Book [PDF] Propagation Des Ondes Elastiques Dans La Lithosphere Heterogene Download

Propagation des ondes élastiques dans la lithosphère hétérogène PDF

Author: Céline Lacombe
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Languages : fr
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Cette thèse a pour but d'évaluer l'hétérogénéité crustale et de comprendre son effet sur la propagation des ondes sismiques. Nous étudions l'énergie de la coda de sismogrammes courte période. Pour cela, nous simulons la propagation des ondes en milieu hétérogène en résolvant l'équation de transfert radiatif (ETR) par des méthodes Monte Carlo. La première partie de cette thèse est effectuée dans l'approximation acoustique. Nous résolvons l'ETR dans un milieu composé d'un guide d'ondes hétérogène (la crôute) et d'un demi espace transparent (le manteau). Ces simulations sont comparées aux observations de la coda de séismes régionaux français. Cette étude nous permet de définir un modèle simple pouvant expliquer l'atténuation des ondes Lg directes et de leur coda en temps et en distance. Nous montrons qu'en France l'atténuation produite par les diffracteurs est de l'ordre de l'absorption anélastique. Dans un deuxième temps, nous étudions la possibilité d'imager un contraste latéral d'hétérogénéité dans ls volcans. Avec des simulations numériques, des analyses de données et des expériences en laboratoire, nous montrons qu'un contraste latéral d'hétérogénéité influence fortement la répartition spatio-temporelle de l'énergie de la coda. La seconde partie est consacrée à la diffusion multiple des ondes élastiques dans un milieu stratifié composé d'un guide d'onde hétérogène d'épaisseur H (croûte) et d'un demi espace homogène (manteau). Une étude de coda-Q montre que la fuite vers le manteau est gouvernée par le libre parcours moyen de transport l*, et cela même si l* ” H. Nous montrons également que les valeurs de coda-Q obtenues sont, pour un l* donné, identiques à celles mesurées en acoustique. Enfin, nous étudions le phénomène d'équipartition (stabilisation du rapport entre l'énergie des ondes S et P). Nous montrons que la valeur de stabilisation du rapport dépend de l'anisotropie de scattering et de l*.

Author: Céline Lacombe
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Languages : fr
Pages : 175

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Cette thèse a pour but d'évaluer l'hétérogénéité crustale et de comprendre son effet sur la propagation des ondes sismiques. Nous étudions l'énergie de la coda de sismogrammes courte période. Pour cela, nous simulons la propagation des ondes en milieu hétérogène en résolvant l'équation de transfert radiatif (ETR) par des méthodes Monte Carlo. La première partie de cette thèse est effectuée dans l'approximation acoustique. Nous résolvons l'ETR dans un milieu composé d'un guide d'ondes hétérogène (la crôute) et d'un demi espace transparent (le manteau). Ces simulations sont comparées aux observations de la coda de séismes régionaux français. Cette étude nous permet de définir un modèle simple pouvant expliquer l'atténuation des ondes Lg directes et de leur coda en temps et en distance. Nous montrons qu'en France l'atténuation produite par les diffracteurs est de l'ordre de l'absorption anélastique. Dans un deuxième temps, nous étudions la possibilité d'imager un contraste latéral d'hétérogénéité dans ls volcans. Avec des simulations numériques, des analyses de données et des expériences en laboratoire, nous montrons qu'un contraste latéral d'hétérogénéité influence fortement la répartition spatio-temporelle de l'énergie de la coda. La seconde partie est consacrée à la diffusion multiple des ondes élastiques dans un milieu stratifié composé d'un guide d'onde hétérogène d'épaisseur H (croûte) et d'un demi espace homogène (manteau). Une étude de coda-Q montre que la fuite vers le manteau est gouvernée par le libre parcours moyen de transport l*, et cela même si l* ” H. Nous montrons également que les valeurs de coda-Q obtenues sont, pour un l* donné, identiques à celles mesurées en acoustique. Enfin, nous étudions le phénomène d'équipartition (stabilisation du rapport entre l'énergie des ondes S et P). Nous montrons que la valeur de stabilisation du rapport dépend de l'anisotropie de scattering et de l*.

Diffusion multiple des ondes elastiques dans la lithosphere PDF

Author: Ludovic Margerin (auteur en géophysique).)
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Languages : fr
Pages : 0

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Nous etudions la dependance spatio-temporelle de l'energie de la coda courte-periode (> 1hz) des seismes. Pour cela, nous developpons des solutions de l'equation de transfert radiatif (tr) pour les ondes elastiques dans des milieux realistes. Deux approches sont adoptees, l'une numerique basee sur les methodes de monte-carlo, l'autre analytique basee sur l'equation de diffusion. Dans l'approximation acoustique, nous resolvons l'equation de tr pour la croute terrestre representee par un guide d'ondes heterogene. Pour ce modele, l'energie de la coda decroit exponentiellement en raison des fuites d'energie a la base de la croute. Nous confrontons cette theorie de facon critique a des donnees du mexique. Nous concluons que notre modele avec fuite rend parfaitement compte des observations et nous montrons que l'anelasticite des roches est faible. Enfin nous introduisons le temps de residence des ondes diffuses pour decrire la decroissance energetique de la coda. Nous abordons ensuite le probleme de diffusion multiple en elasticite complete. Nous tenons compte des conversions entre ondes p et s, ainsi que de leur polarisation, decrite par 5 parametres de stokes. Nous montrons que l'energie de la coda est rapidement dominee par les ondes s. Un equilibre d'energie universel s'etablit rapidement entre les modes p et s, en accord avec le principe d'equipartition. Le phenomene d'equilibrage de l'energie est egalement observe pour les ondes de coda du mexique, demontrant leur caractere diffusif. Enfin, nous calculons le cone de retro-diffusion coherente dynamique en champ proche. Nous montrons qu'apres un regime transitoire, le cone se stabilise et s'etend sur une longueur d'onde autour de la source. L'ensemble des modeles et observations nous permettent de confirmer la nature diffusive de la coda.

Author: LUDOVIC.. MARGERIN
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Languages : fr
Pages : 180

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NOUS ETUDIONS LA DEPENDANCE SPATIO-TEMPORELLE DE L'ENERGIE DE LA CODA COURTE-PERIODE (> 1HZ) DES SEISMES. POUR CELA, NOUS DEVELOPPONS DES SOLUTIONS DE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF (TR) POUR LES ONDES ELASTIQUES DANS DES MILIEUX REALISTES. DEUX APPROCHES SONT ADOPTEES, L'UNE NUMERIQUE BASEE SUR LES METHODES DE MONTE-CARLO, L'AUTRE ANALYTIQUE BASEE SUR L'EQUATION DE DIFFUSION. DANS L'APPROXIMATION ACOUSTIQUE, NOUS RESOLVONS L'EQUATION DE TR POUR LA CROUTE TERRESTRE REPRESENTEE PAR UN GUIDE D'ONDES HETEROGENE. POUR CE MODELE, L'ENERGIE DE LA CODA DECROIT EXPONENTIELLEMENT EN RAISON DES FUITES D'ENERGIE A LA BASE DE LA CROUTE. NOUS CONFRONTONS CETTE THEORIE DE FACON CRITIQUE A DES DONNEES DU MEXIQUE. NOUS CONCLUONS QUE NOTRE MODELE AVEC FUITE REND PARFAITEMENT COMPTE DES OBSERVATIONS ET NOUS MONTRONS QUE L'ANELASTICITE DES ROCHES EST FAIBLE. ENFIN NOUS INTRODUISONS LE TEMPS DE RESIDENCE DES ONDES DIFFUSES POUR DECRIRE LA DECROISSANCE ENERGETIQUE DE LA CODA. NOUS ABORDONS ENSUITE LE PROBLEME DE DIFFUSION MULTIPLE EN ELASTICITE COMPLETE. NOUS TENONS COMPTE DES CONVERSIONS ENTRE ONDES P ET S, AINSI QUE DE LEUR POLARISATION, DECRITE PAR 5 PARAMETRES DE STOKES. NOUS MONTRONS QUE L'ENERGIE DE LA CODA EST RAPIDEMENT DOMINEE PAR LES ONDES S. UN EQUILIBRE D'ENERGIE UNIVERSEL S'ETABLIT RAPIDEMENT ENTRE LES MODES P ET S, EN ACCORD AVEC LE PRINCIPE D'EQUIPARTITION. LE PHENOMENE D'EQUILIBRAGE DE L'ENERGIE EST EGALEMENT OBSERVE POUR LES ONDES DE CODA DU MEXIQUE, DEMONTRANT LEUR CARACTERE DIFFUSIF. ENFIN, NOUS CALCULONS LE CONE DE RETRO-DIFFUSION COHERENTE DYNAMIQUE EN CHAMP PROCHE. NOUS MONTRONS QU'APRES UN REGIME TRANSITOIRE, LE CONE SE STABILISE ET S'ETEND SUR UNE LONGUEUR D'ONDE AUTOUR DE LA SOURCE. L'ENSEMBLE DES MODELES ET OBSERVATIONS NOUS PERMETTENT DE CONFIRMER LA NATURE DIFFUSIVE DE LA CODA.

DIFFRACTION D'ONDES ELASTIQUES PAR DES MILIEUX HETEROGENES PDF

Author: Olivier Coutant
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Languages : en
Pages : 172

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ETUDE DE LA PROPAGATION D'ONDES ELASTIQUES DANS LES MILIEUX HETEROGENES, AVEC UNE ATTENTION VERS L'ETUDE DE LA DISPERSION DES ONDES DE VOLUMES, GENERATRICES DE LA CODA OBSERVEE SUR LES SISMOGRAMMES LOCAUX. DEUX TYPES DE SIMULATIONS NUMERIQUES SONT PRESENTEES ET PERMETTENT D'ETUDIER DIFFERENTS COMPORTEMENTS EN FONCTION DE LA TAILLE DES HETEROGENEITES ET DE LA FREQUENCE. UNE METHODE D'EXPLOITATION DE LA CODA DES SEISMES LOCAUX EST PROPOSEE AFIN D'OBTENIR UNE IMAGE DES HETEROGENEITES DIFFRACTANT DANS LA CROUTE. LE TRAITEMENT EST TESTE SUR DES SISMOGRAMMES SYNTHETIQUES ET APPLIQUEE A DES DONNEES DE SISMICITE ENREGISTREES AU VOLCAN KILAUEA (HAWAI)

Author: OLIVIER.. COUTANT
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Languages : fr
Pages : 0

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ETUDE DE LA PROPAGATION D'ONDES ELASTIQUES DANS LES MILIEUX HETEROGENES, AVEC UNE ATTENTION VERS L'ETUDE DE LA DISPERSION DES ONDES DE VOLUMES, GENERATRICES DE LA CODA OBSERVEE SUR LES SISMOGRAMMES LOCAUX. DEUX TYPES DE SIMULATIONS NUMERIQUES SONT PRESENTEES ET PERMETTENT D'ETUDIER DIFFERENTS COMPORTEMENTS EN FONCTION DE LA TAILLE DES HETEROGENEITES ET DE LA FREQUENCE. UNE METHODE D'EXPLOITATION DE LA CODA DES SEISMES LOCAUX EST PROPOSEE AFIN D'OBTENIR UNE IMAGE DES HETEROGENEITES DIFFRACTANT DANS LA CROUTE. LE TRAITEMENT EST TESTE SUR DES SISMOGRAMMES SYNTHETIQUES ET APPLIQUEE A DES DONNEES DE SISMICITE ENREGISTREES AU VOLCAN KILAUEA (HAWAI).

Théorie de la propagation des ondes élastiques dans des milieux inhomogènes PDF

Author: François Molino (chercheur en physique).)
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Languages : en
Pages : 162

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Méthodes Galerkin discontinues hybridables pour la propagation des ondes élastiques et acoustiques dans des milieux géophysiques complexes PDF

Author: Sébastien Terrana
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Languages : fr
Pages : 175

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Aujourd'hui les réseaux d'observation sismologique peuvent combiner des capteurs sismiques large-bande, hydrophones et micro-baromètres. Exploiter l'ensemble de ces données nécessite l'utilisation de simulations numériques capables de modéliser la propagation des ondes dans des milieux acoustiques et élastiques, avec un couplage aux interfaces fluide-solide. Avec cette thèse, nous proposons une méthode numérique de type Galerkin Discontinue Hybridable (HDG), d'ordre arbitrairement élevé en espace, permettant de modéliser la propagation des ondes élastodynamiques et acoustiques. Dans un premier temps, des conditions de transmission entre des milieux hétérogènes élastiques et acoustiques sont construites en utilisant les relations de Rankine-Hugoniot. Ces conditions sont ensuite utilisées pour établir les raccords inter-éléments dans le cadre d'une méthode HDG modélisant de manière unifiée les propagation d'ondes mécaniques dans les deux milieux. Nous proposons ensuite une discrétisation spatiale avec une approche spectrale en espace et un schéma d'intégration en temps prenant en compte l'équation algébrique de transmission. Nous montrons enfin les performances spectrales de notre méthode sur des cas tests élastiques et élasto-acoustiques académiques, nous validons notre approche PML, et enfin nous présentons une étude plus réaliste de couplage sismique-infrasons.