Ce travail de thèse est une étude des relations entre les fluides et les déformations dans le prisme d'accrétion de Nankai. Ce travail s'appuie entre autres sur les résultats des deux campagnes de forage récentes Leg Ocean Drilling Program 190 et 196. L'étude des relations entre la mise en place de déformations et les circulations de fluides est plus particulièrement centrée sur le décollement, au front du prisme. Nous présentons d'abord une estimation de la surpression de fluides dans les formations sédimentaires autour du décollement à partir de l'étude des profils de porosité. Ceci nous permet de montrer que le décollement n'est pas une barrière pour les surpressions de fluides et de proposer que le saut de porosité au niveau du décollement résulte d'une discontinuité de l'état de contrainte au travers du décollement. Nous étudions ensuite l'anomalie de chlorinité présente dans les fluides interstitiels de la formation dans laquelle se développe le décollement. Nous montrons que l'on peut rendre compte de cette anomalie en ne considérant que les processus de compaction des argiles et de transformation des smectites en illites. Par ailleurs, nous avons mesuré la perméabilité d'échantillons du prisme sous contraintes avec une presse triaxiale, nécessaire pour la réalisation de simulations numériques de circulation de fluides dans le prisme. Les perméabilités mesurées sont comprises entre 10-18 et 10-19 m2. La rupture des échantillons entraîne une augmentation de la perméabilité à faible pression de confinement mais pas de modification de la perméabilité à une pression de confinement correspondant à la contrainte verticale de l'échantillon en place. Dans une autre partie, nous comparons les mesures de porosité des échantillons et la porosité calculée dans la formation in situ à partir d'un log de résistivité. Cela nous permet de montrer que la zone de décollement présente à la fois des déformations compactantes et dilatantes. Nous estimons la dilatance de fracture du décollement entre 2 et 8 %, et nous proposons un modèle incrémentiel de propagation du décollement par couplage entre des transferts transitoires de surpression de fluides et la déformation mécanique en tête de décollement. Enfin, nous présentons une étude numérique en 2D de la propagation d'ondes de surpression de fluide le long du décollement en supposant que la perméabilité dépend de la pression effective. Les ondes peuvent se propager rapidement le long du décollement. Le couplage hydromécanique entre l'état de contrainte dans la séquence subduite et la pression de fluide dans le décollement est proposés comme un mécanisme possible d'initiation et d'entretien de l'onde de pression.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00008747 |
| Date | 17 December 2003 |
| Creators | BOURLANGE, Sylvain |
| Publisher | Université Paris Sud - Paris XI |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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