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Dissertations / Theses on the topic 'Sismique par ondes de surface'
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Ouattara, Yacouba. "Structure sismique de l'Afrique de l'Ouest par tomographie d'ondes de surface." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAH006/document.
Full textAbstract:
Cette thèse nous a permis de produire des cartes de vitesse de groupe du mode fondamental des ondes de Rayleigh, en utilisant les séismes et les corrélations du bruit sismique ambiant. En plus de la méthode moindres carrées amortis, nous avons adapté la nouvelle méthode d’inversion, SOLA-Backus-Gilbert dans un contexte régional. À courte période, les cartes de vitesse de groupe présentent des vitesses rapides pour la croûte océanique et des vitesses lentes pour la croûte continentale. Pour les périodes intermédiaires, le bassin de Taoudeni se caractérise par de faibles vitesses par rapport au reste du craton ouest africain en raison de l’épaisseur de la couche sédimentaire. A longue périodes, les racines des dorsales Man-Leo et Reguibat sont caractérisées par des vitesses rapides, montrant une lithosphère froide et épaisse sous le craton, tandis que nous avons trouvé des vitesses de groupe lentes sous les zones de ceinture mobile panafricaine indiquant une lithosphère minceThis thesis allowed us to produce group velocity maps of the fundamental mode of Rayleigh waves, using both earthquakes and seismic ambient noise correlation. In this study, in addition to the damped least squares method, we adapted for the very first time a new inversion method, called SOLA-Backus-Gilbert in regional context. At short periods, the group velocities maps exhibit fast velocities for the oceanic crust and slow velocities for the continental crust. For the intermediate periods, the Taoudeni Basin is characterized by low velocities compared to the rest of the west african craton due to the thickness of the sedimentary layer. Over long periods, the roots of the Man-Leo and Reguibat shields are characterized by fast velocities, showing a cold and thick lithosphere under the craton, while we found slow group velocities under the Pan-African orogenic belts zones indicating a thin lithosphere
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Sieminski, Anne. "Tomographie du manteau supérieur antarctique par les ondes de surface multimodes : Etude en théorie des rais et apport d'une théorie de propagation à fréquence finie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/SIEMINSKI_Anne_2005.pdf.
Full textAbstract:
La tomographie sismique est un outil essentiel à la compréhension de la dynamique du manteau, notamment parce qu'elle pourrait imager les mouvements de convection. Dans la première partie de cette thèse, nous réalisons une tomographie en vitesse d'onde S du manteau supérieur antarctique par l'analyse d'ondes de surface multimodes, ce qui assure une bonne résolution verticale jusqu'à au moins la zone de transition. La résolution latérale est aussi meilleure que celle des études précédentes. Ont ainsi été imagées des anomalies lentes profondément enracinées sous l'Antarctique de l'Ouest. Ces anomalies sont des éléments nouveaux importants pour discuter l'origine du volcanisme de cette région. Cette étude s'insère de plus dans la construction d'un modèle global du manteau supérieur. La précision de ces images reste toutefois insuffisante pour détecter des objets étroits tels que les panaches mantelliques. Avec les données habituelles, la taille de ces structures approche en fait la limite théorique de la résolution latérale en théorie des rais, utilisée classiquement en tomographie. Afin d'améliorer la précision des images, la seconde partie de cette thèse propose donc une méthode de tomographie intégrant une théorie de propagation à fréquence finie dérivée du scattering linéarisé, plus précise. Appliquée à des données synthétiques, cette tomographie à fréquence finie remplit bien son objectif en donnant effectivement des images plus précises. Appliquée aux données réelles de l'Antarctique, les résultats ne sont pas aussi convaincants et on a même du mal à voir une amélioration des images. D'après ces premiers résultats, raffiner la théorie de propagation tel que nous l'avons fait ici ne semble donc pas être la solution décisive pour faire progresser d'un grand pas l'imagerie du manteau par les ondes de surface, du moins avec la qualité des données actuelles. D'autres aspects de la propagation restent à explorerSeismic tomography is a crucial tool to understand mantle dynamics particularly because it is a good way to image the convection motions. The first part of this work is a S-wave velocity tomography of Antarctica upper mantle by the analysis of multimode surface waves. Using these data insures a high vertical resolution down to at least the transition zone. The lateral resolution is also better than in previous studies. We have imaged deeply-rooted low-velocity anomalies beneath West Antarctica that are new and important elements to discuss the origin of the regional volcanism. This study is also part of the building of a global upper mantle model. However, these images are not accurate enough to detect narrow objects like mantle plumes. With the usual data set, the size of such structures is actually close to the theoretical limit of the lateral resolution in ray theory, commonly used in tomography. To improve the accuracy of the images, in the second part of this work, we therefore propose a tomography method including a finite frequency wave propagation deduced from first-order scattering theory, more precise than ray theory. Applied to synthetic data, this finite frequency tomography indeed succeeds in producing more precise images. When applied to the real antarctic data set, the results are not however convincing. An improvement of the imaging is even hardly observed. From these first results, improving the propagation theory as we have done here thus does not appear to be the conclusive solution to make tremendous progress in seismic imaging of the mantle from surface waves, at least with the quality of the present data sets. Other aspects of wave propagation should now be explored
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Lehujeur, Maximilien. "Étude d'un réservoir géothermique profond par corrélation de bruit sismique ambiant." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAH013/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’application de la technique de corrélation de bruit sismologique ambiant pour l'imagerie et le suivi des réservoirs géothermiques de Rittershoffen (ECOGI) et de Soultz-sous-Forêts (GEIE-EMC). La forte variabilité spatio-temporelle des sources du bruit de fond sismologique dans la gamme de période 0.2-7s limite la reconstruction des fonctions de Green. Cela induit des erreurs dans la construction des modèles de vitesse. Deux approches sont proposées pour s’affranchir des effets de la non-uniformité spatiale du bruit. Par ailleurs, la variabilité temporelle des sources de bruit est un facteur limitant pour le suivi du réservoir. On estime que les perturbations de vitesse doivent être de l’ordre de 0.1% à 1% pour pouvoir être détectées par les réseaux disponibles. Ce seuil n’a pas été franchi lors de la construction du site Rittershoffen mais une modification probable des propriétés diffractantes du milieu a été observée à la suite d’une stimulationThis work focuses on the application of the ambient seismic noise correlation technique for the imaging and monitoring of deep geothermal reservoirs near Rittershoffen (ECOGI) and Soultz-sous-Forêts (GEIE-EMC). The strong spatial and temporal variability of the noise sources in the period range 0.2-7s limits the reconstruction of the Green’s functions. This results in significant errors in the velocity models. Two approaches are proposed to overcome the spatial non-uniformity of the noise and to improve the quality of the velocity models. Besides that, the temporal variability of the noise sources is a limiting factor for monitoring purposes. We estimate that the speed variations should be larger than 0.1% to 1% to be detected by the available networks. This threshold was not reached at Rittershoffen during the drillings or the stimulations. However, a probable change of the diffracting properties of the medium was observed following a hydraulic stimulation
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Gosselet, Adam. "Inversion conjointe d'arrivées réfléchies de surface et d'arrivées directes au puits par tomographie de pente." Paris, ENMP, 2004. http://www.theses.fr/2004ENMP1266.
Full textAbstract:
La tomographie sismique, consistant à retrouver les vitesses de propagation des ondes dans le sous-sol, est une étape décisive pour l’obtention d’images géologiques précises nécessaires à l’exploration pétrolière. La méthode proposée, basée sur l’inversion des temps de trajets et des pentes des ondes sismiques, traite conjointement les données de surface et les arrivées directes au puits. Ces dernières permettent une meilleure fiabilité du champ de vitesses en terme de précision et de calage profondeur. L’utilisation de la pente permet de les rétropropager dans le modèle résultat pour en estimer la qualité en terme de capacité de focalisation. La méthode est appliquée à deux jeux de données réelles. L’un ne fournit que des données de puits se révèlant incapables de contraindre correctement les paramètres du modèle pour cause de couverture trop faible en surface. Le second démontre la complémentarité des données de surface et de puits et l’amélioration de l’imagerie due à ces dernièresSeismic tomography, which aims to determine propagation velocities of waves in the subsoil, is a key point in obtaining accurate geological images in petroleum exploration. The methodology proposed here consists in inverting both seismic waves traveltimes and slopes and jointly uses surface data and direct borehole arrivals. These latter allow better reliability of the velocity field because they can provide more accurate values and enhanced depth fitting. Using slopes, they can be retropropagated in the inverted model in order to assess its quality in terms of focusing capability. The method is applied on two data sets. First one provides borehole data only and is unable to correctly constrain model parameters, due to lack of coverage at surface. Second one demonstrates that joint use of surface and borehole data provides enhanced seismic images compared to use of surface data alone
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Brossier, Romain. "Imagerie sismique à deux dimensions des milieux visco-élastiques par inversion des formes d'ondes : développements méthodologiques et applications." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00451138.
Full textAbstract:
La connaissance des structures internes de la Terre, à différentes échelles, présente des enjeux majeurs d'ordres économiques, humains, environnementaux et scientifiques. Diverses méthodes d'imagerie ont été développées en utilisant les informations contenues dans les ondes sismiques. La méthode d'inversion des formes d'ondes construit des images quantitative haute résolution des paramètres physiques du sous-sol, en exploitant le champ d'onde complet, sous la forme d'un problème d'optimisation. Dans ce travail de thèse, je présente l'application de l'inversion des formes d'ondes en domaine fréquentiel, pour imager les paramètres visco-élastiques dans des géometries à deux dimensions à grands offsets. Dans un premier temps les développements méthodologiques et algorithmiques sont présentés. La modélisation de la propagation des ondes P-SV en domaine fréquentiel, le problème direct du processus d'imagerie, est assurée par une méthode d'éléments finis Galerkin discontinus, assurant une grande flexibilité dans le choix des ordres d'interpolation et dans l'utilisation de maillages triangulaires non-structurés. Le problème inverse est résolu sous une forme linéarisée, afin de limiter le nombre de simulations directes, et utilise l'algorithme quasi-Newton L-BFGS permettant de tirer bénéfice de l'estimation "économique" du Hessien. Le processus global d'imagerie est implémenté sous la forme d'un algorithme massivement parallèle destiné aux calculateurs modernes à mémoire distribuée. Dans un deuxième temps, les algorithmes développés sont appliqués à des cas d'étude. Des applications sont menées dans des modèles synthétiques réalistes représentatifs d'environnements terrestres et marins. Ces études montrent les difficultés associées à la reconstruction des paramètres élastiques à partir de données mettant en jeu des phénomènes de propagations complexes (ondes converties, multiples, ondes de surfaces...). Des solutions sont proposées sous forme de processus hiérarchiques multi-échelles, afin de limiter les effets des non-linéarités du problème inverse et ainsi d'améliorer la convergence du processus vers le minimum global. Enfin, la sensibilité de différentes normes et critères de minimisation est analysée, à partir de données bruités issues de modèles synthétiques réalistes, ainsi que sous l'approximation acoustique pour un jeu de données réelles pétrolière. Ces tests montrent certaines limites du formalisme classique basé sur la norme L2 dans l'espace des données, tandis que la norme L1 apparaît comme alternative robuste pour l'inversion de données décimées en domaine fréquentiel.
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Forissier, Delphine. "Caractérisation de la compacité du ballast ferroviaire par méthodes sismiques." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1184/document.
Full textAbstract:
Les voies ferrées, construites pour la plupart depuis plus d'une centaine d'années, sont des ouvrages vieillissants. Elles nécessitent une maintenance et un entretien accrus, ce qui constitue un enjeu technique et économique majeur pour les années à venir. Jusqu'à l'ouverture des marchés à la concurrence, la mise en œuvre des voies nouvelles était vérifiée empiriquement par la SNCF. Du fait de la mise en œuvre de la directive européenne 91/440/10, l'exploitant historique se tourne d'un objectif de moyen vers un objectif de résultat. Cela nécessite donc de disposer de méthodes d'auscultation non destructives, permettant de vérifier que le compactage du ballast est correctement réalisé, avant de faire circuler le trafic voyageurs, en vue de garantir un niveau de sécurité élevé. Cette première approche pourrait être poursuivie pour assurer une auscultation à grand rendement. Cependant, les méthodes existantes permettant d'obtenir l'état de compactage du ballast à la mise en œuvre sont ponctuelles et difficiles à mettre en place; elles ne répondent pas à la problématique de doublement de la maintenance des voies des prochaines années. L'étude de la propagation d'ondes vibratoires dans le ballast est une alternative à ces méthodes qui peut permettre de répondre à ces contraintes. Le ballast est un milieu discontinu complexe pour la compréhension des ondes car elles se propagent dans un chaînon de force. Il présente une grande difficulté dans la modélisation du fait de la taille élevée des éléments et doit être traité comme un milieu discret ne répondant pas à une mécanique élastique de milieu continu. Étant donné la difficulté de modéliser cette couche discrète, il convient de traiter le problème par l'expérimentation. L'objectif de cette thèse est donc d'orienter la recherche vers l'utilisation de la propagation des ondes vibratoires dans la structure de la voie. Ce mémoire est organisé comme suit :- un premier chapitre détaille la structure de la voie ferrée et le matériau granulaire qu'est le ballast, ainsi que les méthodes de diagnostic des voies ferrées existantes.- le deuxième chapitre décrit les différents types d'ondes vibratoires se propageant dans un milieu élastique homogène, puis dans le ballast, et étudie la réponse du ballast à travers celle de la traverse ferroviaire.- Ces deux chapitres, issus de l'état de l'art, permettent de définir dans le chapitre trois les expérimentations réalisées dans le cadre de ce travail sur une structure ferroviaire en vraie grandeur : mise en œuvre, instrumentation, résultats. Ce chapitre s'attache particulièrement à décrire la vitesse des ondes et leur amortissement dans le ballast, les courbes de dispersion mesurées.- Enfin, la propagation d'une onde vibratoire dans le ballast est étudiée dans le chapitre quatre par le biais d'une simulation numérique, avec la comparaison de deux modélisations discrète et continue avec l'expérimentationRailways, most of them built for over one hundred years, are old structures. They require increasing maintenance, a major technical and economic challenge for the coming years. Until the opening of markets to competition, the implementation of new railroads was empirically controlled by SNCF. Because of the application of the European directive 91/440/10, the historical operator turns from a goal of means to a goal of results. This calls for non-destructive highly efficient auscultation methods to check the right compaction of the ballast. However, existing methods for obtain ballast compaction assessment during implementation stage are surface-limited and difficult to apply; they do not respond to the issue of the doubling of track maintenance. Thus the study of the propagation waves in the ballast is an alternative to these methods and may allow to answer these requirements. The ballast is a discontinuous medium, complex for the understanding of waves, as they propagate in a force link. Modelling ballast is especially difficult because of the large size of its components and because it should be treated as a discrete environment, not following the elastic mechanics of continuous media. Given the difficulty to model this discrete layer, it is necessary to undertake the problem with experimentation. The aim of this thesis is to focus on the use of the propagation of vibration waves in the railroad structure. This work is organized as follows : the first chapter details the structure of the railroad and the ballast as a granular material, and the existing assessment methods for railroad. The second chapter describes the different types of vibration waves that propagate, first, in an elastic homogeneous medium, second in the ballast, and presents the answer of ballast through the answer of the sleeper. The two previous chapters, derived from the state of the art, allow to define in chapter three the experiments implemented as part of this work on a full scale railroad structure : realization, instrumentation, results. This chapter especially endeavours to describe the waves celerity, their damping in ballast and the measured dispersion curves. Finally, the propagation of a vibration wave in the ballast is studied in chapter four and a numerical simulation, compares with a disctete model and a continuous model with experimental results
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Cotte, Nathalie. "Détermination des variations latérales de la lithosphère par l'analyse des ondes de surface enregistrées par des réseaux régionaux." Phd thesis, Grenoble 1, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00703264.
Full textAbstract:
Les ondes de surface de période 10-100 secondes sont sensibles à la rigidité de la lithosphère échantillonnée. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à l'étude des variations latérales de la lithosphère par l'analyse des ondes de surface. La longueur d'onde des variations latérales étudiées est de l'ordre de grandeur décakilométrique. Les méthodes habituellement utilisées avec des stations sismologiques espacées de plusieurs centaines de kilomètres ne sont donc plus satisfaisantes. C'est pourquoi nous avons développé des analyses dites de réseaux denses ou régionaux. Ainsi nous pouvons déterminer les variations latérales de la structure lithosphérique et étudier la propagation des ondes de surface à l'échelle régionale. Nous avons appliqué ces analyses de réseau pour trois études régionales différentes. Tout d'abord nous avons montré les variations brutales de la structure crustale de part et d'autre de la suture du Tsangpo au sud du plateau tibétain. Pour cela, nous avons analysé la vitesse de phase locale ainsi que les variations d'amplitude au travers de la suture. Au nord de la suture du Tsangpo nous avons déterminé une zone à moindre vitesse dans la croûte inférieure alors que nous ne l'observons pas au sud de la suture. Nous avons aussi étudié la lithosphère dans les Alpes françaises et nous avons montré qu'elle s'épaississait d'ouest en est, de 85 à plus de 200 km d'épaisseur sous l'axe de la chaîne alpine. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés aux anomalies de la propagation des ondes de surface dans cette région en dissociant les effets dus aux échelles globale et locale. Finalement, nous avons aussi travaillé sur la zone de Sorgenfrei-Tornquist qui sépare l'Europe phanérozoïque à l'ouest de l'Europe paléozoïque à l'est. Nous montrons qu'au sud-ouest de cette zone la lithosphère est peu épaisse, autour de 50-100 km, et qu'au nord-est elle atteint une épaisseur supérieure à 200 km sous le bouclier baltique. Au niveau de la transition, la lithosphère est épaisse de 120 km .
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Brives, Jacques. "Tomographie des Pyrénées par corrélation de bruit d'ordre supérieur. Application multi-échelle." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALU030.
Full textAbstract:
Imager les structures en profondeur de la chaîne des Pyrénées est un sujet d’étude de longue date ayant pour but à la fois de mieux connaître les processus géodynamiques responsable de sa genèse, mais aussi de nous permettre d’améliorer la prévention des risques sismiques associés à la dynamique de ces structures. L’objectif de cette étude est d’utiliser la tomographie de bruit sismique ambiant pour obtenir des images 3D de la région Pyrénéenne à deux échelles différentes. Premièrement, à l’échelle crustale, afin de contraindre les grandes structures en profondeur de l’orogène et leurs continuités dans l’espace. Deuxièmement, à l’échelle d’un bassin sédimentaire caractéristique de l’histoire géologique complexe des Pyrénées, le bassin de Mauléon-Arzacq situé au Nord-Ouest de la chaîne.Nous allons ici utiliser la méthode de corrélation du bruit sismique ambiant (notée C1) qui est un moyen efficace pour retrouver les temps de propagation des ondes de surface entre une paire de sismomètre. Cette méthode est maintenant largement utilisée pour la tomographie sismique et la surveillance temporelle de structures sismogènes. Dans cette étude, nous poussons plus loin cette méthode de corrélation de bruit et proposons deux méthodologies innovantes appelées corrélations d'ordre supérieur (C2 et C3), correspondant à des itérations de corrélations de bruit. Ces méthodes nous permettent d'améliorer à la fois la qualité et la quantité des mesures de dispersion des ondes de surface entre les paires de stations synchrones, mais aussi asynchrones, c’est-à-dire qui n’ont pas fonctionné en même temps. En utilisant ces méthodes innovantes, nous avons amélioré considérablement la couverture spatiale des modèles à l'intérieur et autour des Pyrénées.Par la suite, en utilisant un schéma d'inversion probabiliste bayésien, nous avons obtenu deux nouveaux modèles haute résolution de vitesse des ondes de cisaillement, incluant aussi les densités de probabilité des limites de couches (ou interfaces sismiques).À grande échelle, le modèle crustale Pyrénéen montre une subduction de la plaque ibérique sous la plaque eurasienne dans la partie Ouest des Pyrénées qui disparaît dans la partie Est. L’utilisation de corrélation d’ordre supérieur a permis de l’étendre au golfe de Gascogne et a permis d'imager ses structures pour la première fois dans un modèle Vs de cette échelle. En particulier, nous avons pu imager des anomalies de vitesses rapides qui se trouvent proche de la surface aux niveaux des anomalies gravimétriques de Mauléon et de Saint-Gaudens. Ce résultat apporte un élément supplémentaire pour répondre à l'une des grandes questions latentes des Pyrénées, à savoir la source de ces anomalies gravimétriques. Ces résultats confortent l'hypothèse qu’elles sont causées par la présence d'écailles de matériel dense proche de la surface.À plus petite échelle, le modèle du bassin de Mauléon-Arzacq a permis de révéler en détail la structure en profondeur de leur substratum mais aussi d'imager la limite nette que forme le Chevauchement Frontal Nord Pyrénéen entre ces deux bassinsImaging the structures in depth of the Pyrenees mountain range is a long-standing subject of study with the aim both of gaining a better understanding of the geodynamic processes responsible for its genesis, and also of enabling us to improve the prevention of seismic risks associated with the dynamics of these structures. The objective of this study is to use ambient seismic noise tomography to obtain 3D images of the Pyrenean region at two different scales. Firstly, at the crustal scale, in order to constrain the large structures in depth of the orogen and their continuities in space. Secondly, on the scale of a sedimentary basin characteristic of the complex geological history of the Pyrenees, the Mauléon-Arzacq basin located in the north-west of the chain.Here we will use the method of correlation of the ambient seismic noise (noted C1) which is an efficient way to retrieve the propagation times of surface waves between a pair of seismometers. This method is now widely used for seismic tomography and temporal monitoring of seismogenic structures. In this study, we further develop this noise correlation method and propose two innovative methodologies called high order correlations (C2 and C3), corresponding to iterations of noise correlations. These methods allow us to improve both the quality and the quantity of surface wave dispersion measurements between pairs of synchronous, but also asynchronous, i.e. not operating at the same time. By using these innovative methods, we have considerably improved the spatial coverage of the models in and around the Pyrenees.Subsequently, using a Bayesian probabilistic inversion scheme, we obtained two new high-resolution models of shear wave velocities, also including the probability densities of the layer boundaries (or seismic interfaces).At large scale, the Pyrenean crustal model shows a subduction of the Iberian plate under the Eurasian plate in the western part of the Pyrenees which disappears in the eastern part. The use of higher-order correlation has made it possible to extend it to the Bay of Biscay and has made it possible to image its structures for the first time in a Vs model of this scale. In particular, we have been able to image fast velocity anomalies that lie close to the surface at the levels of the Mauléon and Saint-Gaudens gravimetric anomalies. This result brings an additional element to answer one of the great latent questions of the Pyrenees, namely the source of these gravimetric anomalies. These results confirm the hypothesis that they are caused by the presence of scales of dense material close to the surface.On a smaller scale, the model of the Mauléon-Arzacq basin allowed to reveal in detail the deep structure of their substratum but also to image the clear limit formed by the North Pyrenean Frontal Overlap between these two basins
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Burzawa, Audrey. "Diagnostic multi-échelle de la plateforme ferroviaire par ondes mécaniques guidées." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS483.
Full textAbstract:
La caractérisation de l'état mécanique des plateformes ferroviaires (PF) est essentielle pour garantir la sécurité et la pérennité du réseau ferré. Les méthodes d'investigation géotechniques, couramment utilisées, permettent d'accéder aux paramètres mécaniques mais ne fournissent qu'un aperçu épars de l'état du milieu investigué et restent donc limitées par leur nature ponctuelle et leur faible rendement. En parallèle, les méthodes géophysiques capables d'apprécier la qualité mécanique des couches de la PF sont actuellement peu adaptées au contexte ferroviaire. Les récents développements et applications de la méthode sismique par ondes de surface dans les problématiques géotechniques et ferroviaires en font une technique d'investigation non destructive prometteuse. Une preuve de concept démontrant la faisabilité et la reproductibilité de la méthode sismique par ondes de surface pour la caractérisation des PF a donc été réalisée sur un site pilote. Cette méthode a montré qu'elle était capable de détecter des variations des propriétés mécaniques en lien avec des désordres de la plateforme. La formulation bayésienne de l'inversion a permis d'évaluer et de quantifier les incertitudes sur les résultats obtenus, offrant ainsi un outil d'aide à la décision. Les étapes d'acquisition et de traitement ont été abordées afin de proposer des outils à plus haut rendement et adaptés aux contraintes d'exploitation ferroviaire. Des techniques de mise en œuvre plus rapides, ne nécessitant pas l'étape fastidieuse d'implantation des géophones dans le sol, ont été évaluées. La comparaison d'un dispositif tracté de type landstreamer avec un dispositif classique a permis de valider son utilisation, tant sur les pistes que sur les voies. Afin d'automatiser la tâche de traitement des ondes de surface, consistant à pointer la dispersion, un outil basé sur de la segmentation d'images a été développé. La base de données utilisée pour l'apprentissage a été créée à partir de modèles de sol caractéristique des PF. Le modèle basé sur l'architecture U-Net, permet une identification précise des maxima d'énergie et une attribution des modes de propagation. Enfin, dans le but d'améliorer la complémentarité entre méthodes géophysiques et géotechniques lors de la construction des a priori et des interprétations, des tests de corrélation entre la vitesse de cisaillement et la résistance à la pénétration ont été menés. L'évaluation des lois de passage issues de la bibliographie a ainsi permis de faire le lien entre la méthode sismique par ondes de surface et les outils conventionnels de caractérisation des PFCharacterizing the mechanical properties of railway trackbeds (RT) is essential to ensure the safety and durability of the rail network. Currently, the geotechnical investigation methods used provide access to the mechanical parameters of the RT and the shallow railway earthwork (RE), but they only offer a scattered overview of the state of the medium being investigated, and are therefore limited by their ad hoc nature and low efficiency. Geophysical methods capable of conducting a mechanical diagnosis of the RT are, as of now, poorly adapted to the railway context. However, recent developments and applications of the seismic surface-wave method to geotechnical problems and the railway context make it a promising non-destructive investigation technique. A proof of concept was thus conducted at a pilot site, demonstrating the feasibility and reproducibility of the surface-wave method for characterizing RE. The method proved capable of detecting variations in mechanical properties associated with RT issues. The Bayesian formulation of the inversion allowed for the assessment and quantification of uncertainties in the proposed results, thereby offering a valuable decision-making tool. The acquisition and processing stages were addressed in order to propose more efficient tools. Faster implementation techniques that reduce the time-consuming step of installing geophones in the ground were evaluated. The comparison of a towed setup, such as a landstreamer, with a conventional setup was used to validate its application in a railway context, both on the cess and the track. A tool based on artificial intelligence algorithms, specifically image segmentation algorithms, was developed to automate the task of surface-wave dispersion picking. The database used for training was created from wavefield modeling in a soil model characteristic of RT. The developed U-Net architecture enables precise identification of energy maxima and assignment of propagation modes. Lastly, to enhance the complementarity between geophysical and geotechnical methods when constructing and interpreting a priori, correlation tests between shear-wave velocity and cone resistance were conducted. The evaluation of laws from the literature facilitated the link between the seismic surface-wave method and conventional RE characterization tools
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Collino, Francis. "Analyse numérique de modèles de propagation d’ondes : application à la migration et à l’inversion des données sismiques." Paris 9, 1987. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1987PA090076.
Full textAbstract:
Trois thèmes sont abordés dans cette thèse. Etude des équations paraxiales qui décrivent des ondes se propageant dans une direction privilégiée, application à la sismique réflexion. Ensuite, application de la technique de Wiener hopf qui permet de résoudre le problème de la diffraction d'une onde acoustique par une fissure rectiligne semi-infinie. Enfin, étude de la vitesse de l'onde en fonction de la profondeur à partir de la trace de la solution de l'équation des ondes à deux dimensions.
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Moueddene, Kada. "Analyse d'images en sismique : pretraitement et extraction d'informations par la morphologie mathematique." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30006.
Full textAbstract:
Techniques de traitement d'images appliquees aux diagraphies sismiques. En particulier, utilisation des operateurs de morphologie mathematique pour les problemes de pretraitement et d'extraction d'informations. Deux exemples d'application sont presentes: tir de bruits pour l'extraction des spectres de vitesses et tir au centre pour le filtrage des ondes de surface et des arrivees refractees
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Toqeer, Muhammad. "Caractérisation de réservoir carbonaté par sismique réflexion 3D haute résolution." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3005/document.
Full textAbstract:
Sur l’île de Majorque (Espagne), l’exploitation en continue de la nappe aquifère a favoriséla formation d’un biseau salé et l’épuisement de la ressource en eau potable. En 2002, un projet nommé ALIANCE, financé par l’Union européenne, a été lancé pour permettre une meilleure caractérisation des réservoirs. L’objectif est de concevoir un plan de gestion durable des ressources en eau dans les zones côtières aquifères sujets aux problèmes d’intrusion d’eau salée. Dans cet optique, un site expérimental près de la ville de Campos (Majorque) a été créé, avec la mise en place de plusieurs puits au sein d’un milieu karstique carbonaté. Des études pétrophysiques sur des échantillons ont été réalisées ainsi que différentes prospections géophysiques dans la zone saturée (tomographie puits à puits). Ce type d’études est utile pour déterminer certaines propriétés réservoirs telles que la porosité, mais sont limitées à la zone saturée au voisinage des puits. Ainsi, une étude sismique 3D haute résolution a été réalisée pour localiser les principaux réflecteurs, leurs répartitions sur la zone et imager les hétérogénéités du réservoir dans la zone non saturée. L’acquisition et le traitement de données sismiques lors de prospection de subsurface est une tâche difficile en raison de plusieurs facteurs, notamment logistique et technique. Cependant, cette acquisition 3D haute résolution a été optimisée pour imager une structure peu profonde, à savoir une centaine de mètres. Différentes stratégies de traitement de données ont été appliquées pour éliminer de manière efficace le bruit sur les données, et une technique de calcul de correction statique, basée sur l’inversion des temps de premières arrivées, a été mise au point. Différents attributs sismiques ont été extraits et utilisés pour la caratérisation du réservoir. La propagation des ondes sismiques est limitée par la nature des roches carbonatées et la création d’ondes de Rayleigh. Un obstacle majeur rencontré lors du traitement des données sismiques a été la présence d’ondes de Rayleigh de fortes amplitudes, d’une part due à l’utilisation d’une source en surface et d’autre part en raison des hétérogénéités de petite tailles. Un "mute" de ces ondes de surface a été réalisé avant d’imager la structure profonde. De multiples problèmes d’interférences sont également dus aux nombreuses hétérogénéités, à l’atténuation rapide du contenu hautes-fréquences des signaux et au contraste d’impédance avec les couches sous-jacentes. L’interprétation finale nous amène à observer que le réflecteur principal est très irrégulier sur une zone d’étude de petite taille à l’échelle d’un réservoir. L’analyse de différents attributs sismiques révèle clairement des structures et hétérogénéités typiques des systèmes karstiquesContinuous water extraction and intrusion of salt water in the coastal aquifer of the islandof Mallorca (Spain) is depleting the fresh water aquifers. In 2002 a project named ALIANCE,funded by European Union, was initiated for better reservoir characterization and to devisethe sustainable management plan of the water resources in coastal aquifers suffering from salt water intrusion. For this purpose an experimental site near the Campos town on the island of Mallorca (Spain) was developed. Several wells on the site were drilled and cored. Extensive studies are carried out to characterize the reservoir by studying the well cores. Different geophysical tomographic studies are also carried out for these drilled wells in the saturated zone. Laboratory study of cores, petrophysical studies and several tomographic studies were helpful to construct the reservoir porosity system and other reservoir properties. But these all studies are restricted to saturated zone and in the vicinity of the wells. High resolution 3D seismic survey is carried out on this site to locate the different characteristic reflectors, their spatial presence over the area and reservoir heterogeneity in the unsaturated zone. Seismic data acquisition and processing for the shallow surveys is a difficult task due to number of factors including logistic and technical. Nonetheless high resolution 3D seismic survey is acquired with optimized parameters to image the required zone. Different data processing strategies are applied to get a noise free high resolution image. A technique for static correction calculation based on the delay time inversion is developed.Energy penetration in the subsurface was hampered due to carbonate rock nature and forced generation of Rayleigh waves. The processing of the seismic data was difficult due to overwhelming high amplitude Rayleigh waves that are generated partly due to use of the surface source and partly due to the small scale heterogeneities. Rayleigh wave muting is performed to obtain the meaningful image. Due to heterogeneities, attenuation of high frequency content of the signals and impedance contrast of the underlying layers result in interference. Different seismic attributes are extracted and used for reservoir characterization. From the interpretation of data it is evident that even for this small area the shape of the main reflector varies considerably in the area. Seismic attributes reveal karsts and other structural heterogeneities in the area
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Artru, Juliette. "Observations au sol ou par satellite et modélisation des signaux ionosphériques post-sismiques." Paris, Institut de physique du globe, 2001. http://www.theses.fr/2001GLOB0006.
Full textAbstract:
Depuis 1960 de fortes perturbations de l'ionosphère consécutives à des tremblements de Terre ont mis en évidence le couplage dynamique entre la Terre solide et l'atmosphère. De nombreuses observations de phénomènes associés ont depuis été réalisées, par des mesures au sol ou par satellite. Nous présentons ici une étude de ces phénomènes, fondée d'une part sur la modélisation de ce couplage par les méthodes sismologiques, d'autre part sur le développement de nouveaux outils d'observation adaptés à ce nouveau champ de recherches. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la préparation de la mission DEMETER (microsatellite CNES dédié à l'observation des signaux ionosphériques induits par l'activité sismique ou volcanique, dont le lancement est prévu en 2003). La première partie présente les différentes observations en liaison avec le couplage Terre atmosphère, et leur interprétation. La deuxième partie est dédiée à l'établissement d'une extension des méthodes de calcul de modes propres permettant de calculer des sismogrammes synthétiques pour une source et une station situées soit dans la Terre solide, soit dans l'océan ou l'atmosphère. Les synthétiques calculés par sommation de modes, pour une source sismique, montrent un bon accord avec les données fournies par le sondeur Doppler du CEA. La troisième partie présente les travaux réalisés pour développer de nouveaux outils d'observation dans l'ionosphère, notamment au dessus de zones à forte activité sismique, à partir des réseaux GPS denses, tels ceux de Californie ou du Japon. Nous développons enfin en conclusion les perspectives ouvertes par les signaux sismo-atmosphériques, que ce soit dans les champs de la sismologie ou de l'aéronomie
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Clément, François. "Une formulation en temps de parcours par migration pour la détermination des vitesses de propagation acoustique à partir de données sismiques bi-dimensionnelles." Paris 9, 1994. http://www.theses.fr/1994PA090033.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est la mise en œuvre d'une méthode, reposant sur une formulation en temps de parcours par migration, permettant la détermination automatique des vitesses de propagation acoustique à partir de données sismiques bidimensionnelles. Cette approche peut s'interpréter comme une méthode de dualité appliquée au problème usuel de minimisation de l'erreur des moindres carres entre les données et les mesures prédites. Les trois chapitres de la première partie concernent la construction d'outils de base: simulation numérique de l'équation des ondes acoustiques par différences finies, séparation des effets de propagation et de réflexion par représentation des paramètres acoustiques dans une base multi-échelle et migration quantitative par préconditionnement de l'opérateur de migration usuel obtenu à partir d'un calcul de gradient. Les quatre chapitres de la seconde partie concernent la reformulation en temps elle-même: motivations et idées directrices, description de la nouvelle modélisation directe, calcul et visualisation des gradients de la nouvelle fonction coût et résultats de minimisation de cette fonction coût. Les illustrations numériques portent sur des données synthétiques obtenues à partir d'un modèle à structure simple mais comportant d'importantes variations latérales de vitesse. Les résultats d'inversion de ces données sont très satisfaisant en ce sens qu'ils sont obtenus par une méthode de minimisation locale (de type quasi-Newton) à partir d'un point initial très pauvre (constante)The aim of this thesis is the implantation of a method, wich consists in a migration-based traveltime formulation, allowing the automatic detremination of the velocities from 2D seismic data. This approach interprets itself as a duality method applied ti the usual minimisation problem of the least-square error between data and predicted measures. The three chapters of the first part deal with the construction of basic tools : finite differences numerical simulation of the acoustic wave equation, separation of the propagation and reflection effects by representation of the acoustic parameters on a multiscaled basis and quantitative migration through a preconditionning of the usual migration operator obtained via a gradient calculation. The four chapters of the second part deal with the time formulation itself : motivations and key ideas, description of the new forward model, computation and visualisation of the gradients of the new cost functionand results of the minimisation of this cost function. Numerical illustrations are obtained with synthetic data wich are computed from a model with a simple structure but with important lateral velocity variations. THe results of the inversion of these data are very satisfying as they are obtained by a local (Quasi-Newton-based) minimisation method from a very poor initial point (constant)
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Billien, Magali. "Hétérogénéités de vitesse et d'atténuation du manteau supérieur à l'échelle globale par modélisation du mode fondamental des ondes de surface." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1999. http://www.theses.fr/1999STR13035.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'obtenir un modele 3d global des variations du facteur de qualite des ondes s. Les variations laterales de l'attenuation anelastique des ondes sismiques dans la terre sont moins bien connues que les variations laterales de vitesse. Etant tres sensibles a la rheologie, leur connaissance precise permettrait de mieux contraindre les conditions de pression et temperature. La diminution de l'amplitude d'une onde de surface au cours de sa propagation est due a differents phenomenes physiques comme l'expansion geometrique, l'attenuation anelastique, l'attenuation de diffraction ou les effets de focalisation. Pour obtenir l'attenuation anelastique il faut donc corriger des autres effets ou les separer. De plus, l'etude de l'attenuation due a la propagation d'une onde necessite de connaitre avec precision l'amplitude de l'onde a la source et l'amplitude au niveau de la station. Les donnees utilisees, environ 29 300 fondamental rayleigh (r1) et 18 700 fondamental love (g1), permettent d'avoir une excellente couverture spatiale sur l'ensemble de la surface de la terre et d'envisager une cartographie a differentes periodes de l'anelasticite et de l'elasticite respectivement representees par un facteur de qualite et une vitesse de phase des ondes de surface. La bande de frequence couverte par ces donnees 40200s nous permet d'obtenir un modele 3d du facteur de qualite des ondes s sur les 800 premiers km du manteau avec un maximum de sensibilite sur les 400 premiers. Pour cela, nous avons dans un premier temps modelise la phase et l'amplitude des ondes de surface afin de pouvoir les inverser conjointement. Nous avons ensuite inverse en profondeur les variations laterales du facteur de qualite des ondes de rayleigh afin d'obtenir un modele 3d du facteur de qualite des ondes s. Ce modele associe en surface les limites de plaques a des zones attenuantes. A plus grande profondeur des zones tres attenuantes subsistent sous le pacifique et l'atlantique sud.
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Meric, Ombeline. "Étude de mouvements de terrain par méthodes géophysiques." Phd thesis, Grenoble 1, 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10267.
Full textAbstract:
Fa compréhension et la prévision de la dynamique d'évolution des mouvements de terrain peuvent être améliorées par un apport de données quantitatives sur leur géométrie tridimensionnelle, leur état de déstructuration et les circulations préférentielles de fluide. L'objet de ce travail de thèse est de mener une étude critique des apports et limites des différentes techniques géophysiques (tomographie électrique, méthodes sismiques, traitement du bruit de fond sismique et mesure de la polarisation spontanée) pour la caractérisation des mouvements de terrain. Nous avons mené des campagnes géophysiques sur cinq sites tests, choisis en milieu rocheux et de grande ampleur (Séchilienne, Isère, et La Clapière, Alpes Maritimes) ou de taille modérée (Ravin de l'Aiguille, Isère) et en contexte argileux (Super Sauze, Alpes de Hautes Provence, et Léaz, Ain). Nous montrons que, selon le degré de remaniement, l'étude des paramètres géophysiques tels que la résistivité électrique (tomographie électrique), Vp (sismique réfraction et tomographie) et Vs (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Nous montrons que pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de Ys, la méthode HN peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum. Enfin, nous avons déployé un réseau d'électrodes impolarisables pour le suivi temporel de la polarisation spontanée sur le mouvement de grande ampleur de Séchilienne. Ce réseau a permis de mettre en évidence les trajets préférentiels de circulation de fluide au sein du massif et de rendre compte de leur complexitéUnderstanding and forecasting the evolution of landslides could be improved by more quantitative informations about their 3D geometry, their fracturation degree and on the preferential fluid flows. The aim ofthis Thesis is to performed a critical study of the advantages and limits of different geophysical techniques (electrical tomography, seismic tomography, seismic noise measurements and selfpotential) to caracterize landslides. We performed geophysical investigations on five case studies, on large rocky movements (Séchilienne, Isère, and La Clapière, Alpes Maritimes), on moderate size rocky movements (Ravinde l'Aiguille, Isère) and on Soft Rock flows (Supe Sauze, Alpes de Hautes Provence, and Léaz, Ain). We show that geophysical parameters such as electrical resistivity (electrical tomography), Vp (seismic refraction and tomography) and Vs (seismic refraction and surface waves analysis) could help to caracterize landslide's geometry. We show that for smooth geometry and weak lateral variations of V s, the HN method could help to obtaine quick quantitative informations on spatial variations of the substratum geometry. Finally, we deployed a network ofimpolarizable electrodes to monitor the selfpotential on the Sechilienne mass movement. This network allowed us to outline preferential fluid flows and their complexity
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Meric, Ombeline. "Étude de mouvements de terrain par méthodes géophysiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00284215.
Full textAbstract:
La compréhension et la prévision de la dynamique d'évolution des mouvements de terrain peuvent être améliorées par un apport de données quantitatives sur leur géométrie tridimensionnelle, leur état de déstructuration et les circulations préférentielles de fluide. L'objet de ce travail de thèse, à la fois méthodologique et expérimental, est de mener une étude critique des apports et limites des différentes techniques géophysiques (tomographie électrique, méthodes sismiques, traitement du bruit de fond sismique et mesure de la polarisation spontanée) pour la caractérisation des mouvements de terrain. Nous avons mené des campagnes géophysiques sur cinq sites tests. Ces sites ont été choisis en milieu rocheux et de grande ampleur (Séchilienne, Isère, et La Clapière, Alpes Maritimes) ou de taille modérée (Ravin de l'Aiguille, Isère) et en contexte argileux (Super Sauze, Alpes de Hautes Provence, et Léaz, Ain). Nous montrons que, selon le degré de remaniement, l'étude des paramètres géophysiques tels que $\rho$ (tomographie électrique), $V_P$ (sismique réfraction et tomographie) et $V_S$ (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Nous préconisons pour l'analyse des ondes de surface de contraindre la paramétrisation par $V_P$ si elle est connue en surface et par la fréquence du pic H/V. En outre, pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de $V_S$, nous montrons que la méthode H/V peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum.
%Nous préconisons pour l'étude de la géométrie des mouvements rocheux, le déploiement de méthodes tomographiques (électrique et sismique) et l'analyse des ondes de surface enregistrées lors de prospection sismique et par des réseaux de bruit de fond, en tenant compte des informations sur $V_P$ en surface et de la fréquence de résonance du pic H/V. La caractérisation des écoulements au sein des mouvements est améliorée lorsque l'on associe l'interprétation des mesures de résistivité et de polarisation spontanée.
%Selon le degré de remaniement des argiles en mouvement, l'étude des paramètres géophy\-siques tels que $\rho$ (tomographie électrique), $V_P$ (sismique réfraction et tomographie) et $V_S$ (sismique réfraction et analyse des ondes de surface) peut permettre de caractériser la géométrie du mouvement. Pour une géométrie régulière et des faibles gradients latéraux de $V_S$, l'utilisation de la méthode H/V peut aider à obtenir rapidement des informations quantitatives sur la variation spatiale de la géométrie du substratum.
Enfin, nous avons déployé un réseau d'électrodes impolarisables pour le suivi temporel de la polarisation spontanée sur le mouvement de grande ampleur de Séchilienne. Ce réseau a permis de mettre en évidence les trajets préférentiels de circulation de fluide au sein du massif et de rendre compte de leur complexité.
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El, khoury Christine. "Seismic ambient noise amplitude anomalies induced by an anticline structure : application to the context of gas reservoirs." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLM100.
Full textAbstract:
Des anomalies spectrales dans le bruit sismique ambiant, définies comme de fortes amplifications spectrales de la composante verticale pour des fréquences de 1 à 5 Hz, sont couramment observées au droit de réservoirs de gaz. Si elles sont bien comprises, ces anomalies pourraient avoir un potentiel pour l'exploration ou la surveillance des réservoirs de fluides. La nature de ces anomalies s'explique principalement par la structure géologique plutôt que par le réservoir lui-même, pour une modélisation purement élastique. L'analyse sur des jeux de données réels de bruit ambiant montre que les ondes de surface, principalement le mode fondamental, sont les principaux contributeurs à l'anomalie. Ce travail explore comment les ondes de Rayleigh interagissent avec une structure anticlinale, un piège géologique typique pour un réservoir d'hydrocarbures. L'analyse de la signature spectrale d'une structure anticlinale est effectuée pour différentes configurations de source, pour finalement fournir une relation reliant les paramètres géométriques et élastiques de l'anticlinal à l'anomalie induite pour le cas du mode fondamental des ondes de RayleighSpectral anomalies in the seismic ambient noise, defined as strong spectral amplification of the vertical component at frequencies of 1 to 5 Hertz, are commonly observed above gas reservoirs. If properly understood, these anomalies could have a potential for fluid reservoir exploration or monitoring. The nature of these anomalies was mainly explained by the geological structure more than the fluid reservoir itself, for purely elastic waves. Analysis on real datasets of ambient noise measurements shows that surface waves, mainly fundamental mode, are the main contributors to the anomaly. This work further explores how Rayleigh waves interact with an anticline structure, a typical geological trap for a hydrocarbon reservoir. Analysis of the spectral signature of an anticline structure is performed for different source configurations, to finally provide a relationship linking the anticline geometrical and elastic parameters to the induced anomaly for the case of the fundamental mode Rayleigh waves
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Touma, Rita. "Approche matricielle de l’imagerie sismique passive par ondes de volume." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2022. http://www.theses.fr/2022GRALU011.
Full textAbstract:
La structure des zones de faille a une directe implication sur l'évaluation des risques sismiques. Les techniques d'imagerie par réflexion, en particulier la migration, sont couramment utilisées pour imager le sous-sol. Un modèle de vitesse précis est souvent nécessaire pour localiser correctement les réflecteurs en profondeur. L'imagerie des zones de faille est un défi en raison de la distribution complexe de la vitesse des ondes de volume en leur sein. La plupart des techniques de réflexion imagent les zones de faille indirectement à partir de la discontinuité des couches géologiques. Les hétérogénéités à petite échelle, telles que les fissures et les fractures, sont généralement négligées. Dans cette thèse, nous proposons une approche d'imagerie matricielle pour l'exploration géophysique qui compense les variations de vitesse dans la croûte pour imager les hétérogénéités de cette dernière avec une résolution de l'ordre de la longueur d'onde autour des zones de faille.L'imagerie matricielle est inspirée de précédents travaux en imagerie ultrasonore et optique. D'une part, les corrélations du bruit ambiant sont utilisées pour construire la matrice de réflexion. La composante des ondes de volume dans cette matrice contient toute l'information disponible sur le milieu. D’autre part, l'approche présentée ne nécessite pas un modèle de vitesse détaillé du sous-sol.Dans une première application, nous utilisons des enregistrements de bruit ambiant dans la bande de fréquence [10 20] Hz provenant d'un réseau dense de géophones afin d'imager la faille de San Jacinto, Californie, à petite échelle. Les corrélations ZZ sont calculées et organisées en matrice 2D. En appliquant des lois de retard temporels sur les réponses impulsionnelles entre géophones, la matrice de réponse est projetée en profondeur, en se basant sur un modèle de vitesse homogène. Une matrice de réflexion focalisée est obtenue et contient les réponses impulsionnelles entre un ensemble de sources et récepteurs virtuels à chaque profondeur. A partir de cette matrice, l'image du milieu est construite et ses aberrations peuvent être quantifiées. La différence entre le modèle de vitesse considéré et la réalité entraînent des distorsions de phase, qui dégradent la résolution de l'image. Un processus de correction matricielle des aberrations permet de compenser ces distorsions en introduisant la matrice distorsion. Une image 3D des 4 premiers km de la croûte terrestre est obtenue avec une résolution huit fois plus fine que celle attendue en milieu homogène. Des différences de réflectivité sont observées entre le Nord-Ouest et le Sud-Est de la faille avec une zone de dommages intense et localisée dans le Sud-Est.Dans un deuxième cas d'étude, nous imageons la structure à grande échelle de la faille Nord Anatolienne en utilisant les corrélations horizontales [0.1 0.5] Hz calculées entre 73 paires de stations. Un modèle de vitesse multi-couches est considéré. Une correction locale des distorsions de phase est effectuée. La structure profonde des principaux blocs géologiques est révélée. Des différences dans la profondeur du Moho sont mises en lumière, avec un saut sous la branche nord. Une forte réflectivité est observée dans la région située le long de la branche Nord de la faille, coïncidant avec la limite des blocs lithosphériques. La diffusion dans le nord s'étend jusqu'à 60 km de profondeur, suggérant une zone de cisaillement qui pénètre dans le manteau supérieur sous la branche Nord.Dans la dernière partie de cette thèse, nous proposons une approche qui ouvre la voie à une tomographie passive 3D de la vitesse des ondes de volume. Enfin, toutes les applications présentées confirment l'efficacité de la matrice de réflexion pour révéler la distribution des hétérogénéités dans la croûte terrestre. Elle peut être appliquée sur n'importe quelle bande de fréquence, pourvu que l'échantillonnage spatial du réseau de géophones satisfasse au critère de NyquistRevealing the structure of fault zones provides insights required to assess seismic hazards. Reflection imaging methods, in particular migration, are commonly used to image the subsurface. An accurate velocity model is often needed to properly locate the reflectors in depth.Imaging fault zones is challenging due to the complex distribution of velocity. Also, most reflection techniques image fault zones indirectly from the discontinuity of geological layers. Wave diffraction by small-scale heterogeneities, such as cracks and fractures is generally neglected.In this thesis, we propose a matrix imaging approach for geophysical exploration that handles the velocity variation in the crust and allows to resolve heterogeneities of the order of the wavelength throughout the fault zone.The reflection matrix approach is inspired from previous studies in ultrasound and optical imaging of complex media. First, ambient noise cross-correlations are used to retrieve the reflection matrix associated with a dense array of geophones. The body wave components of this matrix contains all the information available on the medium. Second, the presented approach does not require a detailed velocity model of the subsurface. A set of matrix operation is applied to compensate for the mismatch between the actual wave velocity model and its approximate model.In a first application, we use ambient noise records in the frequency band [10 20] Hz from a dense array in order image the San Jacinto Fault, California, at small scale with an horizontal resolution of 80 m. ZZ cross-correlations are computed and arranged as 2D matrix. By applying time delays, the response matrix is projected to depth, using a homogeneous velocity model. A focused reflection matrix is obtained, that contains the impulse response between virtual sources and receivers at depth. From this matrix, the image of the medium is built and the resolution of the image can be quantified.Variations between the considered model and the reality result in phase distortions, i.e aberrations, that have detrimental effects on the image of the medium.We develop an aberration correction process that allows to compensate for these distortions by introducing a novel operator, the distortion matrix. 3D images of the first 4 km of the crust are retrieved. These images reveal the backscattered intensity generated by the heterogeneities in the medium. The location and reflectivity of scatterers are retrieved with a resolution 8 times better than the one in free space. Differences in the scattering between the Northwest and the Southeast of the fault were reported with an intense localized damage zone in the Southeast.In a second application, we image the large scale structure of North Anatolian Fault using [0.1 0.5] Hz horizontal cross-correlations computed between 73 pairs of stations. A multi-layered velocity model is considered. A local correction of the phase distortions is performed. The scattering structure of the crust and the upper mantle is revealed. Differences in the Moho depth are reported, with a step below the northern branch. Strong scattering is observed in the region lying along the northern strand of the fault, coinciding with the limit of the lithospheric blocks. The scattering in the North extends to 60 km depth, suggesting a shear zone that penetrates in the upper mantle beneath the northern strand. The scattering also reveals the deep structure of the main geological blocks.In the last part of this thesis, we propose an approach that paves the route towards a 3D passive tomography of the body wave velocity. Finally, all the presented applications confirm the efficiency of the reflection matrix approach in revealing the structure of the subsurface. It provides new insights into the scattering distribution in the Earth. It can be applied to any scale, scattering regime, and frequency bandwith, if the spatial sampling of the geophones' array satisfies the Nyquist criterion
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Favretto-Cristini, Nathalie. "Interaction ondes/interfaces en contexte sismique." Habilitation à diriger des recherches, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00598344.
Full textAbstract:
Certains besoins économiques, sociétaux ou environnementaux nécessitent une caractérisation approfondie des structures géologiques du sous-sol. Parmi les différentes méthodes géophysiques, la sismique est sans doute celle qui est le plus souvent privilégiée. Imager et caractériser le sous-sol à partir de données réelles acquises sur le terrain est cependant un problème inverse généralement di fficile à résoudre. Il l'est d'autant plus si le problème direct associé n'a pas été au préalable "maîtrisé" a minima, c'est-à-dire si l'on ne dispose pas d'une modélisation réaliste de la propagation des ondes. Pour cela, il semble essentiel, pour modéliser les données sismiques synthétiques a fin de les rendre comparables aux données réelles, d'identi fier et de comprendre en premier lieu les facteurs géologiques et/ou physiques de premier ordre qui in fluencent la propagation des ondes dans une con figuration donnée. Cela suppose qu'on prenne en compte à la fois les lois de comportement des couches géologiques traversées et les lois de contact entre ces couches, mais aussi les limitations introduites par le système d'observation constitué par les ondes sismiques. Ce mémoire décrit les travaux que j'ai menés essentiellement sur la compréhension et la modélisation de l'interaction ondes/interfaces en me basant sur des approches pluridisciplinaires. Outre l'aspect fondamental d'une meilleure connaissance des mécanismes physiques sous-jacents à la propagation des ondes dans des milieux complexes (e.g., les résolutions sismiques verticale et latérale, la dé finition du ré flecteur sismique 3D, la diffusion d'interface et l'in fluence de l'anisotropie sur les ondes de surface), des aspects plus appliqués, dédiés notamment à l'exploration de gisements énergétiques ou à la surveillance de réservoirs géologiques de stockage du CO2, ont été également développés.
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Lagarde, Julien. "Utilisation des ondes de surface pour l'inspection des parois de galeries." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL067N/document.
Full textAbstract:
La Multi-Channel Acquisition of Surface Waves (MASW) est devenu populaire depuis quelques années pour l'auscultation non destructive de milieux tabulaires naturels ou artificiels (Béton). Cette méthode, basée sur le comportement dispersif des ondes de surface, comporte deux étapes principales. Une courbe de dispersion des vitesses de phase des ondes de surface est, dans un premier temps, extraite d'un sismogramme par une transformée du champ d'onde (transformée p-?). L'inversion de cette dernière conduit enfin à une interprétation du milieu ausculté sous la forme d'un profil 1D des vitesses de propagation des ondes transverses en fonction de la profondeur. Cette dissertation propose une évaluation de la faisabilité de l’utilisation de la MASW pour le contrôle non destructif de structures souterraines. Cette étude s’est focalisée à évaluer puis à procéder aux différentes modifications nécessaires pour son utilisation en milieu présentant une surface concave (surface très répandue dans les structures de type galeries, tunnel ou puits)Multi-Channel Acquisition of Surface Waves (MASW) has become very popular in recent years for non destructive testing of both layered natural and artificial (concrete) media. This method, based on the dispersive behaviour of surface waves, consists of two major steps. A phase velocity dispersion curve is first extract from the seismogram using a wave field transform (p-? transform). Then the inversion of this latter produces a 1D interpretation of the medium in terms of transverse wave velocities versus depth. While these two major steps of the method are well-documented for plane stratified media, it’s not the case when the investigated structure has a complex geometry. This dissertation deals with the evaluation of the feasibility to use MASW for non destructive evaluation of underground structures. After a brief survey of the problems that could be encountered with tunnel non destructive evaluation, this study focuses to determine and then proceed to the modifications needed to adapt the method for a concave geometry structure use
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Quintanar, Robles Luis. "Tomographie de la source sismique par inversion des ondes p telesismiques." Paris 7, 1991. http://www.theses.fr/1991PA077255.
Full textAbstract:
Dans ce travail, je presente la mise au point d'une methode de deconvolution iterative pour l'inversion de la source sismique sur le plan de faille a partir de l'analyse des ondes p telesismiques ainsi que son application a l'etude de plusieurs grands seismes recents. Nous avons applique la methode a l'analyse de quelques gros seismes qui ont eu lieu dans des zones de subduction et le long de failles decrochantes. Pour le cas des seismes de subduction, nous avons analyse la sequence sismique de la lacune de valparaiso ainsi que deux seismes a faible profondeur qui eurent lieu pres de la ride de cocos au costa rica. Dans le cas des seismes qui ont lieu le long des failles decrochantes, on a fait l'analyse des gros seismes en cisaillement qui ont eu lieu l'annee 1990 (soudan, iran et philippines). L'analyse des gros seismes en decrochement dans le golfe d'alaska confirme une fragmentation de la plaque pacifique provoquee par un changement dans le couplage des plaques continentale et oceanique. D'une facon generale, le processus de rupture est revele par l'analyse dans une bande de frequence contenant la frequence coin du seisme
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Stehly, Laurent. "Tomographie à partir de corrélations de bruit de fond sismique." Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10249.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but est d'estimer si le bruit de fond sismique peut-être utilisé en sismologie pour faire de la tomographie à l'échelle régionale. D'un point de vue théorique, les corrélations de bruit de fond enregistré par deux stations distantes permettent de retrouver la fonction de Green complète entre ces deux stations à si le bruit respecte la condition d'équipartition. Ceci signifie que tous les modes du milieu doivent être excités avec un même niveau d'énergie et une phase aléatoire. Une fois reconstruites, ces fonctions de Green peuvent être inversées afin de retrouver le milieu dans lequel les ondes se propagent. En premier lieu, nous étudions l'origine du bruit de fond sismique entre 5 et 40s de période. Nous montrons que le bruit est généré en permanence le long des côtes entre 5 et lOs de période, tandis qu'entre 10 et 20s sa provenance change ave4 la saison: il provient des océans de l'hémisphère nord en hiver et de l'hémisphère sud en été. Ainsi moyenné sur un an l~ distribution des sources est presque isotrope. Ensuite la stabilité des mesures de vitesse des ondes de surface réalisées grâce aux corrélations de bruit de fond sismique est évaluée. Nous montrons que nos mesures sont suffisamment précises pour mettre en évidence des erreurs d'horloge de stations de l'ordre du dixième de seconde. Nous utilisons ensuite les corrélations de bruit de fond pour faire la tomographie de l'Europe et des Alpes. Sur la base d'un an d'enregistrements continus à 150 stations nous sommes en mesure de présenter des cartes de vitesse de groupe des ondes de surface entre 5 et 80s de période. Ces cartes sont inversées afin de trouver la profondeur du Moho sous les AlpesThe aim ofthis work is to see ifit is possible to use sei smic noise correlations for seismic imaging. Theoretically, the Green function between two stations can be retrieved by simply correlating ambient noise recorded at these 2 stations. However this is only possible if the noise is fully equipartitionned. This means that aIl the eigen modes of the medium have to be excited by the noise with the same level of energy. Once the Green functions between several pairs of statiom have been reconstructed they can be inversed to obtain an image of the medium. The first question ifto see if the real sei smic ambient noise respect the requirement of the theory or not. We studied the origin of the seimic noise at period ranging from 5 to 40s. We show that the noise is generated along the coastlines at periods between 5 and lOs. Between 10 and 20s, the noise is generated by the oceans of the northern hemisphere during the winter, and from the southern hemisphere during the summer. The next step is to assess the precision of the velocity measurements performed on noise correlations. Using 13 years of continuous records at 3 Californian stations, we show that group velocity measurements are accurate enough to detect anc correct stations clock errors of less than one tenth of seconds. Ln the last part we use seismic noise correlations to perform the tomography of the Alps and Western Europe. Using one year of continuous records at 150 stations, we were able to measure the velocity of the fundamental mode of Rayleigh and Love waves between more than 3000 stations pairs. These measurements make group velocity maps between 5 and 80s ofoeriod. Thevare inverted to determine the deoth of the Moho in the Aloin region
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Romdhane, Mohamed Anouar. "Apport de l'inversion des formes d'onde sismique - approximation 2D élastique - à la caractérisation des milieux de la proche surface : cavités souterraines, glissements de terrain." Paris 6, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653236.
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Adenis, Alice. "Imagerie tri-dimensionnelle de l'atténuation sismique du manteau terrestre." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEN037/document.
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L'objectif de cette thèse est de construire un modèle d'atténuation sismique du manteau supérieur dela Terre en utilisant un jeu de données original construit par Debayle et Ricard (2012). Ce jeu dedonnées est l'un des plus complet au monde (plus de 375 000 sismogrammes analysés pour extrairel'atténuation et la vitesse de phase du mode fondamental et des cinq premiers harmoniques des ondesde Rayleigh).Les mesures d'atténuation sont tout d'abord traitées pour extraire les effets de l'expansion géométriqueet de la focalisation, minimiser les effets d'erreurs sur la source, écarter les mesures incertaines etregrouper les mesures redondantes. Elles sont ensuite régionalisées pour obtenir des cartes desvariations latérales de l'atténuation des ondes de Rayleigh pour chaque mode et chaque période. Ladernière étape est l'inversion en profondeur des cartes. Elle permet d'obtenir QsADR17, un modèle 3Dde l'atténuation des ondes S dans le manteau supérieur.QsADR17 est corrélé avec la tectonique de surface jusqu'à 200 km de profondeur, avec une faibleatténuation sous les continents et une forte atténuation sous les océans. Des anomalies de forteatténuation sont observées jusqu'à 150~km de profondeur sous les rides océaniques, et persistent à plusgrande profondeur jusque dans la zone de transition sous la plupart des points chauds. La présence delarges anomalies atténuantes situées à 150 km de profondeur sous l'océan Pacifique suggère queplusieurs panaches thermiques viennent s'étaler dans l'asthénosphère. Nous avons également détecté laprésence d'hétérogénéités de composition à la base des cratons et dans un certain nombre de régionsactivesThe aim of this study is to build a 3-D attenuation model of Earth's upper-mantle using a unique datasetbuilt by Debayle & Ricard (2012). This dataset is among the largest in the world: more than 375,000seismograms were analyzed to extract Rayleigh-wave attenuation and velocity measurements for thefondamental mode and the five first harmonics between 40 and 240 s periods.First, attenuation measurements are processed to extract the effects of geometrical attenuation and offocusing and defocusing, in order to minimize the influence of errors on the seismic source, to avoidpotentially incorrect data, and to cluster redondant measurements. Then, measurements are regionalizedto obtain Rayleigh-wave maps for each mode and each period. The last step is the inversion of thesemaps to obtain the depth dependent attenuation. Eventually, we obtain QsADR17, a 3-D model of Swaveattenuation in the upper mantle.QsADR17 is correlated with surface tectonics down to 200 km depth, with low attenuation under thecontinents and high attenuation under the oceans. High-attenuation anomalies are found under oceanicridges down to 150~km depth, and under most of the hotspots at larger depth down to the transitionzone. A large high-attenuation anomaly at 150~km depth under the Pacific ocean suggest that thermalplumes pound into the asthenosphere. We also detect compositional heterogeneities at the base of thecratons and in active areas
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Griot, Daphné-Anne. "Tomographie anisotrope de l'Asie centrale à partir d'ondes de surface." Paris 7, 1997. http://www.theses.fr/1997PA077035.
Full textAbstract:
Les divers processus dynamiques proposes afin d'expliquer la collision entre l'inde et l'asie s'opposent, d'une part, sur la composition de la structure mantellique et d'autre part, en ce qui concerne les mouvements de matiere dans le manteau. Plus precisement, d'un point de vue structural, le manteau superieur est-il compose de materiau chaud provenant de remontees de panaches asthenospheriques ou de materiau froid du a des enfoncements de matiere ? concernant les modes de raccourcissement, quel peut-etre le role en profondeur, des failles observees en surface ? face a de telles interrogations, nous avons realise une tomographie anisotrope d'ondes de surface qui permet non seulement de determiner les structures en vitesses mais aussi de cartographier les flux de matiere par le biais de l'anisotropie. Pour realiser cette tomographie, 619 donnees d'onde de rayleigh et 254 donnees d'onde de love ont ete inversees, en utilisant la methode de tomographie developpee par montagner 1986. Le modele 3smac (ricard & al. , 1996), modele de terre heterogene, a ete utilise comme modele de reference afin de corriger chaque donnee des effets de croute. Le modele tri-dimensionnel obtenu en vitesse met en evidence que le manteau, au dela de 120 km environ, est compose, sous le plateau tibetain, de zones a vitesse elevee dont les localisations et l'evolution en profondeur semblent caracteristiques de plusieurs subductions intracontinentales. De plus, une structure de vitesse tres faible, visible dans les 100 premiers kilometres, s'explique d'une part par la presence de la croute particulierement epaisse dans cette region, et d'autre part par des phenomenes de fusion partielle, probablement a l'origine du volcanisme tibetain. Enfin, l'anisotropie deduite de cette tomographie, montre que, dans les 200 premiers kilometres, les mouvements de matiere sont divers et fortement influences par les mouvements des failles en surface, alors que, pour des profondeurs superieures a 200 km, les mouvements de matiere semblent beaucoup plus homogenes.
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Hobiger, Manuel. "Polarisation des ondes de surface : caractérisation, inversion et application à l'étude de l'aléa sismique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00577887.
Full textAbstract:
L'aléa sismique d'un site donné peut être largement influencé par des effets de site. Afin d'évaluer ces effets, la structure locale du sous-sol ainsi que les propriétés du champ d'onde doivent être étudiées. Les ondes de surface (ondes de Love et de Rayleigh) s'avèrent utiles, leurs propriétés (courbes de dispersion, ellipticité des ondes de Rayleigh) étant directement liées à la structure du sous-sol. Le paramètre clé pour l'identification du type d'onde est la polarisation. Dans la première partie de la thèse, de nouvelles méthodes pour l'estimation de paramètres de polarisation d'ondes de surface sont développées. Deux méthodes, DELFI et RayDec, estiment l'ellipticité des ondes de Rayleigh à partir d'enregistrements d'un seul capteur sismique. La troisième méthode, MUSIQUE, est basée sur la méthode MUSIC et utilise les enregistrements multi-composantes de réseaux sismiques afin de distinguer ondes de Love et ondes de Rayleigh et d'estimer leurs propriétés. Dans la deuxième partie de la thèse, une étude théorique de l'inversion de courbes d'ellipticité montre quelles parties de ces courbes véhiculent les informations importantes sur la structure du sol et comment l'inversion peut être améliorée. Le schéma d'inversion résultant est alors testé en l'appliquant à des données réelles mesurées pour 14 sites européens. Finalement, 22 séismes enregistrés par un réseau de capteurs dans la vallée de Santa Clara en Californie sont analysés par MUSIQUE. La répartition azimutale, les courbes de dispersion, la courbe d'ellipticité et les énergies des différents types d'ondes sont analysées et soulignent l'importance des ondes de surface diffractées dans le champ d'ondes enregistré.
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Käestle, Emanuel David. "High-resolution ambient-noise and earthquake surface-wave tomography of the Alps Apennines and Dinarides." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066307/document.
Full textAbstract:
La collision alpine a créé des structures complexes comme des chaînes de montagnes très arqués et des interactions compliquées entre les slabs subduits. La polarité de subduction est inversée à la transition entre les Alpes et les Apennins et les Alpes et les Dinarides. Le fait que la plaque Adria subducte en même temps vers l'ouest et vers l'est avec un fort pendage, presque verticalement, suggèrent une flexion importante de cette plaque. Notamment, si on considère de plus la proposition qu'Adria subducte aussi vers le nord sous les Alpes de l'est, ce qui est toujours sujet de discussion. Des déchirures dans le slab adriatique sous les Dinarides du nord à plus de 150 km de profondeur et sous les Apennins à moins de 200 km, pourraient être des signes d'une forte tension et, en conséquence, un détachement de la plaque adriatique. La plaque européenne pourrait aussi avoir subi plusieurs déchirures le long des Alpes. Cette hypothèse sujette à débat nécessite de nouveaux modèles tomographiques. Le modèle tomographique présenté dans cette thèse se base sur les vitesses de phase des ondes de surface pour donner un modèle 3-D à haute résolution des vitesses de cisaillement de la surface jusqu'à 200 km de profondeur. Ce modèle est unique de par sa haute résolution dans le manteau lithosphérique où des modèles antérieurs montrent de fortes incertitudes. Afin d'imager la croûte et le manteau supérieur en même temps, une combinaison des données de vitesses de phase des ondes de surface mesurés à partir des bruits ambiants ainsi que des séismes est utilisée dans cette thèse.Pour tester la validité de cette procédure, une comparaison détaillée des mesures de vitesses de phases et des structures imagées avec les deux méthodes est présentée. De l’analyse résulte un faible biais qui montre des vitesses plus élevées avec les données se basant sur des séismes par rapport aux données se basant sur le bruit ambiant. En comparant avec des travaux antérieurs, il est apparu que ce biais est dû à une différence méthodologique. Plusieurs paramètres qui pourraient influencer les mesures du bruit ambiant sont testés numériquement. Une cause unique n'a pu être identifiée. L'explication la plus probable pour le biais est une combinaison entre différentes sensibilités des méthodes aux structures et l'influence des modes supérieurs. Néanmoins, l'écart est suffisamment faible par rapport aux variations structurales pour être négligé.Un modèle final de vitesse de cisaillement de la région alpine est obtenu avec une résolution latérale d'environ 25 km dans la croûte peu profonde. Les tests synthétiques donnent une résolution approximative de profondeur estimée à 2 km près de la surface et de 5 km à la profondeur du Moho. Dans le manteau supérieur, la résolution baisse rapidement mais les structures principales des panneaux plongeants restent bien imagées jusqu'à une profondeur de 200 km le long des Alpes et des Apennins.La partie crustale du modèle donne des informations à haute résolution sur la taille et la profondeur des bassins sédimentaires et du corps d’Ivrée ainsi que sur la profondeur et la structure du Moho. Ce modèle de vitesses de cisaillement est le premier montrant autant de détails et couvrant les Alpes entières, il est proposé que le modèle pourrait servir comme référence pour la région.Le modèle montre les limites des zones de subduction et les régions de basses vitesses asthénosphèriques montants sous les bassins Ligure et pannonien. Des structures connues comme les déchirures de slabs sous les Apennins et les Dinarides sont imagés. Des découvertes supplémentaires ont été mises en évidence : une petite zone de faible vitesse qui coupe la lithosphère au nord des Dinarides est interprété comme l'expression d'une grande faille décrochanteThe plate collision in the Alps and adjacent orogens has created a complex picture of highly arcuate mountain belts and complicated interactions of subduction slabs. The subduction polarity is reversed from European to Adriatic subduction in the transition of the Alps to the Apennines and to the Dinarides. The subduction of Adria both to the west and east and the almost vertical dip of the slabs implies an important flexure of this plate. Even more so if one considers the proposed subduction of Adria also to the north under the eastern Alps, which is still a matter of discussion. Gaps in the Adriatic slab under the northern Dinarides, below 150~km depth and in the southern Apennines above 200~km may be signs of the stresses and the consequent tearing that the Adriatic plate is exposed to.Also the European plate has supposedly undergone one or several break-offs all along the Alpine arc. Especially in the eastern and western Alps it is still an open question whether the European slab is detached below the lithosphere. New tomographic models are thus needed.The herein presented tomographic model is based on surface-wave phase velocities and gives a picture of the shear-velocity structure from the surface to 200 km depth. It is the first high-resolution shear-velocity model of the entire Alpine crust and upper mantle. It is also unique in its good resolution in the lithospheric mantle, where previous body-wave models are subject to high uncertainties. In order to be able to image both crust and upper mantle, a combination of ambient-noise and earthquake-based phase-velocity measurements is used in the present thesis.The validity of this approach is tested by a detailed comparison of the phase-velocity measurements and the structures that are imaged from each method individually. A small bias between the methods results in slightly elevated velocities from earthquake measurements. By comparison with earlier works it appears that this bias is due to methodological differences. Several effects that may influence the ambient-noise records are tested with synthetic experiments, but no unique cause is found. The most likely explanation for the bias between the two methods is a combination of different structural sensitivities and the influence of higher modes. Nevertheless, the discrepancy is sufficiently small with respect to the structural variations that the bias can be neglected.A final shear-velocity model of the Alpine region is obtained which has a lateral resolution in the shallow crust of approximately 25 km. From synthetic tests, the average depth resolution is estimated to be 2~km close to the surface and 5 km for the Moho depth. In the upper mantle the resolution decreases significantly, but main slab structures are well imaged in the central Alps and the Apennines down to the bottom of the model at 200 km depth.Highlights of the crustal part of the model are size and depth of sedimentary basins, the Ivrea body and the Moho structure. Being the first shear-velocity model of this detail and extend it is proposed to serve as reference for the Alps
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Xu, Sheng. "Migration / inversion en milieu complexe par des méthodes asymptotiques haute fréquence." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP0987.
Full textAbstract:
L'imagerie sismique est un outil privilegie de l'exploration et de l'exploitation petroliere. Idealement une fois que les traces sismiques sont pretraitees et que l'on dispose d'un modele de vitesse de propagation dans le sous-sol, l'etape de migration permet de relocaliser les reflecteurs en profondeur. Cette operation est desormais bien connue theoriquement (elle a pu etre replacee dans le cadre de l'inversion sismique linearisee) mais sa mise en uvre peut s'averer difficile et couteuse. Ainsi si dans les cas bidimensionnels les techniques de migration par equation d'onde (en fait des approximations one-way paraxiales de l'equation d'onde) sont generalement reconnues comme les plus precises, leur mise en uvre a trois dimensions demeure excesivement couteuse. Dans ce contexte les methodes de migration basees sur la theorie des rais ont connu un grand engouement ces dernieres annees. La plupart des codes de migration profondeur 3d sont ainsi bases sur le calcul de temps de trajet de premiere arrivee par differences finies. De tels codes ont cependant rapidement montre leurs limites dans le cas de milieux complexes caracterises par des arrivees multiples. Mon travail de these a ete precisement de demontrer que la migration basee sur les rais pouvait donner de tres belles images du sous-sol en milieu complexe et cela pour un cout numerique reduit. La premiere partie de mon travail a ete une contribution theorique. Il s'agissait de montrer que la prise en compte de toutes les arrivees permettait d'obtenir de belles images quantitatives du sous-sol, c'est a dire de qualite proche des images obtenues par migration equation d'onde. M'appuyant sur des codes de construction de front d'onde pour le calcul des cartes de temps de trajet et d'amplitude a arrivees multiples, j'ai pu en faire la demonstration sur le jeu de donnees synthetiques marmousi. J'ai montre egalement que, s'il etait possible d'introduire des regularisations de l'operateur de migration (pour eviter les singularites aux caustiques), cela ne presentait pas de grand interet pratique, puisque les artefacts pouvaient etre evites beaucoup plus simplement et a moindre coup avec des strategie ad hoc. Enfin j'ai montre que les artefacts qui pouvaient etre observes dans les panneaux iso-x (il s'agit de collections de traces profondeur obtenues a une meme position en surface par migration profondeur de differents tirs ou offsets) dans le cas de milieux complexes etaient dus a une mauvaise focalisation : un evenement pouvant focaliser en plusieurs positions. M'appuyant sur les travaux theoriques d'autres auteurs, j'ai pu etablir une condition d'imagerie necessaire pour la bonne focalisation des images. Enfin j'ai montre qu'en milieu complexe les collections tir ou offset commun en general violaient cette condition mais qu'en revanche la migration en angle de diffraction constant permettait d'obtenir de beaux iso-x. La seconde partie de mon travail fut algorithmique. Il s'agissait de montrer qu'il etait possible de developper des codes rapides de migration 3d basee sur les rais prenant en compte les arrivees multiples. J'ai propose deux types de strategies. Les deux sont basees sur un calcul de l'operateur de migration asymptotique sur des grilles laches en surface et dans la cible. Dans la premiere approche l'operateur est interpole apres identification des differentes branches de rais. Dans la seconde l'operateur est extrapole dans le voisinage de chaque point et pour chaque arrivee. Cette seconde approche donne des algorithmes beaucoup plus simples et permet une certaine regularisation de l'operateur, tres appreciable pour la qualite des images migrees. J'ai fait differents tests de ces strategies a deux dimensions avec les donnees marmousi, et a trois dimensions avec le modele synthetique seg/eage salt model. Ces tests demontrent tant l'efficacite que la precision de ces strategies.
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Damaj, Jamil Homand Françoise. "Auscultation et surveillance des perturbations hydromécaniques d'ouvrages souterrains par méthodes ultrasonores." Vandoeuvre-les-Nancy : INPL, 2006. http://www.scd.inpl-nancy.fr/theses/2006_DAMAJ_J.pdf.
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Pérez, Solano Carlos Andrés. "Imagerie sismique de la proche sub-surface : modification de l'inversion des formes d'onde pour l'analyse des ondes de surface." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00932790.
Full textAbstract:
L'amélioration des images sismiques peut aider à mieux contraindre l'exploration deshydrocarbures. Les ondes élastiques qui se propagent dans la Terre peuvent être classifiéescomme ondes de volume et ondes de surface. Si ces dernières sont les plus énergétiques,seules les ondes de volume sont couramment considérées comme des signaux utiles.Cependant, les ondes de surface sont utiles pour caractériser la proche sub-surface.Classiquement, les ondes de surface sont analysées dans des contextes de propriétésélastiques localement 1D.Nous proposons une modification de l'inversion des formes d'onde classique pourreconstruire des profils de propriétés 2D (la windowed-Amplitude Waveform Inversion, w-AWI). La w-AWI est spécialement robuste en ce qui concerne le choix du modèle initial.Nous appliquons la w-AWI aux données synthétiques ainsi qu'aux données réelles, montrantque cette approche permet de récupérer des propriétés 2D.
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Pérez, Solano Carlos Andrés. "Imagerie sismique de la proche sub-surface : modification de l'inversion des formes d'onde pour l'analyse des ondes de surface." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0023.
Full textAbstract:
L’amélioration des images sismiques peut aider à mieux contraindre l’exploration deshydrocarbures. Les ondes élastiques qui se propagent dans la Terre peuvent être classifiéescomme ondes de volume et ondes de surface. Si ces dernières sont les plus énergétiques,seules les ondes de volume sont couramment considérées comme des signaux utiles.Cependant, les ondes de surface sont utiles pour caractériser la proche sub-surface.Classiquement, les ondes de surface sont analysées dans des contextes de propriétésélastiques localement 1D.Nous proposons une modification de l’inversion des formes d’onde classique pourreconstruire des profils de propriétés 2D (la windowed-Amplitude Waveform Inversion, w-AWI). La w-AWI est spécialement robuste en ce qui concerne le choix du modèle initial.Nous appliquons la w-AWI aux données synthétiques ainsi qu’aux données réelles, montrantque cette approche permet de récupérer des propriétés 2DHigh-resolution seismic imaging is essential to improve results of hydrocarbon exploration.Elastic waves propagate in the Earth as body and surface waves, the latter being the mostenergetic ones. Body waves are preferred for exploration seismic imaging while surfacewaves are usually considered to be noise. However, it has been recognised that the nearsurface can be characterised by analysing surface waves and that such result may improvethe outcome of body-wave processing. Currently, surface waves analysis leads to retrievelocal 1D property profiles.We propose a waveform-based inversion procedure to derive 2D velocity models fromsurface waves. This method consists of a misfit functional modification of classical FullWaveform Inversion and we call it windowed-Amplitude Waveform Inversion (w-AWI). Weshow that w-AWI is robust regarding the choice of initial velocity model. We apply w-AWI tosynthetic and real data obtaining encouraging near-surface imaging results
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JARDIN, ANNE. "Etude des sous-sols a structure complexe par interpretation sismique integree." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066389.
Full textAbstract:
La realisation d'une image sismique en profondeur a partir des mesures sismiques est une etape essentielle pour l'etude structurale des sous-sols presentant d'importantes variations laterales de vitesses acoustiques. Cette image est obtenue par migration sismique utilisant un modele structural qui fournit les elements structuraux majeurs et les vitesses de conversion temps-profondeur. Le groupe des methodes sismiques qui s'appuient sur les donnees geologiques pour aboutir a la determination d'un modele structural geologiquement et geophysiquement coherent, est appele interpretation structurale integree des donnees sismiques. Deux etapes methodologiques fondees sur des etudes de cas reels, sont suivies. La premiere etape aboutit a la typologie des differents modeles structuraux (geophysiques et geologiques) puis a l'analyse de deux approches pour les methodes d'interpretation integree: l'approche interpretative (modelisation de reflexions et des diffractions sismiques) et l'approche inversion (migration et l'inversion des temps de trajet). La deuxieme etape met en evidence la complementarite de trois phases sequentielles qui conduisent pas a pas a un modele resultat detaille et precis. La recherche de la coordination entre ces trois phases met en evidence les criteres de coherence necessaires pour chaque phase et les roles particuliers de la modelisation geophysique et de la migration profondeur. Les etapes de l'interpretation integree sont ensuite planifiees
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Alder, Chloé. "Etude de la déformation de la croûte et du manteau terrestres à partir de l'anisotropie sismique des modèles tomographiques." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEN021.
Full textAbstract:
L’anisotropie est souvent utilisée en sismologie comme proxy de la déformation des roches. Elle se développe lorsque des minéraux acquièrent une orientation préférentielle. C’est le cas de l’olivine des péridotites du manteau qui s’aligne selon la direction des flux de matière. Néanmoins, l’anisotropie observée en tomographie peut aussi provenir d’hétérogénéités chimiques non résolues par les ondes sismiques longues périodes : elle s’apparente alors à̀ de l’anisotropie artificielle. Les théories et développements méthodologiques actuels ne permettent pas de distinguer l’anisotropie réelle de l’anisotropie artificielle dans les signaux sismiques. Dans cette thèse nous avons utilisé des modèles simples de manteau terrestre pour étudier théoriquement et numériquement le lien entre le niveau d’hétérogénéités non résolues et l’anisotropie radiale artificielle. Nous en avons conclu que l’anisotropie est proportionnelle au carré des hétérogénéités et que 10% de contraste de vitesse sismique peut engendrer plus de 3% d’anisotropie, un niveau non négligeable au regard des observations tomographiques. Une tomographie 3-D anisotrope de l’Europe, centrée sur les Alpes et les Apennins, a également enté réalisée. Les données d’ondes de surface utilisées sont issues de corrélations de bruit sismique et permettent d’imager la croûte et le manteau supérieur. La structure isotrope de notre modelé illumine particulièrement bien la plaque adriatique en subduction sous les Apennins ainsi qu’une rupture de ce panneau située au sud de la chaîne. Par ailleurs, la méthode d’inversion en profondeur utilisée prend en compte le biais entre anisotropie et hétérogénéités. Nous présentons ainsi le premier modelé 3-D d’anisotropie radiale en Europe réalisé pour des profondeurs aussi faibles. Nos résultats suggèrent que la croûte inférieure est marquée par une structuration horizontale dans les Apennins, probablement en lien avec la déformation extensive actuelle observée dans la régionSeismic anisotropy is often used as a proxy for rock deformation. It arises from the preferred orientation of anisotropic minerals. For instance, olivine in mantellic peridotites align according to mantle flow. However, anisotropy in tomographic models can be the result of small scale heterogeneities unresolved by long period seismic waves. It is thus considered as artificial. Theories and methodological developments do not allow to distinguish the relative contributions of real and artificial anisotropy in seismic signals. In this thesis, we used simple models of the Earth’s mantle to analytically and numerically study the link between unresolved heterogeneities and the level of artificial radial anisotropy. We concluded that anisotropy is proportional to the square of heterogeneities and that 10% of velocity contrast can be responsible for 3% of anisotropy, which is non negligible compared to the observed anisotropy in tomography. A 3-D anisotropic model of Europe, focusing on the Alps and Apennines, was constructed from surface waves data. The dispersion measurements were made from noise correlation and allow to image the crust and uppermost mantle. The isotropic structure of the model shows particularly well the Adriatic plate subducting under the Apennines, as well as a slab break-off in the Southern part of the chain. The method used for the depth inversion takes into account the trade-off between layering and anisotropy. Our model is therefore the first 3-D model of radial anisotropy built at shallow depths in Europe. Our results suggest that the lower crust has a horizontal organization in the Apennines, probably related to the extensive regime observed in the area
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Stopin, Alexandre. "Détermination de modèle de vitesse anisotrope par tomographie de réflexion des modes de compression et de cisaillement." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13203.
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Chammas, Rabih. "Caractérisation mécanique de sols hétérogènes par ondes de surface." Nantes, 2002. http://www.theses.fr/2002NANT2086.
Full textAbstract:
La conception de la fondation de tout ouvrage (pont, barrage, usine, immeuble, etc. . . ) nécessite la connaissance de la nature du sous-sol. Les caractéristiques des sols homogènes ou cohérents sont en général très bien définis par les essais de laboratoire effectués sur des échantillons représentatifs. Ce n'est pas le cas pour les sols hétérogènes pour lesquels un prélèvement d'échantillons intacts est impossible, du moins très aléatoire. Il existe pourtant, un besoin de caractérisation de tels matériaux. Les méthodes de reconnaissance géophysiques sont a priori adaptées à cette problématique, plus particulièrement les méthodes sismiques qui dépendent des caractéristiques mécaniques des matériaux. L'onde de Rayleigh, développée ici, est une onde très énergétique, qui se propage à la surface du sol. Cette onde est générée en présence d'une surface libre. Dans les matériaux hétérogènes, suivant la fréquence utilisée, l'onde va interagir avec les composantes du milieu jusqu'à une profondeur donnée. Il est donc possible d'utiliser cette onde et l'onde de compression pour remonter aux caractéristiques mécaniques des sols hétérogènes, la concentration d'inclusion, la nature de la matrice ou celle de l'inclusion, la distribution voire la taille des inclusions. . .
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Heintz, Maggy. "Structure et déformation du manteau continental sud américain apport de la tomographie en ondes de surface et de l'anisotropie sismique /." Montpellier : Institut des sciences de la terre, de l'environnement et de l'espace de Montpellier, 2003. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40062692b.
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Käestle, Emanuel David. "High-resolution ambient-noise and earthquake surface-wave tomography of the Alps Apennines and Dinarides." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066307.
Full textAbstract:
La collision alpine a créé des structures complexes comme des chaînes de montagnes très arqués et des interactions compliquées entre les slabs subduits. La polarité de subduction est inversée à la transition entre les Alpes et les Apennins et les Alpes et les Dinarides. Le fait que la plaque Adria subducte en même temps vers l'ouest et vers l'est avec un fort pendage, presque verticalement, suggèrent une flexion importante de cette plaque. Notamment, si on considère de plus la proposition qu'Adria subducte aussi vers le nord sous les Alpes de l'est, ce qui est toujours sujet de discussion. Des déchirures dans le slab adriatique sous les Dinarides du nord à plus de 150 km de profondeur et sous les Apennins à moins de 200 km, pourraient être des signes d'une forte tension et, en conséquence, un détachement de la plaque adriatique. La plaque européenne pourrait aussi avoir subi plusieurs déchirures le long des Alpes. Cette hypothèse sujette à débat nécessite de nouveaux modèles tomographiques. Le modèle tomographique présenté dans cette thèse se base sur les vitesses de phase des ondes de surface pour donner un modèle 3-D à haute résolution des vitesses de cisaillement de la surface jusqu'à 200 km de profondeur. Ce modèle est unique de par sa haute résolution dans le manteau lithosphérique où des modèles antérieurs montrent de fortes incertitudes. Afin d'imager la croûte et le manteau supérieur en même temps, une combinaison des données de vitesses de phase des ondes de surface mesurés à partir des bruits ambiants ainsi que des séismes est utilisée dans cette thèse.Pour tester la validité de cette procédure, une comparaison détaillée des mesures de vitesses de phases et des structures imagées avec les deux méthodes est présentée. De l’analyse résulte un faible biais qui montre des vitesses plus élevées avec les données se basant sur des séismes par rapport aux données se basant sur le bruit ambiant. En comparant avec des travaux antérieurs, il est apparu que ce biais est dû à une différence méthodologique. Plusieurs paramètres qui pourraient influencer les mesures du bruit ambiant sont testés numériquement. Une cause unique n'a pu être identifiée. L'explication la plus probable pour le biais est une combinaison entre différentes sensibilités des méthodes aux structures et l'influence des modes supérieurs. Néanmoins, l'écart est suffisamment faible par rapport aux variations structurales pour être négligé.Un modèle final de vitesse de cisaillement de la région alpine est obtenu avec une résolution latérale d'environ 25 km dans la croûte peu profonde. Les tests synthétiques donnent une résolution approximative de profondeur estimée à 2 km près de la surface et de 5 km à la profondeur du Moho. Dans le manteau supérieur, la résolution baisse rapidement mais les structures principales des panneaux plongeants restent bien imagées jusqu'à une profondeur de 200 km le long des Alpes et des Apennins.La partie crustale du modèle donne des informations à haute résolution sur la taille et la profondeur des bassins sédimentaires et du corps d’Ivrée ainsi que sur la profondeur et la structure du Moho. Ce modèle de vitesses de cisaillement est le premier montrant autant de détails et couvrant les Alpes entières, il est proposé que le modèle pourrait servir comme référence pour la région.Le modèle montre les limites des zones de subduction et les régions de basses vitesses asthénosphèriques montants sous les bassins Ligure et pannonien. Des structures connues comme les déchirures de slabs sous les Apennins et les Dinarides sont imagés. Des découvertes supplémentaires ont été mises en évidence : une petite zone de faible vitesse qui coupe la lithosphère au nord des Dinarides est interprété comme l'expression d'une grande faille décrochanteThe plate collision in the Alps and adjacent orogens has created a complex picture of highly arcuate mountain belts and complicated interactions of subduction slabs. The subduction polarity is reversed from European to Adriatic subduction in the transition of the Alps to the Apennines and to the Dinarides. The subduction of Adria both to the west and east and the almost vertical dip of the slabs implies an important flexure of this plate. Even more so if one considers the proposed subduction of Adria also to the north under the eastern Alps, which is still a matter of discussion. Gaps in the Adriatic slab under the northern Dinarides, below 150~km depth and in the southern Apennines above 200~km may be signs of the stresses and the consequent tearing that the Adriatic plate is exposed to.Also the European plate has supposedly undergone one or several break-offs all along the Alpine arc. Especially in the eastern and western Alps it is still an open question whether the European slab is detached below the lithosphere. New tomographic models are thus needed.The herein presented tomographic model is based on surface-wave phase velocities and gives a picture of the shear-velocity structure from the surface to 200 km depth. It is the first high-resolution shear-velocity model of the entire Alpine crust and upper mantle. It is also unique in its good resolution in the lithospheric mantle, where previous body-wave models are subject to high uncertainties. In order to be able to image both crust and upper mantle, a combination of ambient-noise and earthquake-based phase-velocity measurements is used in the present thesis.The validity of this approach is tested by a detailed comparison of the phase-velocity measurements and the structures that are imaged from each method individually. A small bias between the methods results in slightly elevated velocities from earthquake measurements. By comparison with earlier works it appears that this bias is due to methodological differences. Several effects that may influence the ambient-noise records are tested with synthetic experiments, but no unique cause is found. The most likely explanation for the bias between the two methods is a combination of different structural sensitivities and the influence of higher modes. Nevertheless, the discrepancy is sufficiently small with respect to the structural variations that the bias can be neglected.A final shear-velocity model of the Alpine region is obtained which has a lateral resolution in the shallow crust of approximately 25 km. From synthetic tests, the average depth resolution is estimated to be 2~km close to the surface and 5 km for the Moho depth. In the upper mantle the resolution decreases significantly, but main slab structures are well imaged in the central Alps and the Apennines down to the bottom of the model at 200 km depth.Highlights of the crustal part of the model are size and depth of sedimentary basins, the Ivrea body and the Moho structure. Being the first shear-velocity model of this detail and extend it is proposed to serve as reference for the Alps
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Zhou, Tianyou. "Analyse de vitesse par migration : choix des paramètres utilisateurs et introduction des ondes transmises." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM046.
Full textAbstract:
L’imagerie sismique est la technique utilisée pour déterminer les structures du sous-sol à partir de signaux sismiques. L’un des paramètres les plus importants est le modèle de vitesse, qui peut être divisé en un macro-modèle contrôlant la cinématique de la propagation des ondes et les perturbations de vitesse. La migration construit l’image des perturbations de vitesse pour un macro-modèle donné. L’analyse de la vitesse de migration estime la qualité du macro-modèle à l’aide d’une fonction objective mesurant la focalisation de l’image. Le gradient de cette fonction objective par rapport au macro-modèle permet de trouver le macro-modèle optimal de manière itérative. La méthode a été améliorée récemment en remplaçant l’opérateur de migration par l’inverse au sens asymptotique dans le domaine de l’offset en profondeur. Dans cette thèse, nous montrons que la qualité du gradient est sensible aux paramètres de l’utilisateur. Nous fournissons des règles pratiques pour assurer un gradient cohérent. Ces règles sont appliquées au modèle synthétique Marmousi. Les développements récents proposent de prendre en compte les ondes transmises. Nous comparons différentes stratégies pour combiner les deux différentes type d’ondes et recommandons d’appliquer un traitement spécifique. Nous appliquons la méthode à un jeu de données réel marin fourni par Total. Nous proposons un schéma en deux étapes: après un premier essai de plusieurs itérations, nous ajustons les paramètres et relançons les itérationsSeismic imaging is the technique used to determine the structures of the subsurface from seismic signals. One of the most important parameters is the velocity model, that can be split into the macromodel controlling the kinematics of wave propagation and velocity perturbations. Migration builds the image of velocity perturbation for a given macromodel. Migration Velocity Analysis estimates the quality of the macromodel with an objective function measuring the focusing in the image domain. The gradient of this objective function with respect to the macromodel allows to find the optimal macromodel in an iterative way. The method has been improved recently by replacing the migration operator by the asymptotic inverse in the subsurface offset domain. In this thesis, we show that the quality of the gradient is sensitive to the user parameters. We provide practical guidelines to ensure proper gradient. These guidelines are applied to the synthetic Marmousi model. Recent developments propose to take into account the transmitted waves. We compare different strategies for combining the two different kinds of waves and recommend to apply a separate workflow. We apply the method to a marine real data set provided by Total. We propose a two-step workflow: after a first try of several iterations, we adjust the parameters and restart the iterations
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Magnin, Olivier. "Utilisation des ondes sismiques pour le caractérisation d'objets enfouis : contribution à la mise au point d'une méthode d'imagerie sismique de très haute résolution : application à l'imagerie des fondations de pylônes du Réseau de Transport d'Electricité." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10056.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont contribué à tester et à valider un certain nombre d’outils indispensables à la mise au point d’un nouveau procédé d’imagerie sismique tridimensionnelle des objets enfouis dans la proche surface. On citera en particulier la mise en place d’une procédure de caractérisation fine du champ de vitesses des terrains superficiels, le développement d’une nouvelle source sismique vibratoire légère haute fréquence, et le développement d’un code de modélisation numérique tridimensionnel permettant de calculer directement la réponse sismique approchée d’un objet enfoui. La mise en oeuvre combinée des méthodes d’inversion tomographique des données de sismique réfraction, et d’inversion de la courbe de dispersion des ondes de Rayleigh permet de caractériser avec une grande précision le champ de vitesses en ondes P et en ondes S du terrain naturel. Notre prototype de source, élaboré à partir d’un pot vibrant, nous a permis de valider un concept innovant de source sismique vibratoire légère et haute fréquence. Le transfert de technologie vers un équipement de type système inertiel plus fiable et plus robuste s’est effectué dans d’excellentes conditions, nous permettant ainsi de disposer d’une source parfaitement adaptée à nos objectifs. Son poids est de 20 kg, avec une surface de couplage au sol n’excédant pas 15 cm par 15 cm. Il est possible de générer différents types de signaux dont les caractéristiques sont entièrement définies par l’utilisateur, sur une plage de fréquence allant de 60 à 2000 Hz. Le signal est parfaitement répétitif avec un contrôle très précis du temps zéro. Le développement d’un nouveau code de modélisation numérique en milieu tridimensionnel, permettant de calculer directement la réponse sismique approchée d’un objet enfoui de forme complexe a été mené à son terme. Ce programme s’appuie sur une hypothèse simplificatrice qui consiste à « remplacer » l’objet par un ensemble de points diffractants répartis suivant une grille tridimensionnelle suffisamment dense. On considère que chacun de ces points est excité par le champ d’onde sismique incident. La réponse sismique approchée de l’objet est obtenue en sommant les radiations individuelles de l’ensemble des points. Le calcul de la perturbation du champ d’onde sismique pour chaque point diffractant s’appuie sur le calcul des dérivées de Fréchet dont la formulation analytique fait intervenir une combinaison des fonctions de Green et de leurs dérivées spatiales et temporelles. Cette approche, qui repose sur le concept de diffraction simple de l’approximation de Born d’ordre 1, a été appliquée à une structure 3D de forme complexe, représentant une fondation de pylône du Réseau de Transport et d’Electricité. Ces travaux nous ont permis d’étudier la limite de validité de la théorie des points diffractants pour la reconstruction de la réponse sismique d’une structure tridimensionnelle. Les mécanismes qui engendrent la réponse sismique de deux fondations de pylônes de type 5i et 4n ont été étudiés, et la géométrie du dispositif d’acquisition a pu être optimisée afin de se placer dans la meilleure configuration possible pour l’imagerie sismique de ces fondations.
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Raguin, Laetitia. "Résonateurs phononiques couplés par la surface." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCD047.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse visent à étudier des résonateurs mécaniques capables de confiner, contrôler et transporter l’énergie acoustique à l’échelle du micromètre. L’approche proposée consiste à exploiter la surface sur laquelle reposent les résonateurs et les phénomènes d’hybridation entre les ondes élastiques se propageant sur cette surface et les modes propres des résonateurs pour créer un couplage entre résonateurs. Dans un premier temps, les travaux entrepris prouvent, numériquement et expérimentalement, la capacité d’exciter un micro-résonateur sub-longueur d’onde grâce aux ondes de surface. Une seconde partie est consacrée à l’étude des mécanismes de couplage entre résonateurs adjacents.Au travers de caractérisations optiques donnant notamment accès à la forme des modes excités et de simulations numériques fondées sur la méthode des éléments finis, la présence de couplage entre résonateurs voisins et la possibilité de contrôler ce couplage en modifiant les paramètres géométriques des paires de résonateurs sont démontrées. En particulier, deux types de couplage sont mis en évidence en fonction de l’écartement entre les résonateurs : un couplage évanescent, s’apparentant au couplage dans un dimère plasmonique, et un couplage de type mécanique. Les études réalisées soulignent aussi la réciprocité des systèmes étudiés : il est possible de modifier le couplage en changeant les conditions d’excitation des résonateurs et réciproquement, les vibrations des résonateurs couplés peuvent affecter la vibration de la surface les supportant à des échelles très sub-longueurs d’ondeIn the field of Phononics, most of the works reported up to now investigate the collective behaviour of periodic or aperiodic structures in order to control the propagation of elastic waves. In this thesis work, we propose to focus on the individual character of surface-coupled mechanical resonators with the aim to control and manipulate vibrations at the micron-scale. We investigate numerically and experimentally the coupling mechanisms involved between surface acoustic waves propagating on a substrate surface and mechanical modes of sub-wavelength phononic microresonators. Experimental investigations are conducted on isolated resonators and on pairs of neighboring resonators. The microresonator motion is measured using a laser scanning heterodyne interferometer which allows obtaining the frequency response and observing the vectorial behaviour of the elastic field both in the resonator and at the substrate surface.In the first part of this thesis work, we demonstrate the possibility to excite the first flexural natural mode of a resonator with surface acoustic waves. Then, the reported investigations reveal the existence of two coupling regimes in pairs of resonating pillars, depending on the separation distance between two resonators: an evanescent coupling regime, much reminiscent of what can be observed in a plasmonic dimer, and a classical mechanical coupling. Measurements performed at the substrate surface also highlight the interaction through the surface between the resonators.The obtained results prove that it is possible to control the elastic energy distribution at a deep sub-wavelength scale with isolated resonators, and reciprocally, that mechanical resonator systems can be manipulated by propagating surface acoustic waves, hence opening prospects for the dynamic and coherent control of mechanical vibrations at the micron-scale
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Ker, Stéphan. "Développement de méthodes d'imagerie sismique par grand fond et d'analyse multiéchelle par ondelettes pour la caractérisation à haute résolution du sous-sol marin." Paris, Institut de physique du globe, 2012. http://www.theses.fr/2012GLOB0007.
Full textAbstract:
La sismique haute résolution (200-2000 Hz) est un outil indispensable pour l’étude du sous-sol marin et des risques géologiques associés. Par grande profondeur d’eau, les dispositifs d’acquisition de surface ne sont pas adaptés et depuis les années 90, la stratégie d’acquisition est de placer le dispositif sismique près du fond. Ifremer a ainsi récemment développé un système sismique près du fond (SYSIF) utilisant des sources sismiques de type transducteurs piézoélectriques opérables jusqu’à 6000 m. Afin de permettre la confrontation entre les profils sismiques SYSIF et les mesures géotechniques in situ, notre travail vise à améliorer la résolution sismique et à proposer des méthodes de caractérisation quantitative des propriétés des sédiments marins. Dans l’objectif d’améliorer le potentiel des données monotraces acquises par SYSIF, la séquence de traitement est optimisée en introduisant la déconvolution de signature. Le gain en résolution verticale est supérieur à 2 et des résolutions de 1 m et 0. 5 m sont atteintes pour les deux sources mises en oeuvre par SYSIF dans les gammes de fréquence [220-1050 Hz] et [580-2200 Hz]. Pour accéder à une imagerie multidéport et améliorer la résolution latérale, une expérience exploitant la source [220-1050 Hz] et des hydrophones de fond de mer a été réalisée dans le cadre de l’étude d’un glissement enfoui au large du Nigéria. Ce type d’acquisition nécessite un positionnement précis et requiert d’élaborer des méthodes d’analyse de vitesse de propagation et d’imagerie propres à cette géométrie d’acquisition. L’imagerie sismique obtenue possède une résolution latérale de l’ordre de 2. 5 m et démontre la faisabilité d’une imagerie multidéport HR par grande profondeur d’eau utilisant la source SYSIF. Dans le but d’accroître la résolution verticale et de caractériser les structures fines des réflecteurs, une analyse multiéchelle des données SYSIF est entreprise dans un second temps. Cette analyse repose sur le concept de la réponse en ondelettes étroitement associée à la transformée en ondelettes. La réponse en ondelettes issue des données sismiques acquises par SYSIF est altérée par des distorsions induites par la source sismique. Deux méthodes de correction de ces distorsions sont développées. Une première, empirique, s’appuie sur la transformée en ondelettes de la source sismique. La seconde exploite les propriétés des fonctions Lévy-alpha stables pour obtenir une famille d’ondelettes effectives dilatées capable d’analyser directement la fonction de Green du milieu. Cette dernière approche est similaire à celle utilisée dans l’analyse multiéchelle des champs de potentiel reposant sur le semi-groupe de Poisson. Dans le cadre des données sismiques de SYSIF, des dérivées de gaussienne sont utilisées et permettent de fusionner les informations provenant des deux sources afin d’obtenir une réponse en ondelettes dans la gamme [220-2200 Hz]. L’exploitation de la réponse en ondelettes aboutit à l’introduction de nouveaux attributs sismiques qualifiés de multiéchelles. Ces attributs sont les lignes d’extrema de la réponse en ondelettes qui constituent un support compact de l’information multiéchelle et qui permettent decaractériser la complexité des réflecteurs sismiques ainsi que leur taille caractéristique quand elle existe (entre [24 − 115 cm] pour les sources SYSIF). Les développements théoriques associés à ces nouveaux attributs sont illustrés par une étude de cas associant mesures sismiques et mesures in situ démontrant la validité et le potentiel de cette approche. Des axes de recherche portant sur l’optimisation du traitement de la source à l’aide des dérivées non-entières ou encore la détermination de l’impédance acoustique par transformée en ondelettes inverse sont explorés. Ainsi, une première application de la transformée inverse de la réponse en ondelettes associée aux données SYSIF permet de reconstruire un profil d’impédance avec une résolution de 25 cmHigh Resolution marine seismic is a common tool to indirectly study the fine scale structures of the sub-seabed and its related geohazards. In water depths, ranging from the continental slope to deep oceanic basin, high resolution seismic imaging cannot be achieved with conventional near-surface system due to a number of shortcomings. Since the 90s, the acquisition strategy has therefore striven for lowering both seismic sources and receivers close to the seafloor. Ifremer has recently developed a deeptowed seismic system (SYSIF), based on piezoelectric transducer technology and dedicated to the study of superficial sediments up to 6000 m water depth. Our objective is to achieve seismic imaging and seismic characterization at small scales consistent with the accuracy of in situ geotechnical measurements. We aim at improving the seismic resolution of the deep-towed seismic data and proposing quantitative methods for the characterization of the sediments properties. The processing sequence of SYSIF data was first optimized by introducing the source signature deconvolution. We improve the vertical resolution by a factor 2 and reach 1 m and. 5 m resolution for the frequency ranges [220-1050 Hz] and [580-2200 Hz] respectively. In order to improve the lateral resolution, we assess the multioffset seismic imaging by setting up an experience based on the SYSIF source [220- 1050 Hz] and Ocean Bottom Hydrophones (OBHs). Such an acquisition requires precise positioning (which is achieved through acoustic relocation of sources and receivers) and the development of velocity analysis, processing and imaging methods suited to the acquisition geometry. We present a first application of this approach, performed during the ERIG3D cruise on a buried Mass transport Complex offshore Nigeria. The final seismic imaging has a 2. 5 m lateral resolution and demonstrates the feasibility of a high resolution depth imaging in deep-sea based on deep-towed seismic source. The former results allowed the development of a multichannel high resolution streamer to be started by Ifremer. To further improve the vertical resolution and to characterize the small scales structures of reflectors, we develop a multiscale analysis of deep-towed seismic data. This analysis relies on the wavelet response closely related to the continuous wavelet transform. The application of the wavelet response to broadband seismic data suffers from distortions generated by the bandpass filter effect of the seismic source. Two approaches have been proposed to account for these distortions. A first empirical approach is based on the wavelet transform of the seismic source. The second approach takes advantages of the properties of Lévy alpha-stable functions to obtain a family of effective dilated wavelets that enables the direct analysis of the medium’s Green functions. For the application on SYSIF data, gaussian derivatives are used which enable to merge information provided by both SYSIF sources (High and Very High Resolution) to obtain a wavelet response in the frequency range [220-2200 Hz]. We introduce new seismic attributes related to the wavelet response. These attributes are ridge functions of the wavelet response which constitute a sparse support of the multiscale information. Ridge function is an effective tool to characterize seismic reflector’s complexity and allow the determination of their characteristic size (in the range [24-115 cm] for SYSIF sources). Theoretical developments related to these new seismic attributes are applied on a case study associating seismic and ground truth data which enables to demonstrate the potential of the approach. Finally, we explore both the optimization of the source processing based on the fractional derivatives of the most adapted Lévy alpha-stable function and the acoustic impedance determination based on the inverse continuous wavelet transform. Thus, a first application of the inverse transform of the wavelet response related to SYSIF data provides an impedance profile with a vertical resolution of 25 cm
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Elhabre, Bou Obeid Marie Louise. "Modélisation de l'intéraction sismique sol-fluide-parois moulées suivant une approche périodique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2000. http://www.theses.fr/2000ECAP0651.
Full textAbstract:
L'interaction sismique du sol avec les parois moulées a été souvent modélisée en utilisant des hypothèses contraignantes tant sur la cinématique du mur que sur les caractéristiques du sol ou la nature du chargement. De plus, l'élancement de la structure de soutènement a rapidement constitue un obstacle aux simulations numériques poussées. Dans ce travail sont proposés des outils de modélisation performants qui permettent de tenir compte de la totalité de la paroi. Une approche par sous-structuration est retenue. Elle est couplée à une méthode d'équations intégrales dont une nouvelle formulation est présentée : elle repose sur des considérations de périodicité à l'aide de solutions élémentaires périodiques que nous détaillons. L'obstacle du à l'élancement de la structure est ainsi dépasse en exploitant la périodicité géométrique de celle-ci : la paroi est désormais considérée comme un réseau unidirectionnel généré par un motif unique sur lequel s'effectue l'étude de l'interaction sismique. Chaque élément du motif est examine séparément en lui attribuant une cinématique adéquate et une modélisation du couplage entre ces éléments est proposée. Cette méthode de sous-structuration dynamique associée à la méthode des équations intégrales périodiques est basée sur une hypothèse de linéarité. Elle fournit des indications utiles sur la tenue sismique de la paroi surtout aux points faibles de celle-ci, en donnant notamment le niveau des déplacements différentiels entre les panneaux qui la constituent.
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Mocquet, Antoine. "Structure tri-dimensionnelle du manteau supérieur sous l'océan atlantique d'après l'étude des ondes de Rayleigh longue période." Rennes 1, 1988. http://www.theses.fr/1988REN10136.
Full textAbstract:
L'un des buts de la sismologie est de décrire la structure profonde du globe. Récemment, de nouvelles techniques d'inversion des données ont été mises au point, tandis que de nouveaux réseaux sismologiques de plus en plus denses et performants étaient installés, permettant une meilleure connaissance de l'inte��rieur de la Terre. L'étude tri-dimensionnelle du manteau supérieur sous l'Océan Atlantique grace à l'inversion des données sismologiques longue période s'inscrit dans le cadre de ces recherches. Ce travail se décompose en 3 étapes. Tout d'abord, les vitesses de groupe et de phase du mode fondamental de Rayleigh sont mesurées sur 86 trajets directs séisme-station à travers l'Océan Atlantique, En utilisant la composante verticale d'enregistrements Géoscope très longue période (VLP), complétés par des données IDA et GDSN, Pour un domaine de périodes compris entre 50 et 200 s. Les vitesses obtenues sur chaque trajet sont ensuite corrigées des perturbations dues aux couches superficielles de la Terre jusqu'à la base de la croûte terrestre, puis régionalisées à période constante. Cette régionalisation est effectuée sous forme continue, sans à-priori géographique. L'inversion simultanée des cartes de vitesses de groupe et de phase à période constante montre que les vitesses d'ondes S se répartissent principalement suivant deux distributions : la première est corrélée à l'âge du plancher océanique et est mieux exprimée, jusqu'à de grandes profondeurs, dans l'Atlantique Nord. La deuxième présente des anomalies orientées Est-Ouest, alternativement lentes et rapides suivant une direction Nord-Sud. Dans l'Atlantique sud, ce second type de distribution est bien corrélé géographiquement avec l'anomalie isotopique Dupal. Il pourrait aussi correspondre au sommet d'une cellule de convection induite par la subduction sud-américaine [. . . ]. Une tentative d'interprétation des profils de vitesses d'ondes S en termes de température conduit à considérer la lithosphère comme une couche thermique limite, dont l'épaisseur et la température à la base sont en accord avec les interprétations de flux de chaleur et de bathymétrie des fonds océaniques
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Chmiel, Malgorzata. "Traitement de données géophysiques en réseaux denses en configuration sismique passive et active." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAU009/document.
Full textAbstract:
En géophysique, les réseaux denses améliorent la caractérisation spatiale et fréquentielle des différents types d’ondes dans le milieu. Bien entendu, l’acquisition en surface est sujette aux ondes de surface qui sont très fortes. Les ondes de surface ont un fort impact sur les données géophysiques acquises au niveau du sol. Elles peuvent être considérées comme du bruit et être sujettes à la suppression puisqu’elles cachent l’information de sous-surface. Cependant, elles peuvent être utiles pour l’imagerie de proche surface si elles sont convenablement récupérées.Dans tous les cas, leur caractérisation est cruciale en géophysique d’exploration active et passive. Dans la surveillance microsismique passive, le bruit de surface ambiant est composé d’ondes de surface. L’objectif principal de la surveillance passive est de minimiser l’impact des ondes de surface sur les données microsismiques. Le fort bruit de surface diminue la sensibilité etl’efficacité des méthodes de détection et de localisation. De plus, les méthodes actuelles de localisation et de détection nécessitent généralement la connaissance d’informations telles qu’un un modèle de vitesse ou un modèle d’événement. Dans la sismique active, de fortes ondes de surface sont générés par des sources actives. Les stratégies actuelles de traitement sont généralement basées sur une sélection manuelle des ondes de surface afin de choisir lesquelles garder. Il s’agit là d’une tâche complexe, coûteuse et sujette à interprétation. Cependant, cette tâche est nécessaire pour l’imagerie de proche-surface et de sous-surface. Les ondes de surface peuvent être particulièrement difficiles à récupérer dans des acquisitions clairsemées.Nous proposons d’appliquer les techniques d’interférométrie et de formation de voies (telles que le Matched Field Processing) dans le contexte des réseaux denses. Une densité de traces importante ouvre de nouvelles possibilités dans les traitements géophysiques, qu’ils soient actifs ou passifs. Nous montrons que le bruit ambiant peut être utilisé dans le traitement microsismique pour extraire des informations importantes sur les propriétés du milieu. De plus, nous développons une approche de débruitage qui permet de supprimer les sources de bruit à la surface et détecter les événements microsismiques. Nous proposons également une méthode automatique de détection et de localisation qui se base sur une quantité minimale d’information préalable qui permet de récupérer la distribution des hétérogénéités du réservoir, dans le voisinage du puits. En ce qui concerne la sismique active, nous proposons une approche interférométrique et automatique de caractérisation des ondes de surface. Nous récupérons les noyaux de sensibilité de phase des ondes de surface entre deux points quelconques de l’acquisition. Ces noyaux de sensibilité sont par conséquent utilisés pour obtenir les courbes de dispersion multimodales. Ces courbes de dispersion permettent la séparation des différents modes des ondes de surface, et fournissent l’information de proche surface suite à une simple inversion.Le réseau dense permet l’amélioration des méthodes présentées ci-dessus: elle permet des applications alternatives et innovantes dans le traitement du signal géophysiqueIn geophysics, spatially dense arrays enhance the spatial and frequential characterization of the various waves propagating in the medium. Of course, surface array is subject to strong surface waves. Surface waves highly impact the processing of geophysical data acquired at ground level. They can be considered as noise and subject to suppression as they mask sub-surface information.However, they can be useful for near-surface imaging if they are well retrieved. In any case, their characterization is crucial in active and passive exploration geophysics. In passive microseismic monitoring, ambient surface noise consists of surface waves. The main goal of passive monitoring is to minimize the impact of surface waves on the actual microseismic data. The strong ambient surface noise lowers the sensitivity and the efficiency ofdetection and location methods. Moreover, current location and detection methods usually require strong a priori information (e.g., a velocity model or a template).Active sources generate strong surface waves. In active seismic, current processing strategies often consist in manually picking surface wave arrivals in order to use or remove them. This is often a complex, time consuming, and an ambiguous task. However, it is needed for near- and sub-surface imaging. Surface waves can be particularly difficult to retrieve in sparse arrays. We propose to apply the techniques of interferometry and beamforming (Matched Field Processing in particular) in the context of dense arrays. High trace density opens new possibilities in geophysical processing in both passive and active surveys. We show that the ambient noise can be explored in the case of microseismic monitoring to extract important information about the medium properties. Moreover, we develop a denoising approach to remove the noise sources at the surface and detect the microseismic event. Furthermore, we propose an automatic detection and location method with a minimum a priori information to retrieve the distribution of heterogeneities in the reservoir, in the well vicinity.In active survey, we propose an interferometric, automatic approach to characterize the surface waves. We retrieve phase-sensitivity kernels of surface waves between any two points of the acquisition. These kernels are consequently used to obtain multi-mode dispersion curves. These dispersion curves make it possible to separate different modes of surface waves and provide near-surface information if inverted.The above presented methodologies benefit from spatially dense arrays.Dense arrays of sources or receivers enable alternative, innovative applications in geophysical processing
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Nouguier, Frédéric. "Diffraction électromagnétique par la surface océanique : influence des nonlinéarités et de l’écume." Aix-Marseille 3, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX30020.
Full textAbstract:
La première partie de ce document présente un modèle basé sur la résolution des équations Lagrangiennes du mouvement nommé “Choppy Wave Model”. Il permet de tenir compte des nonlinéarités hydrodynamiques de la surface et d’établir une description complète des grandeurs statistiques. Les résultats obtenus soulignent leur caractère non Gaussien et l’importance du spectre déshabillé. Des échantillons de surfaces nonlinéaires illustrent la modulation des petites vagues par les grandes. L’étude menée en seconde partie quantifie l’impact des nonlinéarités hydrodynamiques sur le phénomène de diffraction et permet de s’affranchir des erreurs dues à l’hypothèse Gaussienne dans l’estimation de paramètres météo-océaniques. Une nouvelle méthode de calcul de l’intégrale de Kirchhoff basée sur des convolutions radiales rapides est aussi introduite. Enfin, l’impact de l’écume en micro-ondes est détaillé et les principaux résultats montrent son importance à forts vents et notamment en polarisation HHThe first part of this document introduces a simple model based on the resolution of the Lagrangian equations of motion termed “Choppy Wave Model”. It takes into account the hydrodynamic nonlinearities of the surface and makes possible to establish its complete statistical properties. The obtained results emphasize the nongaussian aspect of the ocean surface and the importance of the undressed spectrum. Some samples of nonlinear seas illustrate the hydrodynamic modulation of short waves by the long ones. In the second part, the impact of sea surface nonlinearities on the scattering process is quantified. The obtained results correct the bias due to the Gaussian assumption in meteooceanic parameters estimation. A new calculation method for the Kirchhoff integral based on fast radial convolutions is also introduced. Finally, the foam impact on the scattering process in micro-waves is estimated and is shown to become significant at strong winds and mainly in HH polarization
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Jeudy, Betegard. "Microzonage sismique de la ville des cayes (haïti)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/393.
Full textAbstract:
Dans cette étude de microzonage sismique, des essais d’analyse spectrale des ondes de
surface (SASW) ont été exécutés dans quarante sites de la ville des Cayes, située à 154 km de Port-au-Prince à Haïti. Le système d’acquisition des données in situ est composé de trois géophones L4C de Marc Product, d’un analyseur HP6567 et des sources d’impact constituées d’un marteau de 12 lb (5,45 kg) et d’une masse de 88,2 lb (40 kg) tombant d’une hauteur de chute pouvant aller jusqu’à 2,50 m. Les signaux collectés sont traités à l’aide d’une méthode d’inversion simplifiée (SIM). Cette technique, évaluée à partir des simulations, fournit des profils de vitesse des ondes de cisaillement avec une bonne précision. Ainsi, quarante profils de vitesse ont été établis, au cours de ces travaux, au moyen de la SIM.
À-côté des essais SASW, des études géotechniques constituées d’essais SPT, de pénétromètre dynamique (PD) et de MASW ont été compilées pour la caractérisation des sols de la ville des Cayes. Ces mesures ont été exécutées dans la région plaine à des profondeurs d’investigation atteignant 10 à 30 m. Des corrélations de la littérature, entre SPT et PD et entre SPT et V[indice inférieur s] ont permis d’établir des profils de vitesse des ondes de cisaillement. Les profils obtenus par corrélations et ceux évalués directement par SASW sont en accord dans les sites proches considérés. Ce constat prouve que les profils de vitesse obtenus par SASW correspondent à la rigidité réelle du sol.
La catégorisation des sols, sur la base du paramètre V[indice inférieur s30], indique deux classes de sol
dominantes dans la ville des Cayes. Il s’agit des sols de classe C, en région montagneuse, et des sols de classe D en plaine. Dans certaines zones très altérées et friables des faciès montagneux du miocène moyen, le sol est de catégorie D. Dans certains espaces marécageux et proches des côtes, la catégorie E peut être obtenue en plaine.
La prise en compte des effets de site a été envisagée au moyen des facteurs d’amplification fixés pour différentes catégories de sol et pour des accélérations spectrales telles que définies par l’analyse d’aléa sismique probabiliste suivant les données de l’USGS. Les spectres d’accélération à la surface, établis dans les diverses zones, indiquent de forts mouvements pour des structures de moins de 0,5 s, représentant la majorité des structures des Cayes. Le centre-ville, se trouvant au plus faible niveau d’aléa sismique, présente des accélérations spectrales allant de 0,897 g à 1,127 g pour les bâtiments de périodes inférieures à 0,5 s.
D’autres essais SASW, munis d’une source d’impact plus énergétique, devraient être
effectués dans les plaines pour atteindre le rocher. Au voisinage des lacs, au nord des Cayes, d’autres mesures devraient, également, être exécutées pour confirmer la classe D ou C du sol. De plus, d’autres tests comme les rapports H/V et SPT, CPT peuvent s’avérer aussi nécessaires pour une plus grande définition des dépôts meubles caractérisant les Cayes. Ils permettront de réaliser une estimation plus précise du mouvement à la surface, de réaliser des analyses dynamiques et de préciser éventuellement, la catégorie F du sol en zone côtière ou marécageuse.
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Moreaux, David. "Localisation de cavités souterraines par réflexion sismique haute résolution : étude numérique, étude de terrain." Lille 1, 1997. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1997/50376-1997-35.pdf.
Full textAbstract:
Le travail de ce mémoire a été réalisé dans le but d'étudier les possibilités de localisation de cavités peu profondes par la réflexion sismique haute résolution. Il se compose de trois parties. La première partie consiste à développer des outils numériques pour simuler convenablement la propagation d'ondes sismiques hautes fréquences. Pour cela, on présente une méthode d'analyse de la dispersion numérique. On montre qu'un bon contrôle de cet aspect permet d'obtenir correctement les vitesses de propagations d'ondes ainsi que les réflexions. On propose dans un deuxième temps de prendre en compte l'amortissement matériel du sol dans les simulations en modifiant notre code de calcul. Cette prise en compte permet de respecter les aspects énergétiques et fréquentiels des différentes ondes. La deuxième partie consiste à étudier la possibilité de localisation des cavités par simulation numérique. Cette possibilité dépend entre autre de la forme et de la taille de la cavité, de la hauteur qui la sépare de l'interface située immédiatement sous la cavité, de la disposition des différentes couches géologiques, de la disposition du système d'acquisition en surface, et de la longueur d'onde du sondage. On propose d'analyser indépendamment l'influence de certains de ces paramètres sur la possibilité et la précision de localisation des cavités. La troisième partie consiste à mener une campagne de mesures utilisant la réflexion sismique haute résolution sur un site possédant des cavités souterraines. En profitant des conclusions de la partie précédente, on tente d'établir une carte de présence des vides sur les profils sismiques sondes.
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Broto, Karine. "Accès à l'information cinématique pour la détermination du modèle de vitesse par tomographie de réflexion 3D." Pau, 1999. http://www.theses.fr/1999PAUU3015.
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L'accès à une image sismique fiable du sous-sol nécessite un modèle de vitesse cinématiquement correct. La tomographie de réflexion permet, si une base de données cinématiques complète et cohérente lui est fournie, de répondre à cette exigence. Or, dans le cas de structures complexes, la propagation des ondes peut conduire à des évènements sismiques difficilement interprétables dans les sections sismiques. La méthode SMART est une méthode séquentielle reposant sur la tomographie de réflexion pour la mise à jour du modèle de vitesse et sur le domaine migre profondeur avant sommation pour l'extraction de l'information cinématique non accessible en temps. Pour déterminer des modèles de vitesse 3d du sous-sol dans le cas de structures complexes, nous proposons la méthode SMART 2d sériée comme alternative à la méthode SMART 3d, à l'heure actuelle non envisageable. Afin d'extraire l'information cinématique d'un jeu de données 3d, nous utilisons des détours dans le domaine migre profondeur 2d avant sommation pour une série de lignes du jeu de données 3d, couplés à une mise à jour du modèle de vitesse par tomographie de réflexion 3d. Les temps de trajet issus de la méthode SMART étant indépendants du modèle de vitesse utilisé pour passer dans le domaine migre profondeur, l'accès à des temps de trajet 3d est assuré. Par ailleurs, nous proposons la construction d'un guide cinématique pour assurer la cohérence des interprétations profondeur 2d sériées et l'extraction d'une base de données cinématiques 3d complète dans le cas d'une propagation 3d des ondes. L'efficacité de la méthode SMART 2d sériée est illustrée sur un jeu de données réelles 3d enregistré au-dessus d'une ride salifère de mer du Nord. Un modèle de vitesse 3d du sous-sol fournissant une image 3d correcte de la base du sel sous la structure salifère a été déterminé. De plus, ce résultat a été obtenu en un temps comparable aux temps de réponse des méthodes couramment utilisées dans l'industrie.
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Olive, François. "Caractérisation des couches minces par l'analyse des ondes acoustiques de surface." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10107.
Full textAbstract:
La microscopie acoustique permet d'observer sous la surface des matériaux optiquement opaques, pour la formation d'image dont le contraste est dû aux propriétés mécaniques locales de l'objet étudié. L’interprétation de ces images nécessite de bien comprendre l'interaction des différentes ondes acoustiques, générées par le microscope, avec la matière. Parmi ces interactions, le comportement des ondes acoustiques de surface s’avère fondamental pour la compréhension des contrastes. La signature acoustique est l’étude spécifique de cette interaction. On décrira la méthode et le dispositif expérimental mis en œuvre pour l'analyse de la signature acoustique. L’étude de cette technique nous a permis de développer une méthode de mesure non destructive de l’épaisseur des couches minces opaques, en particulier sur silicium ainsi qu'un profilomètre sans contact mécanique. Les performances de ces appareils ont été évaluées par comparaison avec les techniques destructives classiques et les résultats des mesures sont en excellent accord. L’étude approfondie de la fonction de réflectance a permis la détection expérimentale de différents modes de propagation acoustique de surface. Enfin l'analyse du comportement des ondes acoustiques en présence d'une interface solide-solide, lorsque le contact n'est pas intime, ouvre d’intéressantes perspectives pour le contrôle de l’adhérence.