Bruit sismique

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Reconstruction des vagues à partir du bruit sismique

Microséismes : bruit sismique engendré pas les vagues

Origine des microséismes

Depuis plus de 100 ans, les sismologues observe qu'une partie du bruit sismique enregistré est lié à la houle. Ces événements sismiques liés à la houle sont appelés microséismes. On observe deux types de microséismes qui on pour origine deux mécanismes bien distinct:

  • Microséismes primaire (P-micro): bruit sismique observé à la même fréquence que la houle uniquement près des cotes. Ils sont engendrés par l'impact direct de la houle sur le plateau continental. Ce mécanisme direct n'est pas encore complétement compris, il fait intervenir: le couplage sismo-accoustique, la pente et la topographie du plateau continental.
  • Microséismes double-fréquence (DF-micro): bruit sismique observé à la fréquence double de la houle. Ce bruit est généralement plus énergétique que celui générés par les microséismes primaires. Découvert par Miche (1944), ce mécanisme est le résultat de l'interaction non-linéaire entre des vagues lorsque celles ci sont de mêmes fréquences et de direction opposées. Il a deux manière de produire cette situation: par réflexion à la cote ou en océan ouvert dans les zones génératrice de houle de type tempête (engendré par des vents contraire). On trouvera, la théorie détaillé dans les travaux de Longuet-Higgins (1951) et Hasselman (1963).

Génération de DF en océan ouvert

Intérêts des microséismes pour l' étude de la houle

Le projet IOWAGA qui a pour but de lié de la meilleur manière la connaissance de l' état de la mer a des applications géophysiques. Un des axes de ce projet est d'utiliser le bruit sismique mesuré pour estimer ou vérifier les propriétés de la houle à partir de l'analyse des microséismes. Sachant que l'on dénombre plus de 10 000 stations sismiques déployées sur l'ensemble du globe depuis 50 ans, cette méthode présente deux intérêts majeur:

  1. Spatial: Accès a l'état de mer a des endroits du globe qui ne sont pas couvert par les bouée houlographes notamment dans l'hémisphère Sud
  2. Temporel: Accès à l'état de mer jusqu'a potentiellement 50 ans, applications en climatologie: phénomènes cycliques (El Nino pour Pacifique, NAO pour l'Atlantique), événements extrêmes etc …

Type de données à traitées

Donnée sismiques

  • Stations sismiques: Parmis la multitude des stations sismiques sur l'ensemble du globe, seul des stations large bande et de qualité permettent l'enregistrement des microséismes. Un effort considérable de la communauté des sismologues permet l'accès au données via le serveur IRIS sous un format standard et international nommé SEED (Standard for the Exchange of Earthquake Data). Nos données proviennent en priorité du réseaux sismique français GEOSCOPE piloté par l'IPGP (Institut de Physique du Globle de Paris), car une collaboration directe permet de s'assurer de la qualité et des étapes de traitement fiable.

Voir détails traitement sismiques

  • Hydrophones autonomes: Depuis 1990, des réseaux d'hydrophones immergés dans le canal SOFAR enregistrent les sons qui voyagent dans ce guide d'onde naturel. Ces enregistrements acoustique permettent entre autres d'étudier la sismicité des fonds océaniques, les chutes et mouvements d'iceberg ainsi que les mammifères marins. Potentiellement, la réponse instrumentales de ces instruments [1-250Hz] permet d'observer des ondes en surface.

Voir détails traitement hydrophones

  • Sismomètres fond de mer (OBS): Déployés en fond de mer, il permettent éventuellement d'enregistrer les microséismes en océan ouvert et ainsi de confirmé lur existence par l'observation directe.

Voir détails traitement OBS

Vagues

  • Bouées: valables depuis 20 ans ? (avec spectre directionnel depuis 10ans)
  • Satellite: valables depuis 15 ans ? (avec spectre directionnel depuis 10ans)

plus de détails ...

Travail en cours

Modèle directe: vagues => bruit sismique

Hindcast du bruit sismique des modèles de vagues.

Modèle inverse: bruit sismique => vagues

Reconstruction des vagues à partir du bruit sismique.

Liens externes

  • Projet IOWAGA
  • Centre mondial de données sismiques IRIS
  • Réseaux français de données sismiques GEOSCOPE