Proposition de stage : Modélisation numérique de mesures géophysiques par la méthode MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) pour la construction de courbes de dispersion

Stage de 4-6 mois, à partir de mars 2019

Contexte et objectifs

L’identification de la structure des couches superficielles de la terre est importante pour des raisons économiques et de sécurité. Ce problème est généralement difficile compte tenu des variations spatiales rapides et significatives des couches superficielles, souvent composées de sols non consolidés. Le recours à des forages à grande échelle n’est pas envisageable étant donnée le cout et l’effort.
Aussi, les méthodes géophysiques non invasives consistant à déduire ces propriétés par problème inverse à partir de mesures sismiques en surface sont le plus souvent employées. Ces méthodes s’appuient généralement sur l’évaluation de la dispersion des ondes de surface pour déterminer les propriétés élastiques du sous-sol.

Plus particulièrement, la méthode MASW est couramment utilisée pour déterminer le profil des vitesses de l’onde de cisaillement des couches de sol en proche surface (hauteur des couches et vitesse de cisaillement par couche). Cette méthode consiste à une excitation à la masse (cf figure de gauche ci-dessus) et la mesure des signaux sur un ensemble de géophones. On s’appuie ensuite sur l’analyse des propriétés de dispersion de l’onde de Rayleigh (figure de droite).

L’objectif de ce stage est de mener des simulations numériques afin d’évaluer différentes méthodes disponibles pour le calcul des courbes de dispersion et pour guider de futures campagnes expérimentales.
Les simulations numériques de propagation d’ondes seront menées en 2D et 3D avec le code_aster (code aux éléments finis développé par EDF) et EFISPEC (code aux éléments spectraux développé par BRGM). Les deux codes sont des codes opensource.

Cadre

Ce stage se place au sein des activités de l’institut SEISM (https://www.institut-seism.fr/). Il s’agit d’une collaboration entre Electricité de France (EDF), et le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) pour le développement de méthodes innovantes pour la caractérisation du sous-sol des sites industriels.

Co-encadrants:
Kristel Meza-Fajardo, Florent de Martin, Adnand Bitri (BRGM)
Irmela Zentner, Denis Vautrin (EDF R&D)

Profil recherché

Etudiant en dernière année d’école d’ingénieur ou master en sismologie/géophysique. Des solides connaissances en propagation des ondes et simulation numérique ainsi que des connaissances en programmation (Python, Matlab) sont requises pour mener à bien ce travail.

Durée

4-6 mois, à partir de mars 2019

Lieu de travail principal

BRGM Orléans, déplacement à Paris-Saclay à prévoir

Contact

Kristel Meza-Fajardo: K.MezaFajardo@brgm.fr
Irmela Zentner: Irmela.zentner@edf.fr

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