontation de nos resultats avec les donnees issues de la petrologie de l'alteration des basaltes dans la partie superieure de la croute oceanique, indique qu'il est peu probable que les nombres de rayleigh excedent 400 (flux a l'axe2 352 mw. M#-#2), ou soient inferieurs a 150 (flux a l'axe882 mw. M#-#2), dans les structures isotropes. Du fait des pendages vers l'axe de la ride, de la geometrie triangulaire et des conditions limites, un etat stable est atteint pour des nombres de rayleigh aussi grands que 600 dans le cas isotrope, repoussant l'existence de processus fluctuants dans le temps. Enfin, les pendages de la structure ne sont pas un facteur cle dans le controle du developpement des mineraux d'alteration, puisque les champs de temperature sont tres peu affectes par un changement de l'angle de pendage. Par la suite, un domaine heterogene anisotrope representant la structure mise en place lors de deux sequences volcaniques successives a ete pris en compte. Cette approche permet de mettre en evidence que l'energie cinetique et les temperatures obtenues dans la partie inferieure de ce domaine varient de facon significative en fonction de la permeabilite du domaine superieur, mais que l'inverse n'est pas vrai
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Titre traduit
Accretion processes and hydrothermal circulation: 2d numerical modelling
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