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H/FPost-doc = Imagerie télésismique par reconstruction de champs d'onde: méthode et application

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mardi 25 mai 2021

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Informations générales

Référence : UMR7329-STEOPE-007
Lieu de travail : VALBONNE
Date de publication : mardi 4 mai 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : au moins 2675,27€ mensuel brut et
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Formuler une méthode d'imagerie par reconstruction de champs d'onde pour des configurations télésismiques et évaluer cette approche sur les données enregistrées lors de la campagne d'acquisition AlpArray dans les Alpes.

Activités

La candidat devra dans un premier temps modifier un code existant de FWI 3D pour implémenter la nouvelle formulation par construction de champs d'onde et implémenter des régularisations hybrides combinant une régularisation de type totale variation et une régularisation de type Tikhonov. Dans un deuxième temps, le code sera évalué sur un cas synthétique réaliste représentatif des Alpes avant d'appliquer la méthode aux données réelles de la campagne AlpArray.

Compétences

Connaissance des méthodes numériques pour la résolution d'équations aux dérivés partielles. Méthode des éléments finis spectraux. Connaissance sur la théorie des problèmes inverses. Méthodes d'optimisation locale et problèmes d'optimisation sous contrainte (algorithmes de Newton, méthodes de pénalité et méthode de Lagrangien augmenté). Méthode de l'état adjoint. Imagerie sismique par inversion de formes d'ondes complètes.
Maitrise du langage de programmation Fortran. Calcul parallèle avec MPI et OpenMP.
Traitement du signal. Traitement de données sismologiques.

Contexte de travail

Méthode
La méthode d'imagerie par reconstruction de champs d'onde est une variante de l'inversion de formes d'onde complète (FWI : Full Waveform Inversion) où une relaxation de l'équation d'onde est générée pour ajuster les observations avec un modèle de Terre imprécis avant de mettre à jour ce dernier par minimisation des erreurs avec lesquelles l'équation d'onde est résolue. WRI peut être implémentée avec une méthode de Lagrangien augmentée où un terme de pénalité génère la relaxation tandis qu'un terme Lagrangien corrige progressivement les erreurs introduites par cette relaxation de manière à ce que la physique du problème soit vérifiée au point de convergence. Cette approche étend le régime linéaire de l'inversion en augmentant l'espace de recherche par rapport à une approche classique où l'équation d'onde est satisfaite exactement à chaque itération. Cette approche a surtout été évaluée en exploration géophysique avec des dispositifs de surface. Notre objectif est d'évaluer cette approche pour des configurations télésismiques où les sources sont des ondes quasi planes pénétrant la cible lithosphérique située sous le réseau de stations. Cette méthode sera couplée à des régularisations adaptées prenant en compte l'échantillonnage parsimonieux du dispositif de stations.
Environnement scientifique
Cette recherche se déroulera au laboratoire Geoazur (https://geoazur.oca.eu/fr/acc-geoazur) avec quelques missions de courte durée au Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique de Marseille (LMA).
Elle sera encadrée par Stéphane Operto (https://geoazur.oca.eu/fr/stephane-operto) et Vadim Monteiller (Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique de Marseille. email: monteiller@lma.cnrs-mrs.fr). Ce travail s'inscrit dans la cadre du projet LISALPS financé par l'ANR dans le cadre de l'appel d'offres AAPG 2020. Ce projet regroupe comme laboratoires partenaires Geoazur, le LMA et ISTerre. Il sera effectué parallèlement à une thèse dont l'objectif sera d'appliquer la FWI classique aux données ALPARRAY. Ce travail de thèse permettra de préparer les données et servira d'étalon pour évaluer l'apport de la nouvelle formulation de la FWI.
Géoazur (https://geoazur.oca.eu/fr/acc-geoazur) est un laboratoire de recherche en Sciences de la Terre et de l'Univers aux activités pluri-disciplinaires dans les domaines de la sismologie, la géodésie, les risques naturels, la mécanique des roches, l'imagerie de la Terre, l'étude des marges actives et l'astrophysique. Il a pour tutelles l'Université de la Côte d'Azur, le CNRS, l'IRD et l'Observatoire de la Côte d'Azur. Il est situé sur la technopole de Sophia-Antipolis à une vingtaine de kilomètres de l'agglomération Niçoise. Le candidat sera rattaché à l'équipe Imagerie & Ondes de Geoazur spécialisée dans le développement de méthodes d'imagerie de l'intérieur de la Terre tout en bénéficiant des interactions avec les sismologues et les sismotectoniciens de l'équipe Seismes. Le candidat bénéficiera des infrastructures de calcul fournies par les moyens propres du laboratoire, le mésocentre SIGAMM hébergé par l'Observatoire de la Côte d'Azur et les centres nationaux regroupés autour du GENCI.

Informations complémentaires

Programme de recherche sur lequel sera embauchée la personne :
Projet LISAlps financé par l'ANR AAPG 2020/LisAlps project funded by ANR AAPG 2020

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