Soutenance de thèse de Nicolas MANSARD

Les zones de cisaillement résultent de la localisation de la déformation dans les roches de la croûte et du manteau supérieur au cours de la déformation de la lithosphère. En accommodant une importante quantité de déformation, ces zones de cisaillement exercent un contrôle direct sur la rhéologie et la dynamique de la lithosphère. En s’appuyant sur des observations de terrain et des expériences de déformation, cette étude aspire à élargir les connaissances actuelles sur la rhéologie et le développement des zones de cisaillement. Dans cette étude, nous mettons en évidence que le comportement rhéologique des matériaux polyphasés est extrêmement sensible à la composition minéralogique, dans la mesure où de faibles variations chimiques peuvent initier la localisation de la déformation – même à faible contrainte de cisaillement – et induire de larges différences de résistance. Nos résultats exposent également la capacité dont fait preuve la déformation pour faciliter les réactions minérales, la nucléation, la formation de mélange de phases à grains fins et, inversement, comment une telle évolution des microstructures aboutit à la localisation de la déformation et à l’affaiblissement des matériaux. La composition des phases minérales, dans la mesure où elles régissent la réactivité, participe grandement à l’initiation de l’affaiblissement et à l’évolution à long terme de la résistance des zones de cisaillement. Globalement, notre étude atteste que la rhéologie des roches ne peut se résumer au comportement rhéologique des matériaux monophasés. Afin de recourir à l’utilisation de modèles rhéologiques pour prédire la résistance de la lithosphère, il semble nécessaire de prendre en compte à la fois la complexité des structures régionales (comme les zones de cisaillement) et la nature complète des roches qui les composent, notamment la rhéologie des matériaux polyphasés en présence — ou non — de la rétroaction entre la déformation et les réactions.