ANR HAMLETT
Cartographier l’hydratation du manteau terrestre à partir de mesures d’atténuation sismique en laboratoire -
Financement : ANR PRC, 492 k€ [ANR-25-CE49-7787-01]
Coordinateurs : Jean-Philippe Perrillat
Établissement porteur : Université Claude Bernard Lyon 1
Établissements partenaires :
- LG ENS Paris
Durée : 2026 – 2029
Résumé du projet
L’eau transportée dans le manteau profond par les zones de subduction, ainsi que sa circulation à l’échelle globale, jouent un rôle essentiel dans l’évolution dynamique de l’intérieur et de la surface de la Terre. Néanmoins, de nombreuses questions subsistent concernant ce “cycle profond de l’eau”, notamment la quantité, la distribution et la forme sous lesquelles l’eau est présente dans les profondeurs terrestres. Les études sismologiques constituent une source d’information précieuse pour cartographier cette eau profonde, car l’eau affecte non seulement la vitesse des ondes, mais aussi leur amplitude. Comme les vitesses (Vp, Vs) et l’atténuation (Q⁻¹) réagissent différemment à la température et à la teneur en eau des roches, leur analyse conjointe dans les modèles sismiques constitue une approche particulièrement prometteuse pour estimer le degré d’hydratation des zones de subduction.
Jusqu’à présent, cette approche a été limitée par le manque de données expérimentales sur la viscoélasticité des principaux minéraux et roches hydratés. L’ambition du projet HAMLETT est de lever cet obstacle en fournissant des données expérimentales inédites sur les propriétés élastiques et anélastiques des principaux minéraux “transporteurs d’eau” dans les zones de subduction.
Des techniques expérimentales avancées, dans nos laboratoires et sur grands instruments synchrotrons, permettront de mesurer le facteur d’atténuation Q⁻¹ des principaux minéraux et roches hydratés, et d’évaluer l’effet des fluides interstitiels sur la dispersion des vitesses et l’atténuation. Des modélisations de milieux effectifs (EMT) serviront ensuite à extrapoler ces résultats expérimentaux vers l’échelle macroscopique des images sismiques. Nous serons ainsi en mesure de prédire de manière fiable l’effet de l’hydratation sur les vitesses Vp, Vs, sur le rapport Vp/Vs et sur Q⁻¹ dans les roches de subduction, en tenant compte de l’anisotropie liée à la fabrique minérale, ainsi que la signature sismique des roches en cours de déshydratation.
Les techniques expérimentales inédites et les approches de modélisation développées dans HAMLETT fourniront un socle robuste pour de futures recherches sur les propriétés anélastiques des roches, ouvrant la voie à une interprétation plus réaliste, en terme de physique des roches, des observations sismiques.