Description du sujet de thèse

Au cours du projet ERC ABYSS, 24 acquisitions de 150 kilomètres chacune en utilisant la technique de Distributed Acoustic Sensing (DAS) seront faites sur les différents câbles de fibre optique sous-marins qui longent la marge chilienne. A partir de ces données inédites et du bruit sismique ambiant enregistré en tout point de la fibre, des profils de vitesse d'ondes de cisaillement 2-D à haute résolution seront calculés en inversant les courbes de dispersion multimodes. Ces images fourniront des détails sans précédent sur la marge et permettront de mieux observer les hétérogénéités structurelles qui entraînent des différences dans le comportement de la subduction. Cela améliorera notre compréhension de la segmentation des failles et du cycle sismique. En outre, les images obtenues permettront d'avoir de meilleurs modèles de vitesse de la croûte ce qui permettra d'augmenter la précision des localisations des évènements sismiques qui seront enregistrés pendant le projet. L'utilisation du bruit sismique ambiant pour réaliser des images de la structure de la croûte a démontré son potentiel dans différents contextes géologiques y compris en utilisant des données DAS. Par exemple, en utilisant cette approche, nous avons réalisé une image en vitesse d'ondes de cisaillement 2-D d'un bassin sédimentaire au large de Methoni, en Grèce (Lior et al. 2022). Cette étude nous a permis d'identifier sa structure interne, sa géométrie et aussi sa réponse spectrale. Plusieurs défis sont envisagés dans le cadre de cette thèse. (1) Il faudra prendre en compte la distribution des sources de bruit pour réaliser des images non biaisées car les durées d'acquisition seront seulement de quelques semaines sur chaque fibre. (2) Le couplage mécanique de la fibre optique au sol aura un impact direct sur la qualité des signaux enregistrés. Cela peut modifier la réponse de la fibre à un signal donné et donc être une source d'erreur sur les estimations des paramètres de la source des séismes qui seront enregistrés. Une étape préliminaire à l'imagerie sera donc de caractériser la réponse des câbles télécom en fibre optique du réseau Chilien à partir de sources bien caractérisées (séismes, bruit acoustique connu, ondes océanique de gravité). Enfin (3) plusieurs missions sur le terrain pour déployer l'instrument sur les différentes fibres du réseau GTD au Chili auront lieu dans le cadre de la thèse.

Contexte de travail

Ces dernières décennies, l'observation et la mesure de la dynamique terrestre a fait d'importants progrès avec le développement de réseaux sismologiques denses. Une nouvelle approche métrologique qui permet d'exploiter les fibres optiques télécom comme des réseaux de capteurs de très grande densité (typiquement un capteur tous les mètres de fibre) et portée (plusieurs dizaines de kilomètre) ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension du fonctionnement des failles géantes. Ces mesures sont effectuées depuis un système optique connecté en bout de fibre et communément appelé DAS. Ce recrutement se fait dans le cadre du projet ERC ABYSS financé par l'Europe. Ce projet a pour objectif de transformer les capacités d'observation de la faille géante de la subduction chilienne, grâce à l'utilisation de trois instruments DAS qui fourniront une mesure continue et dense du mouvement du sol sur plus de 400 km, en utilisant le réseau de fibres optiques sous-marines du réseau télécom Chilien GTD. La thèse s'inscrit dans le cadre des activités de l'équipe SEISMES du laboratoire Géoazur ayant pour tutelles le CNRS, L'Observatoire Côte d'Azur, l'Université Côte d'Azur et l'IRD. L'employeur de l'agent recruté sera l'Observatoire de la Côte d'Azur et le lieu de travail sera situé sur le site de Valbonne Sophia Antipolis (06). L'Observatoire de la Côte d'Azur est un établissement public national d'enseignement supérieur et de la recherche à caractère administratif (EPA) et porte par ses statuts les missions de recherche scientifique, de services d'observation et de diffusion des connaissances d'un Observatoire des Sciences de l'Univers (OSU). L'Observatoire de la Côte d'Azur regroupe et pilote les activités de recherche en sciences de la Terre et de l'Univers de la région azuréenne grâce à son unité mixte de services, Galilée et ses 3 unités de recherche multi tutelles (OCA, CNRS, UNS, IRD) : Artémis, Géoazur et Lagrange. Le laboratoire Géoazur est une unité mixte de recherche pluridisciplinaire composée de géophysiciens, de géologues, et d'astronomes se fédérant autour de grandes problématiques scientifiques : les aléas telluriques (sismiques, gravitaires et tsunamigéniques) et les risques associés, la dynamique de la lithosphère et l'imagerie de la Terre, la géodésie-métrologie de la Terre et de l'Univers proche. Il comprend environ 170 personnes (Chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, doctorants…). Il est réparti sur 2 sites : le campus Azur CNRS à Valbonne Sophia Antipolis et le site de Calern – Caussols de l'Observatoire Côte d'Azur. La personne recrutée rejoindra un groupe dynamique de scientifiques travaillant sur le DAS (membres de l'équipe Séismes), qui sont experts dans l'utilisation des données DAS pour de multiples applications, en particulier pour la sismologie des fonds marins. De plus, le projet ABYSS offrira des interactions très riches avec un groupe de neuf personnes sur une large gamme d'applications sismologiques des données DAS.

Contraintes et risques

Plusieurs missions au Chili.