Imagerie Spatio-temporelle de la Source sismique par

Renversement Temporel

Stage de recherche de M2 effectué au Laboratoire de Sismologie de l’IPGP

sous la direction de Jean-Paul Montagner

Virginie PENQUERC’H

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• Renversement temporel dans le cas acoustique.

• Expériences à l’aide de sismogrammes synthétiques dans le modèle PREM.

• Renversement temporel de données réelles.

• Conclusions et Perspectives.

Plan :

Cas acoustique :

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• Équation d’onde dans le cas acoustique pour un milieu non-dissipatif :

• et sont solutions de cette équation.

• Est-il possible d’inverser, de manière concrète, le cours du temps ?

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• Depuis les années 1990, expériences de Mathias Fink :

(Fink, 1996)

Refocalisation au niveau de la source initiale.

Applications : milieu médical, détection de défauts dans les matériaux…

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Difficultés dans le cas terrestre :

Onde acoustique :

• Champ scalaire

• Renversement temporel dans le même milieu

• Milieu non-dissipatif

• Bords rigides

Onde sismique :

• Champ vectoriel (trois composantes)

• Renversement temporel dans un milieu différent (modèle numérique PREM)

• Nécessité de prendre en compte l’atténuation de la Terre

• Surface libre (impossibilité de réinjecter tel quel le déplacement enregistré)

Expériences à l’aide de synthétiques :

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• Modèle de Terre PREM (Anderson & Dziewonski, 1981).

• Utilisation des modes propres de la Terre pour générer les sismogrammes synthétiques.

• Renversement des ondes de Rayleigh qui dominent le signal.

• Différents tests : – Répartition des stations Répartition azimuthale

– Nombre de stations Nombre élevé

– Profondeur de la source Source superficielle

– Bande de fréquences Large bande

– Mécanisme au foyer

– Nombre de composantes Composante verticale

Renversement temporel à l’aide de données réelles :

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• Mozambique le 22/02/2006 à 22h 19min 15.7s (TU).

latitude : –21.32° Mw = 7.5

longitude : 33.37° faille normale N168°

profondeur : 12 km

Données de 112 stations filtrées entre 2 et 9 mHz.

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Film Mozambique

Données réelles

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Synthétiques Réelles

Bonne refocalisation : localisation du séisme et diagramme de radiation correspondant retrouvés.

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Décalage en temps Hétérogénéités de la Terre.

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• Pakistan le 08/10/2005 à 3h 50min 51.5s (TU).

latitude : 34.38° Mw = 7.6

longitude : 73.47° faille inverse N114°

profondeur : 12 km

Données de 86 stations filtrées entre 2 et 9 mHz.

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Film Pakistan

Données réeelles

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Synthétiques Réelles

Refocalisation : localisation et mécanisme au foyer retrouvés

Décalage dans l’orientation du plan de faille

Conclusions :

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• Possibilité de retrouver la localisation et le diagramme de radiation dans le cas d’une source superficielle.

• Applications : étude des sources sismiques et tomographie.

• Il reste encore de nombreux points à améliorer :– Renvoyer les ondes de volumes détection d’une source profonde.

– Renverser les trois composantes retrouver le tenseurs des moments sismiques et, par suite, les paramètres complets de la source.