Utilisation des corrélations du bruit en sismologie : tomographie passive et étude de distributions de sources de bruit / Matthieu Landès ; sous la direction de Nikolai M. Shapiro

Date :

Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 2009

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Shapiro, Nikolai M. (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Institut de physique du globe (Paris) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Relation : Utilisation des corrélations du bruit en sismologie : tomographie passive et étude de distributions de sources de bruit / Matthieu Landès ; sous la direction de Nikolai M. Shapiro / Lille : Atelier national de reproduction des thèses, Université de Lille III , 2015

Résumé / Abstract : Des études récentes ont montré qu’il était possible d’extraire la fonction de Green entre deux récepteurs par corrélation d’un champ d’ondes sismiques aléatoires enregistrées entre ces deux points. Appliquée à la sismologie, la faisabilité de cette approche est illustrée par l’étude des corrélations du bruit sismique ambiant sur de longues périodes et permet la reconstruction de la partie "ondes de surface" des fonctions de Green. Ainsi, la possibilité de mesurer des vitesses à partir des corrélations de bruit sur différents trajets d’un réseau sismique ouvre la voie à une imagerie passive des structures de la Terre. Cependant, ce résultat est intimement lié aux propriétés du bruit sismique qui diffèrent suivant les régions d’étude. Le travail de recherche que je présente se compose de quatre études séparées. La première étude a permis de tester et d’appliquer la technique de tomographie passive dans un environnement océanique afin d’étudier la structure de la croûte inférieure et du manteau supérieur sous l’Islande. La deuxième étude se base sur l’observation de certaines corrélations de bruit d’un signal qui ne fait pas partie de la fonction de Green mais qui résulte d’ondes de volume télésismiques contenues dans le bruit, ondes générées par des tempêtes océaniques. Grâce à une analyse réseau, on peut ainsi étudier la distribution des sources de microséismes dans l’océan profond. La troisième étude analyse la faisabilité d’utiliser les corrélations de bruit sismique enregistré en fond de mer à des fréquences supérieures à 1 Hz pour avoir accès à la distribution de vitesse des premiers 30 m. Enfin, en marge de cette problématique de bruit sismique, je présenterai une dernière étude originale qui montre l’utilisation de courbes de dispersion et de diagramme Temps-Fréquence pour estimer la vitesse de rupture du séisme de Koxokili de novembre 2001.

Résumé / Abstract : Recent studies show the possibility to extract the Green’s function between two locations by correlating a random wavefield recorded by receivers located at these points. Applied to seismology, the feasibility of this approach is illustrated by the study of ambient seismic noise correlations during long periods that results in reconstructing the “surface wave” part of Green’s functions. This provides us with a new way of passive imaging of the Earth structure by measuring and inverting velocities of seismic waves propagating between pairs of stations of a seismic network. However, applicability of this approach result is closely related to the properties of seismic noise that may be different in different regions. The research that I present consists of four separate studies. The first study aims to apply the technique of passive tomography in an oceanic environment to infer the structure of the lower crust and upper mantle below Iceland. The second study is based on observations of noise correlations containing signals that are not parts of the Green’s function but results from ballistic teleseismic body waves generated by distant oceanic storms. By applying a network analysis to these signals, we can locate their sources distribution and to determine unambiguously that they are preferentially generated in deep oceans. The third study examines the feasibility of using the seismic noise correlation at the seafloor to infer to the shear velocity distribution of the top 30 m. Finally, in addition to this seismic noise problem, I will present a final original study that shows the use of dispersion curves and Time-Frequency diagram to estimate the speed of earthquake rupture Koxokili of November 2001.