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Les Alpes occidentales : tomographie, localisation de séismes et topographie du Moho / The western Alps : tomography, earthquake location and Moho topography

Potin, Bertrand 01 July 2016 (has links)
Les Alpes occidentales, résultat de la collision entre la plaque Eurasie et le promontoire apulien de la plaque Afrique, traversent l'Europe sur près de 1200 km. C'est l'une des chaînes de montagnes les mieux étudiées au monde, notamment par des méthodes d'imagerie géophysique. Celles-ci ont permis de réaliser plusieurs grands profils d'échelle crustale par sismique active. Parallèlement, la sismicité de magnitude relativement modérée a motivé le déploiement de réseaux sismologiques denses permettant de localiser plusieurs milliers d'évènements par an. Ces données apportent énormément d'information sur la géodynamique actuelle des Alpes et ont servi à réaliser plusieurs tomographies. L'ensemble de ces travaux permet une bonne compréhension de la chaîne, cependant des incertitudes persistent motivant la présente étude dont l'ambition est de réaliser une tomographie de la lithosphère des Alpes occidentales.Notre étude s'appuie sur plus de 791000 temps d'arrivée d'ondes P et S émises par plus de 36000 séismes locaux et enregistrées par 375 stations. Le domaine d'étude de 456x414 km2 couvre le sud-est de la France, le nord-ouest de l'Italie et la majeure partie de la Suisse. Dans ce domaine, la majorité des séismes a lieu dans les premiers 15 km de la croûte et grande partie des temps d'arrivée correspondent à des ondes réfractées au toit du manteau. Cela permet d'obtenir une résolution convenable à la fois dans la croûte et dans le toit du manteau. L'intérêt d'utiliser un grand nombre de données est double : cela assure une couverture relativement complète du domaine et améliore par la loi des grands nombres la précision du modèle déterminé. Toutefois, ce type de jeu de données nécessite un traitement adapté pour gérer les inévitables données aberrantes.La tomographie par temps d'arrivée de séismes locaux de la lithosphère a été réalisée à l'aide du code INSIGHT, développé au cours de cette étude à partir d'un code de V. Monteiller et B. Valette. Le modèle est constitué des valeurs de vP et vP/vS en chaque nœud d'une grille 3D à taille de maille constante, des localisations et des paramètres d'effets de site analogues aux « corrections statiques » de la prospection sismique. Le modèle vP a priori pour la croûte et le manteau supérieur est une fonction continue de la profondeur. Les localisations initiales des foyers ont été obtenues à l'aide du code LOCIN développé pour cette étude et permettant de déterminer une densité de probabilité par recherche sur grille. Les temps de propagation sont déterminés pour les premières arrivées en intégrant la lenteur le long des rais ; la géométrie de ceux-ci est déterminée par le maximum du gradient des temps de propagation, eux-mêmes calculés par la résolution de l'équation eikonale par différences finies. L'inversion est menée par une approche de moindres carrés non-linéaires, basée sur une description stochastique des données et des paramètres du modèle.La topographie du Moho est déduite de ce modèle de tomographie en prenant le maximum du gradient de vP obtenu entre les isovitesses 7,3 et 7,6 km/s. Cette information est complétée par des modèles issus de précédentes études. La large proportion d'ondes réfractées de notre lot de données permet un niveau de détails relativement fin. Ce modèle du Moho est ensuite introduit comme interface a priori dans un nouveau processus de tomographie dans lequel les paramètres vP et vP/vS de la croûte et du manteau sont décorrélés. La discontinuité du Moho est mieux modélisée et les ondes réfractées sont mieux déterminées. Cette approche permet par ailleurs de calculer les temps de propagation des ondes directes lorsque celles-ci arrivent après les ondes réfractées : plus de 100000 temps d'arrivées sont ainsi ajoutés aux données et la résolution dans la croûte est améliorée.Ces deux tomographies, la topographie du Moho et les localisations fines apportent de nouvelles informations sur les structures profondes des Alpes occidentales. / The Alpine chain, which stretches in the middle of Europe across six countries, is probably the most studied mountain range in the world. Geology and metamorphism studies contributed for a large part to the current understanding of the geodynamics and history of this region. Since the second half of the 20th century, geophysical methods were employed to study its lithosphere and several crustal cross-sections where performed, mainly using controlled-source seismology. In parallel, dense seismic networks were also deployed in France, Italy, and Switzerland in order to study the usually low-magnitude activity of the western Alps. Over the past 25 years, these networks have permitted to locate tens of thousands of local earthquakes. In the last two decades, local or regional tomographic studies have been conducted using subsets of this data, which substantially improved our understanding of the deep structure of the Alps.Here, and based on 36,000 seismic events, 375 stations and more than 791,000 P and S-waves arrival times, we performed a tomographic study on a 456x414 km2 area covering the western Alps. Even if most of these earthquakes occurred within the first 15 km beneath surface, a large part of the data is composed of refracted-waves, letting us insight the deep structure of the crust. The interest of such a large dataset relies on the accuracy ensured by the law of large numbers, but the unavoidable presence of outliers requires a specific approach in order to handle it. The a priori earthquake locations were computed using the LOCIN algorithm developed in this study, which is basically a grid-search algorithm combined with a probabilistic approach.Tomography of the crust and upper mantle based on travel-times analysis was conducted using the INSIGHT algorithm which was developed in this study (based on a V. Monteiller and B. Valette algorithm). Our model consists of a set of vP and vP/vS values given at each node of a three-dimensional, regularly-spaced grid, which constitutes the inversion grid. Transition between crust and mantle is modelled by a continuous change in velocity, as we do not introduce any a priori information on the Moho interface. Earthquake locations and site-effect residuals at each station (analogous to "static corrections" in seismic prospecting) are also determined in the process. The forward computation of travel times in the 3D model is performed by integrating slowness along the rays, which are determined by a finite-difference resolution of the eikonal equation. Inversion is carried out using a non-linear least-squares approach based on a stochastic description of data and model. The smoothing and damping parameters are adjusted by means of L-curves analysis.The Moho topography is determined by matching two informations: (i) the maximum of the vP gradient within this preliminary tomographic model, taken in a 7.3-7.6~km/s range and (ii) information provided by previous studies to fix Moho depth in the border area of our study zone, where our model is poorly resolved. As our tomographic model relies on a large set of refracted waves, the Moho topography we build is detailed and presents interesting new insights for the western Alps. This Moho interface is then used as an a priori discontinuity in a new tomography process. Parameters within the crust and the upper mantle are then decorrelated, letting refracted-waves to be more correctly modelled. By this approach, we are able to compute not only the first- but also the second-arrival travel-time which corresponds to the direct wave in the crust for focus-station distances greater than 100-125 km. This allows us to add more than 100,000 new data to our dataset, which of course improves the resolution in the crust.Both tomographic models, the Moho topography and the earthquake relocations provides new evidences and constraints on the deep structure of the western Alps.
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Analyse du potentiel sismique d'un secteur lithosphérique au nord ouest des Alpes / Seismic potential analysis of a lithospheric sector north-west of the Alps

Maury, Julie 20 September 2013 (has links)
Le nord-ouest des Alpes est un domaine intraplaque présentant de très faibles déformations. C'est pourquoi il paraît délicat de déduire la probabilité d'occurrence d'un séisme de taille lithosphérique (magnitude supérieure à 7) à partir des observations de microsismicité. De telles observations sont en effet des processus superficiels et présentent peu ou pas de lien avec des processus profonds de plus grande ampleur. L'objectif est de déterminer le potentiel sismique d'un secteur au nord-ouest des Alpes en étudiant le champ de contrainte résultant d'un chargement gravitaire. Seuls les objets de taille lithosphérique, i.e. de l'ordre de la centaine de kilomètres sont pris en compte. Un modèle de contraintes à l'échelle 360 km par 400 km par 230 km d'épaisseur, centré sur la subduction fossile des Alpes de l'ouest et s'étendant jusqu'au nord de Strasbourg, est établi. L'étude des structures du nord-ouest alpin montre l'importance de l'orogène alpin qui se retrouve, enparticulier, dans les variations de profondeur des interfaces de la lithosphère. Une étude du champ de contrainte dans le socle a permis d'identifier une rotation des contraintes principales horizontales avec l'axe des Alpes. Bien que la valeur absolue des contraintes principales n'ait pas pu être déterminée, un rapport de valeur relative est calculé. Le résultat de la modélisation montre l'importance de la rhéologie dans le cas d'un chargement gravitaire. Si une rhéologie élastique est prise en compte, les directions de contrainte calculées sont totalement différentes des observations. Par contre, l'utilisation d'une rhéologie élasto-plastique combinée à l'utilisation d'une géométrie réaliste des interfaces lithosphériques permet d'obtenir des directions de contraintes cohérentes avec les données. / The north-west of the Alps is an intraplate domain with very slow deformations. So, it seems difficult to determine the probability of occurrence of a lithospheric earthquake (magnitude greater than 7) from microseismic observations. Such observations are superficial processes with little relation to deeper and bigger ones. The aim is to determine the seismic potential of a lithospheric sector north-west of the Alps, studying the stress field generated by a gravity driven model. This model is 360 km by 400 km by 230 km deep, centered on the west alpine fossil subduction and going up to the north of Strasbourg. The study of the north-west alpine structures shows the importance of the alpine orogen which generates variations in depth of the lithospheric interfaces. A study of the stress field in the basement shows a variation of principal stress directions along the strike of the Alpine chain. Even if the absolute magnitude of stresses could not be determined a relative magnitude ratio is calculated. Results underline the importance of rheology for a gravity driven model. If an elastic rheology is modeled, calculated stress directions do not match observations. However, using an elasto-plastic rheology with a realistic geometry of the lithospheric interfaces, we can obtain stress directions coherent with the data.
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Traitement des données de sismique de puits acquises en 2007 sur le site de Soultz-sous-Forêts pour la caractérisation de la fracturation du réservoir géothermique / Processing of 2007 VSP campaign in Soultz-sous-Forêts for the characterization of the fracturation within the geothermal reservoir

Lubrano Lavadera, Paul 31 May 2013 (has links)
Les données de VSP multi-source/multi-offset acquises en 2007 sur le site géothermique de Soultz-sous-Forêts sont traitées et analysées. Des géophones placés dans les puits GPK3 et GPK4 entre 3 et 5 km de profondeur ont enregistré les ondes sismiques émises par deux vibrateurs placés en 24 positions de tir réparties dans un rayon de 5 km autour des puits. Après corrélation des enregistrements avec la source associée à chaque vibrateur, les différentes composantes du champ d'onde sont séparées par filtrage en vitesse apparente. La comparaison des résultats obtenus par filtrage médian ou dans le domaine FK montre des signaux similaires. Un modèle de vitesse est établi pour pouvoir calculer les temps d'arrivée. Il comporte deux couches sédimentaires sur le socle granitique et des interfaces planes pentées. Le champ d'onde descendant de forte vitesse apparente est interprété comme des réflexions sur des structures subverticales autour des puits. Leur pendage, azimut et extension latérale sont déterminés en ajustant les temps de trajet observés et calculés par tracé de rayons 3D. Les structures à pendage vers l'ouest connues par les observations en forage et la microsismicité sont retrouvées. Une structure antithétique nouvelle est déterminée. Nos résultats permettent de compléter le modèle structural de la fracturation dans le réservoir géothermique. / The vertical seismic profiles (VSP) acquired in 2007 with multi-component geophones placed at depths between 3 and 5 km in two wells at the Soultz-sous-Forêts geothermal site are processed and analyzed. The multi-offset, multi-azimuth VSP were acquired with two simultaneously vibrating sources located in 24 distinct shot positions. After correlation of the raw records with the proper sweep sequence, the different components of the wavefield are separated according to their apparent velocities. The results obtained by median or FK filtering are similar. A velocity model is created in order to compute traveltimes. Two layers in the sediments above the granitic basement are separated by plane dipping interfaces. The downgoing waves having a fast apparent velocity are interpreted as reflections on steeply dipping reflectors. The dip, the azimuth and the lateral extent of these structures away from the well are determined by fitting the observed traveltimes with those computed by 3D ray tracing. The west dipping structures already known from borehole logging and the trends of microseismicity are constrained. A new antithetic structure is determined. Our results improve the structural model of fracturation in the geothermal reservoir.
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The sedimentary recordings of the tsunamis triggered by the 1883-Krakatau eruptions on the littoral South of Sunda Strait in the region of Ujung Kulon, Java Island, Indonesia, and the role of the coastal morphology on the organisation and the characteristics of the deposits / Les enregistrements sédimentaires des tsunamis générés par l'éruption du Krakatau en 1883 sur le littoral sud du détroit de la Sonde dans la région de Ujung Kulon, l'île de Java, Indonésie et le rôle de la morphologie côtière sur l'organisation et les caractéristiques des dépôts

Iskandarsyah, Yan 29 September 2015 (has links)
En août 1883, l'éruption du Krakatau a provoqué des vagues de tsunami. Au centre et au Nord du détroit de la Sonde, peuples au moment de l’évènement de 1883 ont fourni de nombreux témoignages visuels des phénomènes volcaniques et des tsunamis. Les côtes sauvages et austères du Sud, notamment de la région de Ujung Kulon ont toujours été exemptes de populations. Il existe donc des lacunes dans les connaissances concernant le nombre et les caractéristiques des inondations de tsunamis sur ces côtes de Ujung Kulon. L’objectif de ce travail est d’explorer et de comprendre la façon dont les tsunamis générés par les différentes phases éruptives du Krakatau en1883 ont eu lieu à Ujung Kulon sur la base d’un déchiffrage aussi poussé que possible de l'enregistrement de phénomènes extrêmes dans des dépôts sédimentaire le long des littoraux sud du détroit de la Sonde. Pour atteindre cet objectif, trois méthodes d'analyse de texture et de composition sont appliquées, à savoir l'analyse de distribution granulométrique, l'identification des microfaunes et l’Anisotropie de la Susceptibilité Magnétique (ASM). Les résultats des analyses ont démontrés cependant que l'isthme en péninsule de Ujung Kulon a enregistré 4 (quatre) tsunamis liés aux éruptions et évidences que chaque vague a été enregistrée deux fois: i) par un flux direct provenant du détroit de la Sonde en ligne droite, ii) par une vague venant de l'océan Indien, retardée dans le temps après avoir été réfractée dans l’extrémité ouest de la péninsule de Ujung Kulon (près de l'île Panaitan). Cette preuve était unique et pourrait être liée au contexte géomorphologique exceptionnel de la péninsule de Ujung Kulon, y compris l'isthme et ses baies en forme de V, qui en font l'un des pièges les plus remarquables de dépôts de tsunami. / The giant tsunamis generated by the tremendous eruptions of Krakatau in 1883 were recorded along the coasts of Sunda Strait. Eyewitnesses testimony, tidal and pressure gauges recorded at Batavia (Jakarta), and tsunami signatures left by such event have been mostly used by researchers to evidencing the occurrence of the 1883-Krakatau tsunami around the Sunda Strait. Yet, there was still gap in knowledge when talking about the evidences of the 1883-Krakatau tsunami in the southern part of Sunda Strait and around Indian Ocean, due to the lack of eyewitness and a fact that some of the coasts is mostly noted as the remote areas. Laban Isthmus, one of the intriguing coastal landforms located 80 km to the south of Krakatau and connect Ujung Kulon Peninsula to Java Island, displayed the potential to record marine flooding events issuing from Sunda Strait and Indian Ocean. This study demonstrated however that the isthmus has recorded 4 (four) tsunami events related to the eruptions. Based on a new combination approach of sedimentary and micro-fossils analyses with the Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) technique, the result of the study evidenced that each wave was recorded twice: i) by a direct flow coming from the Sunda Strait in straight line, ii) by a wave coming from the Indian Ocean, delayed in time after having been refracted around the West-end of Ujung Kulon Peninsula (near Panaitan Island). Such evidence was unique and could be related to the exceptional geomorphological context of the Ujung Kulon Peninsula, including the isthmus and its V-shape bays, which made it one of the most remarkable traps of tsunami deposits.
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An?lise da dispers?o de ondas de superficie na Provincia Borborema, Nordeste do Brasil

Nascimento, Rosana Maria do 03 August 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-03-13T17:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RosanaMN_DISSERT.pdf: 3523232 bytes, checksum: 011fb01612f8bf7e79dd72d9c0642aae (MD5) Previous issue date: 2010-08-03 / The Borborema Province, Northeastern Brazil, had its internal structure investigated by different geophysical methods like gravity, magnetics and seismics. Additionally, many geological studies were also carried out to define the structural domains of this province. Despite the plethora of studies, there are still many important open aspects about its evolution. Here, we study the velocity structure of S-wave in the crust using dispersion of surface waves. The dispersion of surface waves allows an estimate of the average thickness of the crust across the region between the stations. The inversion of the velocity structure was carried out using the inter-station dispersion of surface waves of Rayleigh and Love types. The teleseismic events are mainly from the edges of the South and North American plates. The period of data collection occurred between 2007 and 2010 and we selected 7 events with magnitude above 5.0 MW and up to 40 km depth. The difference between the events back-azimuths and the interstation path was not greater than 10. We also know the depth of the Moho, results from Receiver Functions (Novo Barbosa, 2008), and use those as constrains in inversion. Even using different parameterizations of models for the inversion, our results were very similar the mean profiles velocity structure of S-wave. In pairs of stations located in the Cear?a Central Domain Borborema the province, there are ranges of depths for which the velocities of S are very close. Most of the results in the profile near the Moho complicate their interpretation at that depth, coinciding with the geology of the region, where there are many shear zones. In particular, the profile that have the route Potiguar Bacia in inter-station, had low velocities in the crust. We combine these results to the results of gravimetry and magnetometry (Oliveira, 2008) and receptor function (Novo Barbosa, 2008). We finally, the first results on the behavior of the velocity structure of S-wave with depth in the Province Borborema / A Prov?ncia Borborema, Nordeste do Brasil, tem sua estrutura interna investigada por diferentes m?todos geof?sicos: gravim?tricos, magn?ticos e s?smicos. Adicionalmente, muitos estudos geol?gicos foram levados a definir dom?nios estruturais para a prov?ncia; mas, ainda h? muitos aspectos em aberto sobre sua evolu??o. Neste trabalho, estudamos o comportamento da velocidade da onda S com a profundidade na crosta, usando a caracter?stica de dispers?o das ondas de superf?cie. No m?todo Inter-Esta??o, a dispers?o calculada em cada esta??o, nos ajuda a estimar a espessura m?dia da crosta na regi?o entre as duas esta??es. As invers?es das curvas de dispers~ao s~ao feitas usando a dispers?o inter-esta??o de ondas Rayleigh e Love. Os eventos teless??smicos selecionados s?o principalmente das bordas das placas Sul-Americana e Americana. O per?odo da coleta de dados ocorreu entre 2007 e 2010. Foram usados 7 eventos com magnitudes acima de 5.0 MW e at? 40 km de profundidade. A pequena quantidade de dados se justifica pelo fato dos eventos estarem a pelo menos 10_ do caminho de c?rculo m?ximo entre as esta?oes. Usamos tamb?em o conhecimento da profundidade da Moho, resultados de Fun??es do Receptor (Novo Barbosa, 2008) como v??nculos na invers?o. Mesmo usando diferentes parametriza??es de modelos para a invers~ao, nossos resultados foram de perfis m?edios de velocidade de onda S muito parecidos. Nos pares de estac? ~oes localizados no dom??nio Cear? Central da Prov??ncia Borborema, h? intervalos de profundidades, para os quais as velocidades de S s?o muito pr?ximas na regi?o inter-estac? ~ao desse dom??nio. Na maioria dos resultados, as varia??es da velocidade da onda S no perfil pr?oximas a Moho, dificultam a interpreta??o dos mesmos a essa profundidade e podem indicar forte varia??o lateral, coincidindo com a geologia da regi?o, onde existem muitas zonas de cisalhamento. Em particular, o perfil que possui a Bacia Potiguar no percurso inter-estac? ~ao, apresenta baixas velocidades na crosta. Integramos esses resultados aos resultados da gravimetria e magnetometria (Oliveira, 2008) e func? ~ao do receptor (Novo Barbosa, 2008). Assim, obtivemos os primeiros ind??cios sobre o comportamento da velocidade da onda S com a profundidade, na prov??ncia Borborema
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Etude des hauts et bas topographiques dans les marges profondes de type « upper plate » : exemple des unités du Briançonnais et du Prépiémontais dans les Alpes et comparaison avec des analogues modernes / Study of topographic high and low in "upper plate" margins : example with the Briançonnais and Prépiémontais units in the Alps and comparisons with modern analogs

Haupert, Isabelle 08 September 2015 (has links)
Cette étude se concentre sur la caractérisation des blocs-H préservés dans les marges de type « upper plate ». L’approche terre-mer a permis de diviser l’architecture crustale d’une « upper plate » en trois terrasses et deux zones d’escarpement, possédant leurs propres architectures crustales et stratigraphiques. Les limites de terrasses sont liées à des changements dans les modes d’extensions et définissent des points majeurs. Dans les Alpes il apparait que les principales structures Alpines correspondent à la réactivation des zones d’escarpements ou des failles de détachement. La collision finale est contrôlée par la présence des butoirs pouvant coïncider avec la zone de necking et le point de couplage de la marge de rift. La comparaison entre les observations de terrain et l’imagerie à l’échelle crustale, a permis d’intégrer plus de détails géologiques dans les observations sismique. / This study focused on the characterization of so called “H-blocks” recorded in upper plate. The onshore-offshore approach used in this study enabled to characterize and divide the crustal architecture of upper plate margins in three terraces and two ramps, characterized by diagnostic structural and stratigraphic features. Limits of terraces and location of ramps are considered to coincide with changes in the mode of extension and to define major limits/points. It appears that major Alpine structures result from the reactivation of former ramps or extensional detachment faults. Final collision appears to be controlled by the presence of strong buttresses that may coincide with the necking zone/coupling point of the former margin. The comparison of the different datasets ranging from field outcrops to seismic sections enables integrate more detailed geological observations in seismic observations.
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Évolution tectono-magmatique menant à l'océanisation sur les marges passives pauvres en magma : exemple des marges Australie-Antarctique / Tectono-magmatic evolution leading to the onset of oceanic spreading at magma-poor rifted margins : example of the Australia-Antarctica margins

Gillard, Morgane 04 December 2014 (has links)
L’architecture crustale et l’évolution de la partie profonde des marges passives peu-magmatiques sont encore mal comprises. En prenant comme chantier principal les marges Australie-Antarctique, cette thèse montre que l’enregistrement de la déformation dans les sédiments met en évidence une évolution polyphasée des marges distales. Cette évolution polyphasée implique le développement de multiples systèmes de détachement présentant une organisation hors-séquence et menant à une architecture finale symétrique des domaines exhumés. Cette organisation des systèmes de failles est liée à des cycles de délocalisation / relocalisation de la déformation influencés par l’apport magmatique, par un niveau de découplage et par la remontée asthénosphérique. L’interaction faille / magma apparait particulièrement importante dans l’évolution des marges distales. Cette étude a permis de mieux caractériser la rupture lithosphérique, qui peut se définir comme un événement tectono-magmatique progressif. / The crustal architecture and evolution of the deepest part of magma-poor rifted margins is currently not well understood. Taking the Australia-Antarctica margins as main study area, this thesis shows that the record of the deformation in sediments highlights a clear polyphase evolution of distal margins. This polyphase evolution implies the development of multiple detachment systems presenting an out-of-sequence organization and leading to a final symmetric architecture of the exhumed domains. This organization of fault systems is linked to cycles of delocalisation / re-localisation of the deformation influenced by the magmatic supply, by a decoupling level and by the asthenospheric uplift. Fault / magma interaction appears particularly important during the evolution of distal margins. This study allowed a better characterization of the lithospheric breakup, which can be defined as a progressive tectono-magmatic event.
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Étude d'un réservoir géothermique profond par corrélation de bruit sismique ambiant / Study of a deep geothermal reservoir using ambient seismic noise correlation

Lehujeur, Maximilien 06 October 2015 (has links)
Cette thèse porte sur l’application de la technique de corrélation de bruit sismologique ambiant pour l'imagerie et le suivi des réservoirs géothermiques de Rittershoffen (ECOGI) et de Soultz-sous-Forêts (GEIE-EMC). La forte variabilité spatio-temporelle des sources du bruit de fond sismologique dans la gamme de période 0.2-7s limite la reconstruction des fonctions de Green. Cela induit des erreurs dans la construction des modèles de vitesse. Deux approches sont proposées pour s’affranchir des effets de la non-uniformité spatiale du bruit. Par ailleurs, la variabilité temporelle des sources de bruit est un facteur limitant pour le suivi du réservoir. On estime que les perturbations de vitesse doivent être de l’ordre de 0.1% à 1% pour pouvoir être détectées par les réseaux disponibles. Ce seuil n’a pas été franchi lors de la construction du site Rittershoffen mais une modification probable des propriétés diffractantes du milieu a été observée à la suite d’une stimulation. / This work focuses on the application of the ambient seismic noise correlation technique for the imaging and monitoring of deep geothermal reservoirs near Rittershoffen (ECOGI) and Soultz-sous-Forêts (GEIE-EMC). The strong spatial and temporal variability of the noise sources in the period range 0.2-7s limits the reconstruction of the Green’s functions. This results in significant errors in the velocity models. Two approaches are proposed to overcome the spatial non-uniformity of the noise and to improve the quality of the velocity models. Besides that, the temporal variability of the noise sources is a limiting factor for monitoring purposes. We estimate that the speed variations should be larger than 0.1% to 1% to be detected by the available networks. This threshold was not reached at Rittershoffen during the drillings or the stimulations. However, a probable change of the diffracting properties of the medium was observed following a hydraulic stimulation.
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Tectonique active de la région d'Oulan Bator, Mongolie : analyse morpho-tectonique et paléosismologique des failles actives de Sharkhai et Avdar / Active tectonic of the region of Ulaan Baatar, Mongolia : morpho-tectonic and paléosismological analysis of Sharkhai and Avdar active faults

Al Ashkar, Abeer 07 September 2015 (has links)
Cette thèse porte sur la tectonique active et l’analyse de deux nouvelles failles : la faille de Sharkhai et la faille d’Avdar. Les deux failles ont été découvertes, en 2011, à partir des images satellitaires HR, à quelques dizaines de kilomètres de la capitale de la Mongolie, Oulan Bator. Une approche morpho-tectonique, géomorphologique et paléosismologique, à partir des images de haute résolution Pléiades et d’études de terrain, notamment de tranchées, a permis: 1) de cartographier les deux failles en détail; 2) de décrire leur géométrie et segmentation; 3) de contraindre leur cinématique; 4) de documenter leur activité récente et leur comportement sismique (décalages co-sismiques et cumulés, période de retour, taux de glissement). La faille de Sharkhai s’étend sur 46 km selon une direction comprise entre N42°E et N72°E en moyenne, avec un pendage de 66° à 72° vers le sud-est entre E106.31°/N47.352° et E106.53°/N47.485°, et sub-vertical entre E106.474°/N47.473° et E106.75°/N47.57°. Elle est caractérisée par une géométrie rectiligne et simple en surface. C’est une faille senestre avec une composante verticale normale. L’étude paléosismique met en évidence trois séismes : le séisme EQ3 s’est produit avant 3850±120 calBP, le séisme EQ2 entre 2400±70 calBP et 2030±40 calBP, et le séisme le plus récent (MRE) entre 1090±84 calBP et avant l’âge du sol récent. La période de retour minimum des forts séismes sur la faille de Sharkhai est 1195±157 ans, ce qui implique une vitesse de glissement maximum comprise entre 0.6±0.2 et 2.14±0.5 mm/an. Plusieurs scénarios de segmentation de la faille sont proposés indiquant que la faille est capable de produire des séismes de magnitude comprise entre 6 et 7. L’accélération maximale du sol (PGA au rocher) générée à Oulan Bator serait de 0.12 g, au nouvel aéroport de 0.28 g, et à la ville de Zuunmod de 0.17 g. Ces valeurs correspondent à une intensité (MMI) comprise entre VI et X. La faille d’Avdar s’étend sur 47 km selon une direction moyenne comprise entre N26°E et N88°E avec un pendage variant de 40° à 55°. La partie sud-ouest de la faille est caractérisé par une géométrie simple et linéaire. Par contre, l’architecture de la faille est complexe dans la partie nord-est. Les décalages mesurés indiquent que la faille est une faille senestre avec une composante normale. Les tranchées paléosismiques documentent son activité sismique pendant le quaternaire. La faille peut se diviser en plusieurs segments, suggérant des séismes de magnitude comprise entre 5.8 et 7. Les valeurs de PGA (au rocher) les plus importants seraient de 0.1 g pour Oulan Bator, 0.18 g pour le nouvel aéroport et 0.19 g pour la ville de Zuunmod. Ces valeurs indiquent une intensité de l’ordre de VI à X. Les investigations paléosismiques montrent que le dernier séisme est plus récent que 5665±85 calBP. Tous ces résultats doivent être pris en compte dans l’estimation de l’aléa sismique de la région de la capitale Oulan Bator, qui a elle seule comprend plus de la moitié de la population du pays. Située sur un bassin sédimentaire, elle est le centre commercial et industriel du pays et contient divers bâtiments vulnérables. Enfin, elle est en pleine croissance avec un nouvel aéroport en construction à proximité de la faille de Sharkhai, secteur où la ville va très rapidement s’étendre. / This thesis focuses on the active tectonic of two new faults: the Sharkhai fault and the Avdar faults. Both faults were discovered in 2011 from HR satellite images at tens kilometers from the capital of Mongolia, Ulaanbaatar.Morpho-tectonic, geomorphological and paleoseismological approaches using high resolution Pleiades satellites images and field investigations allowed: 1) to map the both faults in details; 2) to describe their geometry and segmentation; 3) to identify their kinematic; 4) to document their recent activity and their seismic behavior (co-seismic and cumulated displacements, the time of the last earthquakes, slip rate). The Sharkhai fault extends 46 km with an average direction between N42°E and N72°E, and a dip between 72° and 66° either to south-east, between E106.31°/N47.352° and E106.53°/N47.485°, or sub-vertical between E106.474°/N47.473° and E106.75°/N47.57°. The fault is characterized by a linear and simple geometry. It is a left lateral strike slip with a normal vertical component. The paleoseismological investigations show evidences for three earthquakes: the EQ3 earthquake occurred before 3850±120 calBP, the EQ2 earthquake between 2400±70 calBP and 2030±40 calBP, and the most recent earthquake (MRE) between 1090±84 calBP and before the age of recent soil. The minimum return period of strong earthquakes on the fault Sharkhai is 1195 ± 157 years, which implies a maximum slip rate between 0.6±0.2 and 2.14±0.5 mm/year. Several segmentation scenarios of the fault where proposed indicating that the fault is capable to produce an earthquake of magnitude between 6 and 7. The maximum peak ground acceleration (PGA at rock) generated at Ulaanbaatar is 0.12 g, 0.28 g at the new airport, and 0.17 g at the city of Zuunmod. These values correspond to intensity between VI and X at rock sites. The Avdar fault, 47 km length, have an average orientation between N26°E and N88°E and a dip between 40° and 55°. The southwestern part of the fault is characterized by a simple and linear geometry while the architecture of the surface rupture is complex in the northeastern part. The measured offsets indicate that the fault is left lateral with a normal component. The paleoseismic trenches attest its seismic activity during the Quaternary. The fault can be divided into several segments suggesting earthquakes of a magnitude ranging from 5.8 to 7. The most important values of PGA (at rock site) would be 0.1 g at Ulaanbaatar, 0.18 g for the new airport and 0.19 g for Zuunmod city. These values indicate an intensity between VI and X. Paleoseismic trench shows that the last earthquake occurred on the fault since 5665± 85calBP. All these results should be considered in estimating the seismic hazard in the region of the capital Ulaanbaatar especially as, alone, it contains more than the half of the country population. Situated in a sedimentary basin, it is the commercial and industrial center of Mongolia and contains many vulnerable buildings. Also, the city is growing with a new airport construction near the fault Sharkhai area where the city will extend very quickly.

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