Titre : Imagerie sismique haute résolution – application à la

Université Joseph Fourier
Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble
Ecole doctorale « T.U.E »
Allocations de recherche : campagne 2008
Proposition d’un sujet de thèse
Titre : Imagerie sismique haute résolution – application à la caractérisation
d’objets enfouis
Directeurs de thèse : Jean Virieux (LGIT) & Jérôme Mars (GIPSA-Lab)
Collaborateur direct Philippe Cote (LCPC), Donatienne Leparoux (LCPC)
Laboratoire d’accueil : Laboratoire de Géophysique Interne et tectonophysique
Présentation du sujet (15 lignes) : L’étude proposée concerne l’application de l’inversion des formes
d’onde à la détection et la caractérisation des objets enfouis dans la proche surface. Sur des propagations
de quelques longueurs d’onde, il faudra ajuster l’ensemble du signal sismique en considérant d’une part
les ondes de volume et d’autre part les ondes de surface.
Par leur comportement différent (dispersion et amplitude), il faudra traiter ces signaux sismiques de façon
à les présenter d’une manière optimale au moteur de l’inversion pour accéder au meilleur modèle possible.
Dans une approche incrémentale, il sera envisagé une propagation acoustique puis élastique d’une
configuration multi-2D. Les données synthétiques seront calculées par des méthodes numériques de
résolution d’équations différentielles linéaires et la technique d’optimisation sera une recherche locale à
base de gradients ou de gradients conjugués pour le problème inverse non-linéaire de la reconstruction des
paramètres du milieu.
Les données à traiter seront de deux types : des données de laboratoire acquises dans un contexte bien
contrôlé et avec une forte densité d’observation tandis que les données terrestres dans des conditions
moins contrôlées et moins denses permettront de définir les meilleures acquisitions possibles pour une
reconstruction et une caractérisation des objets (forme géométrique et propriétés des milieux).
Ces données devront être traitées pour améliorer la cohérence des phases converties utilisées pour
l’optimiseur et pour aider le cheminement local d’amélioration du modèle.
Des conditions devront être tirées sur les potentialités de cette méthode d’imagerie non-destructrice.
Collaborateurs internes : O. Coutant (LGIT) ; Philippe Roux (LGIT)
Contact industriel : O. Magnin (Terraseis)
Collaborateurs externes : Stéphane Operto (GEOAZUR), Romain Brossier (PhD-GEOAZUR).
Financement industriel : possible sous réserve d’une validation en 2008 de la faisabilité de l’opération
grâce à un soutien du RTE en collaboration avec EDF
Pour plus de détail, contacter : [email protected]
Université Joseph Fourier
Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble
Ecole doctorale « T.U.E »
Allocations de recherche : campagne 2008
PhD proposal
Title: High resolution seismic imaging; application to the characterisation of
underground structures.
PhD promotors: Jean Virieux (LGIT) & Jérôme Mars (GIPSA-Lab)
Involved researchers : Philippe Cote (LCPC) & Donatienne Leparoux (LCPC)
Reasarch laboratory : Laboratoire de Géophysique Interne et tectonophysique
Description of the investigation (15 lines): Full waveform inversion will be applied in this study to the
detection and characterisation of underground objects in the near surface. Over few wavelengths of
propagation, the seismic signal should be fitted by perturbing the physical parameters values of the
medium through body waves and surface waves.
By a quite different behaviour (dispersion and amplitude), these seismic signals should be analyzed before
using them for the fitting engine in such an optimal way that leads to the best possible model.
Through an incremental approach, one may consider an acoustic propagation in a first step and an elastic
propagation in a second step for a multi-2D configuration. Synthetic data should be computed through
numerical methods of resolution of linear partial differential equations with respect to the motion. The
optimisation technique will be a local search through a steepest-descent method or a conjugate gradient for
the non-linear inverse problem for the model parameters reconstruction.
Data which must be analyzed will be of two kinds: laboratory data collected in a quite controlled protocol
with a high density of sources and receivers while land data in less controlled environment and with less
sources and receivers will allow the estimation of optimal acquisitions for the reconstruction and the
characterisation of objects (shape and properties).
These data should be analyzed for improving the coherence of converted phases used by the inversion
engine and for helping the investigation of the local path leading to the best model in a given sense.
Criteria should be provided for potentialities of this non-destructive method of imaging.
Interne Collaborators: O. Coutant (LGIT) ; Philippe Roux (LGIT)
Industrial Contact: O. Magnin (Terraseis)
Other collaborators:Stéphane Operto (GEOAZUR), Romain Brossier (PhD-GEOAZUR).
Industrial support : possible through RTE en collaboration avec EDF after a feasbility study in 2008.
For more information, please contact: [email protected]
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Titre de la these : Imagerie sismique haute résolution – application à la caractérisation
d’objets enfouis
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Title of the thesis : High resolution seismic imaging; application to the
characterisation of underground structures
Laboratoire d'Accueil: LGIT
Directeur de thèse : Virieux
Prénom : Jean
Adresse électronique : [email protected]
Téléphone : 04 76 82 80 31
Habilitation : HDR (ou équivalence)
Co directeur de thèse : Mars
Prénom : Jérôme
Adresse électronique : [email protected]
Téléphone : 04 76 82 62 53
Habilitation : HDR (ou équivalence)
Type de financement : financement industriel RTE possible ou autre
Sujet de thèse: L’étude proposée concerne l’application de l’inversion des formes d’onde à la
détection et la caractérisation des objets enfouis dans la proche surface. Sur des propagations de
quelques longueurs d’onde, il faudra ajuster l’ensemble du signal sismique en considérant d’une
part les ondes de volume et d’autre part les ondes de surface. Par leur comportement différent
(dispersion et amplitude), il faudra traiter ces signaux sismiques de façon à les présenter d’une
manière optimale au moteur de l’inversion pour accéder au meilleur modèle possible. Dans une
approche incrémentale, il sera envisagé une propagation acoustique puis élastique d’une
configuration multi-2D. Les données synthétiques seront calculées par des méthodes numériques
de résolution d’équations différentielles linéaires et la technique d’optimisation sera une recherche
locale à base de gradients ou de gradients conjugués pour le problème inverse non-linéaire de la
reconstruction des paramètres du milieu. Les données à traiter seront de deux types : des données
de laboratoire acquises dans un contexte bien contrôlé et avec une forte densité d’observation
tandis que les données terrestres dans des conditions moins contrôlées et moins denses
permettront de définir les meilleures acquisitions possibles pour une reconstruction et une
caractérisation des objets (forme géométrique et propriétés des milieux). Ces données devront être
traitées pour améliorer la cohérence des phases converties utilisées pour l’optimiseur et pour aider
le cheminement local d’amélioration du modèle. Des conditions devront être tirées sur les
potentialités de cette méthode d’imagerie non-destructrice.
Subject of the thesis: Full waveform inversion will be applied in this study to the detection and
characterisation of underground objects in the near surface. Over few wavelengths of propagation,
the seismic signal should be fitted by perturbing the physical parameters values of the medium
through body waves and surface waves. By a quite different behaviour (dispersion and amplitude),
these seismic signals should be analyzed before using them for the fitting engine in such an
optimal way that leads to the best possible model. Through an incremental approach, one may
consider an acoustic propagation in a first step and an elastic propagation in a second step for a
multi-2D configuration. Synthetic data should be computed through numerical methods of
resolution of linear partial differential equations with respect to the motion. The optimisation
technique will be a local search through a steepest-descent method or a conjugate gradient for the
non-linear inverse problem for the model parameters reconstruction. Data which must be analyzed
will be of two kinds: laboratory data collected in a quite controlled protocol with a high density of
sources and receivers while land data in less controlled environment and with less sources and
receivers will allow the estimation of optimal acquisitions for the reconstruction and the
characterisation of objects (shape and properties). These data should be analyzed for improving
the coherence of converted phases used by the inversion engine and for helping the investigation
of the local path leading to the best model in a given sense.Criteria should be provided for
potentialities of this non-destructive method of imaging.