Crédit photo : Vincent Thizeau, professeur des Sciences de la vie et de la Terre.

Modélisation

La modélisation analogique d'une compression

Un modèle analogique n'est pas une imitation de la réalité. C'est une projection dans un nouvel espace du phénomène étudié.

Il repose sur un dimensionnement qui permet de vérifier que le phénomène observé à petite échelle en classe, sur une courte durée, est l'exacte représentation du phénomène géologique se déroulant sur des durées géologiques à grande échelle de temps.

Le modèle essaie de reproduire le profil rhéologique prenant en compte la viscosité (résistance à l'écoulement) et l'élasticité (capacité à retrouver sa forme d'origine) de l'enveloppe géologique que l'on veut modéliser, c'est-à-dire la superposition de milieux dont le comportement fragile ou ductile sont connues.

Afin de mieux comprendre les traces du passé mouvementé de la Terre, plusieurs solutions sont possibles en fonction du profil que l'on souhaite reproduire à l'aide d'un modèle.

Ici, le modèle choisi et construit se veut simple pour reproduire les marqueurs associés à une déformation des roches soumises à une tectonique en compression dans un contexte de convergence, rencontré par exemple dans les Alpes franco-italiennes (chaîne de montagnes de collision).

Autrement dit, comment reproduire et recueillir des informations sur le comportement des matériaux rocheux en réponse à des forces de déformation compressive dans un contexte géodynamique convergent ?

1. Mise en œuvre du modèle

Matériel mis à disposition

• un bac en plexiglass avec un dispositif de tapis roulant permettant une convergence d'un bord à l'autre ;
• de la farine, du chocolat en poudre et des craies de couleur simulant différents types de roches ;
• un tasseur pour égaliser les couches à l'horizontale dans le volume central ;
• un mortier et un pilon pour broyer les craies en poudre ;
• une règle graduée pour réaliser des mesures.

Vidéo

• Durée de la vidéo : 2 minutes 4 secondes
• Date de publication : le 20 janvier 2024
• Réalisation : Vincent Thizeau, professeur des Sciences de la vie et de la Terre au lycée Louis-Bascan, Rambouillet (78)
• Description : la modélisation analogique d'une tectonique en compression dans un contexte de convergence.
• Crédit photo et vidéo : Lucie Gallois, élève de TG08.
• Hébergement : la chaîne YouTube de V. Thizeau, KitFlipSVT

Légende - Partie 1/2

Couches de couleur simulant différents types de roches
De la plus récente à la plus ancienne
Couche 1 - Craie rouge
Couche 2 - Craie jaune
Couche 3 - Chocolat en poudre
Couche 4 - Farine blanche

2. Analyse du modèle

Animation

• Durée de l'animation : 35 secondes
• Date de publication : le 14 janvier 2024
• Réalisation : Vincent Thizeau, professeur des Sciences de la vie et de la Terre au lycée Louis-Bascan, Rambouillet (78)
• Description : la modélisation d'une compression.
• Crédit photo : Mélodie Gibier, élève de TG13.
• Hébergement : la chaîne YouTube de V. Thizeau, KitFlipSVT

Légende - Partie 2/2

Traits noirs en pointillé
Failles inverses et chevauchements

Flèches noires
Sens de déplacement

Traits en rose
L₀ : longueur initiale en cm
L₁ : longueur finale en cm

Traits en vert
H₀ : hauteur initiale en cm
H₁ : hauteur finale en cm

Echelle :
L₀ = 33 cm

Calculs du raccourcissement et de l' épaississement

Raccourcissement
L₁ < L₀
Delta longueur (ΔL) = [(L₁-L₀)/L₀]x100
Valeur négative en pourcentage (%)

Epaississement
H₁ > H₀
Delta hauteur (ΔH) = [(H₁-H₀)/H₀]x100
Valeur positive en pourcentage (%)

3. Observations en coupe sur le modèle :

• au centre, les couches sont affectées par un pli ;
• de part et d'autre du pli, le sens de décalage des couches montre des failles inverses ;
• la ligne noire pointillée orientée vers la droite révèle un contact anormal où les couches chocolat et jaune plus anciennes reposent sur la couche rouge plus récente : il s'agit d'un chevauchement.

4. Renseignements obtenus

Plissement des couches, failles inverses et chevauchements sont les marqueurs d'une tectonique en compression, à l'origine d'un raccourcissement et d'un épaississement des structures.

|→ Les failles inverses sont compatibles avec le raccourcissement et l'épaississement des terrains en contexte convergent.

✔️ Crédits photo et vidéo :

• partie 1/2 : Lucie Gallois, élève de TG08
• partie 2/2 : Mélodie Gibier, élève de TG13.

✔️ Affichages alternatifs :

• de la vidéo - Partie 1/2 - Mise en œuvre du modèle |→ http://tinyurl.com/4fpj2vvn
  Lien externe, s'ouvre dans une nouvelle fenêtre.
• de l'animation - Partie 2/2 - Analyse du modèle |→ http://tinyurl.com/bdcwsjnd
  Lien externe, s'ouvre dans une nouvelle fenêtre.

✔️ Programme de Terminale spécialité SVT |→ Les traces du passé mouvementé de la Terre
À retrouver sur ce site.

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