Les changements environnementaux (infiltration d’eau, variations de température) sont une des causes principales des dommages internes d’un milieu (fissurations, perte de portance…) et de la variabilité temporelle de ses propriétés mécaniques. Dans ce cadre, les méthodes des ondes de surface sont largement utilisées pour l’estimation de la variabilité des propriétés mécaniques, grâce à l'énergie élevée qu'elles transportent et à la moindre atténuation géométrique qu'elles subissent par rapport aux ondes de volume.
Ainsi, l'un des défis associés au monitoring du sous-sol est d’estimer cette variabilité temporelle, ce qui exige une grande sensibilité des données mesurées par rapport aux propriétés du milieu. Mes travaux de thèse ont abordé cette question suivant deux stratégies : 1) l’inversion de la dérivée fréquentielle de la vitesse de phase (dVph) des ondes de Rayleigh grâce à sa grande sensibilité aux variations du milieu profond ; 2) l’inversion de la différence des données de dispersion mesurées aux différents moments et l’extrait de la variation temporelle du milieu directement, i.e. l’inversion différentielle. L’inversion de dVph a été testée avec les mesures laboratoires où la variation entre deux modèles est mieux estimée et l’erreur d’inversion est réduite à la moitié par rapport à l’inversion classique de la vitesse de phase. L'analyse de sensibilité de l'inversion différentielle a montré que lorsque les différences de données sont utilisées pour inverser directement les changements de milieu (repeatline par rapport à baseline), la sensibilité dépend non seulement de la variabilité du repeatline, mais aussi de l'état initial au baseline.
À la suite de l’étude des variations temporelles du milieu et les ondes de surface, mes travaux postdoctoraux, qui représentent une des tâches du projet Odyssey, se concentrent sur la description des variations spatiales des propriétés mécaniques du milieu à l’aide des méthodes sismiques. L’objectif du projet Odyssey est l’utilisation des méthodes géophysiques en tant que contrainte physique pour l’interpolation de la capacité portante du sol, mesurée indirectement par des sondages au pénétromètre dynamique (DCP, Dynamic Cone Penetrometer). En effet, les sondages DCP fournissent que des informations locales et leur mise en œuvre peut être fastidieuse à l’échelle d’un site d’étude. Dans ce contexte, les méthodes géophysiques peuvent être utilisées et évaluées afin de compléter les informations fournies par les sondages DCP. Les mesures géotechniques et sismiques ont été acquises à l'échelle méso sur un site test conçu et construit spécialement pour le projet Odyssey au CEREMA Normandie, à Rouen (76). Les valeurs des vitesses des ondes de cisaillement (Vs), extraites par les méthodes des ondes de surface (pseudo-)bidimensionnels, ont montré une forte corrélation (coefficient de corrélation autour de 0.85) avec les mesures DCP, indicatrices de la capacité portante du sol. Les profils inversés de Vs ont été ainsi utilisés comme variable auxiliaire dans la méthode d'interpolation géostatistique. Les résultats montrent que la variabilité spatiale de Vs peut expliquer la variabilité des sondages DCP et ainsi réduire le nombre des sondages DCP à réaliser.
