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Imagerie de milieux salifères aux échelles crustales et expérimentales par méthodes de migration sismique et méthode de l’adjoint: applications marines
15 juin 2022 @ 15h00 – 16h00 CEST
Soutenance de thèse de doctorat de Javier Abreu-Torres.
devant le jury composé de :
| Roland MARTIN | Ingénieur de recherche | CNRS – GET | Directeur de thèse | |||
| Hervé CHAURIS | Professeur | MINES ParisTech | Rapporteur | |||
| Julien DIAZ | Directeur de recherche | INRIA Bordeaux-South West | Examinateur | |||
| Jose DARROZES | Maître de conférences | Université Toulouse III – Paul Sabatier | CoDirecteur de thèse | |||
| Myriam SCHMUTZ | Professeure des universités | Institut National Polytechnique Bordeaux | Examinateur | |||
| Olivier VANDERHAEGHE | Professeur des universités | Université Toulouse III – Paul Sabatier | Examinateur | |||
| Yann CAPDEVILLE | Directeur de recherche | CNRS Nantes – LPG | Rapporteur |
| Résumé de la thèse en français : |
| La découverte de structures géologiques salines est une raison économique importante pour l’exploration dans le monde car elles constituent un piège naturel pour diverses ressources. Cependant, l’imagerie de ces structures est un grand défi. En raison des propriétés du sel, dont les vitesses de propagation sont beaucoup plus élevées que celles des strates adjacentes, les ondes sismiques sont piégées dans ces structures, produisant un grand nombre d’artefacts numériques parasites, tels que des multiples. Cela interfère avec le signal sismique primaire, ce qui empêche de voir clairement ce qui se trouve sous les structures salifères. Parmi toutes les méthodes d’exploration géophysique, la méthode de migration par renversement temporel (RTM), qui fait partie des méthodes qui utilisent la résolution de la forme d’onde sismique complète, est un outil d’imagerie très puissant, même dans les régions à géologie complexe. Dans ce travail, nous utilisons la méthode RTM basée sur l’adjoint, qui consiste essentiellement en trois étapes: la solution de l’équation des ondes, la solution de l’équation des ondes adjointe et la condition d’imagerie, qui consiste en la corrélation des champs d’ondes directs et adjoints. Ce travail peut être divisé en deux cas d’étude: le premier cas consiste en un modèle synthétique bidimensionnel d’un dôme de sel, issu de la migration finale d’une étude réelle dans le Golfe du Mexique. Le second cas consiste en un modèle tridimensionnel expérimental (WAVES), élaboré par le laboratoire LMA de Marseille, qui simule une structure saline, structures sédimentaires environnantes, et un socle. Le modèle a été immergé dans l’eau pour recréer un sondage marin réaliste. Deux types de données différents ont été obtenus dans cette expérience : des données à décalage nul et des données à décalage multiple. Pour résoudre l’équation des ondes impliquée dans la méthode RTM basée sur l’adjoint, nous utilisons des différences finies d’ordre 4 dans les deux cas. De plus, dans le second cas, nous avons utilisé le code UniSolver, qui résout la méthode RTM basée sur l’adjoint en utilisant des différences finies d’ordre 4 et un parallélisme basé sur MPI. Nous avons mis en œuvre les équations viscoélastiques pour simuler l’effet de l’atténuation. Pour cette raison, le schéma « Checkpointing » est introduit pour calculer la condition d’imagerie et assurer la stabilité physique et numérique. Dans le premier cas d’étude, nous analysons la reconstruction de l’image du dôme de sel que produisent différents noyaux de sensibilité. Nous calculons ces noyaux en utilisant différentes paramétrisations (densité – vitesse P), ou (densité – constantes de Lamé) pour une rhéologie acoustique. Nous étudions également comment l’utilisation de différents modèles a priori affecte l’image finale en fonction du type de noyau calculé. En utilisant les résultats obtenus en 2D, nous calculons des noyaux synthétiques tridimensionnels en utilisant une rhéologie élastique. Dans le second cas, nous effectuons d’abord une calibration des propriétés du modèle pour des données à décalage nul, et une fois que les données synthétiques et réelles s’ajustent bien, nous calculons les noyaux tridimensionnels. Nous résolvons le problème direct pour le cas à décalage multiple avec et sans effets d’atténuation. Nous comparons les données synthétiques calculées avec des rhéologies élastiques ou viscoélastiques avec les données réelles. Cela permet ainsi de voir l’impact de l’atténuation dans les signaux. Cela ouvrira la voie à de la RTM et des simulations de la forme d’onde complète viscoélastique dans des contextes tectoniques salifères. Enfin, nous avons implémenté l’algorithme LSRTM pour les données acoustiques synthétiques bidimensionnelles et pour les données viscoélastiques réelles tridimensionnelles, qui est un processus d’inversion itératif, nous avons suivi l’approche du gradient conjugué, en vérifiant que les conditions de Wolfe sont satisfaites. |