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CNRS-Géomanips

Ce spécialiste des plis et des failles des Appalaches, aux États-Unis, connaît bien tous les travaux expérimentaux faits par ses prédécesseurs en Europe et en Grande-Bretagne. En 1893, il veut en envisager la théorie.



 


Carte locale de la chaîne des Appalaches aux environs de Greenville, Tennessee, USA.

Il cherche à déterminer l'état initial et donc les propriétés des couches qui seront déformées, comment est appliquée la force extérieure qui vient agir, comment elle se propage et quelle est l'origine de cette force.

Il utilise les données physiques de température, pression, profondeur et veut obtenir au laboratoire des produits dont les caractéristiques aillent du cassant au plastique, comme dans la nature. Il mélange de la cire d'abeille à du plâtre de Paris et de l'essence de térébenthine en différentes proportions. Mais il lui faut assurer une température constante pour que les caractéristiques ne se modifient pas.



Machine expérimentale de B. Willis

Pour figurer la pression, il cherche à recouvrir les strates de quelque chose de lourd, mais qui ne modifie pas les déformations; il pense donc au mercure, mais vu les difficultés de manipulation, il choisit de la grenaille de plomb.


"Given three variables, stratification, load and consistency, if any two be assumed constant, how will the variation of the third affect the result of deformation ?"



Expérience de plissement

On voit que sur la base des expériences antérieures B. Willis travaille avec rigueur.
Mais les premières boîtes éclatèrent sous l'effort et les strates se déformaient trop en frottant sur les bords : il construisit alors une boîte en chêne et entoura les strates de grenaille de plomb pour diminuer le frottement avec les parois.

Ce modèle a été conçu pour montrer la nature d'un pli dans une série composée d'un épais lit dur sous de nombreux lits minces et plus ou moins mous (lit dur : 33% cire, 66% plâtre, lits mous : cire et essence), sous une charge de 500 pounds, soit 2,75 pounds par inch carré sur la longueur originelle de 30 inches.



Expérience d’écaillage

Ce modèle a été conçu en déposant des couches incomplètes sur la longueur pour réaliser une succession assez complexe qui peut être proche de ce que l'on rencontre dans la nature.

Les lits ont tous été composés de cire et de plâtre, avec une adjonction assez abondante d'essence de térébenthine; les couches les plus molles étaient "comme du beurre" à 70° Farenheit (21° Celsius). La longueur originelle du modèle était de 39 3/8 inches (soit 1 mètre).

 


 

De telles structures avaient déjà été observées dans l’avant-pays des monts Grampians, au nord de l’Angleterre, où l’épaisseur exceptionnelle des couches de grès et de schistes d’âge silurien s’expliquait uniquement par l’accumulation tectonique d’écailles peu épaisses.




 





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