Résumé de mes activités

Séismes et structures crustales

Mes activités de recherche concernent la propagation des ondes sismiques dans la Terre, ce qui permet de mieux estimer les effets de ces ondes quand on connait la structure.

– Tomographie sismologique et localisation des séismes

Au cours de ma carrière, j’ai utilisé des techniques asymptotiques comme la théorie des rayons sismiques comme en optique. J’ai utilisé cette approche essentiellement sur les temps de propagation pour simultanément localiser les séismes et reconstruire les milieux que ce soit dans le Golfe de Corinthe, région active sismiquement au cours d’une campagne en 2001-2002 ou que ce soit dans la région de Naples pour les deux manifestations volcaniques autour de Naples

– Propagation des ondes sismiques dans des milieux complexes

Par ailleurs, j’ai utilisé diverses techniques de résolution d’équations aux dérivées partielles en temps pour mieux modéliser les diverses ondes dans des milieux hétérogènes (méthodes de différences finies, méthodes d’élements finis discontinus). Cela a permis de mieux cerner la quantification du mouvement du sol dans un milieu connu lors d’un projet ANR 2006-2008 intitulé QSHA pour "Quantitative Seismic Hazard Analysis" pour une référence à PSHA ’Probabilistic Seismic Hazard Analysis’. Cette approche quantitative s’exprime à l’heure actuelle via des approches fondées sur des simulations numériques et des observations via ce que l’on appelle "physics-based PSHA".

• Deux illustrations dans un modèle fictif de la région de Nice. Les résultats ne sont donc pas exploitables pour une interprétation réelle.

• Milieu de propagation dans la région de Nice

• Estimation du pic d’accélération pour un séisme donné dans cette région de Nice

(Crédit Thèse de Victor Cruz - Atienza, 2006)

Par ailleurs, des actions complémentaires de faisabilité pour l’aménagement du territoire ont été sous l’impulsion de l’Université de Nice-Sophia Antipolis et du Conseil Général des Alpes Maritimes grâce à un démonstrateur intitulé CURARE pour "centre universitaire de recherche pour une agence des risques environnementaux". Le message au travers de ce démonstrateur est l’observation continue de notre environnement air-eau-sol, notamment dans les régions montagneuses du Mercantour.

– Imagerie sismique haute résolution

Le sous-sol doit donc être de mieux en mieux caractériser et nous améliorons dramatiquement notre résolution en tenant en compte des temps mais aussi des amplitudes: cela concerne les risques et l’aménagement du territoire mais aussi la détection des ressources du sous-sol, notamment celles sur les énergies fossiles et les minerais mais sert aussi aux traçages des divers transferts de fluide (eau, polluants ...). C’est ce que l’on appelle l’imagerie sismique par formes d’onde intitulé "Full Waveform Inversion" (FWI). Certains disent même "Full Wavefield Inversion" pour illustrer notre confiance dans la mesure quantitative du mouvement du sol.

On préfère parfois procéder par une modélisation en fréquence car souvent plus efficace en présence d’un grand nombre de sources. Toutefois, les approches par modélisation en temps sont celles utilisées dans la pratique quand on considère des modèles tridimensionnels.

• Exemple de modélisation du champ d’onde

(crédit Stéphane Operto, co-responsable du consortium SEISCOPE dans sa première phase)

• modèle synthétique à reconstruire de paléo-rivières enregistrées dans des sédiments

• modèle reconstruit par l’imagerie sismique

Crédit Thèse d’Hafedh Ben Hadj Ali (2009), thèse de Vincent Etienne (2010) et thèse de Guanghui Hu (2012)

Ces derniers travaux sont réalisés dans le cadre d’un consortium SEISCOPE d’abord à l’Université de Nice-Sophia Antipolis (https://www.geoazur.fr/SEISCOPE) et ensuite à l’Université Grenoble Alpes (http://seiscope2.osug.fr) où une présentation actualisée est disponible avec les responsables animant ce consortium.