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Le Laboratoire de simulation physique permet de mieux comprendre les processus géologiques et tectoniques grâce à la déformation de modèles physiques simulant les roches à différentes profondeurs de la croûte terrestre.
La déformation de modèles fabriqués en utilisant des matériaux de différentes propriétés physiques pour simuler les roches à différentes profondeurs de la croûte terrestre aide les chercheurs à mieux comprendre les processus géologiques et tectoniques. À l’aide de la tomodensitométrie (CT scanning), l’évolution progressive des structures dans les modèles est observée en 3D (c’est-à-dire en 4D). Ainsi, les résultats aident à interpréter les observations de terrain et les données géophysiques afin de mieux comprendre :
- les processus tectoniques de la Terre
- les contrôles structuraux et tectoniques des gîtes minéraux épigénétiques, dont les minéraux critiques et précieux et les pièges à pétrole
Les recherches du laboratoire portent également sur des aspects fondamentaux de la tectonique de la Terre ancienne et d’autres planètes telluriques, comme Vénus et Mars.
Le Laboratoire de simulation physique comprend :
- Une centrifugeuse d’accélération élevée (1000 g) qui permet la déformation de modèles en pâte à modeler et de mastics de silicone pour simuler la déformation des roches en extension et raccourcissement en tenant compte des instabilités gravitaires (ex. le diapirisme et l’écoulement canalisé ou channel flow) dans la Terre.
- Des bacs à sable permettent de simuler la déformation fragile ou fragile-ductile des roches et l’évolution des bassins sédimentaires et des ceintures de plissement-chevauchement.
- D’autres grands bacs permettent l’utilisation de matériaux ductiles, visqueux et fragiles pour étudier la déformation à l’échelle lithosphérique et les effets de remontée de panaches mantélliques, etc. Les calculs de la déformation finie sont réalisés par imagerie PIV.
Santolaria, P., Harris, L.B., Casas, A.M., Soto, R. (2022) Influence of décollement-cover thickness variations in fold-and-thrust belts: Insights from centrifuge analog modeling. Journal of Structural Geology, 163: 104704.
DOI: 10.1016/j.jsg.2022.104704
Godin, L., Soucy La Roche, R., Waffle, L., Harris, L.B. (2018) Influence of inherited Indian basement faults on the evolution of the Himalayan Orogen. Geological Society, London, Special Publications, 481: 251 – 276.
DOI: 10.1144/SP481.4
Exemples de visualisation par tomodensitométrie de modèles de centrifugeuses :
Harris, L.B., Godin, L.,Yakymchuk, C. (2012) Regional shortening followed by channel flow induced collapse: a new mechanism for “dome and keel” geometries in Neoarchaean granite-greenstone terrains. Precambrian Research, 212-213: 139–154.
DOI: 10.1016/j.precamres.2012.04.022
Yakymchuk, C., Harris, L.B., Godin, L. (2012) Centrifuge modelling of deformation of a multi-layered sequence over a ductile substrate: 1. Style and 4D geometry of active cover folds during layer-parallel shortening. International Journal of Earth Sciences, 101: 463-482.
DOI: 10.1007/s00531-011-0682-y
Le Laboratoire de simulation physique a été mis sur pied avec un financement de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI).
Personnes-ressources
Lyal Harris
Professeur et responsable scientifique
Téléphone : 418 654-2568
lyal.harris@inrs.ca
Boutaina El Jai
Conseillère partenariat-valorisation
Téléphone : 418 654-2531
boutaina.el_jai@inrs.ca
Laboratoire de simulation physique
Institut national de la recherche scientifique
Centre Eau Terre Environnement
490, rue de la Couronne
Québec (Québec) G1K 9A9
Canada