Structure de la Terre
L’imagerie à haute résolution de la structure de la Terre est un élément-clé pour la compréhension des processus se déroulant dans la croûte et le manteau terrestre. Elle devient aussi de plus en plus centrale dans les études de physique de la source et d’aléa sismique.
Les outils sismologiques sont le moyen principal utilisé par les géophysiciens pour sonder la structure de la Terre, à des échelles très variées. Ces outils ont évolué au cours du temps, permettant d'exploiter une part sans cesse accrue de l’information contenue dans les enregistrements sismologiques (noyaux à fréquences finies, tomographie adjointe, fonctions-récepteur généralisées, inversion conjointes sismologie-gravimétrie).
Dans le même temps, les déploiements denses de stations sismologiques de haute qualité qui se multiplient permettent d’améliorer significativement la résolution des structures imagées. L’équipe de sismologie de l’IPGS est bien placée pour tirer profit de ces avancées, ayant participé au développement de plusieurs des méthodes maintenant largement utilisées, et étant depuis longtemps un partenaire actif des déploiements de stations nationaux (e.g. PYROPE) et internationaux (e.g. API, Afar).
Notre objectif est de maintenir notre présence au plus haut niveau dans les développements méthodologiques en imagerie, tout en appliquant ces outils aux objets ciblés pour leur intérêt scientifique dans le cadre de projets locaux, nationaux ou internationaux.
Les techniques de tomographie classique (temps d’arrivées, ondes de surfaces), les fonctions-récepteurs (croûte et manteau) et la bi-réfringence des ondes SKS continueront d’être largement exploitées par l’équipe dans le cadre des contrats en cours et à venir. De plus, nous renforçons l’utilisation des méthodes basées sur le bruit de fond, indispensables pour certains chantiers.
En ce qui concerne les développements méthodologiques, nos axes de recherche portent sur les tomographies à fréquences finies (C. Zaroli, JJ. Lévêque, A. Maggi), sur l’amélioration des fonctions-récepteurs en s'intéressant aux conversions autres que les PS habituelles et aux possibilités de « migrer » les interfaces comme en sismique pétrolière (J. Vergne, G. Wittlinger), et sur les inversions conjointes, soit de données sismologiques pures combinant tomographie et fonctions-récepteurs (J. Vergne, G. Wittlinger), soit en combinant plus largement données sismologiques et gravimétriques (U. Achauer, M. Granet, J. Vergne). Ces développements sont le plus souvent effectués dans le cadre d'une application immédiate à un chantier en cours.
En ce qui concerne les chantiers géographiques liés à différents programmes de recherche, des échelles très variées sont concernées. Les réservoirs géothermiques de Soultz et de Rittershoffen font l'objet d'études à haute résolution (J. Schmittbuhl, C. Dorbath, J. Vergne, S. Lambotte, A. Maggi, contrats GEIE Soultz et Électricité de Strasbourg, contrat CE Geiser). La structure du Fossé Rhénan sera ré-étudiée et précisée (M. Granet, U. Achauer, J. Vergne). Dans le Sud-Ouest de la France, l'ANR PYROPE (J. Vergne, A. Maggi), avec sa couverture dense, permettra en particulier la mise en œuvre des méthodes tomographiques basées sur les éléments spectraux et la méthode de l'adjoint. De nombreuses autres cibles régionales devraient être étudiées dans le cadre de contrats existants ou en cours de montage: le Bassin de Paris (U. Achauer, M. Granet), l'Afar (J. Vergne, A. Maggi, JJ. Lévêque), l'Est-Européen (U. Achauer, M. Granet), l'Oural et la Sibérie (U. Achauer), l'Himalaya (J. Vergne, G. Wittlinger), l'Antarctique (A. Maggi, JJ. Lévêque, G. Wittlinger, J. Vergne, C. Zaroli). Enfin, nous poursuivrons la mise en œuvre à l’échelle globale de certaines méthodes tomographiques de pointe (C. Zaroli, S. Lambotte, JJ. Lévêque).