L’équipe IMAGERIE & ONDES se concentre autour d’un cœur d’activité qui est l’imagerie de l’intérieur de la Terre à une large gamme d’échelles et la physique de la propagation des ondes, ses attributs, ses observables et sa modélisation. Notre activité se fonde sur des développements algorithmiques, numériques et métrologiques d’une part, d’autre part sur des applications répondant à des problématiques géologiques et géodynamiques, en relation avec les autres équipes de Géoazur et au-delà. Extraire des signaux géophysiques un maximum d’information sur les structures de l’intérieur de la Terre résume pour l’essentiel nos objectifs dans leurs développements et applications.

Les axes forts de ce travail se déclinent ainsi :

  1. Physique des ondes : non linéarité, dispersion, atténuation, interactions, anisotropie. Il s’agit ici d’appréhender la complexité du phénomène ondulatoire appliqué aux ondes marines et à l’extraction d’attributs signant l’atténuation des ondes sismiques dans la Terre ou le caractère anisotrope des milieux traversés. Cet effort s’accompagne d’un travail continu d’implémentation de schémas numériques les plus réalistes et numériquement efficaces pour modéliser ces phénomènes propagatifs, soit en champs d’onde complets, soit éventuellement en temps de trajet simples. Ces efforts visent à mieux appréhender certains phénomènes extrêmes (vagues scélérates) dans le cas des ondes marines et à améliorer les techniques d’imagerie géophysiques basées sur la propagation d’ondes sismiques ;
  2. Imagerie quantitative des milieux géologiques sur une large gamme d’échelles (du massif rocheux au manteau supérieur). Il s’agit là du domaine d’application privilégié des outils de modélisation d’ondes développés. C’est donc essentiellement de la réponse aux ondes sismiques, issues de la sismicité ou de sources artificielles contrôlées, que sont extraites les propriétés des milieux, avec un effort vers la quantification de plusieurs gammes de paramètres : vitesses d’ondes P et S, densité, atténuation, anisotropie. L’approche la plus avancée pour cela et sur laquelle nous avons une expertise reconnue, basée sur une expérience de plus de 15 ans, est l’inversion de champs d’ondes complets (Full waveform Inversion : FWI), avec des applications allant de l’échelle de la prospection pétrolière à celle de l’imagerie lithosphérique télésismique. Nous maintenons et développons par ailleurs des compétences sur des approches de migration profondeur avant-sommation en imagerie sismique réflexion, de tomographie de temps de trajets et de pentes en sismique réfraction, sismique réflexion (stéréo-tomographie) ainsi qu’en sismologie. Ces approches sont des compléments indispensables à la FWI pour construire le macro-modèle de vitesse qui lui est nécessaire en entrée. Enfin, un autre type d’imagerie des milieux sur lequel nous sommes investis concerne la tomographie densitométrique par absorption et diffusion du flux de muons cosmiques dans les massifs rocheux, envisagée comme moyen de suivi de l’évolution des aquifères avec des applications au Laboratoire Souterrain à Bas Bruit (LSBB) de Rustrel, auquel nous sommes étroitement associés sur certaines de nos recherches. Ce travail de muographie s’appuie sur un fort développement métrologique pour la détection et la caractérisation des muons.

Notre activité s’articule notamment autour d’un certain nombre d’actions :

  • AlpArray
  • SEFASILS
  • WIMAG (projet Idex UCAJedi)
  • RiTMICA (projet Idex UCAJedi)