Small scale physical modelling for the adaptation of elastic full waveform inversion to near surface imaging applications.
Modélisation physique à échelle réduite pour l'adaptation de l'inversion des formes d'ondes sismiques au génie civil et à la subsurface.
Résumé
Full Wave Inversion (FWI) is a multiparameter quantitative method of seismic imaging that is currently booming. Taking into account all propagation phenomena recorded, especially the surface waves, makes it a promising technique for near surface applications on geotechnical and environmental issues. However, adapting a seismic method validated on synthetic data to the context of near surface or on deep imaging applications remains a difficult task. What we are proposing here is a reduced scale physical modelling approach using a laboratory of non contact laser-ultrasonic measurement, which will have been set up as part of this thesis. The various elements of the laboratory were validated for reduced scale seismic modelling, and particular attention has been paid to the simulation of the source. The acquired data has been validated by comparison with data obtained by numerical modelling using algorithmes provided by Géoazur within the context of the ANR SEISCOPE project. In a second step, we evaluated the potential of the use of FWI for near surface applications by using a joint approach of numerical modelling and experimental modelling. By this dual approach, we have thus shown that FWI allows to obtain information on the morphology of underground cavities by taking into account surface waves. Furthermore, on the various multilayer models we studied, the FWI was able to exploit the information on the most superficial areas supplied by dispersive surface waves.
L'inversion des formes d'ondes (FWI) est une méthode d'imagerie sismique quantitative multiparamètre actuellement en plein essor. La prise en compte de l'ensemble des phénomènes de propagation enregistrés, en particulier des ondes de surface, en font une technique prometteuse pour des applications de la subsurface sur des problématiques géotechniques ou environnementales. Cependant, l'adaptation au contexte de la subsurface d'une méthode sismique validée numériquement ou sur des applications d'imagerie profonde est une tâche difficile. Nous proposons ici une approche par modélisation physique à échelle réduite à l'aide d'un laboratoire de Mesures laser-Ultrasonore Sans Contact (MUSC) mis en place dans le cadre de cette thèse. Les différents éléments du laboratoire ont été caractérisés pour la modélisation sismique à échelle réduite et une attention particulière a été portée à la simulation de la source. Les données acquises ont été validées par confrontation avec des données obtenues par modélisation numérique à l'aide des codes fournis par Géoazur dans le cadre du projet ANR SEISCOPE. Dans un deuxième temps, le potentiel de la FWI pour des applications de la subsurface a été évalué par l'approche conjointe de la modélisation numérique et de la modélisation expérimentale. Nous avons ainsi pu montrer par cette double approche que la FWI permet d'obtenir une information sur la morphologie de cavités souterraines grâce à la prise en compte des ondes de surface. Par ailleurs, sur les différents modèles multicouches étudiés, l'information sur les zones les plus superficielles fournie par les ondes de surface dispersives a pu être exploitée par la FWI.
Fichier principal
Bretaudeau-2010-PhD-Modelisation_physique_a_echelle_reduite_pour_l_adaptation_de_l_inversion_des_formes_d_ondes_au_genie_civil_et_a_la_subsurface.pdf (87.72 Mo)
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