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Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)

Overview
Works: 82 works in 87 publications in 2 languages and 102 library holdings
Genres: Academic theses 
Roles: Other, Degree grantor
Publication Timeline
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Most widely held works by Alpes-Maritimes) Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis
Base Circulaires Fiduciae: Pratiques et matérialités des relations marchandes (XVIIIe-XIXe siècles) by Université Côte d'Azur( )

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Le risque de tsunami dans les Alpes-Maritimes, quelles réalités ? Quelles méthodes d'analyses de l'aléa et de la vulnérabilité ? by Laurie Boschetti( )

2 editions published in 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Tsunamis are complex phenomena that can result from various natural events, such as earthquakes, landslides, or volcanic eruptions. Their amplitude is driven by source characteristics and intensity of the precursor event, continental shelf morphology, and distance to the coast. Although most of tsunamis are located in the Pacific ocean, 15 % of mondial events happened in the Mediterranean Sea (NOAA, 2017). The coastlines of the Alpes-Maritimes are not spared, and have been impacted by two main events : the February 23, 1887 tsunami, which followed the Ligurian earthquake, and the October 19, 1979 tsunami, caused by the collapse of a part of the new harbour construction at the Nice airport. The shoreline of the Alpes-Maritimes concentrates many human, economical, and material assets. Besides, because of the low tsunami frequency, its population is only poorly aware of the associated risk. The presence and the increased development of coastal assets, along with the potential occurence an event, have led the Intergovernmental Oceanographic Commission of the United Nations to call for preparedness for tsunamis in the Mediterranean Sea.Here, risk is defined as the association of a phenomenon occurence, i.e. a tsunami, with the vulnerability of a territory's assets, the Côte d'Azur coastline. We aim at identifying and characterizing tsunami risk along the French Ligurian Riviera. To do so, we analyze and produce hazard and vulnerability maps using specific methodologies. We first focus on tsunami hazard analysis in the Alpes-Maritimes, identifying and characterizing its magnitude and intensity. Numerical simulations were performed to obtain raw data (runup, current, spatial extent of the flood, etc.). We propose a new tsunami intensity scale combining flood heights, currents and damage to the coast and at sea (biophysical vulnerability). Second, we investigate the territorial vulnerability of the region, concentrating on its main strategic assets and highlighting sensitive areas. We then built on the separate analysis of these two components to assess the coastal tsunami risk. We use two different approaches: the first one is index-based (with three index levels), while the second is normalization-based. This multidisciplinary work, at the confluence between Earth and Human sciences, demonstrates that tsunami risk exists in the Alpes-Maritimes and that it should be integrated in risk prevention and in the gestion of the territory
Zones de subduction horizontale versus normale : une comparaison basée sur la tomographie sismique en 3-D et de la modélisation pétrologique de la lithosphère continentale du Chili Central et d'Ouest de l'Argentine (29°S-35°S) by Marianne Marot( )

1 edition published in 2013 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Sous le Chili central et l'ouest de l'Argentine (29°-35°S), la plaque océanique Nazca, en subduction sous la plaque continentale Amérique du Sud, change radicalement de géométrie : inclinée à 30°, puis horizontale, engendrée par la subduction de la chaine de volcans de Juan Fernandez. Le but de mon étude est d'évaluer, la variation de nature et de propriétés physiques de la lithosphère chevauchante entre ces deux régions afin de mieux comprendre (1) sa structure profonde et (2) les liens entre les déformations observées en surface et en profondeur. Pour répondre à cette thématique, j'utilise une approche originale couplant la sismologie, la thermométrie, et la pétrologie. Je montre ainsi des images 3-D de tomographie sismique les plus complètes de cette région par rapport aux études précédentes, qui intègrent (1) de nombreuses données sismiques provenant de plusieurs catalogues, (2) un réseau de stations sismiques plus dense permettant de mieux imager la zone de subduction. J'apporte la preuve que la plaque en subduction se déshydrate dans deux régions distinctes : (1) le coin mantellique, et (2) le long de la ride subduite avant que celle-ci ne replonge plus profondément dans le manteau. La croûte continentale au-dessus du flat slab possède des propriétés sismiques très hétérogènes en relation avec des structures de déformation profondes et des domaines géologiques spécifiques. La croûte chevauchante d'avant-arc, au-dessus du flat slab, est décrite par des propriétés sismiques inhabituelles, liées à la géométrie particulière du slab en profondeur, et/ou liées aux effets du séisme de 1997 de Punitaqui (Mw 7.1). Mes résultats, confirmant les études antérieures, montrent que : - le bloc Cuyania situé plus à l'est, dans la zone d'arrière-arc est plus mafique et contient une croûte inférieure éclogitisée ; quant à, la croûte continentale inférieure sous l'arc Andin, est épaisse et non-éclogitisée, décrivant surement le bloc felsique de Chilenia
Improving the dynamical model of the Moon using lunar laser ranging (LLR) and spacecraft data by Vishnu Viswanathan( Book )

2 editions published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The main goal of the Ph.D. thesis of Vishnu Viswanathan was to improve the dynamical model of the Moon within the numerically integrated ephemeris (INPOP) and to derive results of scientific value from this improvement through the characterization of the lunar internal structure and tests of general relativity. At first, raw binaries of LLR echoes obtained from the Grasse ILRS station was used to analyze the algorithm used by the facility, for the computation of a normal point from the full-rate data. Further analysis shows the dependence of the algorithm on the reported uncertainty contained within the distributed LLR normal points from Grasse. The importance of the normal point uncertainty is reflected in the weighted least square procedure used for parameter estimation, especially in the absence of a standardized algorithm between different LLR ground stations. The thesis also benefitted in terms of a more dense dataset due to technical improvements and the switch of operational wavelength to infrared at the Grasse LLR facility (Courde et al. 2017).The reduction of the LLR observations was carried out on GINS orbit determination software from CNES. The modeling follows the IERS 2010 recommendations for the correction of all known effects on the light-time computation. The subroutines were verified through a step by step comparison study using simulated data, with LLR analysis groups in Paris and Hannover, maintaining any discrepancies in the Earth-Moon distance below 1mm. Additionally, correction of effects due to hydrological loading observed at the Grasse station has been implemented. An improved version of the LLR reduction model was submitted to the space geodesy team of CNES (GRGS).The lunar dynamical model of INPOP was first developed by Manche (2011). However, due to the absence of the fluid core within the previous version of INPOP (13c), the residuals obtained after a least-square fit were in the level of 5cm for the modern day period (2006 onwards). A detailed comparison of the dynamical equations with DE430 JPL ephemeris helped to identify required changes within INPOP for the activation of the lunar fluid core. Other modifications allowed the use of a spacecraft determined lunar gravity field within the dynamical model. The use of a bounded value least square algorithm during the regression procedure accounted for variability to well-known parameters from their reported uncertainties. The resulting iteratively fit solution of INPOP ephemeris then produces a residual of 1.4-1.8 cm, on par with that reported by Folkner et al. 2014 and Pavlov et al. 2016. The new INPOP ephemeris (INPOP17a) is distributed through the IMCCE website (www.imcce.fr/inpop) with a published documentation (Viswanathan et al. 2017) in the scientific notes of IMCCE.Furthermore, on providing tighter constraints on the lunar gravity field from GRAIL-data analysis within the dynamical model, a characteristic lunar libration signature with a period of 6 years was revealed with an amplitude of +/- 5mm. Several tracks were investigated for the identification of the unmodelled effect, involving higher degree tidal terms and torque components. This remains as a work in progress, which will be continued through a postdoctoral contract in Paris. A publication is under revision on this subject.Residuals at the level of a centimeter allow precision tests of the principle of equivalence in the solar system. The fitted value of the parameter characterizing the differential acceleration of the Earth and the Moon towards the Sun was obtained with numerically integrated partial derivatives. The results are consistent with the previous work by Williams et al (2009, 2012), and Hofmann et al. (2010, 2016). An article on this work is in preparation
Nature et structure de l'isthme inter-américain, Panama : implication sur la reconstruction et l'évolution géodynamique de la plaque Caraïbe by Flore Barat( )

2 editions published in 2013 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The Panama Isthmus is located on the SW boundary of the Caribbean plate, at the junction of the South American, Nazca and Cocos plates. The isthmus is composed of two island arcs forming Central America. It formed by a complex history of plate subductions. The major tectonic event in this region is attributed to the accretion of Central America with South America between 12 and 25 Ma. The aim of this thesis is to document the deformation before, during and after the accretionary continental process. The main purpose is to better understand how a volcanic arc collides against a continental margin in order to reconstruct the tectonic history of this region since 70 Ma until today. This thesis combines: - a sedimentological and paleontological studies, - a structural study from spatial, geophysical and field work data, - a thermochronological study (AFT), - and an interpretative seismic study. I propose the initiation of progressive and oblique arc-continent collision during 40-37 Ma. The Caribbean plate, trapped between the arc and the continent, progressively disappeared beneath the South American continent. Around 15 Ma, the Colombian part of Central America was accreted and the convergence of Panama toward the continent progressed and produced a new subduction zone whereby the Caribbean plate subducted beneath the Panama Isthmus. Compressive deformations, caused by the collision, still actively control the migration of sedimentary masses, allowing the progressive emergence of the isthmus and forming the inter-American land bridge
Estimation des mouvements sismiques à Port-au-Prince (Haïti) : mesures des amplifications locales et simulations numériques by Sadrac St Fleur( Book )

2 editions published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In order to help estimating the seismic ground motion expected in the Port-au-Prince area (Haiti), we characterize local site effects, pointing out the seismic waves trapped in the loose layer of Cul-de-Sac basin, and provide realistic synthetic accelerograms for an hypothetical future earthquake.To this end, we propose to analyze signals from 78 earthquakes that occurred between March 2010and February 2013, by applying two methods of spectral ratios : The H/V earthquake method and the classical spectral ratio (SSR). A strong spatial variability was observed in the measured amplifications, which is quite consistent with the heterogeneous surface geology of the area. We notice in particular strong amplification on marine sediments close to the coast. In the foothills of the Massif de la Selle the reflection of the seismic waves lead to the concentration of the wave fields that strongly amplify seismic ground motion at the top of the hills. In addition, an increase of the signal duration due to the presence of surface waves was also highlighted on some stations of the plain. For the generation of synthetic accelerograms, we first use Empirical Green functions (EGF) method. The results show that the strongest acceleration is expected in Quaternary sediments near the coast and on the ridge of south hills of Port-au-Prince. Then, a hybrid simulation method combining complex transfer functions (amplitude and phase) and the EGF simulation on bedrock was set up and validated from testing on instrumented sites in the metropolitan area of Port-au-Prince
Structure profonde de la croûte et potentiel pétrolier des bassins sédimentaires à l'ouest de l'Algérie by Rabia Badji( Book )

2 editions published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La marge algérienne borde le bassin algérien, formé en position de bassin arrière-arc de la subduction Téthysienne. L'importance de l'étude du segment de marge qui s'étend de Ténès à Mostaganem sur environ 250 km, réside dans sa position charnière entre le domaine continental d'Alborán à l'Ouest et le bassin océanique algérien à l'Est. Dans ce travail nous avons déterminé pour la première fois, la structure et la nature de la croûte de ce segment, à partir de l'inversion tomographique des données de sismique grand-angle d'un profil N-S perpendiculaire à la marge. Grâce aux traitements des données de sismique réflexion multitrace acquises pendant la campagne SPIRAL et aux données industrielles, nous avons pu proposer un schéma tectonique régional et une cartographie de l'extension possible du socle Kabyle en mer. Les résultats révèlent une marge caractérisée par la juxtaposition d'une croûte océanique peu épaisse au nord et d'une croûte continentale amincie au sud de part et d'autre d'un accident vertical. L'ouverture du bassin océanique résulterait de la réponse à la déchirure du panneau lithosphérique en subduction sous Gibraltar, accompagné par la migration du bloc Alborán vers l'Ouest. La propagation de cette déchirure (STEP) a généré une zone de cisaillement qui se focalise dans zone de transition océan-continent. L'inversion tectonique qui affecte plus à l'Est la marge semble s'arrêter à la latitude de Ténès. Cette absence de déformation en mer coïncide avec une lacune de sismicité liée à la résistance mécanique de la marge. Par comparaison à d'autres régions du monde, seules les zones situées sur la croûte continentale pourraient présenter un potentiel pétrolier
Le problème pétrolier au Vénézuela by Michel Delafosse-Guiramand( Book )

1 edition published in 1971 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Evolution spatio-temporelle de l'hydrothermalisme dans la plaque supérieure de l'arc des Petites-Antilles en Guadeloupe : applications aux systèmes géothermaux by Alexiane Favier( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

"Pour poursuivre le développement de la géothermie de haute-enthalpie dans l'arc insulaire des Petites Antilles il faut d'une part identifier de nouvelles zones potentielles et d'autre part mieux comprendre le fonctionnement des réservoirs géothermaux. Dans ce cadre, l'objectif de cette thèse est de caractériser l'évolution spatio-temporelle de l'hydrothermalisme au niveau de la plaque supérieure de l'arc en Guadeloupe au travers d'une analyse pluridisciplinaire (études structurales, géochimiques, minéralogiques, pétrologiques et géochronologiques) des complexes volcaniques les plus anciens de l'archipel. Au Nord de la Basse-Terre nous identifions un métamorphisme d'arc de type sub-Schistes Verts. L'état thermique standard de la croûte d'arc en Guadeloupe ainsi établit indique une transition fragile-ductile située à 3-4 km de profondeur. Un paléo-réservoir exhumé, identifié au Sud de l'île de la Basse-Terre, illustre un métamorphisme hydrothermal de type Schistes-Verts synchrone du développement de couloirs de schistosité et révèle la présence d'horizons verticaux et latéraux de transfert de fluides hydrothermaux situés à 2-3 km de profondeur. En comparant l'âge du volcanisme et la datation Ar-Ar des phases hydrothermales de haute-température, nous estimons une durée maximale de fonctionnement du paléo-réservoir à 650 ka. Enfin, la découverte, l'analyse et la datation K-Ar d'une nouvelle brèche hydrothermale, au cœur du système géothermal actif, met en évidence un système épithermal distal relié à l'activité volcanique de la Soufrière. Nos résultats conduisent à un modèle conceptuel de fonctionnement d'un réservoir géothermal de haute-énergie en contexte d'arc actif
Recherche de propriétés de fatigue dommages et dilatance de roche sous chargement cyclique discontinu by Jinyang Fan( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Modalité de formation des biseaux turbiditiques sur les pentes continentales en contexte de marges escarpées by Laurent Daghdevirenian( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Turbidite systems present both academic and industrial interest for research. They correspond to important marin accumulations developing at the base of the continental slope, with a complex organization. The gravitational processes for transporting materials within these systems are varied and organized along a longitudinal continuum evolving from the most concentrated deposits to turbulent downstream currents through pressure drop and water incorporation effects. Among the many parameters controlling the organization of these systems, the inclination of the continental slope appears as a major parameter. The recent discoveries of oil reservoirs at the foot margins considered as “steep” associated with stratigraphic traps arouse particular industrial interest in the methods of setting up these systems at the transition between the basin zone and the slope. The analysis of the deposition architectures, and the hydrodynamic variations of the flows in these critical zones of field appears as crucial from an academic and petroleum point of view. The turbidite system of the Tabernas Basin in Spain (Upper Tortonian / Messinian Pre-Evaporitic), the Annot Sandstone in the South-East Basin (France, Eocene / Oligocene) and the Cretaceous system of the Ivorian margin develop in steep margin contexts with steep slopes profiles constituting good analogs adapted to the study of this type of stratigraphic trap. This work is based on field data (sedimentological log survey, cartography, paleocurrent measurement) and on the analysis of a 3D seismic block along the Ivorian margin to reinforce the relevance of the comparisons. Deposits of these turbidite system indicate segregation processes with preferential trapping of the coarser particles located in the upstream zones at the level of the slope break along the thalweg. These variations of the topography initiated a hydraulic jump causing a change in the flow condition. The detailed study of the architecture and the formation of these deposits forming the upstream pinch-out on the slope brings a new light on the continuity of these sandbodies within the zones of canyon and the transition canyon / basin. In addition, this analysis highlights the impact of the slope failure zones and the hydraulic jump phenomenon that may result. The pseudo-three-dimensional character of all outcrops studied seems to validate the existence of upstream pinch-out of turbidite systems. Nevertheless, none of them allows to document the upstream recovery by clays; which would ensure in real conditions the quality of the cover. Upstream of these pinch-out, the presence of by-pass zones appears related to the increase of the slope gradient and the flows transformations while crossing the hydraulic jump. The upstream pinch-out modalities of turbidite systems are directly related to the presence of a slope break where the hydraulic jump phenomenon causes the deposition of a part of the coarsest sediment load as lags deposits accompanied partial erosion of the seabed, often taking the form of plunge and pool in the case of a significant decrease of the slope. This work was conducted as part of a CIFRE thesis in partnership with the Côte d'Azur University, the TOTAL group and the Géoazur laboratory
Modélisation de la propagation d'ondes sismiques par éléments finis discontinus et inversion des formes d'onde dans les milieux élastiques à 3 dimensions by Vincent Etienne( Book )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Observation géodésique et modélisation de la déformation des failles dans le Plateau Tibétain by Li Yanchuan( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ongoing plate convergence between India and Eurasia during the past ∼40 million years has created the Tibetan Plateau, a region with average elevation of ~4500 m, area of over 600×1000 km2, and active faulting and crustal deformation extends more than 2000 km into central Asia. Approximately one-half of India's 36-40)mm/a northward motion is partitioned in the Tibetan Plateau, resulting in crustal thickening, shortening, folds, and complex fault systems. The active crustal deformation cause diverse styles of strain accumulation and release on crustal faults, expressed as distinct faulting behavior or earthquake cycles. Investigating into crustal fault deformation and earthquake cycles in the Tibetan Plateau using space-based geodesy, i.e., Global Positioning System (GPS) and Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR), has started 30 years ago. Currently, high spatial-temporal resolution geodesy provides us with abundant data and sufficient resolution to study the ground deformation associated with earthquake cycle processes.In this dissertation, I focus on the interseismic deformation along three boundary large strike-slip fault systems of the Tibetan Plateau, the Altyn Tagh fault, the Haiyuan fault system and the Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe-Xiaojiang fault system (XAZX). I use GPS (1999-2018) and InSAR (2003-2016) geodetic observations, along with 2D dislocation and 3D block models, to invert for slip rates and interseismic fault coupling, assess seismic hazard and investigate earthquake cycles along these faults; moreover, study the kinematics of deformation across the Tibetan Plateau. My results show slip rates ranging from ~2 to ~12 mm/a, highly heterogeneous interseismic fault coupling (fully locked coexist with fully creeping), distinct seismic potential and different earthquake cycles along these faults. In particular, I identify two and one new aseismic creeping segments along the Haiyuan fault system and the Xianshuihe fault respectively. My geodetic observation and modeling results demonstrate the spatio-temporal diversity and complexity of interseismic fault deformation in the Tibetan Plateau, highlight the significance of considering vertical deformation in InSAR, and allow a new and in-depth understanding of earthquake cycles along the above three fault systems
Design, réalisation et test in situ d'une caméra muon pour des applications en sciences de la terre et en génie civil by Ignacio Lázaro Roche( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis is dedicated towards the creation of a new direction-sensitive tool for muon flux measurement based on a thin time projection chamber with a Micromegas readout, to achieve a compact detector with an angular resolution compatible with civil engineering and geophysics imagery and monitoring applications. The main motivation is to develop a detector capable to fill the technological gap for applications with compactness and transportability constraints. The dissertation provides a review of the different existing muon detection technologies and their diverse fields of application. Two muon imaging techniques are introduced: transmission and scattering muography. Transmission muography, more suitable for big targets, is based on the attenuation of the natural-occurring cosmic-muon flux due to the opacity of the material they traverse. This non-destructive, passive technique provides original information that can be used for imaging purposes. The work covers the methodology used towards the characterization of the incidental muon flux both on the surface and in underground conditions. A detailed description of the physical processes triggered by the passage of a muon through the detector is provided. Results of the simulations of the signal formation processes are presented and discussed to justify the design choices of the key components so as to meet performance requirements in term of temporal, spatial and angular resolution. The influence of operational or external parameters such as the gain, temperature or presence of contaminants is covered as well. The thesis describes in detail the principal phases of design and assembly of the MUST2 detector, including: (i) the design of the Micromegas readout layout, (ii) the choice of gas, (iii) the conception of an electric field homogenizer, (iv) the choice of the electronics instrumentation and its trigger signal, and (v) the creation of an auxiliary system to manage the gas. The versatility of MUST2 has been proved with the successful use of different trigger options and electronics. The data is acquired by means of software developed for the CERN's Scalable Readout System electronics and subsequently analyzed with a muon trajectory reconstruction algorithm, which retrieves the: time of passage, 2D position, zenith and azimuth angles of the muons traversing the detector. The characteristics, performance and limitations of the data acquisition chain are presented and evaluated, a series of guidelines towards the improvement of its efficiency of are provided. A series of characterization tests has been carried out in different environments: controlled muon beam, open sky, at the bottom of a valley and in underground conditions. These tests have enabled a better understanding of the performance of the detector and allowed to tune up its operational parameters. Despite the weak statistics of the test runs, the measured muon flux has shown a good correlation with the surrounding target volumes. A campaign of measurements in real field conditions has been carried out at the Saint-Saturnin-les-Apt (Vaucluse, France) dam. The experimental results obtained are in consonance with the values anticipated by the digital model, the field transportability and the capability to perform long-term out-of-lab measurements have been demonstrated. On the downside, the impact of the external temperature on the data acquisition should be balanced out to get a steady acquisition and monitor the temporal evolution of the muon flux. In conclusion, the successful proof-of-concept trial allows to validate the MUST2 camera for transmission muography purposes
Flotteur pour la surveillance pluridisciplinaire de l'environnement marin. De l'expertise métier aux codes embarqués by Sébastien Bonnieux( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Dans le cadre d'un projet ERC (European Research Council) mené à Geoazur de 2009 à 2015 par Guust Nolet, un flotteur profileur autonome équipé d'un hydrophone et pouvant accueillir jusqu'à 8 capteurs a été développé. Il vise à acquérir des données en zones océaniques, faiblement couvertes par l'instrumentation actuelle. Ces données sont pourtant nécessaires pour réaliser des études dans différents domaines scientifiques, par exemple, pour étudier la structure interne de la terre en géosciences (via l'enregistrement d'ondes sismiques ayant traversées l'intérieur de la terre), le bilan thermique des océans en climatologie, ou encore la répartition des cétacés dans les océans en biologie. Toutes ces données doivent être traitées avant leur transmission à cause des capacités de transmission par satellite qui sont très limités. Les applications de traitement des données sont usuellement développées par des spécialistes en systèmes embarqués ayant une bonne connaissance des caractéristiques spécifiques à l'instrument. Cependant, passer par ces spécialistes limite grandement les capacités d'adaptation des applications en fonction des besoins des scientifiques.Afin de permettre aux scientifiques d'écrire des applications pour l'instrument, nous avons créé le langage de programmation MeLa (Mermaid Language), spécifiquement conçu pour le flotteur Mermaid. Le langage permet de cacher les aspects propres aux systèmes embarqués. Il est basé sur des modèles informatiques à partir desquels nous calculons l'utilisation des ressources de l'instrument (i.e., processeur, énergie, transmission satellite) afin de s'assurer que les limites de l'instrument ne soient pas dépassées. Les modèles sont aussi utilisés pour composer (i.e., combiner) plusieurs applications devant être installées sur un même instrument et s'assurer qu'elles sont compatibles. Finalement, les modèles sont utilisés pour générer du code fiable et efficace (i.e., sans bugs et performant), d'une part pour simuler les applications sur un ordinateur personnel et vérifier leurs comportements, et d'autre part pour générer le code embarqué servant à la programmation des instruments.Ce manuscrit de thèse est organisé en quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous commençons par la présentation des différentes problématiques scientifiques et sociales concernées par l'acquisition de données dans les océans, nous introduisons ensuite le flotteur Mermaid et la manière dont il peut répondre à ces problématiques et terminons par présenter les différentes approches de programmation de ce type d'instruments. Le deuxième chapitre correspond à un article publié à l'occasion de la conférence OCEANS 2019. Il décrit les aspects techniques du langage MeLa et en particulier la manière dont nous utilisons les modèles et validons cette approche sur une carte de développement Arduino. Le troisième chapitre correspond à un article publié dans la revue Sensors et est plus axé sur l'utilisation du langage, une méthode de développement est proposée et deux applications sont présentées pour la détection de séismes et la détection de baleines bleues. Dans le chapitre final, nous récapitulons les conclusions et offrons une perspective des développements futurs
Caractérisation de la source des séismes par inversion des données sismologiques et géodésiques : mécanismes au foyer, optimisation des modèles de vitesse, distribution du glissement cosismique by Julien Balestra( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Studies of the earthquake source are based on observations of seismic ground motions. They also depend on the quality and the density of measurements. In this present work we will present studies of the determination of focal mechanism of main aftershocks of the Les Saintes (MW 6.4, 2004) earthquake, and the determination of the coseismic slip of the L'Aquila (MW 6.3, 2009), the Miyagi-Oki (MW 7.2, 2005), ant the Sanriku-Oki (MW 7.3, 2011) earthquakes. These studies were based on two inversion methods. Different kinds of data were available (strong motion, broadband teleseismic, GPS and InSAR) depending on the earthquake studied. But the multiplicity of data is not sufficient to well describe rupture process. There are others difficulties as the data modeling of strong motion. Seismic velocity models are used to describe the characteristics of layers crossed by seismic waves. The quality of the modeling is depending on the pertinence of these seismic velocity models. The description of the rupture process is also depending on the non-uniqueness of the best solution given by global inversion methods. We propose two procedures in order to take into account these two classic issues. First, we developed a velocity model exploration procedure to obtain optimized 1D velocity models in order to improve the strong motion modeling of the L'Aquila earthquake. Then we developed a procedure to build an average rupture model from the combined results of several joint inversions, which was applied to the L'Aquila, the Miyagi-Oki, and the Sanriku-Oki earthquake. This thesis presents all these works and answers to the raised issues
Analyse de la polarisation de données multi-composantes à partir d'une seule station ou d'une antenne : méthodes et applications à la caractérisation du champ d'ondes sismiques by Claire Labonne( )

1 edition published in 2016 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The analysis of the seismic wavefield is an essential pre-requisite to the study of seismic wave propagation which in turns helps improving our understanding of the physical processes behind the sources and our knowledge of the propagation medium. The objective of this thesis is to further develop signal processing techniques to more fully exploit the information brought by the 3 component stations and arrays in order to characterize the seismic wavefield. The thesis work focuses on polarization analysis, its extension to 3-component arrays and its joint use with classical array processing. A review of the existing methods that attempt to extend array processing to the 3-components leads to the observation that these methods are complex and their use is limited. Therefore, two alternative methods that associate array processing and polarization sequentially are suggested. In order to best exploit the polarization analyses, a standardized parametrization system describing the polarization is developed and associated with a visualization solution regrouping all the parameters necessary for the interpretation on one figure. Finally, a polarization analysis performed on data from the LSBB 3-component array demonstrates the possibility to use spatial coherency to assist with the interpretation of seismograms
Imagerie sismique multi-paramètre par reconstruction de champs d'ondes : apport de la méthode des multiplicateurs de Lagrange avec directions alternées (ADMM) et des régularisations hybrides by Seyed Hossein Seyed Aghamiry( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

La FWI (Full Waveform Inversion) est un problème d'optimisation sous contraintes dédié à l'estimation des paramètres constitutifs du sous-sol à partir de mesures parcimonieuses des champs d'ondes sismiques. La FWI est fondée sur des approches locales d'optimisation et sur un espace de recherche réduit obtenu par projection de variables. La non linéarité et le caractère mal posé de la FWI sont deux difficultés majeures. Une source de non linéarité est liée au repliement de la phase, qui conduit à un minimum local dès que le modèle initial n'est pas suffisamment précis. Le caractère mal posé résulte de l'éclairage incomplet du sous-sol depuis la surface, le bruit et les couplages inter-paramètres. L'objectif de cette thèse est de réduire ces deux pathologies par de nouvelles approches d'optimisation et de régularisation. J'améliore tout d'abord la méthode d'inversion par reconstruction des champs d'onde (WRI : Wavefield Reconstruction Inversion). WRI étend l'espace de recherche en calculant les champs d'onde avec une relaxation de l'équation d'onde afin d'ajuster les données avec des modèles imprécis avant d'estimer les paramètres en minimisant les erreurs générées par cette relaxation. Quand ces deux estimations sont effectuées de manière alternée, WRI décompose l'inversion non linéaire en deux sous-problèmes linéaires en vertu de la bilinéarité de l'équation d'onde. WRI a été implémentée avec une méthode de pénalité, nécessitant une adaptation du paramètre de pénalité lors des itérations. Je remédie à cela avec ADMM (Alternating-Direction Method of Multipliers), qui concilie l'extension de l'espace de recherche et la précision de la solution au point de convergence avec un paramètre de pénalité fixe grâce à la mise à jour itérative des multiplicateurs de Lagrange. Une seconde contribution est l'implémentation de contraintes de bornes et de régularisation par variation totale (TV) dans WRI. Suivant la méthode de Split Bregman, des variables auxiliaires permettent de découpler les termes impliquant des normes ℓ2 et ℓ1 et de traiter les seconds efficacement avec des opérateurs de proximité. Ensuite, j'ai combiné une régularisation de Tikhonov et de TV par convolution infimale pour prendre en compte les différentes propriétés statistiques du milieu (constantes par morceau et lisses). Ma thèse aborde ensuite des reconstructions multi-paramètres. Je montre dans un premier temps que la bilinéarité de l'équation d'onde est vérifiée pour les équations de l'elastodynamique. Ensuite, je traite le cas de milieux acoustique VTI où je reconstruis conjointement la vitesse verticale et epsilon pour un modèle synthétique représentatif d'un champ pétrolier en mer du Nord. Je m'intéresse ensuite à l'imagerie de l'atténuation qui est introduite en domaine harmonique sous forme d'une vitesse complexe. J'étends WRI à la reconstruction de paramètres complexes tout en développant une régularisation adaptable à la vitesse réelle et au facteur de qualité. Durant les premières itérations, les champs d'onde reconstruits sont précis uniquement au voisinage des récepteurs. Les imprécisions de la phase pourraient avoir un rôle préjudiciable sur la solution de l'inversion. Afin de réduire cette empreinte, j'estime les paramètres par "phase retrieval", un processus qui vise la reconstruction d'un signal complexe à partir de l'amplitude de sa mesure linéaire. Une fois un premier modèle obtenu, je réinjecte l'information de la phase pour converger vers la solution finale. Je montre la pertinence de cette stratégie lorsque le modèle initial est homogène. WRI a été initialement développée dans le domaine fréquentiel car la reconstruction des champs d'onde y est raisonnablement aisée avec des méthodes d'algèbre linéaire. En domaine temporel, une approche fondée sur un schéma explicite d'intégration temporelle a été proposée mais repose sur une linéarisation autour des sources supposées connues
Tomographie des pentes à cohérence cinématique fondée sur des solveurs eikonals et la méthode de l'état adjoint : Théorie et applications à la construction de modèles de vitesses et localisation d'événements by Serge Sambolian( )

1 edition published in 2021 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Velocity model building is a key step of seismic imaging since inferring high-resolution subsurface model by migration or full waveform inversion (FWI) is highly dependent on the kinematic accuracy of the retrieved velocity model. Stereotomography, a slope tomographic method that exploits well the density of the data, was proposed as an alternative to conventional reflection traveltime tomography. The latter is based on interpretive tracking of laterally-continuous reflections in the data volume whereas stereotomography relies on automated picking of locally coherent events. The densely picked attributes, namely the traveltimes and their spatial derivatives with respect to the source and receiver positions, are tied to scatterers in depth. More recently, a slope tomography variant was proposed under a framework based on eikonal solvers as an alternative to ray tracing and the adjoint-state method instead of Fréchet-derivative matrix inversion. This revamped stereotomography provides a scalable and flexible framework for large-scale applications. On the other hand, similarly to previous works, the scatterer positions and the subsurface parameters are updated jointly. In this thesis, I propose a new formulation of slope tomography that handles more effectively the ill-famed velocity-position coupling inherently present in reflection tomography. Through a kinematic migration, the scatterer position sub-problem is solved and projected into the main sub-problem for wavespeed estimation. Enforcing the kinematic consistency between the two kinds of variable, that is not guaranteed in the joint inversion, mitigates the ill-posedness generated by the velocity-position coupling. This variable projection leads to a reduced-parametrization inversion where the residuals of a single data class being a slope are minimized to update the subsurface parameters.I introduce this parsimonious strategy in the framework of eikonal solvers and the adjoint-state method for tilted transversely isotropic (TTI) media. I benchmark the method against the Marmousi model and present a field data case study previously tackled with the joint inversion strategy. Both case studies confirm that the parsimonious approach leads to a better-posed problem, with an improved robustness to the initial guess and convergence speed.Slope tomography is mainly used for streamer data due to the requirement of finely-sampled sources and receivers. To exploit cutting-edge long-offset datasets, I involve in the inversion first arrivals extracted from streamer or ocean bottom seismometer data. Before showing the complementarity between reflections and first arrivals, I examine the added value of introducing slopes in first-arrival traveltime tomography (FATT). Using a FWI workflow for quality control, I show with the Overthrust benchmark and a real data case study from the Nankai trough (Japan) how the joint inversion of slopes and traveltimes mitigates the ill-posedness of FATT. I also examine with the BP Salt model the limits of FATT to build an initial model for FWI in complex media. The results show how tomography suffers even with proper undershooting of the imaging targets due to the poor illumination of the subsalt area. On a crustal-scale benchmark, I first show the limits of reflection slope tomography induced by the limited streamer length before highlighting the added-value of the joint inversion of first-arrival and reflection picks.Finally, I introduce the same variable projection technique to tackle the velocity-hypocenter problem, which finds application in earthquake seismology and microseismic imaging. I propose a formulation where the hypocenter is located through the inversion of subsurface parameters and an origin time correction, both of them being used as a proxy and validate the proof of concept on two synthetic examples
Injections de fluide dans une zone de faille (LSBB, Rustrel) : sismicité induite et déformation asismique by Laure Duboeuf( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Mieux appréhender la relation entre fluides, sismicité et déformation asismique est crucial en terme de risques et de ressources. Dans les zones d'injections de fluide une augmentation du taux de sismicité est observée, certains événements dépassant Mw=5. Quel est alors le rôle des fluides dans le déclenchement et le contrôle de la sismicité ? Une série d'injections de fluide à haute-pression a été réalisée dans les séries carbonatées du LSBB (Rustrel), dans la zone endommagée d'une faille inactive à 280 m de profondeur. Ces expériences in-situ ont permis l'étude des réponses sismiques et hydromécaniques (enregistrées par un large réseau de capteurs) de différentes structures géologiques à une stimulation hydraulique. Seuls certains tests ont été impactés par des séismes bien qu'une rupture ait été mesurée au point d'injection par un extensomètre. 215 séismes ont été détectés et se caractérisent par un contenu haute-fréquence (0.6 à 3 kHz) et de faible magnitude (-4.1 à -3.1). Leur localisation absolue et relative (précision de 1.5 m) a mis en évidence un manque de séismes à proximité du puits d'injection. En comparant le moment sismique cumulé et un moment équivalent de déformation, plus de 96 % de la déformation est asismique. Deux comportements sismiques distincts ont montré qu'au moins une partie de la sismicité était contrôlée par un transfert de contraintes. L'interprétation jointe des données géologiques, mécaniques, hydrogéologiques et sismiques a permis de reconstruire le mouvement des blocs de roches au point d'injection. Ainsi, la stimulation hydraulique de faille génèrerait un mouvement asismique, qui par transfert de contrainte, déclencherait la sismicité
 
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