Missions

Adapter la stéréotomographie à des dispositifs clairsemés d'acquisition sismique mis en œuvre avec des stations sismologiques multi-composantes (marines ou terrestres).

Activités

Etude de faisabilité sur l'estimation des pentes par analyse de polarisation sur des cas synthétiques 2D de complexité croissante.
- Evaluation de l'empreinte des erreurs de mesure dans les modèles de vitesses estimés par stéréotomographie.
- Application de la méthode à un jeu de données sismiques marines enregistrées par des stations sous-marines multi-composantes (4C-OBS) sur le segment oriental (Tokai) de la zone de subduction de Nankai, Japon (Campagne SFJ). Application à des données 4C-OBS industrielles enregistrées sur le plateau continental Australien.
- Extension de la méthode en 3D.

Compétences

Géophysique interne
- Imagerie sismique.
- Méthode de résolution numérique d'ODP/EDP.
- Problèmes inverse. Méthodes d'optimisation locales.
-Techniques du traitement du signal (Analyse spectrale, échantillonnage, filtres, déconvolution).
- Calcul scientifique (langage de programmation : Fortran90, OpenMP, MPI).

Contexte de travail

La tomographie des pentes est une méthode d'imagerie sismique permettant de construire des modèles de vitesse du sous-sol à partir du pointé semi-automatique des temps de trajet et des pentes d'évènements localement cohérents. Les pentes sont définies par la composante horizontale du vecteur lenteur aux sources et aux capteurs de l'expérience sismique. Elles sont pointées dans des collections de traces sismiques à source et à récepteur commun quand l'acquisition est finement échantillonnée en détectant la cohérence locale de quelques traces voisines le long d'une pente donnée. Une pente et le temps de trajet pointés sont typiquement utilisées pour localier dans le milieu le point de réflexion ou le diffractant associé à un évènement localement cohérent. Le modèle de vitesse est ensuite mis à jour en minimisant les résidus de la pente restante. Il n'est pas possible de pointer les pentes aux capteurs dans des collections à source commune en détectant une cohérence locale en raison de l'espacement prohibitif entre stations. Alternativement, nous proposons d'estimer les pentes aux capteurs par analyse de polarisation des des données enregistrées par les trois composantes des récepteurs. Il s'agira d'estimer la précision avec laquelle ces pentes sont estimées et l'empreinte de la précision de ces mesures dans les modèles de vitesse reconstruits par stéréotomographie. Si cette analyse de faisabilité se révèle concluante, la méthode sera appliquée à des données réelles.

Le travail du chercheur recruté sera réalisé au laboratoire Geoazur (https://geoazur.oca.eu/fr/acc-geoazur) et encadré par S. Operto et A. Ribodetti (https://geoazur.oca.eu/fr/stephane-operto), qui sont des géophysiciens spécialistes des méthodes d'imagerie sismique (stéréotomographie, Full Waveform Inversion (FWI)). Situé à Valbonne-Sophia Antipolis, Geoazur (Unité mixte de recherche 7329) est un laboratoire pluridisciplinaire dans le domaine des Sciences de la Terre avec un rattachement au CNRS, à l'Observatoire de la Côte d'Azur, à l'IRD et à l'Université Côte d'Azur. Il est composé de 170 personnes, chercheurs, ingénieurs et techniciens, doctorants, répartis dans sept équipes : SEISMES, MARGES, RISQUES, mouvGS, GeoMAT, Imagerie & Ondes, ASTROGEO-GPM et différents observatoires dans les domaines de l'astronomie, la géodésie, le gravitaire, la sismologie et les acquisitions de fond de mer. Le chercheur CDD sera rattaché à l'équipe Imagerie & Onde pour participer aux développements du code de stéréotomographie. Pour mener à bien les développements de codes et leur validation, le chercheur aura accès à différentes plateformes de calcul dont le mésocentre SIGAMM hébergé par l'Observatoire de la Côte d'Azur (https://www.oca.eu/fr/mesocentre-sigamm), le cluster CICADA de l'Université Côte d'Azur et les supercalculateurs du regroupement GENCI (http://www.genci.fr/fr). Cette recherche sera par ailleurs effectuée dans le contexte du projet WIND (Waveform Inversion of Node Data) (https://www.geoazur.fr/WIND) sponsorisé par un consortium de compagnies pétrolières regroupant AkerBP, ExxonMobil, Petrobras, Shell et Sinopec dont S. Operto est le coordinateur scientifique. Le chercheur évoluera au sein d'une équipe de recherche pluri-disciplinaire regroupant des mathématiciens, des informaticiens et des géophysiciens et aura la possibilité de développer des interactions avec les communautés académiques et industrielles de la recherche en imagerie. En particulier, il s'agira de mener cette recherche en étroite collaboration avec un autre chercheur en charge du développement du pointé avec des méthodes d'apprentissage artificiel. Des jeux de données seront mis à disposition pour tester la méthode développée. Un code existant de stéréotomographie sera mis à disposition du chercheur pour tester la nouvelle approche fondée sur l'analyse de polarisation.