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Géologie et géodynamique des chaînes de montagnes

Le pôle de recherché “Géodynamique, tectonique et géologie structurale” se spécialise en trois domaine de recherche complémentaire.

En premier lieu, la géologie structurale est utilisée pour l’étude des différentes structures géologiques, comme la géométrie et la cinématique des nappes tectoniques formées dans les chaînes de montagnes de type collision (les Alpes ou l’Himalaya indien).

En plus de cette première approche, la tectonique computationnelle fournit des outils numériques pour comprendre les processus thermomécaniques qui se produisent durant la déformation des roches dans la lithosphère. Actuellement, cela permet d’étudier l’évolution géodynamique des Alpes.

Les recherches effectuées par le groupe de modélisations numériques permettent d’apporter des solutions concernant les stratégies de modélisations prédictives ainsi que leurs implémentations en utilisant l’architecture des ordinateurs modernes (GPU, multi thread).

 

Le pôle de recherche "Géodynamique, Tectoniques et Géologie structurale" se compose de trois orientations de recherche :

Géologie structurale - Prof. Jean-Luc Epard : Jean-Luc Epard est spécialisé en géologie structural et alpine. Ses recherches concernent la géométrie et la cinématique des nappes tectoniques formées dans les chaînes de montagnes de type collisionnel comme les Alpes et l’Himalaya. Différents domaines tectoniques font partie des secteurs actuellement étudiés :

  • Les nappes simplo-tessinoises (Alpes suisses et italiennes ; nappes d’Antigorio, Simano, et Sambuco-Maggia). Plus à l’Est, la nappe d’Adula, soumise à un métamorphisme de haute-pression, a également été étudiée lors d’une thèse récente ;
  • Les nappes helvétiques et ultrahelvétiques de Suisse occidentale (cartographie des zones des racines en Valais).

Dans l’Himalaya indien :

  • Géométrie et cinématique des nappes nord-himalayennes, en particulier la nappe du Tso Morari soumis à un métamorphisme de ultra-haute pression. Les unités environnantes de la marge nord-indienne et celles en relation avec la suture ophiolitique font également partie du domaine d’étude.

Un autre centre d’intérêt concerne la formation des plis de décollement (cinématique et équilibrage), particulièrement la quantification, à toutes les échelles, de la déformation. La relation entre plissement, fracturation et instabilités de terrain (Jura suisse et Foothills en Alberta, Canada) est l’une des thématiques actuellement abordée. Ces domaines de recherches nécessitent la collaboration avec de nombreux spécialistes de l’ISTE (pétrologie magmatique et métamorphique, modélisation tectonique, instabilités rocheuses,…). De plus, les nombreux laboratoires à disposition dans la faculté sont indispensables à la réalisation de ces recherches.

Tectonique computationnelle - Prof. Stefan Schmalholz : Notre recherche se focalise sur les processus thermo-mécaniques qui se produisent durant le processus de déformation des roches dans la lithosphère à toutes les échelles ainsi que sur les structures qui se forment durant ces déformations intenses. Nous utilisons la mécanique des milieux continus et les simulations numériques pour étudier la déformation des roches. Un des buts est de quantifier les instabilités dynamiques qui se produisent durant différents processus de déformation des roches, comme le mécanisme de plissement, de rétrécissement et la formation des zones de cisaillement. Nous cherchons aussi à quantifier les évolutions dynamiques de la température, de la pression, du différentiel des contraintes et de la déformation à travers le temps durant les phases orogéniques et de rifts océnaniques. Afin de calibrer ces modèles numériques quantitatifs, nous utilisons des données géologiques et géophysiques comme des cartes géologiques ainsi que des coupes, mais aussi des données sismiques, gravimétriques, pétrologiques ou des résultats provenant de microanalyses en laboratoire. Actuellement, nous appliquons ces méthodes numériques pour reconstruire l'évolution géodynamique de la chaîne alpine et pour avoir une meilleure compréhension de la génèse des nappes tectoniques. 

Modélisations numériques - Prof. Yuri Podladchikov : Notre recherche se focalise sur des stratégies de modélisations prédictives ainsi que sur leurs implementation sur des ordinateurs via des techniques modernes de calcul, comme le calcul GPU. Nous développons une approche de modélisation globale for de nombreuses applications et/ou directions au sein même de l'Institut des Sciences de la Terre (hydrologie, glaciologie, l'analyse des risques, la pétrologie et la géodynamique). Nous enseignons également ces méthodes et techniques numériques à des étudiants de niveau Bachelor et Master. Un des intérêts premier de notre groupe est les instabilités rocheuses en présence de fluides interstitiels. Une augmentation de la pression des pores peut causer ces instabilités ainsi que le phénomène de fluidisation. A l'inverse, le cheminement des déformations peut grandement influencer les échelles temporelles ainsi que les modèles d'interaction fluide-roche. Pour plus d'informations sur nos activités, vous pouvez consulter notre site web personnel à l'addresse suivante: http://wp.unil.ch/geocomputing/ 

 

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Groupe de recherche

Equipe permanente

  • Jean-Luc Epard
  • Stefan Schmalholz
  • Yury Podladchikov

Equipe de recherche

  • Samuel Omlin
  • Ludovic Raess
  • Richard Spitz
  • Daniel Kiss
  • Yoann Jaquet
  • Florian Humair
  • Thibault Duretz
  • Nicolas Buchs
Géopolis - CH-1015 Lausanne  - Suisse  -  Tél. +41 21 692 43 06  -  Fax +41 21 692 43 05
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