Vicissitudes de l’ascension des magmas à travers la croûte terrestre

devant le jury: Richard CRASTER ....................................... Rapporteur Jean-Luc GOT .......................................... Examinateur Claude JAUPART ........................................ Directeur de thèse Nikolaï SHAPIRO ....................................... Examinateur Stephen TAIT .......................................... Co-Directeur de thèse Benjamin Van WYK de VRIES ............................. Rapporteur Résumé Nous étudions la propagation du magma par fracturation hydraulique au sein de la croûte terrestre supposée élastique et cassante. La compréhension de ce mode de migration des magmas est essentielle pour l'interprétation des signaux précurseurs aux éruptions (déformation, sismicité...). On cherche à déterminer les caractéristiques des signaux qui permettent de diagnostiquer l'arrivée en surface du magma ou au contraire l'arrêt de la propagation (et donc le stockage du magma en profondeur et/ou la formation de cryptodômes). Dans cet objectif, nous avons fait des études analogiques en laboratoire et élaboré un code numérique stable pour traiter de différents effets: - le devenir d'une intrusion de volume fini et constant de magma - les conséquences du refroidissement et de la solidification aux bords de la fissure - le rôle joué par la stratification de l'encaissant - et enfin les effets dus au dégazage du magma lors de sa décompression. Nous cherchons à estimer les paramètres clés de la migration avant l'arrivée du magma en surface (tels que le flux de magma injecté, essentiel pour prévoir l'intensité d'une éruption). Nous mettons en évidence que la solidification du magma peut entraîner une propagation par paliers dans certaines conditions. Les effets du dégazage sont subtils. À faible fraction volumique de gaz, telle que le gaz est contenu dans des bulles suspendues dans le magma, la dilatation du magma conduit à une accélération de la propagation. À forte fraction volumique de gaz, telle que le seuil de fragmentation est franchi, la tête de dyke gonfle ce qui a pour effet de ralentir la propagation.Nous montrons enfin comment l'évolution d'un volume fini de magma peut conduire à une intrusion en profondeur (formation d'un proto-réservoir) ou bien à une éruption dont les caractéristiques sont dictées par les conditions de l'injection de magma à la source. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------