Objectifs


Le projet VIBRIS (Valorisation Interdisciplinaire du Bruit Régional pour l'Imagerie Sismique) vise à adapter et valider des méthodes d'imagerie sismique par corrélation de bruit de fond mises au point très récemment en sismologie profonde pour l'application à deux échelles extrêmement différentes :
  1. à l'échelle géologique, pour imager la structure profonde du Massif Armoricain et notamment les variations latérales de son épaisseur crustale, hétérogénéités en lien avec son histoire géologique.
  2. à l'échelle du génie civil, pour définir la capacité d'auscultation d'une digue de protection à la mer et de ses variations internes au cours du temps, à partir du bruit sismique généré par la houle.

Les 4 axes de recherche

  • Axe 1 : Modélisation numérique (responsable Yann Capdeville, LPG Nantes)
  • Axe 2 : Modélisation expérimentale à échelle réduite (responsable Donatienne Leparoux, IFSTTAR)
  • Axe 3 : Application à l'imagerie du Massif Armoricain (responsable Éric Beucler, LPG Nantes)
  • Axe 4 : Applicabilité à l'auscultation d'une digue de protection à la mer (responsable Mathieu Le Feuvre, IFSTTAR)

Intérêt des techniques de corrélation de bruit de fond sismique

Les méthodes d'imagerie sismique par corrélation de bruit consistent à faire émerger un signal cohérent caractéristique des propriétés élastiques du milieu de propagation des ondes par comparaison (corrélation) de deux signaux apparemment incohérents. Le signal corrélé définit la fonction de transfert ou fonction de Green du milieu. Ces techniques ont l'avantage de donner des outils de caractérisation de la structure tri-dimensionnelle des objets sans avoir recours à des sources naturelles ou anthropiques précises. Ainsi, les résultats innovants en termes de résolution ont permis de définir des variations internes minimes et riches d'information sur le plan des évolutions géodynamiques, pouvant indiquer, par exemple des remontées de magma en contexte volcanique. La richesse de l'information, les enjeux qu'elle traite et l'aspect novateur sur le plan scientifique font de la thématique bruit de fond un axe de recherche international majeur dans la communauté géophysique.

Exemples de références majeures :

Shapiro N.M. and Campillo M., Emergence of broadband Rayleigh waves from correlations of the ambient seismic noise, GRL, 31, 2004

Brenguier F., Shapiro N.M., Campillo M., Ferrazzini V., Duputel Z., Coutant O. and Nercessian A. Towards forecasting volcanic eruptions using seismic noise, Nature Geoscience 1, 2008.

Aspects multi-échelle du projet VIBRIS

Les objectifs d'application dans le projet VIBRIS reflètent des enjeux à des échelles extrêmement différentes : l'échelle régionale du massif armoricain et l'échelle de la digue de protection à la mer. À ces deux échelles vient s'ajouter celle du laboratoire comme étape d'étude expérimentale à échelle réduite. Cet aspect multi-échelles s'appuie sur les lois physiques universelles qui gouvernent les phénomènes de propagation d'ondes mis en jeu qui sont similaires si les rapports des dimensions spatiales aux longueurs d'ondes propagées sont conservés. On s'attachera ainsi à reproduire ce rapport pour la simulation à échelle réduite des deux cas applicatifs visés.