Géologie structurale
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Ce que couvre le module de Géologie structurale
La géologie structurale étudie les déformations des roches, de l'échelle du cristal à celle des plaques lithosphériques, et remonte aux forces qui les ont produites. Ce premier chapitre pose le vocabulaire de base — force, contrainte, tenseur des contraintes — indispensable pour aborder tous les chapitres suivants. Aux examens, ces notions reviennent sous forme de définitions précises et de petits calculs sur la décomposition d'une contrainte.
La géologie structurale décrit, mesure et interprète les structures produites par la déformation des roches : failles, plis, foliations, linéations, joints. Elle se distingue de la tectonique, qui replace ces structures dans leur contexte régional et géodynamique (chaînes de montagnes, rifts, décrochements), même si les deux disciplines sont indissociables : on décrit une structure à l'affleurement pour en déduire l'histoire tectonique d'une région. La démarche est double : une approche descriptive (géométrie, orientation, échelle) et une approche mécanique (quelles forces, quelles contraintes ont produit cette géométrie).
Une force appliquée à un corps lui communique une accélération (F = m·a) ; elle s'exprime en newtons et dépend de la masse du corps considéré. En géologie, on préfère raisonner en contrainte : la force rapportée à la surface sur laquelle elle s'exerce (σ = F / S), exprimée en pascals ou en mégapascals. La contrainte est homogène à une pression mais, contrairement à une pression simple, elle est orientée — c'est une grandeur vectorielle, en réalité tensorielle, qui varie selon la direction du plan considéré en un même point.
Objectifs : ce que tu sauras à la fin du module
- Contrainte = force / surface ; grandeur orientée (tensorielle), homogène à une pression.
- σ₁ ≥ σ₂ ≥ σ₃ : les trois contraintes principales, orthogonales, sans cisaillement sur leurs plans.
- Quatre composants de la déformation : translation, rotation, changement de volume, distorsion (strain).
- Taux de déformation = déformation / temps, en s⁻¹ ; déformation finie = bilan, déformation incrémentale = chemin suivi.
- Rhéologie = relation entre contrainte, déformation et temps ; trois comportements de base : élastique, plastique, visqueux.
- Élastique = instantané et réversible (loi de Hooke) ; plastique = progressif et permanent, au-delà du seuil d'écoulement.
- Rupture cassante = propagation et coalescence de microfissures (fentes de Griffith) issues de défauts préexistants.
- Critère de Navier-Coulomb : τ = C₀ + μ·σₙ ; prédit le plan de rupture à partir de σ₁ et σ₃ (cercle de Mohr).
- Mécanismes ductiles : cataclase, macles, pression-dissolution, fluage-dislocation, recristallisation statique ou dynamique.
- Schistosité/foliation : plan perpendiculaire au raccourcissement maximal ; gneissosité = litage à plus haut grade.
- Cercle de Mohr : centre (σ₁+σ₃)/2, rayon (σ₁−σ₃)/2 ; construction purement géométrique.
- Failles conjuguées : σ₂ = bissectrice de l'intersection, σ₁ = bissectrice aiguë, σ₃ = bissectrice obtuse du dièdre.
Cours en ligne — chapitre par chapitre
Le cours de Géologie structurale (S5) est découpé en 7 chapitres rédigés, lisibles gratuitement en ligne et accompagnés de leurs PDF téléchargeables.
Les points clés à retenir en Géologie structurale
Résumé complet de Géologie structurale S5 : les 7 chapitres condensés en points essentiels (contraintes, déformation, rhéologie, failles, plis, cercle de Mohr, grandes structures), vocabulaire et pièges d'examen.
- Contrainte = force / surface (σ = F/S), grandeur orientée, homogène à une pression ; contrainte lithostatique = isotrope, ne déforme pas seule.
- σ₁ ≥ σ₂ ≥ σ₃ : trois contraintes principales orthogonales, sans cisaillement sur leurs plans respectifs.
- Contrainte déviatorique = contrainte totale − contrainte moyenne → seule responsable de la déformation.
- Quatre composants : translation, rotation (ne changent pas la forme), changement de volume, distorsion (strain).
- Taux de déformation = déformation/temps, en s⁻¹ ; déformation finie (bilan) vs incrémentale (chemin suivi).
- Ellipsoïde de déformation : axes X ≥ Y ≥ Z ; prolate (X étiré) = constriction, oblate (Z aplati) = aplatissement.
- Élastique : instantané, réversible, loi de Hooke (σ = E·ε) — Plastique : progressif, permanent, au-delà du seuil d'écoulement.
- Fluage = déformation plastique sans hausse de contrainte ; viscosité = relation linéaire contrainte / taux de déformation (newtonien).
- Cassant (peu de déformation avant rupture) vs ductile (déformation plastique dominante, sans perte de cohésion).
- Rupture cassante = coalescence de microfissures (fentes de Griffith) issues de défauts préexistants.
- Critère de Navier-Coulomb : τ = C₀ + μ·σₙ ; cercle de Mohr → prédit le plan de rupture à partir de σ₁ et σ₃.
- Failles conjuguées : deux plans à ≈ 30° de σ₁, angle dièdre ≈ 60°, partageant la direction de σ₂.
- Mécanismes : cataclase, macles, pression-dissolution, fluage-dislocation, recristallisation statique/dynamique.
- Schistosité/foliation : plan ⊥ au raccourcissement maximal ; gneissosité = litage compositionnel à plus haut grade.
Le vocabulaire de Géologie structurale à connaître
- Contrainte déviatorique
- seule composante qui déforme
- Ellipsoïde de déformation
- forme finale d'une sphère déformée (X≥Y≥Z)
- Paramètre de Flinn
- k, forme prolate/oblate
- Fluage
- déformation plastique sans hausse de contrainte
- Cercle de Mohr
- diagramme σₙ / τ
- Faille conjuguée
- paire de plans à ≈30° de σ₁
- Schistosité
- plan pénétratif ⊥ raccourcissement
- Linéation d'étirement
- marqueur du transport tectonique
- Mylonite
- roche de zone de cisaillement ductile
- Chevauchement
- faille inverse à faible pendage
- Strie de faille
- trace du glissement sur le plan
- Hémi-graben
- bassin bordé par une faille normale
Cours (4)
TD et exercices corrigés (4)
Rédigé par l'équipe Biologie Maroc
Biologie Maroc est une e-bibliothèque fondée en 2015 par Mohamed Nahli, biologiste diplômé des facultés des sciences marocaines. Les cours sont rédigés et relus à partir des programmes officiels des licences SVI, SVT et STU, et des cours magistraux confiés par des professeurs d'universités marocaines, publiés avec leur accord.
Dernière révision éditoriale : août 2026. Une erreur, un document manquant ? Signale-le-nous.
4 commentaires d'étudiants
Retours d'étudiants — certains repris de l'ancien site biologie-maroc.com.
Vous avez des cours bien structurés
Bonjour Djedanem, vraiment merci beaucoup pour votre commentaire 🙏 🙏 🙏 ça nous fait énormément plaisir 😊 😊. On vous souhaite un très bon courage.
TRES COOL
Merci bcp