ISTerre - Institut des Sciences de la Terre

Marie-Curie FlowTrans : Flow in Transforming Porous Media

François RENARD — 2025-09-05T14:36:51Z

Durée : 2013 - 2016
Coordinateur : University of Glasgow
Contact à ISTerre : François Renard
Participation de l'équipe Mécanique des failles
Partenaires : 9 organismes de recherche européens

FlowTrans : Integrated Training Network regroupant 11 doctorants et 4 post-doc partagés entre 8 universités et 4 entreprises européennes.

Ce projet interdisciplinaire a pour but la compréhension et la caractérisation des flux de fluides dans des milieux poreux en évolution, lors de transformations chimiques ou de déformations mécaniques.

– http://www.flowtrans.net/

Projet ROUGH FAULT : Rugosité des Failles

François RENARD — 2025-09-05T13:51:00Z

Roughness of active fault planes : from silent slip to fault mechanics.

Durée : 2009 - 2012
Coordinateur : François RENARD (ISTerre)
Equipe ISTerre impliquée : Mécanique des failles

Dans ce projet ANR Jeune Chercheur (F. Renard, C. Voisin, E. Larose, M.-L. Doan) nous cherchons à comprendre comment la morphologie des surfaces de failles peut contrôler la dynamique des ruptures et l'état de contraintes sur les grandes failles actives.

Participent à ce projet plusieurs doctorants (Thibault Candela, Soumaya Latour, Dimitri Zigone) ainsi qu'un post-doctorant, Andrew Rathbun. Ont aussi collaboré Luiza Angheluta, Joachim Mathiesen, Karen Mair, Michel Bouchon, David Marsan, Jean Schmittbuhl et Emily Brodsky.

Nous réalisons des études de terrain pour mesurer la morphologie de ces failles, nous effectuons des expériences de laboratoire de frottement et réalisons des simulations numériques et analytiques.

Nous avons aussi mis en ligne une base de données de la morphologie de surfaces de failles et de ruptures de surfaces de séismes. Les données sont accessibles ici : FaultSurfaceData.

Figure 1 : Morphologie de la faille de Dixie (Nevada) montrant des rugosités à plusieurs échelles

Références

Renard, F., Beauprêtre, S., Zigone, D., Candela, T., Dysthe, D.K., Gratier, J.-P., and Voisin, C. (2012) Strength evolution of a reactive frictional interface is controlled by the dynamics of contacts and chemical effects, Earth and Planetary Science Letters, in press.

Renard, F., Mair, K., and Gundersen, O. (2012) Surface roughness evolution on experimentally simulated faults, Journal of Structural Geology, doi:10.1016/j.jsg.2012.03.009.

Latour, S., Gallot, T., Catheline, S., Voisin, C., Renard, F., Larose, E., and Campillo, M. (2011) Ultrafast ultrasonic imaging of dynamic sliding friction in soft solids : the slow slip and the super-shear regimes, Europhysics Letters, 96, 59003, doi : 10.1209/0295-5075/96/59003.

Candela, T., Renard, F., Bouchon, M., Schmittbuhl, J., and Brodsky, E. E. (2011) Fault slip distribution and fault roughness, Geophysical Journal International, 187, 959-968, doi : 10.1111/j.1365-246X.2011.05189.x.

Angheluta, L., Candela, T., Mathiesen, J. and Renard, F. (2011) Effect of surface morphology on the dissipation during shear and slip along a rock-rock interface that contains a visco-elastic core, Pure and Applied Geophysics, doi 10.1007/s00024-011-0272-8.

Candela, T., Renard, F., Bouchon, M., Schmittbuhl, J. and Brodsky, E. E. (2011) Stress drop during earthquakes : effect of fault roughness scaling, Bulletin of the Seismological Society of America, 101, 2369-2387, doi : 10.1785/0120100298.

Zigone, D., Voisin, C., Larose, E., Renard, F., and Campillo, M. (2011) Slip acceleration generates tremor like signals in friction experiments, Geophysical Research Letters, doi:10.1029/2010GL045603.

Angheluta, L., Mathiesen, J., Misbah, C., and Renard, F. (2010) Morphological instabilities of stressed and reactive geological interfaces, Journal of Geophysical Research, 115, B06406, doi:10.1029/2009JB006880.

Candela, T., Renard, F., Bouchon, M., Brouste, A., Marsan, D., Schmittbuhl, J., and Voisin, C. (2009) Characterization of fault roughness at various scales : Implications of three-dimensional high resolution topography measurements, Pure and Applied Geophysics, 166, 1817-1851, doi 10.1007/s00024-009-0521-2.

Voisin, C., Grasso, J.-R., Larose, E., and Renard, F. (2008) Seismic signals and slip patterns down dip subduction zones : insights from a lab scale experiment, Geophysical Research Letters, 35, L08302, doi:10.1029/2008GL033356.

Voisin, C., Renard, F., and Grasso, J.-R. (2007) Long term friction : from stick-slip to stable sliding, Geophysical Research Letters, 34, L13301, doi:10.1029/2007GL029715.

Mair, K., Renard, F., and Gundersen, O. (2006) Thermal imaging on simulated faults during frictional sliding, Geophysical Research Letters, 33, L19301, doi:10.1029/2006GL027143.

Renard, F., Voisin, C., Marsan, D., and Schmittbuhl, J. (2006) High resolution 3D laser scanner measurements of a strike-slip fault quantify its morphological anisotropy at all scales, Geophysical Research Letters, 33, L04305, doi:10.1029/2005GL025038.

Comment la croissance des cristaux soulève les buttes de travertins

François RENARD — 2012-11-13T09:38:54Z

La croissance des cristaux soulève les buttes de travertins

Les travertins sont des accumulations de roches calcaires qui précipitent à partir de sources carbonatées et qui peuvent constituer des buttes de plusieurs dizaines de mètres de haut. En surface on observe des concrétions calcaires qui se développent avec une croissance stratigraphique (du bas vers le haut) à partir des eaux de ruissellement issues de ces sources carbonatées.

Une étude de J-P. Gratier et al., publiée dans Geology, novembre 2012, sur des travertins de l'Utah (USA), montre que la construction de ces buttes ne se produit pas seulement par les dépôts de surface mais aussi par des croissances de cristaux à l'intérieur de la butte qui sont capables de la soulever grâce à leur force de cristallisation. Les auteurs montrent, grâce à des datations sur de la calcite, que ces cristaux poussent dans des fentes avec une croissance du haut vers le bas sur de grandes durées (des millénaires) associée à l'activité de grandes failles et que la force de cristallisation peut soulever des dizaines de mètres d'épaisseur de roche. Il est suggéré qu'un tel mécanisme peut se développer plus largement dans d'autres contextes géologiques de développement et de colmatage de fractures.

Article paru dans Geology.

Comment la croissance des cristaux soulève les buttes de travertins

François RENARD — 2012-11-13T09:38:54Z

La croissance des cristaux soulève les buttes de travertins

Article paru dans Geology.

FISIC : CCS and Fault zones

Anaïs SCHNEIDER, François RENARD — 2012-09-26T08:12:02Z

Hydro-mechanical behavior of Faults and Induced Seismicity under CO₂ Injection Conditions

Duration : 2012 - 2015
Coordinator : Jeremy Rohmer (BRGM)
ISTerre research team involved : Fault Mechanics
ISTerre contact : François Renard
External collaborations :

BRGM
Navier
ARMINES Center of Geosciences and Geoengineering
Alneos

Figure 1 : Représentation schématique du programme scientifique du projet FISIC

Extracted from Class and Al., 2009

The main goal of the FISIC project is to provide the appropriate theoretical and numerical models for a better understanding of the hydro-chemo-mechanical behavior of fault zones under the CO₂ injection conditions. The proposed scientific program aims to achieve the following objectives :

To develop a geostatistical approach providing a statistical model for the fault zone. In this setting, different parts of a fault zone will be modeled in a “cluster” form. The advanced meshing tools will be developed for converting complex geometries to finite element models

To design and perform specific innovative lab experiments to assess the chemical effects of the CO₂ storage on the behavior of fault materials (fractured zone and gouge).

To develop constitutive models describing the behavior of different parts of the fault zone model (fault core and damage zone)

To develop numerical models taking into account the heterogeneous nature of the fault zone on its behavior.

WaveSIMM project : Study of the sea ice by seismic wave analysis

Anaïs SCHNEIDER, François RENARD — 2011-09-18T12:11:00Z

Duration : 2011 - 2016
Coordinator : Jérôme WEISS (ISTerre)
Contact at ISTerre : François RENARD
ISTerre team involved : Fault mechanics
External collaborations :

The WaveSIMM project proposes an integrated and multidisciplinary approach to the analysis of elastic waves in the ice pack. The overall objective is to improve our knowledge of the Arctic ice pack and its behaviour.

To achieve this, this project is based on three main strengths :
(1) wave analysis methods applied to a new interdisciplinary context that bridges the gap between solid earth and glaciology ;
(2) a long experience of participants in Arctic field measurements ;
(3) technological advances to build and deploy fully autonomous measurement platforms.

More specifically, this project will :
1. Develop a system for measuring ice pack thickness, integrated at the basin scale and based on wave propagation properties
2. Develop a system for measuring ice pack thickness based on noise correlation at the local or regional level
3. Investigate the importance of wave-induced mechanical forces on the fragmentation and retreat of Arctic ice pack
4. Explore the link between ice pack fracturing and deformation at the regional scale to improve rheology modelling.

Source : Site web ANR

To know more :

Area of icebreaker operations in autumn 2012 and 2013 (circle) and approximate 2013 submarine cruise track, superimposed on the AMSR ice concentration for October 1st 2010.

ROUGH FAULT project : Roughness of active fault planes

Anaïs SCHNEIDER, François RENARD — 2009-05-13T10:08:00Z

Roughness of active fault planes : from silent slip to fault mechanics.

Duration : 2009 - 2012
Coordinator : François RENARD (ISTerre)
ISTerre team involved : Fault mechanics

In this ANR Young Researcher project (F. Renard, C. Voisin, E. Larose, M.-L. Doan) we seek to understand how the morphology of fault surfaces can control the dynamics of ruptures and the stress state on large active faults.

Several doctoral students (Thibault Candela, Soumaya Latour, Dimitri Zigone) and a post-doctoral fellow, Andrew Rathbun, are participating in this project. Other collaborators included Luiza Angheluta, Joachim Mathiesen, Karen Mair, Michel Bouchon, David Marsan, Jean Schmittbuhl and Emily Brodsky.

We carry out field studies to measure the morphology of these faults, we carry out friction laboratory experiments and carry out numerical and analytical simulations.

We have also put online a database of the morphology of fault surfaces and earthquake surface ruptures. The data can be accessed here : FaultSurfaceData.

Figure 1 : Morphologie de la faille de Dixie (Nevada) montrant des rugosités à plusieurs échelles

References

Renard, F., Mair, K., and Gundersen, O. (2012) Surface roughness evolution on experimentally simulated faults, Journal of Structural Geology, doi:10.1016/j.jsg.2012.03.009.

Voisin, C., Renard, F., and Grasso, J.-R. (2007) Long term friction : from stick-slip to stable sliding, Geophysical Research Letters, 34, L13301, doi:10.1029/2007GL029715.

Mair, K., Renard, F., and Gundersen, O. (2006) Thermal imaging on simulated faults during frictional sliding, Geophysical Research Letters, 33, L19301, doi:10.1029/2006GL027143.