Accélération matérielle pour l'imagerie sismique : modélisation, migration et interprétation / Rached Abdelkhalek ; sous la direction de François Bodin

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Gisements pétrolifères, Étude des -- Modèles mathématiques

Imagerie sismique

Bodin, François (1961-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Calandra, Henri (1960-.... ; ingénieur de recherche en méthodes numériques) (Membre du jury / opponent)

Coulaud, Olivier (1961-....) (Membre du jury / opponent)

Giraud, Luc (1964... ; Informaticien) (Membre du jury / opponent)

Lanteri, Stéphane (19..-.... ; chercheur en analyse numérique) (Membre du jury / opponent)

Latu, Guillaume (1975-....) (Membre du jury / opponent)

Roman, Jean (1955-....) (Membre du jury / opponent)

Université Bordeaux-I (1971-2013) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale de mathématiques et informatique (Talence, Gironde) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire bordelais de recherche en informatique (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : La donnée sismique depuis sa conception (modélisation d’acquisitions sismiques), dans sa phase de traitement (prétraitement et migration) et jusqu’à son exploitation pour en extraire les informations géologiques pertinentes nécessaires à l’identification et l’exploitation optimale des réservoirs d’hydrocarbures (interprétation), génère un volume important de calculs. Nous montrons dans ce travail de thèse qu’à chacune de ces étapes l’utilisation de technologies accélératrices de type GPGPU permet de réduire radicalement les temps de calcul tout en restant dans une enveloppe de consommation électrique raisonnable. Nous présentons et analysons les éléments sous-jacents à ces performances. L’importance de l’utilisation de motifs d’accès mémoire adéquats est particulièrement mise en exergue étant donné que l’accès à la mémoire représente le principal goulot d’étranglement pour les algorithmes abordés. Nous reportons des facteurs d’accélération de l’ordre de 40 pour la modélisation sismique par résolution de l’équation d’onde par différences finies (brique de base pour la modélisation et l’imagerie sismique) et entre 8 et 113 pour le calcul d’attributs sismiques. Nous démontrons que l’utilisation d’accélérateurs matériels élargit considérablement le champ du possible, aussi bien en imagerie sismique (modélisation de nouveaux types d’acquisitions à grande échelle) qu’en interprétation (calcul d’attributs complexes sur station de travail, paramétrage interactif des calculs, etc.).

Résumé / Abstract : During the seismic imaging workflow, from seismic modeling to interpretation, processingseismic data requires a massive amount of computation. We show in this work that, at eachstage of this workflow, hardware accelerators such as GPUs may help reducing the time requiredto process seismic data while staying at reasonable energy consumption levels.In this work, the key programming considerations needed to achieve good performance are describedand discussed. The importance of adapted in-memory data access patterns is particularlyemphasised since data access is the main bottleneck for the considered algorithms. When usingGPUs, speedup ratios of 40× are achieved for FDTD seismic modeling, and 8× up to 113× forseismic attribute computation compared to CPUs.