Note publique d'information : La plupart des processus géologiques affectant la surface de la Terre sont le reflet
des mouvements de convection au sein du manteau terrestre. Ces mouvements sont essentiellement
gouvernés par le fluage par dislocations des silicates du manteau et sont à l'origine
d'une anisotropie des vitesses des ondes sismiques. Cependant, les mécanismes de déformation
de ces minéraux sont mal connus. Les conditions dans les couches les plus profondes
sont extrêmes; la température y atteint plusieurs milliers de degrés et la pression
est plus d’un million de fois supérieure à la pression atmosphérique. La détermination
expérimentale de la plasticité de ces minéraux nécessite des expériences de déformation
sous hautes pression et température. Les mécanismes de déformation sont généralement
déterminés à partir d'expériences en cellule à enclumes diamants permettant d'atteindre
les conditions de pression et de température du manteau. L'objectif de cette thèse
visait à développer une nouvelle technique permettant d'étudier les dislocations in
situ dans les grains d’un polycristal sous haute pression, directement à partir de
leur effet sur les raies de diffraction X. De ce fait, nous avons combiné la diffraction
X tridimensionnelle (3D-XRD) à la méthode d'analyse des profils de pics de diffraction
(XLPA, X-ray Line Profile Analysis). Les travaux de cette thèse ont été appliqués
à la post-perovskite, présente dans la couche D'' à l'interface noyau-manteau et à
la stishovite, présente principalement dans les plaques en subduction. Les résultats
obtenus sont utiles à la compréhension et la modélisation des mouvements de convection
et du développement d'anisotropie sismique dans le manteau.
Note publique d'information : The Earth mantle and inner core are submitted to large scale movements of solid materials.
The physical process allowing the flow of solid materials is connected to plastic
properties and, in particular, dislocations. It is the source of seismic wave velocities
anisotropy. However, the deformation mechanisms of deep Earth minerals are poorly
understood. Deep in the Earth’s interior, minerals are under extreme conditions; the
temperature reaches several thousand degrees and the pressure is more than one million
times the atmospheric pressure. The experimental study of the plasticity of those
minerals requires deformation experiments under high pressure and temperature. High
pressure phenomena are often determined from experiments using diamond anvil cell
to reach the conditions of pressure and temperature of the mantle. The objective of
this thesis was to develop a new technique for studying dislocations in situ in grains
inside a polycrystal under high pressure, directly from their effect on the X ray
diffraction profiles. To do so, we combine three-dimensional X-ray diffraction (3D-XRD)
to X ray Line Profile Analysis method (XLPA). The development done in this thesis
was applied to post-perovskite, the main constituent of the D'' layer at the core-mantle
boundary and to stishovite, present mainly in subducting slabs. The results obtained
are useful for understanding and modeling of convection and the development of seismic
anisotropy in the mantle.