Tectonique des plaques et mécanique des roches

Plate tectonics and rock mechanics

Ingénieur Général des Mines Conseiller scientifique au BRGM Bureau de Recherches Géologiques et Minières, 191, rue de Vaugirard, 75737 Paris - Cedex 15, France

Résumé

La démonstration de la cohérence de la théorie des plaques a été donnée en cinématique pure, c'est-à-dire en les traitant comme des solides euclidiens.

Si on prend en compte les propriétés réelles des roches, on se rend compte que l'expression des vitesses en cm/an n'a aucun sens. Ce n'est que moyennées sur un millénaire au moins que la cohérence cinématique des mouvements est assurée. Chaque déplacement relatif se fait pas saccades, qu’il s'agisse de séismes ou d’ouverture de dykes, d'amplitudes métriques, ou plurimétriques, à une fréquence séculaire.

Même en moyenne, les plaques ne se comportent pas comme rigides. La subsidence de bassins où s’accumulent les sédiments, implique la dissipation d'énergie mécanique, par un effort d’extension, évident dans les grabens (ex. : fossé rhénan), vraisemblable dans un bassin comme celui de Paris. A partir de quelle profondeur une telle extension peut-elle se faire, non par le jeu de failles, comme dans les terrains rigides, froids, superficiels, mais par fluage ? N’est-ce pas comme trace de ces très faibles déformations qu’il faut interpréter les diaclases, élément essentiel de la Mécanique des Roches, si banal qu’on oublie de s’interroger à leur sujet et qui nous informent peut-être sur le jeu de la tectonique globale ?

Abstract

The consistency of the plate theory has been demonstrated by pure kinematics, that is taking plates as euclidian solids.

Taking account in the actual properties of rocks, it is clear that velocities expressed in cm/year are nonsense. Only average values on at least one millenium can insure the kinematic consistency of plate movements. Every relative displacement, whichever seism or dyke opening is made of successive jerks ranging about one or a few meters, at a hundred years frequency.

Even on average, plates do not behave as rigid bodies. The subsidence of the basins where sediments accumulate implies dissipation of mechanical energy through a tensile strain, obvious in grabens (as the Rhine graben) and not unlikely in basins such as the Paris one. Over which depth can such and extension occur through creep, instead of through fault action, as in rigid, cold, shallow rocks ? Rock joints (diaclases) could be taken as markers of such very weak deformations. They are a major feature in rock mechanics but so trivial that few questions are raised about them. They could bring valuable informations on global tectonics.