Imagerie lithosphérique par inversion de formes d’ondes télésismiques – Application aux Alpes Occidentales
Auteur / Autrice : | Stephen Beller |
Direction : | Stéphane Operto, Guust Nolet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences de la planète et de l'univers |
Date : | Soutenance le 24/02/2017 |
Etablissement(s) : | Université Côte d'Azur (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019) |
Laboratoire : Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Géoazur | |
Jury : | Président / Présidente : Bertrand Delouis |
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Operto, Guust Nolet, Bertrand Delouis, Sébastien Chevrot, Jean Virieux, Anne Paul, Luis Rivera | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Chevrot, Jean Virieux |
Mots clés
Résumé
Dans cette thèse, un algorithme d'inversion de formes d'ondes (FWI) est développé pour l'imagerie 3D des paramètres élastiques de la lithosphère à partir des enregistrements télésismiques dans le but d'accroître la résolution des images lithosphériques. La modélisation sismique est effectuée par un méthode hybride d'injection de champ d'ondes. Une première modélisation est effectuée dans une Terre globale avec le logiciel AxiSEM pour déterminer les champs d’ondes aux bords de la cible lithosphérique. Ces solutions sont ensuite propagées dans cette cible par une méthode aux éléments finis spectraux. Le problème inverse est résolu avec un algorithme d’optimisation locale de type quasi-Newton (l-BFGS). La sensibilité de la méthode à la configuration expérimentale (paramétrisation du milieu, modèle initial, géométrie et échantillonnage du dispositif de capteurs) est tout d’abord analysée avec un modèle synthétique réaliste des Alpes Occidentales. L’algorithme est finalement appliqué à neuf événements de la campagne CIFALPS dans les Alpes occidentales jusqu’à une fréquence de 0.2Hz. Les modèles de vitesses P et S et de densité révèlent les grandes structures lithosphériques de la chaîne alpine, en particulier le corps d’Ivrée et la géométrie des Moho européen et adriatique. Plus profondément, deux anomalies de vitesses lentes sont imagées dans le manteau et sont interprétées comme la signature d’une remontée asthénosphérique et la localisation du détachement du panneau plongeant européen. Ces résultats corroborent l’hypothèse d’une subduction continentale de la croûte européenne et d’une éventuelle déchirure du panneau plongeant européen lors de la phase de collision.