Concept

Géologie

Résumé
vignette|Discordance angulaire de Siccar Point (Écosse) où des couches peu pentées de grès rouges du Dévonien recouvrent les formations verticalisées de grauwackes du Silurien. vignette|Carte mondiale des principales plaques, massifs et chaînes de montagnes, et une sélection des principaux points chauds. La géologie est la science dont le principal objet d'étude est la Terre, et plus particulièrement la lithosphère. Discipline majeure des sciences de la Terre, elle se base en premier lieu sur l'observation, puis établit des hypothèses permettant d'expliquer l'agencement des roches et des structures les affectant afin d'en reconstituer l'histoire et les processus en jeu. Le terme « géologie » désigne également l'ensemble des caractéristiques géologiques d'une région, et s'étend à l'étude des astres. La géologie moderne prend forme à partir du , du désir de comprendre la structure de la Terre et d'un certain nombre de mécanismes à l'origine de phénomènes naturels. L'évolution des théor
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Publications associées (42)

L'expérience du lieu. Une architecture pour les fjords

Annika Hansen

Les paysages grandiloquents des fjords en Norvège offrent un contexte particulier pour réaliser un projet de master en architecture. Ce territoire indompté, marqué par l'ère glaciaire et les accidents géologiques demande un ouvrage qui en souligne le paysage et l'histoire. Le plus grand fjord du pays, le Sognefjord se divise en de nombreux plus petits fjords, dont l'Aurlandsfjord avec son célèbre bras, le Naerøyfjord. Le site se trouve à proximité du village de Flåm à 70 m d'altitude sur un petit replat dans la pente. Site typique et privilégié pour construire dans le territoire des fjords, il offre une vision généreuse du lieu. Une promenade sur le territoire, un lieu d'exposition et un bâtiment de recherche forment ensemble un laboratoire du fjord, une découverte et compréhension du fjord, de son paysage, de son ambiance et de son histoire. Depuis le port, le chemin invite le touriste à rejoindre le campus en découvrant le paysage et les éléments qui le composent. Différentes stations et espaces d'exposition donnent au promeneur une vision du paysage, chaque fois renouvelée. Les bâtiments eux-mêmes se composent d'un socle en béton et de volumes à thèmes en bois en référence aux constructions traditionnelles. Le socle permet de s'adapter au terrain et de créer une base pour les volumes en bois. Ceux-ci renferment la recherche et les quatre thèmes d'exposition: la géologie, la biologie, l'océanographie et la culture. Les constructions mettent en scène le paysage qui est lui mis en évidence dans le bâtiment.
2015

How does seismic anisotropy evolve as a function of mineralogical and textural changes across ductile shear zones? – an experimental and modelling approach

Henri Joseph François Gilles Leclère

Strain localization and the development of ductile shear zones in the middle and lower crust play major roles in lithosphere dynamics. Geophysical imaging of ductile shear zones is an issue for ore geology, for the understanding of the lithosphere rheology and of the faults behavior. Indeed, shear zones constitute the ductile roots of the faults of the upper crust; studying these structures can thus help to better understand the behavior of the seismogenic faults (e.g. Sibson, 1977). In the absence of significant seismicity, methods using active source illumination cannot be used to image shear zones. However, by the way of metamorphic and metasomatic reactions, ductile strain localization is accompanied by mineralogical, textural and microstructural changes, that can produce seismic anisotropy. The propagation of teleseismic waves from distant earthquakes is sensitive to this anisotropy, and can be used to image the anisotropic crustal structures through which they propagate. Deep crustal seismic anisotropy has thus the potential to fundamentally advance our understanding of lithospheric structure and deformation processes. Intrinsically anisotropic minerals, the development of preferential crystallographic orientations and layered textures, can produce seismic anisotropy within shear zones (e.g. Mainprice and Nicolas, 1989). However, these intrinsic properties of shear zones change from their margins to their mylonitic cores, that may imply changes in seismic anisotropy. Furthermore, developed shear zones acquire a more complex geometry than these "ideal" tabular strain zones. They form anastomosed networks, with a mylonitic matrix delimiting weakly deformed lenses showing more localized deformation, and in which preexisting textures can be eventually preserved. Thus, there are multiple potential contributions for the shear zones "final" anisotropy. Although many geophysical studies aim to better image crustal anisotropic structures, it is also crucial to study outcropping fossil shear zones, in order to identify and estimate the different contributions to the final anisotropy. This study aims to bring a geological contribution to the understanding of geophysical signals. This approach begins with the study of the simplest case of an "ideal" shear zone, to determine how evolves the seismic anisotropy along a strain gradient. The present study is based on natural samples from eclogitic shear zones developed in the Monte Mucrone metagranodiorite (Sesia zone, Western Alps). We consider homogeneously deformed samples, corresponding to various stages of deformation: undeformed protolith (with potential inherited magmatic textures), orthogneiss, mylonite and ultramylonite. Besides, a composite sample contains a cm-scale shear zone, representing the combination of the different contributions estimated with the homogeneous samples. The seismic anisotropy of both homogeneous and composite samples will be (1) experimentally estimated, by P-and S-waves velocity measurements and (2) modelled using the program MTEX (Mainprice et al., 2011), and a microstructure-sensitive finite element orientation averaging using the ESP toolbox (Vel et al., 2016). The so calculated anisotropies are compared with the petrological features of each sample. The objective is to test the hypothesis that shear zones seismic anisotropy may reflect the lower strained margins of the zones (e.g. Almqvist et al., 2013; Tatham et al., 2008; Schulte-Pelkum and Mahan, 2011).
2019

Non-destructive 3D characterization of concrete alteration by X-ray micro-CT and correlation with petrographic and geotechnical properties

Lukas Baumgartner, Barbara Noémie Lengyel, Pascal Turberg

Concrete is a most important geomaterial as it is used for a large part in our buildings and infrastructures. According to Planetoscope (2012) its production is about 6 billion m3 per year (190 m3 each second) which makes it the most used manufactured material in the world. The alteration of concrete, tightly associated with the durability and security of our infrastructures, depends on its primary composition but also on a wide range of environmental factors (mechanical solicitations, freezing-thawing cycles, alkali-aggregate reactions, etc.). Hence, the contribution of geological or geological-related analysis to understand concrete alteration processes is required because this material is mainly composed of aggregates made of different minerals and rocks, the type and quality of which are important due to their influence on concrete behaviour. In this study, high resolution X-ray Computed tomography (X-ray micro-CT) was used to image 3D different types of concrete cores in order to characterize their respective state of alteration. The global alteration index (GAI) developed by Christe et al. (2010) for natural cataclastic rocks was applied to the segmented X-ray CT images of these concrete cores and compared to the results of microstructural analysis on thin slices and of compression tests. Also, an internal attack of concrete by hydrochloric acid was carried out in laboratory to simulate artificial alteration through carbonate dissolution and its process was monitored along time by X-ray micro-CT imaging (4D monitoring). Our first results show that X-ray CT imagery enables, without any destruction of the specimens, to characterize concrete internal features in terms of macroporosity, highly microporous cement paste, standard cement paste or aggregates. In particular, initial entrapped porosity as well as cracks are easily detected, characterised and quantified before and after mechanical testing. Petrographic analyses on thin sections enabled to verify the physical meaning of the X-ray CT-based detected features, such as the highly microporous cement paste, the opening of the microcracks and the detachment halos around aggregates which all act as weakening parameters. Despite the limited number of samples, a coherent relation between the GAI and the compressive strength of the concrete specimens is observed as the concrete compressive strength clearly decreases when the GAI increases. In this case, it logically means that the concrete with a higher porosity is less resistant. Moreover, the 4D monitoring of the acidic attack test led to dynamically show how the carbonated structure of the concrete was progressively altered. These preliminary results demonstrate that GAI, based on XRCT imagery analysis, can be used to evaluate the degree of alteration of concrete and could thus lead to estimate its strength. In more general terms, X-ray CT analysis opens new perspectives to relate the quality of concrete with its mechanical properties. This method could probably be further applied to a wide range of problems related to the inspection and maintenance of concrete infrastructures.
2014
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Personnes associées (4)
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Échelle des temps géologiques
vignette|droite|Histoire de la Terre cartographiée en 24 heures, avec le découpage des 4 éons. Une échelle des temps géologiques est un système de classement chronologique utilisé, notamment en géolo
Roche sédimentaire
vignette|Couches de roches sédimentaires datant du Trias (Utah, États-Unis). Les roches sédimentaires proviennent de l'accumulation de sédiments qui se déposent le plus souvent en couches ou lits supe
Fossile
thumb|Squelette de baleine Miocène fossilisé in situ dans le désert d'Ica, Pérou. vignette|Fossile de Lethe corbieri, papillon de l'Oligocène de Provence, France. vignette|Ammonite fossilisée. vignett
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CIVIL-403: Geology for construction and environment
Détermination des roches principales, physique des écoulements souterrains en rapport avec les ouvrages, relations entre milieu géologique et construit. Determination of the main rocks, physics of underground flows in relation to the works, relations between geological and built environment.
CIVIL-211: Geology
Les ingénieurs civils exercent leurs activités en constante interaction avec le sous-sol. Le cours de géologie donne aux étudiants les bases en Géosciences nécessaires à une ingénierie bien intégrée dans le contexte de notre planète.
CIVIL-404: Underground construction technology
Pour acquérir une connaissance approfondie de l'espace et des travaux souterrains, y compris la planification, la gestion, les techniques de construction, l'évaluation de risques, et les considérations environnementales.
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