Dynamique des intrusions magmatiques peu profondes : théorie et application à la détection d’intrusions planétaires

Le magmatisme intrusif est une source masquée, mais potentiellement importante du magmatisme planétaire. En effet, les magmas, formés au sein du manteau, n’atteignent que rarement la surface. La grande majorité se met en place et refroidit au sein de la croûte sous forme d’intrusions magmatiques. Le volume ainsi que la morphologie de ces intrusions peuvent être contraints par l’observation des surfaces planétaires. Cependant, en l’absence d’un modèle capable de décrire la mise en place de telles intrusions, il est difficile de se faire une idée des propriétés physiques de l’écoulement et des magmas eux même. Dans cette thèse, nous commençons par nous intéresser à la relation qui existe entre la morphologie finale des intrusions de tailles intermédiaires (sills et laccolites) et l’écoulement lui-même. Nous proposons ainsi un modèle dynamique de la mise en place de l’intrusion qui prend en compte une rhéologie réaliste pour le magma, l’énergie libérée par sa cristallisation ainsi que le chauffage de l’encaissant. Les conditions varient de la Terre à la Lune; nous examinons ainsi la capacité du modèle à reproduire la morphologie de ces intrusions dans ces deux différents contextes planétaires. Sur la Lune, la mise en place d’intrusions magmatiques au sein de la croûte a aussi été proposée pour expliquer les déformations subites par certains cratères après leurs formations. Pour tester cette hypothèse, nous proposons un modèle d’étalement d’intrusion magmatique sous une dépression caractéristique de l’impact. Nous montrons que les différentes déformations observées au sein de ces cratères sont bien en accord avec la mise en place d’importants volumes de magma sous leur sol. De plus, en utilisant la résolution sans précédente du champ de gravité lunaire obtenue par la mission GRAIL, nous montrons que la plupart de ces cratères montrent bien des anomalies de gravité; anomalies impliquant notamment une importante porosité dans la croûte lunaire. Les implications en terme d’évolution lunaire sont finalement évoquées.