CHAP III. APPORT DE LA
THERMODYNAMIQUE DANS LE PROCESSUS METAMORPHIQUES
III.1.INTRODUCTION
Le terme métamorphisme englobe l'ensemble des
transformations minéralogiques, texturales et structurales subies par
une roche (ou un ensemble de roches) lorsqu'elle est soumise à des
conditions physico-chimiques différentes de son environnement d'origine.
Les roches métamorphiques sont donc les roches, originellement
sédimentaires ou magmatiques, qui ont été
transformées et métamorphosées. La pétrologie
métamorphique s'attache à retracer la formation et
l'évolution de ces roches Les transformations qui les affectent se font
à l'état solide, par dissolution, diffusion, recristallisation,
et non par fusion de matière, ce qui les différencie des roches
ignées. Les roches métamorphiques sont non seulement
fréquemment rencontrées à l'affleurement, mais si l'on en
suit la définition précédente, toute roche sortie de son
environnement d'origine est susceptible d'être une roche
métamorphique.
L'étude du métamorphisme des roches et plus
généralement des transformations minéralogiques est
motivée par nombre de raisons, de la reconstruction géodynamique
à la gestion des sites de stockage de déchets. Toutes ces
études tendent toutefois vers le même objectif :
appréhender l'évolution des systèmes minéralogiques
en déséquilibre. Que ce soit lors de la datation de
minéraux, de la reconstruction de l'histoire de la croûte
terrestre, de la prédiction du comportement des barrières
géologiques ou du calcul des transitions de phases dans le manteau,
invariablement les notions de déséquilibre, de mouvement et
d'évolution sont présentes.
Au vaste champ d'application de l'étude du
métamorphisme s'associent immanquablement l'étude et la
compréhension des caractéristiques physico-chimiques des
minéraux composant le système. Nombre de concepts et de
paramètres s'y rattachent et ainsi nombre d'outils ont été
développés par différentes communautés,
géologues bien sûrs, mais aussi géochimistes,
géophysiciens, pédologues, astrophysiciens, qui tous aspirent
à concilier calculs, expérimentation et observations dans le
milieu naturel. Parmi ces outils, l'outil thermodynamique est très
présent et fréquemment mis à contribution pour une raison
majeure : la thermodynamique permet la quantification du coût
énergétique des processus impliqués dans le
métamorphisme.
La caractérisation de l'équilibre est
grâce à cela possible, de même que la prédiction de
l'évolution des systèmes en déséquilibre. L'on peut
dire qu'il existe plusieurs types de thermodynamique, applicables à
différents objets et à différentes échelles,
régis par des lois parfois différentes, mais qui convergent vers
cette notion de description de l'évolution des systèmes en
déséquilibre. Plusieurs types de métamorphisme existent,
tout comme plusieurs classifications de ces types de métamorphisme. On a
pu les classer selon l'agent principal, le moteur, du métamorphisme,
mais aussi selon le contexte géologique du métamorphisme (Spear,
1993). L'agent principal peut être thermique (métamorphisme de
contact), dynamique (métamorphisme des cataclasites) ou une combinaison
des deux, et les contextes géologiques extrêmement variés
et hétérogènes à plusieurs échelles
(continent, orogène, affleurement, lame mince, joints de grains...).
| 
