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Titre : Convection mantellique et structure de la lithosphère Type de document : texte imprimé Auteurs : Caroline Dumoulin, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université de Paris-Sud 11 (1970-2019), Organisme de soutenance ; Ecole Normale Supérieure (ENS Paris). Laboratoire de géologie, Autre Editeur : [S.l.] : [s.n.] Année de publication : 2000 Importance : 1 vol. (231 p.) Présentation : ill. Format : 30 cm Note générale : Thèse Doctorat : Paris 11, Orsay : 2000. - Num. national de thèse : 2000PA112244. - Thèse préparée au Laboratoire de Géologie de L’École Normale Supérieure. - PPN 071054472 Langues : Français (fre) Tags : Lithosphère -- Thèses et écrits académiques Terre -- Manteau -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques Rhéologie -- Thèses et écrits académiques Earth -- Crust -- Thesis Earth -- Mantle -- Thesis Heat -- Convection -- Thesis Rheology -- Thesis Index. décimale : 551.11 Structure globale et propriétés de la Terre - Intérieur de la terre Note de contenu : 127 ref. Convection mantellique et structure de la lithosphère [texte imprimé] / Caroline Dumoulin, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université de Paris-Sud 11 (1970-2019), Organisme de soutenance ; Ecole Normale Supérieure (ENS Paris). Laboratoire de géologie, Autre . - [S.l.] : [S.l.] : [s.n.], 2000 . - 1 vol. (231 p.) : ill. ; 30 cm.
Thèse Doctorat : Paris 11, Orsay : 2000. - Num. national de thèse : 2000PA112244. - Thèse préparée au Laboratoire de Géologie de L’École Normale Supérieure. - PPN 071054472
Langues : Français (fre)
Tags : Lithosphère -- Thèses et écrits académiques Terre -- Manteau -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques Rhéologie -- Thèses et écrits académiques Earth -- Crust -- Thesis Earth -- Mantle -- Thesis Heat -- Convection -- Thesis Rheology -- Thesis Index. décimale : 551.11 Structure globale et propriétés de la Terre - Intérieur de la terre Note de contenu : 127 ref. Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Nom du donateur OCA-SA-005485 T2000-DUM01 Thèses / Thesis OCA Bib. Géoazur Sophia-Antipolis SA-Salle-A216-Thèses-Mémoires Disponible Ecoulements doublement diffusifs hors de l'approximation de Boussinesq : cas particulier de la convection dans le manteau terrestre / Axel Mambole (2000)
Titre : Ecoulements doublement diffusifs hors de l'approximation de Boussinesq : cas particulier de la convection dans le manteau terrestre Titre original : Non Boussinesq double-diffusive flows : the specific case of convection in the earth's mantle Type de document : texte imprimé Auteurs : Axel Mambole, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Gérard Labrosse, Directeur de thèse ; Université Pierre et Marie Curie (Paris) (1971-2017), Organisme de soutenance ; Université Pierre et Marie Curie (Paris) (1971-2017) Editeur : [S.l.] : [s.n.] Année de publication : 2000 Importance : 1 vol. (246 p.) Présentation : ill. Format : 30 cm Note générale : Thèse de doctorat : Mécanique : Paris 6 : 2000. - Num. national de thèse : 2000PA066303. - Publication autorisée par le jury. - PPN 089428188 Langues : Français (fre) Tags : Terre -- Manteau -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection Earth -- Mantle -- Thesis Heat -- Convection Index. décimale : 551.116 Structure globale et propriétés de la Terre - Manteau Note de contenu : Bibliogr. p. 213-227 Ecoulements doublement diffusifs hors de l'approximation de Boussinesq : cas particulier de la convection dans le manteau terrestre = Non Boussinesq double-diffusive flows : the specific case of convection in the earth's mantle [texte imprimé] / Axel Mambole, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Gérard Labrosse, Directeur de thèse ; Université Pierre et Marie Curie (Paris) (1971-2017), Organisme de soutenance ; Université Pierre et Marie Curie (Paris) (1971-2017) . - [S.l.] : [S.l.] : [s.n.], 2000 . - 1 vol. (246 p.) : ill. ; 30 cm.
Thèse de doctorat : Mécanique : Paris 6 : 2000. - Num. national de thèse : 2000PA066303. - Publication autorisée par le jury. - PPN 089428188
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Tags : Terre -- Manteau -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection Earth -- Mantle -- Thesis Heat -- Convection Index. décimale : 551.116 Structure globale et propriétés de la Terre - Manteau Note de contenu : Bibliogr. p. 213-227 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Nom du donateur OCA-SA-005475 T2000-MAM01 Thèses / Thesis OCA Bib. Géoazur Sophia-Antipolis SA-Salle-A216-Thèses-Mémoires Disponible
Titre : Etude numérique de l'interaction manteau convectif/lithosphère illustrée par deux exemples : amincissement d'une lithosphère continentale et écoulement en base de la lithosphère océanique Type de document : texte imprimé Auteurs : Christina Morency, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance Editeur : [S.l.] : [s.n.] Année de publication : 2003 Importance : 1 vol. (XIII-168 p.) Présentation : ill. Format : 30 cm Note générale : Thèse de doctorat : Terre, océan, espace. Sciences de la terre : Paris 11 : 2003.-PPN 080172172 Langues : Français (fre) Anglais (eng) Tags : Lithosphère -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques Modélisation CFD -- Thèses et écrits académiques Earth (Planet) -- Crust -- Thesis Heat -- Convection --Thesis Computational fluid dynamics -- Thesis Index. décimale : 551.13 Croûte terrestre Résumé : J'ai utilisé deux codes numériques de convection à 2-D et à 3-D, pour étudier l'interaction entre le manteau convectif et la lithosphère continentale et océanique. Dans une première partie, je me suis intéressée aux mécanismes d'amincissement d'une lithosphère continentale, en étudiant d'une part les temps caractéristiques d'une déstabilisation convective et d'autre part les paramètres influençant l'initiation de la délamination, définie comme le décollement soudain de l'ensemble du manteau lithosphérique de la croûte par le biais de la propagation d'une zone de cisaillement fortement localisée. J'ai montré à 2-D que le retour à l'équilibre thermique d'une lithosphère continentale épaissie de façon homogène s'effectue sous l'effet d'une convection à petite échelle. Cette convection, sous la forme d'instabilités de l'interface lithosphère/asthénosphère, est fortement controlée par la dépendance en température de la viscosité, que j'ai donc fait varier dans une gamme réaliste. Ces instabilités sont dues au contraste de densité latéral au bord de la racine et/ou au gradient de densité à la base de la racine. J'ai montré que la prédominance de l'un ou l'autre de ces mécanismes dépend de la géométrie de la racine. J'ai de plus établi des lois empiriques permettant d'estimer le temps de retour à l'équilibre. Il apparaît que ces lois ne sont fonction que de paramètres locaux, tels que l'épaisseur de la lithosphère à l'équilibre, le facteur d'épaississement et le saut de température en base de lithosphère. De plus, ces mécanismes d'érosion par convection à petite échelle s'avèrent peu efficaces sur l'échelle des temps caractérisant les orogènes. En ce qui concerne l'étude à 2-D et à 3-D de l'initiation de la délamination, un critère a été établi fonction de la viscosité au Moho de la croûte et du manteau. La délamination peut s'initier sur Terre pour une température au Moho élevée (> 800?C) associée à des viscosités de croûte et de manteau suffisamment faibles. Deux modes de détachement du manteau lithosphérique ont été observés, par "slabs" ou par "blobs", fonction de la résistance de la croûte et du manteau au Moho. Une deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l'étude à 3-D de l'écoulement en base de lithosphère océanique. En effet, bon nombre de questions se posent encore sur le lien entre le mouvement d'une plaque lithosphérique et l'écoulement à sa base. De plus, peu d'études prennent en compte la présence de failles transfomantes le long de l'axe d'accrétion. Notre étude souligne l'influence des failles transformantes sur la géométrie de l'écoulement. Pour une ride continue et perpendiculaire à la direction de la vitesse de plaque, nous montrons que des instabilités, issues de la déstabilisation de la lithosphère sous l'effet d'une convection à petite échelle, apparaissent parallèlement à l'axe de la ride, aux âges jeunes, et perpendiculairement à l'axe de la ride aux âges vieux.
I have used two numerical codes of 2-D and 3-D convection to study the interaction between the convective mantle and the continental and oceanic lithospheres. In a first part I focused on the thinning mechanisms of a continental lithosphere: I studied characteristic times of convective destabilisation and, on the other hand, parameters influencing the initiation of delamination, defined as a sudden sinking of lithospheric mantle at the favour of a crustal decoupling level. I showed in 2-D that a homogeneously thickened continental lithosphere, as it could be the case in orogenic settings, comes back to its thermal equilibrium state because of small-scale convection. This convective flow is generated by instabilities of the lithosphere/asthenosphere interface, the amplitude of which is strongly controlled by the temperature dependance of the viscosity. This convective flow is due to the finite density perturbations induced by the topography of the isotherms at the base and/or at the sides of the root. The controlling mechanism depends on the root geometry. We derive two general parameterizations of convective removal duration as a function of local parameters, like the equilibrium thickness, the thickening factor, the root width, and the rheological temperature scale. Convective removal duration is too long for these mechanisms to explain the characteristic time of root removal during an orogen. The 2-D and 3-D study of delamination initiation at the favor of a crustal decoupling level shows that initiation takes place where the Moho temperature is the highest (> 800?C), as soon as the crust and mantles viscosities are sufficiently low. Moreover, two kinds of mantle lithosphere peeling have been observed, by slabs or by blobs, depending on crustal and mantle strength at the Moho. A second part of this thesis was dedicated to the study of 3-D mantle flow beneath mid-ocean ridges. Indeed, a key issue is the link between plate direction velocity and the flow geometry beneath the oceanic lithosphere. Furthermore only a few studies take into account transform faults along the oceanic ridge. Our study clearly shows the influence of transform faults on the flow geometry. For a linear ridge perpendicular to the plate motion, we first observe a series of downgoing instabilities parallel to the ridge axis at young ages and then a series of downgoing instabilities nearly perpendicular to the ridge axis.Note de contenu : Bibliogr. p.159-168
Lithosphère -- Thèses et écrits académiques/Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques/Modélisation CFD -- Thèses et écrits académiques/Earth (Planet) -- Crust -- Thesis/Heat -- Convection --Thesis/Computational fluid dynamics -- ThesisEtude numérique de l'interaction manteau convectif/lithosphère illustrée par deux exemples : amincissement d'une lithosphère continentale et écoulement en base de la lithosphère océanique [texte imprimé] / Christina Morency, Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance . - [S.l.] : [S.l.] : [s.n.], 2003 . - 1 vol. (XIII-168 p.) : ill. ; 30 cm.
Thèse de doctorat : Terre, océan, espace. Sciences de la terre : Paris 11 : 2003.-PPN 080172172
Langues : Français (fre) Anglais (eng)
Tags : Lithosphère -- Thèses et écrits académiques Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques Modélisation CFD -- Thèses et écrits académiques Earth (Planet) -- Crust -- Thesis Heat -- Convection --Thesis Computational fluid dynamics -- Thesis Index. décimale : 551.13 Croûte terrestre Résumé : J'ai utilisé deux codes numériques de convection à 2-D et à 3-D, pour étudier l'interaction entre le manteau convectif et la lithosphère continentale et océanique. Dans une première partie, je me suis intéressée aux mécanismes d'amincissement d'une lithosphère continentale, en étudiant d'une part les temps caractéristiques d'une déstabilisation convective et d'autre part les paramètres influençant l'initiation de la délamination, définie comme le décollement soudain de l'ensemble du manteau lithosphérique de la croûte par le biais de la propagation d'une zone de cisaillement fortement localisée. J'ai montré à 2-D que le retour à l'équilibre thermique d'une lithosphère continentale épaissie de façon homogène s'effectue sous l'effet d'une convection à petite échelle. Cette convection, sous la forme d'instabilités de l'interface lithosphère/asthénosphère, est fortement controlée par la dépendance en température de la viscosité, que j'ai donc fait varier dans une gamme réaliste. Ces instabilités sont dues au contraste de densité latéral au bord de la racine et/ou au gradient de densité à la base de la racine. J'ai montré que la prédominance de l'un ou l'autre de ces mécanismes dépend de la géométrie de la racine. J'ai de plus établi des lois empiriques permettant d'estimer le temps de retour à l'équilibre. Il apparaît que ces lois ne sont fonction que de paramètres locaux, tels que l'épaisseur de la lithosphère à l'équilibre, le facteur d'épaississement et le saut de température en base de lithosphère. De plus, ces mécanismes d'érosion par convection à petite échelle s'avèrent peu efficaces sur l'échelle des temps caractérisant les orogènes. En ce qui concerne l'étude à 2-D et à 3-D de l'initiation de la délamination, un critère a été établi fonction de la viscosité au Moho de la croûte et du manteau. La délamination peut s'initier sur Terre pour une température au Moho élevée (> 800?C) associée à des viscosités de croûte et de manteau suffisamment faibles. Deux modes de détachement du manteau lithosphérique ont été observés, par "slabs" ou par "blobs", fonction de la résistance de la croûte et du manteau au Moho. Une deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l'étude à 3-D de l'écoulement en base de lithosphère océanique. En effet, bon nombre de questions se posent encore sur le lien entre le mouvement d'une plaque lithosphérique et l'écoulement à sa base. De plus, peu d'études prennent en compte la présence de failles transfomantes le long de l'axe d'accrétion. Notre étude souligne l'influence des failles transformantes sur la géométrie de l'écoulement. Pour une ride continue et perpendiculaire à la direction de la vitesse de plaque, nous montrons que des instabilités, issues de la déstabilisation de la lithosphère sous l'effet d'une convection à petite échelle, apparaissent parallèlement à l'axe de la ride, aux âges jeunes, et perpendiculairement à l'axe de la ride aux âges vieux.
I have used two numerical codes of 2-D and 3-D convection to study the interaction between the convective mantle and the continental and oceanic lithospheres. In a first part I focused on the thinning mechanisms of a continental lithosphere: I studied characteristic times of convective destabilisation and, on the other hand, parameters influencing the initiation of delamination, defined as a sudden sinking of lithospheric mantle at the favour of a crustal decoupling level. I showed in 2-D that a homogeneously thickened continental lithosphere, as it could be the case in orogenic settings, comes back to its thermal equilibrium state because of small-scale convection. This convective flow is generated by instabilities of the lithosphere/asthenosphere interface, the amplitude of which is strongly controlled by the temperature dependance of the viscosity. This convective flow is due to the finite density perturbations induced by the topography of the isotherms at the base and/or at the sides of the root. The controlling mechanism depends on the root geometry. We derive two general parameterizations of convective removal duration as a function of local parameters, like the equilibrium thickness, the thickening factor, the root width, and the rheological temperature scale. Convective removal duration is too long for these mechanisms to explain the characteristic time of root removal during an orogen. The 2-D and 3-D study of delamination initiation at the favor of a crustal decoupling level shows that initiation takes place where the Moho temperature is the highest (> 800?C), as soon as the crust and mantles viscosities are sufficiently low. Moreover, two kinds of mantle lithosphere peeling have been observed, by slabs or by blobs, depending on crustal and mantle strength at the Moho. A second part of this thesis was dedicated to the study of 3-D mantle flow beneath mid-ocean ridges. Indeed, a key issue is the link between plate direction velocity and the flow geometry beneath the oceanic lithosphere. Furthermore only a few studies take into account transform faults along the oceanic ridge. Our study clearly shows the influence of transform faults on the flow geometry. For a linear ridge perpendicular to the plate motion, we first observe a series of downgoing instabilities parallel to the ridge axis at young ages and then a series of downgoing instabilities nearly perpendicular to the ridge axis.Note de contenu : Bibliogr. p.159-168
Lithosphère -- Thèses et écrits académiques/Chaleur -- Convection -- Thèses et écrits académiques/Modélisation CFD -- Thèses et écrits académiques/Earth (Planet) -- Crust -- Thesis/Heat -- Convection --Thesis/Computational fluid dynamics -- ThesisExemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Nom du donateur OCA-SA-008488 T2003-MOR01 Thèses / Thesis OCA Bib. Géoazur Sophia-Antipolis SA-Salle-A216-Thèses-Mémoires Exclu du prêt Tric Emmanuel
Titre : Les forces résistantes de la tectonique des plaques : apport des données gravimétriques dans les modèles numériques Type de document : texte imprimé Auteurs : Yann Krien (1979-...), Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne), Autre ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance Editeur : [S.l.] : [s.n.] Année de publication : 2007 Importance : 1 vol. (201 p.) Présentation : ill. en noir et en coul. Format : 30 cm Note générale : Thèse de doctorat : Terre, océan, espace : Paris 11 : 2007.- PPN 144751372 Langues : Français (fre) Anglais (eng) Tags : Tectonique des plaques -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques Rhéologie -- Modèles mathématiques --Thèses et écrits académiques Subduction -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques Plate tectonics -- Mathematical models -- Thesis Rheology -- Mathematical models -- Thesis Subduction zones -- Mathematical models -- Thesis Index. décimale : 551.136 Tectonique des plaques, dérive des continents Résumé : Cette étude a pour principal objectif d'apporter des contraintes sur la structure mécanique des zones de subduction et sur l'intensité des forces qui s'opposent à la tectonique des plaques. A l'aide de modèles dynamiques 2D de zone de subduction, cartésiens et instantanés, avec des rhéologies Newtoniennes ou en loi de puissance, nous montrons dans une première partie que les données gravimétriques ne peuvent être reproduites que si le couplage entre les plaques est limité, et que la résistance de la lithosphère subductante lors de la flexure est relativement faible. La gravite?? et les anomalies de géoïde (de longueurs d'ondes comprises entre 100 km et 4000 km environ) sont en général correctement reproduites dans le cas où les contraintes déviatoriques sont modérées. Nos résultats indiquent que seule une petite portion du poids de la plaque plongeante est transmise à la lithosphère en surface. Près de 10% de l'énergie est dissipée dans la zone de contact entre les plaques, 10-20% dans la région de flexure, et plus de 70% dans le manteau sub-lithosphérique. Les tractions en base de plaques induisent un déplacement net de la lithosphère, qui se traduit par une asymétrie des vitesses en surface. Dans le cas d'une circulation mantellique globale, les anomalies de géoïde déterminées numériquement présentent une "bosse" à des longueurs d'onde intermédiaires (??2000-4000km), qui n'est pas observée. Nous montrons qu'il est possible de réconcilier les observations avec les prédictions du modèle si l'on tient compte de forces de résistance au flux mantellique associées aux transitions de phases du manteau profond. Afin de mieux comprendre l'origine de ces forces, nous nous sommes intéressés par la suite aux variations volumiques accompagnant les changements de phase. A l'aide de modèles analytiques et numériques simples, nous montrons que les changements de volume "macroscopiques" (à l'échelle du manteau) peuvent altérer de manière significative le flux mantellique et les observables de surface comme la gravimétrie, dans le cas d'une discontinuité fine et visqueuse. En partant du modèle de croissance de grain de Morris [2002], nous montrons par ailleurs que les changements de volume à l'échelle microscopique sont susceptibles d'engendrer des déflections des zones de transitions de plusieurs kilomètres, y compris dans le cas de rhéologies non-Newtoniennes pour lesquelles la viscosité effective est relativement faible.
ln this study, we use short -and intermediate- wavelengths gravity and geoid anomalies (?100-4000km) to provide constraints on the mechanical structure of subduction zones and on the forces involved. We perform 2D instantaneous dynamically self-consistent models with Newtonian or power-law rheologies, and show that both strong decoupling of the two convergent plates and weakened bending lithosphere are necessary to reproduce the observed geoid and gravity data. Good fit are found for relatively low failure stresses. Only a small fraction of the downgoing slab weight is transmitted to the surface plates. About 10% of the energy is dissipated in the contact zone between the two plates, 10% to 20% in the bending region, and more than 70% in the sub-lithospheric mantle. The basal tractions induce a net motion of the plates, with the subducting lithosphere moving faster than predicted by the no-net motion principle. A marked positive geoid anomaly is predicted above subduction zones at intermediate wavelengths (??2000-4000km) in the case of pure whole mantle convection. Such large geoid highs are not observed. We show that partial layering associated to phase transitions in the deep mantle allows to reconcile modeI prediction and observations for these wavelengths. ln an effort to understand the physical mechanisms involved, we studied the kinetic effects of volumes changes during phase transformations. Using simple analytical and numerical models we show that macroscopic volumes changes can reduce the mantle flow significantly in the case of a thin and viscous discontinuity. Building on the nucleus growth model of Morris [2002], we also show that volume changes on a microscopic scale can induce a deflection of the phase transition zones by several kilometers even in the case of non-Newtonian rheologies and for quite low values of viscosity.Note de contenu : Bibliogr. p. 181-201 Les forces résistantes de la tectonique des plaques : apport des données gravimétriques dans les modèles numériques [texte imprimé] / Yann Krien (1979-...), Auteur ; Luce Fleitout, Directeur de thèse ; Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne), Autre ; Université Paris-Sud (1970-2019), Organisme de soutenance . - [S.l.] : [S.l.] : [s.n.], 2007 . - 1 vol. (201 p.) : ill. en noir et en coul. ; 30 cm.
Thèse de doctorat : Terre, océan, espace : Paris 11 : 2007.- PPN 144751372
Langues : Français (fre) Anglais (eng)
Tags : Tectonique des plaques -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques Rhéologie -- Modèles mathématiques --Thèses et écrits académiques Subduction -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques Plate tectonics -- Mathematical models -- Thesis Rheology -- Mathematical models -- Thesis Subduction zones -- Mathematical models -- Thesis Index. décimale : 551.136 Tectonique des plaques, dérive des continents Résumé : Cette étude a pour principal objectif d'apporter des contraintes sur la structure mécanique des zones de subduction et sur l'intensité des forces qui s'opposent à la tectonique des plaques. A l'aide de modèles dynamiques 2D de zone de subduction, cartésiens et instantanés, avec des rhéologies Newtoniennes ou en loi de puissance, nous montrons dans une première partie que les données gravimétriques ne peuvent être reproduites que si le couplage entre les plaques est limité, et que la résistance de la lithosphère subductante lors de la flexure est relativement faible. La gravite?? et les anomalies de géoïde (de longueurs d'ondes comprises entre 100 km et 4000 km environ) sont en général correctement reproduites dans le cas où les contraintes déviatoriques sont modérées. Nos résultats indiquent que seule une petite portion du poids de la plaque plongeante est transmise à la lithosphère en surface. Près de 10% de l'énergie est dissipée dans la zone de contact entre les plaques, 10-20% dans la région de flexure, et plus de 70% dans le manteau sub-lithosphérique. Les tractions en base de plaques induisent un déplacement net de la lithosphère, qui se traduit par une asymétrie des vitesses en surface. Dans le cas d'une circulation mantellique globale, les anomalies de géoïde déterminées numériquement présentent une "bosse" à des longueurs d'onde intermédiaires (??2000-4000km), qui n'est pas observée. Nous montrons qu'il est possible de réconcilier les observations avec les prédictions du modèle si l'on tient compte de forces de résistance au flux mantellique associées aux transitions de phases du manteau profond. Afin de mieux comprendre l'origine de ces forces, nous nous sommes intéressés par la suite aux variations volumiques accompagnant les changements de phase. A l'aide de modèles analytiques et numériques simples, nous montrons que les changements de volume "macroscopiques" (à l'échelle du manteau) peuvent altérer de manière significative le flux mantellique et les observables de surface comme la gravimétrie, dans le cas d'une discontinuité fine et visqueuse. En partant du modèle de croissance de grain de Morris [2002], nous montrons par ailleurs que les changements de volume à l'échelle microscopique sont susceptibles d'engendrer des déflections des zones de transitions de plusieurs kilomètres, y compris dans le cas de rhéologies non-Newtoniennes pour lesquelles la viscosité effective est relativement faible.
ln this study, we use short -and intermediate- wavelengths gravity and geoid anomalies (?100-4000km) to provide constraints on the mechanical structure of subduction zones and on the forces involved. We perform 2D instantaneous dynamically self-consistent models with Newtonian or power-law rheologies, and show that both strong decoupling of the two convergent plates and weakened bending lithosphere are necessary to reproduce the observed geoid and gravity data. Good fit are found for relatively low failure stresses. Only a small fraction of the downgoing slab weight is transmitted to the surface plates. About 10% of the energy is dissipated in the contact zone between the two plates, 10% to 20% in the bending region, and more than 70% in the sub-lithospheric mantle. The basal tractions induce a net motion of the plates, with the subducting lithosphere moving faster than predicted by the no-net motion principle. A marked positive geoid anomaly is predicted above subduction zones at intermediate wavelengths (??2000-4000km) in the case of pure whole mantle convection. Such large geoid highs are not observed. We show that partial layering associated to phase transitions in the deep mantle allows to reconcile modeI prediction and observations for these wavelengths. ln an effort to understand the physical mechanisms involved, we studied the kinetic effects of volumes changes during phase transformations. Using simple analytical and numerical models we show that macroscopic volumes changes can reduce the mantle flow significantly in the case of a thin and viscous discontinuity. Building on the nucleus growth model of Morris [2002], we also show that volume changes on a microscopic scale can induce a deflection of the phase transition zones by several kilometers even in the case of non-Newtonian rheologies and for quite low values of viscosity.Note de contenu : Bibliogr. p. 181-201 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Nom du donateur OCA-SA-008499 T2007-KRI01 Thèses / Thesis OCA Bib. Géoazur Sophia-Antipolis SA-Salle-A216-Thèses-Mémoires Exclu du prêt Tric Emmanuel
