Letteratura scientifica selezionata sul tema "Déformation de peau"

The Kisseynew domain is the central unit of the Reindeer Zone of the Paleoproterozoic Trans-Hudson Orogen, in Manitoba and Saskatchewan. The southern flank of the domain is a transition zone between the greenschist facies of the volcano-plutonic assemblage of the Flin Flon - Snow Lake belt and the upper amphibolite facies of Kisseynew paragneisses. The Jungle Lake area, in the southern flank of the Kisseynew Domain, comprises mainly quartzofeldspathic gneisses representing continental clastic units of the Missi suite and migmatitic metagraywackes of the Burntwood suite. The area was affected by several phases of deformation, metamorphism, and migmatisation. Detailed mapping and U-Pb geochronology were carried out in order to establish the timing of the deformational and metamorphic phases. The oldest leucosome contains sillimanite formed during peak metamorphism and is associated with F2 folding and S2 fabric. Five single monazites from this leucosome yield ages between 1809 and 1803 Ma taken as the best estimate for the duration of peak metamorphism. Biotite schlieren in diatexites in the Burntwood suite show a S2 fabric folded by F3. Zircon from one of these diatexites yield a crystallization age of 1798+3-2 Ma, considered as the lower limit for the F2 event. Single monazites from the same rock yield ages between 1812 and 1789 Ma, the oldest of which are considered to be inherited. The youngest mobilisate is a pegmatite crosscutting F2 and F3 fabrics and yielded single monazite ages between 1875 and 1788 Ma. The youngest age is taken as the age of the pegmatite and is a minimum age for F3 fabrics. These results, together with those from other areas of the southern Kisseynew Domain, indicate a ca. 30 million year period (1818 and 1785 Ma) of continuous deformation and metamorphism. The data also show the presence of monazite crystals of different ages in the same rock illustrating the need to analyse single grains to obtain geologically meaningful ages.

The Ottawa River Gneiss Complex (ORGC) in the western Grenville Province of Ontario and Quebec is interpreted as the exhumed mid-crustal core of a large metamorphic core complex. This paper concerns the post-peak evolution of the Muskoka domain, the highest structural level in the southern ORGC that is largely composed of amphibolite-facies straight gneiss derived from retrogressed granulite-facies precursors. It is argued that retrogression and high strain occurred during orogenic collapse and that the Muskoka domain acted as the ductile detachment zone between two stronger crustal units, the underlying granulite-facies core known as the Algonquin domain and the overlying lower grade cover comprising the Composite Arc Belt. Formation of the metamorphic core complex followed Ottawan crustal thickening, peak metamorphism and possible channel flow, and took place in a regime of crustal thinning and gravitational collapse in which the cool brittle–ductile upper crust underwent megaboudinage and the underlying hot ductile mid crust flowed into the intervening megaboudin neck regions. Post-peak crustal thinning in the Muskoka domain began under suprasolidus conditions, was facilitated by widespread retrogression, and was heterogeneous, perhaps attaining ~90% locally. It was associated with a range of ductile, high-temperature extensional structures including multi-order boudinage and associated extensional bending folds, and a regional system of extension-dominated transtensional cross-folds. These ductile structures were followed by brittle–ductile fault propagation folding at higher crustal level after the gneiss complex was substantially exhumed and cooled. Collectively the data record ~60 m.y. of post-peak extension on the margin of an exceptionally large metamorphic core complex in which the ductile detachment zone has a true thickness of ~7 km. The large scale of the core complex is consistent with the deep level of erosion, and the long duration of extensional collapse is compatible with double thickness crust at the metamorphic peak, the presence of abundant leucosome in the mid crust and widespread fluid-fluxed retrogression, collectively pointing to the important role of core complexes in crustal cooling after the peak of the Grenvillian Orogeny.RÉSUMÉLe complexe gneissique de la rivière des Outaouais (ORGC) dans la portion ouest de la Province de Grenville au Québec et en Ontario est interprété comme le cœur d’un grand complexe métamorphique à coeur de noyau. Le présent article porte sur l’évolution post-pic du domaine de Muskoka, soit le niveau structural le plus élevé de l’ORGC composé en grande partie d’orthogneiss au faciès amphibolite dérivés de précurseurs au faciès granulite. Nous soutenons que la rétromorphose et les grandes déformations se sont produites durant l’effondrement orogénique et que le domaine de Muskoka en a été une zone de détachement ductile entre deux unités crustales plus résistantes, le cœur au faciès granulite sous-jacent étant le domaine Algonquin, et la chapeau sus-jacent à plus faible grade de métamorphisme comprenant le Ceinture d’Arc Composite. La formation du complexe métamorphique à coeur de noyau est survenue après l’épaississement crustale ottavien, le pic métamorphique et le possible flux en chenal, et s’est produit en régime d’amincissement crustal et d’effondrement gravitationnel au cours duquel la croûte supérieure refroidie a subit un mégaboudinage et où la croûte moyenne chaude et ductile sous-jacente a flué dans les régions entre les mégaboudins. L’amincissement crustale post-pic dans le domaine de Muskoka, qui a débuté en conditions suprasolidus, a été facilité par une rétromorphose généralisée, hétérogène, atteignant à peu près 90 % par endroits. Celle-ci a été associée avec une gamme de structures d’extension ductiles de haute température, incluant du boudinage de plusieurs ordres de grandeur et de plis de flexure d’extension, ainsi qu’un système régional de plis croisés d’origine transtensionnelle. À ces structures ductiles a succédé une phase de plissement de propagation de failles cassantes à ductiles à un plus haut niveau crustal, après que le complexe gneissique ait été exhumé et se soit refroidi. Prises ensemble, les données indiquent une extension post-pic sur la marge d’un complexe métamorphique à coeur de noyau exceptionnellement grand aux environs de 60 m.y. et dans laquelle la zone de détachement montre une épaisseur véritable d’environ 7 km. La grandeur de l’échelle du complexe métamorphique à coeur de noyau concorde avec le fort niveau d’érosion, et la grande durée de l’effondrement d’extension est compatible avec une croûte de double épaisseur au pic de métamorphisme, la présence de leucosomes abondants dans la croûte moyenne et d’une rétromorphose à flux fluidique généralisée, l’ensemble indiquant l’importance du rôle des complexes métamorphiques à coeur de noyau dans le refroidissement de la croûte après le pic de l’orogenèse grenvillienne.

Les macroségrégations sont des hétérogénéités de répartition des espèces chimiques en peau ou à coeur des produits sidérurgiques. Ces macroségrégations peuvent engendrer de sévères problèmes dans la chaîne de transformation aval. Contrairement à la plupart des études qui s'intéressent aux macroségrégations centrales, nos travaux portent sur la simulation des macroségrégations en peau induites par déformations thermomécaniques. La simulation a été construite en trois étapes. La première étape consiste à simuler la macroségrégation en l'absence de toute déformation du solide, c'est-à-dire à solide fixe et rigide. La deuxième étape, indépendante de la première, revient à calculer uniquement la déformation du solide. Enfin, la dernière étape correspond à la réunion des deux premières. Les équations du problème sont résolues grâce à la méthode des éléments finis à laquelle sont adjointes des méthodes de stabilisation. Pour chacune des étapes, les simulations se basent sur des expériences. Pour la première étape, la validation s'appuie sur l'expérience de Hebditch & Hunt. Les résultats numériques et expérimentaux concordent. L'expérience qui sert de point de comparaison pour la deuxième étape est l'expérience de la déformation d'une goutte de métal liquide lors de son refroidissement par une plaque en cuivre. Cette expérience a été mise en place par un des partenaires du projet et s'est déroulée en microgravité. La déformation numérique obtenue suit la même tendance que celle de l'expérience mais avec une intensité inférieure. La dernière étape s'est appuyée sur l'expérience de refroidissement pulsé d'un lingot effectuée par El-Bealy. La simulation prévoit des variations de ségrégation mais n'arrive pas à capter toutes les variations expérimentales, conséquences de la déformation du solide. Des calculs sans thermomécanique montrent que notre simulation semble moins sensible à la déformation que l'expérience. L'ensemble des simulations a mis en jeu des alliages binaires. Un cas de solidification d'alliage ternaire sans déformation du solide a été simulé
Macrosegregations are chemical heterogeneities either in the skin or in the center of metallurgical products. These heterogeneities can generate serious troubles during downstream processing. Contrary to other studies which focus on central macrosegregation, our work aims to simulate the skin macrosegregation induced by thermomechanical deformations. Three steps are necessary to build the simulation. The first step consists on simulating macrosegregation at rigid and fixed solid, i. E. Without solid deformation. The second step, independent of the first one, aims to simulate the deformation of the solid without macrosegregation. The last step is a combination of the two previous one. All equations are solved by stabilized finite element methods. Each step refers to experiments in order to compare numerical and experimental results. The first step reproduces numerically the macrosegregation observed during Hebditch & Hunt experience. The numerical results are in good agreement with the experimental ones. The second step aims to simulate the deformation of a metallic liquid droplet during its solidification in contact with a copper chill, in microgravtiy. The numerical deformation obtained presents the same trend as the experimental one but in a lower magnitude. The last step is based on El-Bealy experience consisting of a pulsed water cooling of an ingot. The results show concentration variations but the simulation does'nt catch all experimental ones. Computations without macrosegregation point out that our simulations are less sensitive of deformation than the experiment. All simulations were run with binary alloys. Computations have also been run to simulate ternary alloy solidification but without solid deformation

Mathematical expressions of segregation rates occurring during solidification with spongy deformation of an alloyed mushy zone have been derived from classical mass balance analyses [LesO3]. The boundaries of the domain considered for the mass balances deform with the same velocity as the solid phase: the reference frame is attached to the solid phase. The three variables needed to fully describe segregation within this "Lagrangian" approach are the mass of solid in the domain, the volume of the domain and the relative velocity of the liquid with respect to the solid. The main result is a mathematical expression for the local macrosegregation rate. The analysis is further extended to produce an expression for the local microsegregation rate that can be compared with a previously proposed expression [Fle67]. It appears that an additional term is found to enter into our expression. This term is proportional to the local strain rate multiplied by the ratio of the volume fraction of solid over the volume fraction of liquid. It is expected to become dominant when the mushy zone is fully developed (large value of the ratio) and when the strain can be transmitted through a coherent solid skeleton that deforms like a sponge. Still, the origin of the deformation remains arbitrary and the derived expressions could be used to quantify segregation due to the thermal contraction of the solid and liquid phases, the shrinkage associated with the phase transformations, and/or the mechanical deformation of the domain. The mathematical expression for the local macrosegregation rate is combined with a numerical one dimensional model of the heat flow previously developed for the study of directional solidification of an undercooled mushy zone using an Eulerian frame of reference [GanOO]. The local strain rate is first deduced from a simple thermomechanical analysis. It gives access to the velocity of the solid phase in a region of the mushy zone located below a given temperature, known as temperature of coherence. The value of the latter is arbitrarily fIXed. The velocity of the solid phase then enters the total mass balance for the determination of the liquid flow due to shrinkage and contraction of both the solid and liquid phases. Finally, the fields for the temperature, velocities of the solid and liquid phases, and average composition are deduced using a fully coupled iterative scheme. Ln addition to inverse segregation close to the mold and negative segregation at the ingot end due to porosity formation [Rou95], segregation induced by deformation and growth undercooling of the columnar growth front are predicted. Application to the solidification of the skin of steel cast products agree qualitatively weil with experimental observations
Des expressions mathématiques du taux de ségrégation se produisant pendant la solidification d'un alliage avec la déformation spongieuse de la zone pâteuse ont été dérivées des analyses classiques de bilan de matière [LesO3]. Les frontières du domaine considéré pour les bilans de matière se déforment avec la même vitesse que la phase solide: le repère de référence est attachée à la phase solide. Les trois variables requises pour décrire amplement la ségrégation dans une approche "lagrangienne" sont la masse du solide dans le domaine, le volume du domaine et la vitesse relative du liquide par rapport au solide. Le résultat principal est une expression mathématique pour le taux local de macroségrégation. L'analyse est encore prolongée pour produire une expression pour le taux local de microségrégation qui peut être comparé à une expression précédemment proposée [Fle67]. Il s'avère qu'un terme additionnel entre dans notre expression. Ce terme est proportionnel au taux local de la vitesse de déformation multiplié par le rapport de la fraction volumique du solide sur la fraction volumique du liquide. On s'attend à ce que ce terme devienne dominant quand la zone pâteuse est très développée (grande valeur du rapport) et quand la vitesse de défonnation peut être transmise dans la zone cohérente qui se déforme comme une éponge. Toujours, l'origine des restes de déformation arbitraires et les expressions dérivées pourraient être employées pour mesurer la ségrégation due à la contraction thermique des phases liquide et solide, le retrait est associé aux transformations de phase, et/ou à la déformation mécanique du domaine. Une expression mathématique pour le taux local de macroségrégation est combinée avec un modèle numérique unidimensionnel 'de l'écoulement de la chaleur précédemment développé pour l'étude de la solidification dirigée avec surfusion de la zone pâteuse en utilisant une approche Eulérienne [GanOO]. La vitesse de déformation locale est déduite d'une analyse thermomécanique simple. Il donne accès à la vitesse absolue de la phase solide dans la zone pâteuse située en dessous d'une température donnée, connue sous le nom de la température de cohérence. La valeur de cette dernière est arbitrairement fixée. Cette vitesse de la phase solide va nous permettre de calculer l'écoulement du liquide dû au retrait et à la contraction des phases solide et liquide via l'équation de conservation de la masse totale. En conclusion, les champs de température, de vitesse relative des phases solide et liquide et de composition moyenne sont déduits en utilisant un algorithme itératif de convergence fortement couplé. En plus de la ségrégation inverse près du refroidisseur et de la ségrégation négative à l'extrémité du lingot due à la formation de la porosité [Rou95], la ségrégation induite par la déformation et la surfusion devant le front de croissance colomnaire sont décrites par le modèle. L'application à la solidification de la peau des pièces coulées en acier est bien conforme aux observations expérimentales (quantitativement)

Les macroségrégations sont des hétérogénéités de répartition des espèces chimiques en peau ou à coeur des produits sidérurgiques. Ces macroségrégations peuvent engendrer de sévères problèmes dans la chaîne de transformation aval. Contrairement à la plupart des études qui s'intéressent aux macroségrégations centrales, nos travaux portent sur la simulation des macroségrégations en peau induites par déformations thermomécaniques. La simulation a été construite en trois étapes. La première étape consiste à simuler la macroségrégation en l'absence de toute déformation du solide, c'est-à-dire à solide fixe et rigide. La deuxième étape, indépendante de la première, revient à calculer uniquement la déformation du solide. Enfin, la dernière étape correspond à la réunion des deux premières. Les équations du problème sont résolues grâce à la méthode des éléments finis à laquelle sont adjointes des méthodes de stabilisation. Pour chacune des étapes, les simulations se basent sur des expériences. Pour la première étape, la validation s'appuie sur l'expérience de Hebditch & Hunt. Les résultats numériques et expérimentaux concordent. L'expérience qui sert de point de comparaison pour la deuxième étape est l'expérience de la déformation d'une goutte de métal liquide lors de son refroidissement par une plaque en cuivre. Cette expérience a été mise en place par un des partenaires du projet et s'est déroulée en microgravité. La déformation numérique obtenue suit la même tendance que celle de l'expérience mais avec une intensité inférieure. La dernière étape s'est appuyée sur l'expérience de refroidissement pulsé d'un lingot effectuée par El-Bealy. La simulation prévoit des variations de ségrégation mais n'arrive pas à capter toutes les variations expérimentales, conséquences de la déformation du solide. Des calculs sans thermomécanique montrent que notre simulation semble moins sensible à la déformation que l'expérience. L'ensemble des simulations a mis en jeu des alliages binaires. Un cas de solidification d'alliage ternaire sans déformation du solide a été simulé.

La chirurgie minimalement invasive est connue pour ses avantages pour le patient, avec entre autre une douleur post-opératoire plus faible, un temps de convalescence réduit et une diminution des dommages causés aux organes. Ces avantages découlent principalement des incisions plus petites qu'elle nécessite comparées à celles d'une chirurgie dite ouverte. Ces incisions permettent l'insertion d'un endoscope et des instruments dans le corps du patient à travers des trocarts. Malgré ses avantages certains, la chirurgie minimalement invasive entraîne une plus grande complexité des gestes pour les chirurgiens. Cette difficulté accrue découle des limites que cette pratique engendre en termes de perception, en particulier de la dégradation de la perception visuelle et de la perception haptique. Plus précisément, la perception des efforts des tissus sur la pointe de l'outil est faussée par le fait qu'elle se fasse au travers d'un outil long en passant par un trocart. Le trocart plus ou moins rigide ajoute du frottement et du jeu, auquel s'ajoutent l'élasticité de la paroi abdominale et l'effet levier, faussant un peu plus les informations sensorielles qui auraient pu être intégrées. Ceci entraine notamment une faible précision lors de tâches de palpation. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux systèmes d'augmentation sensorielle permettant de fournir l'information d'effort au chirurgien, ainsi qu'à leur intégration dans la pratique de l'utilisateur. L'objectif est de proposer et d'étudier un système de retour sensoriel portable sous forme de bracelet placé sur l'avant bras du chirurgien qui permettrait de renseigner le porteur sur l'effort mesuré en bout d'un outil laparoscopique, en venant appliquer des efforts tangentiels sur la peau, aidant à améliorer la perception de raideur en bout d'instrument. Cette approche est intéressante dans la mesure où elle combine les avantages de ne pas perturber le geste et de ne pas interférer avec les canaux sensoriels auditif et visuel déjà très chargés, avec la nature intuitive d'un retour par déformation tangentielle de la peau.Dans un premier temps, la preuve de concept du dispositif est faite en se focalisant sur la perception des efforts axiaux où les efforts et le stimulus fourni par le bracelet sont alignés. Les résultats sont ensuite étendus à la perception des efforts radiaux pour lesquels nous étudions l'influence de l'effet levier dans la perception assistée par notre bracelet. Ces études sont menées dans le cadre d'une tâche contrôlée de discrimination de raideur dans un contexte de chirurgie laparoscopique simulé. L'objectif principal est d'étudier les performances et l'intuitivité du retour proposé pour augmenter la perception d'effort en bout d'outil. Dans un second temps, les travaux précédents sont étendus à un contexte médical réaliste. Les performances du retour tactile sont évaluées dans le cadre de discrimination de raideur de fantômes
Minimally invasive surgery (MIS) is recognized for its patient benefits, including less post-operative pain, shorter recovery times, and reduced organ damage, primarily due to the smaller incisions required compared to open surgery. These incisions allow the insertion of an endoscope and instruments into the patient's body through sealed cannulas, named trocars. Nevertheless, these benefits must be weighed against the higher gesture complexity surgeons face. This increased difficulty arises from perceptual limitations, in particular, the degradation of both visual perception and haptic perception of forces. Specifically, tissue force perception at the tooltip is distorted due to its conveyance through a long instrument passing through a trocar. The backlash and non-linear friction introduced by the trocar, the stiffness of the abdominal wall, and the lever effect, among others, further skew the sensory information that could have been integrated. This leads to poor palpation precision.This thesis focuses on sensory augmentation systems that provide force information to the surgeon and their integration into user practice. The thesis aims to propose and investigate a wearable sensory feedback system in the form of a forearm wristband, conveying to the wearer the force measured at the tip of a laparoscopic tool by applying tangential skin stretch, thereby enhancing stiffness perception at the tooltip. This approach is promising as it combines the benefits of not disrupting the surgical gesture and not interfering with the already heavily solicited auditory and visual sensory channels with the intuitive nature of skin stretch feedback.Initially, the proof-of-concept of the device is demonstrated by focusing first on the perception of axial forces where the forces and the stimulus provided by the wristband are aligned. The results are then extended to the perception of radial forces for which alignment no longer exists, and we also study the interaction of the lever effect in the perception assisted by our wristband. The main objective is to study the ability of the proposed tactile feedback to increase force perception at the end of the tool and to evaluate its performance in a controlled stiffness discrimination task in a simulated laparoscopic surgery context. Secondly, the previous work is extended to a realistic medical context. The performance of the feedback is evaluated in the context of tissue phantom stiffness discrimination

L'animation traditionnelle de personnages repose sur la création d'une enveloppe externe, appelée la peau, et d'un squelette interne constitué d'une hiérarchie de reperes permettant de la déformer. De par son efficacité, le skinning est la technique de prédilection des infographistes. Cependant, bien que de nombreux travaux aient permis de résoudre les problemes notoires de la méthode, certains types de déformations ne peuvent toujours pas être générés. On y retrouve les plis dynamiques de la peau ou des vêtements au niveau des articulations ou bien les effets d'inertie des masses musculaires et graisseuses lors de mouvements secs et rapides. Dans cette these, nous proposons deux techniques de modélisation et d'animation traitant ces problemes spécifiques qui peuvent être utilisées sur une animation existante pour en accroître le réalisme. Notre premiere contribution s'attache a ajouter, en temps-réel, des déformations dynamiques de la couche muscles/graisse aux déformations cinématiques obtenues par skinning ou tout autre technique équivalente. L'effet dynamique est calculé a travers une simplification des lois de l'élasticité linéaire. Pour cela, des éléments dynamiques associant les vibrations d'un ressort a un ensemble de poids assignés aux sommets du maillage permettent d'effectuer un skinning dynamique. L'emplacement, la fréquence et l'amplitude de ces effets sont spécifiés, de maniere très simple, par l'utilisateur. Sur cette couche vient se greffer une surface fine qui peut être soit la peau, soit directement un vêtement. Cette surface, d'aire quasiment constante, suit les déformations des muscles et des tissus graisseux tout en plissant lorsqu'elle se retrouve compressée. Pour cela, l'utilisateur positionne et oriente une courbe de contrôle qui se déforme a longueur constante et spécifie sa région d'influence. Pendant l'animation, des plis géométriques sont générés en temps-réel dans les zones couvertes par l'outil, le maillage étant raffiné localement a la volée.

La zone de subduction entre les plaques Nazca et Amérique du Sud est une des régions les plus actives de notre planète. De grands tremblements de terre et tsunamis associés se produisent de façon récurrente presque tout au long de sa marge. Néanmoins, le segment de subduction au nord du Pérou (de lat.3oS à 9oS) est resté le seul segment sismiquement silencieux depuis les premières informations historiques sur les séismes qui remontent au XVème siècle. Avant les travaux présentés dans ce manuscrit, aucune information sur les processus accommodant la convergence de la plaque Nazca vers le continent Sud-Américain n’était disponible le long du segment de 1000km au nord Pérou et sud Equateur. Les techniques de géodésie spatiale, en particulier le GPS/GNSS, nous permettent de quantifier les mouvements à la surface de la plaque supérieure avec une précision millimétrique. Ces mesures, couplées à l'utilisation de modèles élastiques, nous permettent de déterminer le niveau du couplage intersismique le long de l'interface entre les plaques. Le but de ma thèse est d'étudier le cycle sismique et la déformation continentale le long de la zone de subduction du Pérou, avec un intérêt particulier pour son segment nord. Nous utilisons des mesures GPS acquises depuis 2008 dans le cadre d'un projet international (le projet Andes Du Nord, ANR- ADN). Le champ de vitesse GPS obtenu couvre l’ensemble de la marge de subduction péruvienne, avec des mesures dans la cordillère et dans une moindre mesure dans la région sub-Andine. L'analyse et la modélisation du champ de vitesse GPS ont permis d'obtenir les résultats suivants: Premièrement: nous mettons en évidence l'existence d'un nouveau domaine continental, que nous avons baptisé comme le sliver Inca et qui est en translation a une vitesse de 4-5 mm/an en direction sud-est par rapport au craton Sud Américain. Le sliver Inca s’étend tout le long de la marge péruvienne
The Nazca/South American subduction zone is one of the most active regions on Earth. Large earthquakes and associated tsunamis occur recurrently almost all along its margin. Nevertheless, the ~1000 km long (from lat.2oS to 9oS) segment in northern Peru and southern Ecuador subduction has remained in relative seismic silence for at least the past five centuries. Before the work presented in this thesis, no information about the processes accommodating the convergence was available for this region and it was impossible to answer whether it could host a great Mw>8.5 earthquake in future or not. Nowadays, spatial geodesy, and more specifically GPS/GNSS enable us to quantify the surface displacement on the overriding plate with millimeter accuracy. Geodetic measurements together with the use of elastic models allow us to determine the amount of interseismic coupling at the plate interface. My thesis focuses on the seismic cycle and the continental deformation along the Peruvian subduction margin, with particular interest along its northern and central segments. We use GPS measurements acquired since 2008 in the frame of an international French-Peruvian- Ecuadorian project (the Andes Du Nord project, ADN). Our GPS velocity field covers the entire Peruvian subduction margin, with measurements in the Andean cordillera and part of the sub-Andean region. Modeling of GPS velocity field show the existence of a new tectonic microplate that we baptized as the Inca Sliver, which is in southeastward translation a rate of 4-5 mm/yr with respect to stable South America

L’histoire et les mécanismes de soulèvement des Andes centrales ont fait l'objet de débats animés depuis les années 1970. Notre étude se concentre sur l’analyse de la déformation Cénozoïque et de l'exhumation des Andes Centrales dans la région du Sud Pérou : à Cuzco, et dans la région de Nazca entre les cordillères Occidentale et Côtière. En effet, plusieurs auteurs soulignent le rôle du raccourcissement tectonique dans l'épaississement de la croûte, dans l’avant-arc Chilien ou à l’Est dans la région Subandine. Dans les modèles de déformation tectonique active issus du GPS, aucun raccourcissement ni transpression n’est pris en compte sur la bordure Occidentale des Andes au Cénozoïque ou dans les modèles de déformation crustale issus du GPS. La nouvelle cartographie des systèmes de failles actives dans la région sud du Pérou donnent un aperçu de la déformation active à l’échelle crustale pour la marge Pacifique des Andes Centrales. La géomorphologie et les paysages de l'avant-arc andin ont classiquement été présentés comme fossiles depuis le Miocène, sans évidence de structures actives accommodant la déformation cénozoïque. Cependant, les surfaces géomorphologiques bien préservées développées dans l'avant-arc du sud du Pérou fournissent d'excellents marqueurs et des évidences de déformation très nettes depuis le Cénozoïque jusqu’au Quaternaire récent. Ces marqueurs montrent tous un soulèvement des Andes le long de la marge ouest depuis les derniers Millions d’années. Bien que l’initiation et l’évolution de l'exhumation et du soulèvement cénozoïque aient été étudié dans les canyons de Colca et de Cotahuasi, il demeure peu contraint dans le segment nord de l'avant – arc, i.e., dans la région de Nazca. Dans cette étude, nous avons choisi d’apporter de nouvelles données (U-Th)/He et traces de fission sur apatite (AHe) et (AFT) respectivement dans cette région. L’échantillonnage a porté sur la Cordillère Occidentale entre Cañete et Nazca le long de deux nouvelles coupes transversales à la topographie. Le profil Age/Distance à la côte indique une mise en place de relief dans la région Andine au début du Miocène et une évolution découplée des deux systèmes de cordillères Cotière et Occidentale en terme d’exhumation dans le temps. A l’échelle Quaternaire, nous avons cartographié les failles actives pour déterminer leur géométrie, cinématique et les âges maximaux de l’activation de ces failles. Ceci afin de discuter du rôle de cette activité tectonique, précédemment supposée Miocène, dans le soulèvement et l’exhumation de l’avant-arc Andin. Nous avons utilisé la production et l’accumulation du 10Be cosmogénique dans les roches pour déterminer les âges d'exposition d’un escarpement tectonique marquant les derniers épisodes co-sismiques de la faille de Purgatorio. Nos nouveaux résultats, contrastent avec des conclusions précédentes qui concluaient à de l’extension et des vitesses lentes le long de l’avant arc Andin (<0.1mm/an). Les âges très récents indiquent une morphologie « historique » (free face) et deux tremblements de terre Mw6-7 sur ce système de failles transpressives qui se connectent au système principal d’Incapuquio. Les données suggèrent non seulement une déformation active significative de l’avant-arc, mais soulignent aussi l’existence d’un aléa sismique qui n’est toujours pas pris en compte pour les failles crustales dans les Andes. Tandis que l’hypothèse acceptée est que la déformation active est localisée dans le bassin d’avant pays subandin, ou à l’est de la cordillère orientale, nos données suggèrent qu’une partie de la déformation active se localise aussi sur la marge Occidentale ainsi que le long de la faille d'Incapuquio. De plus, les failles observées en néotectonique accommoderaient le partitionnement de la déformation le long de la subduction oblique et ceci n’a jamais été discuté précédemment. Ce mouvement, rigide, en bloc serait du à la présence du craton accrété sur le flanc Ouest et à sa rigidité
ABSTRACTTiming and mechanisms of uplift in the Central Andes have been a matter of debate since at least the 1970’s. Our study focuses on Cenozoic deformation and exhumation of the Central Andean forearc in Peru, in Cuzco region, and between the Western Cordillera and the Coastal Cordillera in Nazca region. Our new mapping of active faults provides new insights into the Cenozoic to present-day crustal deformation of the Central Andean Western margin. Until now, apart from some local studies, the geomorphology of the Andean forearc has classically been presented as a remnant Miocene landscape with no significant active structures accommodating the Cenozoic deformation. Thanks to new high-resolution optical imagery, the well-preserved geomorphic surfaces developed within the forearc of southern Peru provide excellent regional markers to map patterns of deformation. Pertaining to the Cenozoic history, while the timing of uplift-related exhumation and Cenozoic exhumation has been studied in Colca and Cotahuasi canyons, it remain poorly constrained in the northern segment of the Central Andean forearc. I report new apatite (U–Th)/He (AHe) and fission track (AFT) ages from the western Cordillera between Cañete and Nazca along two new cross sections. The ages in Nazca region reflect relatively recent (since ~10Ma) relief creation along the western margin of the Altiplano, similar to what is described south in Colca region.The Quaternary tectonic history is revealed by the newly mapped fault segments affecting the Miocene deposits within forearc. Through field and remote mapping, I determined fault geometries and maximum ages for the activity of the faults systems based on stratigraphic relationships in order to assess the role of this tectonic activity in the Western Cordillera uplift and exhumation.To understand the Holocene tectonic history, we use in situ produced 10Be to determine the exposure ages of the free face and tectonic scarp of the Purgatorio Fault in order to map the temporal evolution of its seismotectonic activity. Our new results display evidence of transpression and the formation of meter-high coseismic scarps as well as very recent exposure ages indicating a youthful fault morphology and Mw6-7 earthquakes occurring along the Purgatorio fault segments. These new data are in contrast with some previous conclusions for this region which suggest extension and/or slow rates of deformation for this region and time period. Further, these new data not only suggest significant active deformation within the forearc, but also highlight a potential seismic hazard for the region that not take into account crustal forearc faults.While the general assumption is that active deformation is localized in the Subandean fold and thrust belt, or east of the Western Cordillera in the Altiplano, our data support a model where active deformation is occurring in the western margin as well, along the Incapuquio Fault and other neotectonic faults that accommodates the partitioning of the subduction oblique convergence.These crustal active faults and more precisely the “not migrating to the trench” Incapuquio fault zone reveal the rigid motion of the forearc. Our new model is nevertheless compatible with the recently published GPS data that measure a southeastward movement at 4–5 mm/yr relative to a stable South America reference frame. This rigid motion is in part due to the presence of the rigid Greenvillian accreted craton, that behave as a sliver, and rather tilt than deform through time

Les découvertes réalisées dans les marges passives peu magmatiques profondes ont montré la nature complexe de ces dernières. Cependant les processus permettant l’accommodation de l’extension lithosphérique qui les affecte et étant à l’origine de leur architecture particulière, sont encore incompris. Les résultats de ce travail ont montré l’importance de la caractérisation des marges passives peu magmatiques et plus particulièrement de la déformation extensive qui les affecte, par un certain nombre d’éléments fondamentaux. L’identification systématique de ces éléments par des méthodes d’observation directe (imagerie sismique) ou indirecte (méthodes potentielles), a permis de définir quatre grands domaines et trois limites majeures. Le concept nouveau développé au cours de cette thèse a été de décrire ces domaines et limites à travers l’évolution spatio-temporelle des marges et d’avoir pu caractériser et quantifier la déformation associée à ces domaines. Cette approche a permis de proposer une inversion cinématique des marges Ibérie-Terre Neuve à l’échelle du rift et de tester ce nouveau concept le long des marges brésilienne et ouest-africaine. Cette étude montre le rôle crucial du niveau découplant intra-crustal contrôlant la déformation extensive. L’interaction des horizons cassants et ductiles de la croûte continentale au cours du rifting est un processus complexe, à considérer en trois dimensions et contrôlé par l’héritage structural, thermique et compositionnel. La compréhension et la prédiction de l’évolution des marges passives restent dépendantes de la compréhension spatiale et temporelle des interactions complexes entre l’héritage et les processus de rifting
The numerous discoveries realized in deep water, magma-poor rifted margins demonstrated the complex nature of these margins. However the processes enabling to accommodate the lithospheric extension and controlling the structural architecture are yet poorly understood. The aim of this thesis was to characterize the extensional deformation in time and space along magma-poor rifted margins. The results of this thesis highlight the importance to characterize the architecture of magma-poor rifted margins and the underlying extensional deformation by defining the building blocks of these margins. The systematic identification of these blocks either by direct observations (seismic images) or by indirect methods (potential methods) allowed four domains and three major limits to be defined. The major new concept developed in this study was to describe these domains and limits as part of the temporal and spatial evolution of the margins and to be able to characterize and quantify the deformation associated with these domains. This approach enabled us to propose a kinematic inversion of the Iberia-Newfoundland rift system and to test this new concept along the Brazilian and West-African rifted margins. Of major importance in the study of rifted margins is the role and evolution of intra-crustal decoupling horizons that control the extensional deformation. The interaction between brittle and ductile layers during rifting is complex, highly 3D and controlled by the structural, thermal, and compositional inheritance. Unraveling the complex interactions between inheritance and rifting processes in time and space appears essential to understand and predict the evolution of rifted margins

Une nouvelle analyse multi-azimutale 3D de la fonction de réception a permis d'identifier quatre discontinuités sismiques régionales plongeant de 7 à 13° dans le manteau du craton Supérieur. sismiques régionales plongeant à 7-13° dans le manteau du craton Supérieur d'Amérique du Nord ; la plupart sont La plupart de ces discontinuités ne correspondent pas aux principales structures connues de la croûte supérieure. Des structures crustales largement observées avec des plans axiaux presque verticaux verticaux orientés est-ouest indiquent que la phase la plus récente et la plus dominante de plissement et de raccourcissement horizontal s'est produite pendant la période du Kenora. de raccourcissement horizontal s'est produite pendant la déformation crustale du Kenoran (D2), en même temps que la minéralisation de l'Au et le pic du métamorphisme. minéralisation de l'or et le métamorphisme maximal à 2,72-2,66 Ga. Deux discontinuités mantelliques orientées à 065° et à 249°, avec un pendage vers le sud-est et le nord-ouest, respectivement. Ces directions sont à peu près parallèles à la marge septentrionale du craton de la marge nord du craton Supérieur et de certaines caractéristiques intra-cratoniques telles que l'axe du bassin de Quetico. Deux discontinuités ont une direction de 355° et 187°, plongeant respectivement vers l'est et l'ouest et parallèlement à la marge ouest du craton. Nos nouvelles observations ne révèlent ni discontinuités à pendage modéré, orientées est-ouest, ni couches éclogitiques cohérentes caractéristiques des zones de subduction tectoniques des plaques modernes. Les structures mantelliques proéminentes à inclinaison est et ouest se rapportent mieux à une déformation paléoprotérozoïque (Trans-Hudson), rarement observée dans la croûte. Une nouvelle analyse des xénolithes et des xénocristaux du manteau indique que le métasomatisme carbonatitique prédomine au-dessus de certaines discontinuités où se produit une conductivité fortement localisée, tandis que le métasomatisme kimberlitique prédomine en dessous des discontinuités du manteau largement conducteur. Ce fichier ouvert est accompagné de l'ensemble des données géophysiques 3D GOCAD et des modèles de surface interprétés résultant de cette étude d'intégration.

Trois levés sismiques à haute résolution ont été réalisés sur le cours supérieur du lac Témiscamingue en 2019, 2021 et 2022 à l'aide d'une technologie de pénétration développée à la Commission géologique du Canada. Le but de ces levés était d'étudier l'origine des sédiments glaciolacustres faillés précédemment signalés. De telles structures de déformation peuvent être liées à un effondrement dû à la fonte lente de la glace enfouie, à des mouvements de masse gravitationnelle ou à un mouvement de failles profondes du substrat rocheux. De nouvelles observations révèlent une vallée profonde, allongée et érodée (tunnel) de 1,3 à 2,5 km de large et 28 km de long et située le long du bord escarpé ouest du lac. Le thalweg de cette vallée s'étend jusqu'à -150 m d'altitude et est rempli de jusqu'à ~240 m de sédiments. Plus de sédiments sont présents dans la partie supérieure du lac par rapport à la partie inférieure ; le point de division étant défini par une moraine qui forme un rétrécissement peu profond. Les marges du lac présentent quatre niveaux de terrasse qui sont cartographiés dans la zone de la baie Paulson du lac. Une grille étroite de levés de lignes sismiques révèle des réseaux de glissements de terrain enfouis et inactifs qui sont le produit de mouvements gravitationnels rampants de sédiments glaciolacustres en association avec des failles d'extension. Les levés révèlent également des trous de kettle (fonte des glaces), des cavités rocheuses et du diamicton à la base d'une séquence sédimentaire glaciolacustre. D'éventuelles structures d'affouillement et de remplissage d'icebergs sont également identifiées dans les dépôts glaciolacustres. Toutes les failles et mouvements de masse liés à la gravité observés lors des levés peuvent être expliqués par des processus glacio-tectoniques ou de mouvements de masse. Certains glissements de terrain pourraient avoir été déclenchés par des séismes induits par le rebond isostatique de la croûte terrestre lié à la fonte de l'inlandsis laurentien. Il n’existe aucun exemple de failles rocheuses profondes atteignant la surface proche et se prolongeant dans les sédiments glaciolacustres ou lacustres récents dans l’ensemble de données sismiques.