Jean-Pierre Brun, Professeur à l’Université de Rennes
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En Alsace, sur le terrain on observe l’existence de reliefs allongés bordant un long fossé, on peut voir aussi des failles dans des tranchées. Les images satellites montrent que ce fossé traverse l’Europe. Comment s’est-il formé ?

L’ "auscultation" des profondeurs par des techniques de géophysique révèle que les deux bords du fossé sont limités par des failles normales très profondes : c’est un graben. Le laboratoire conçoit et réalise une expérience pour comprendre comment s’est formé ce fossé ainsi que ceux qui lui sont comparables.

Vous allez rencontrer Jean-Pierre Brun, chercheur à l’Université de Rennes. Il s’intéresse, avec ses collègues, à la géologie de nombreuses régions du monde dont le fossé du Rhin.

Ecoutez-le...
« Si on regarde la carte géologique de la France et celle de l'Allemagne, le graben du Rhin apparaît comme une dépression très allongée, de 300 km de long, remplie de sédiments tertiaires et quaternaires. Deux lignes sismiques descendant jusqu'à une quarantaine de kilomètres de profondeur ont été tirées à travers le graben du Rhin.

Elles nous permettent de voir la structure très asymétrique de ce graben du point de vue du remplissage sédimentaire, du point de vue de son système de failles et nous montrant aussi une remontée du Moho, base de la croûte, sous le graben et de manière plutôt asymétrique également. Le fonctionnement de ce système peut être mieux compris à l'aide d'expériences de laboratoire».

Rigides en surface, les roches subissent en profondeur un amollissement dû à l’augmentation de la température et de la pression. Le chercheur choisit des matériaux afin qu’ils représentent ces différents niveaux et va tenter d’y initier un graben.

Les processus d’initiation des rifts continentaux comme le graben du Rhin ou le rift Est-Africain sont mal connus.

On souhaite aussi comprendre les relations entre l’extension observée en surface et l’amincissement en profondeur détecté par la géophysique. La méthode expérimentale est une approche très riche.

La lithosphère étant constituée de niveaux fragiles (ou cassants) et de niveaux ductiles (ou plastiques) ; dans l’expérience, on utilisera des produits aux propriétés analogues.

L’équipe du Centre Armoricain d'Etudes Structurales des Socles de Rennes a développé des expérimentations à partir de matériaux comme le sable de Fontainebleau et les gels de silicone.

Ecoutez-le...
« Pour expliquer la déformation de la lithosphère, on a recours à des modèles dits rhéologiques qui prennent en compte les propriétés mécaniques des roches. On sait que la partie supérieure de la croûte est cassante, on l'appelle fragile, puis en profondeur, entre 20 et 30 km, cette croûte devient visqueuse, dite ductile et l'on a la même alternance sous le Moho (dans la partie lithosphérique du manteau) si bien que, pour beaucoup de cas, on peut représenter la lithosphère par une multicouche fragile-ductile en faisant alterner en général quatre de ces couches. On sait également, au laboratoire, à partir de matériaux comme le sable ou les silicones, simuler sur des maquettes ce genre d'alternance fragile-ductile et donc ceci nous donne un moyen de tester les interprétations que l'on peut faire à partir des données géologiques et des données géophysiques».