Academic literature on the topic 'Inversion champ'

Abstract. GNSS Radio Occultation (RO) refractivity climatologies for the stratosphere can be obtained from the Abel inversion of monthly average bending-angle profiles. The averaging of large numbers of profiles suppresses random noise and this, in combination with simple exponential extrapolation above an altitude of 80 km, circumvents the need for a "statistical optimization" step in the processing. Using data from the US-Taiwanese COSMIC mission, which provides ~ 1500–2000 occultations per day, it has been shown that this Average-Profile Inversion (API) technique provides a robust method for generating stratospheric refractivity climatologies. Prior to the launch of COSMIC in mid-2006, the data records rely on data from the CHAMP mission. In order to exploit the full range of available RO data, the usage of CHAMP data is also required. CHAMP only provided ~ 200 profiles per day, and the measurements were noisier than COSMIC. As a consequence, the main research question in this study was to see if the average bending angle approach is also applicable to CHAMP data. Different methods for suppression of random noise – statistical and through data quality pre-screening – were tested. The API retrievals were compared with the more conventional approach of averaging individual refractivity profiles, produced with the implementation of statistical optimization used in the EUMETSAT Radio Occultation Meteorology Satellite Application Facility (ROM SAF) operational processing. In this study it is demonstrated that the API retrieval technique works well for CHAMP data, enabling the generation of long-term stratospheric RO climate data records from August 2001 and onward. The resulting CHAMP refractivity climatologies are found to be practically identical to the standard retrieval at the DMI below altitudes of 35 km. Between 35 km to 50 km the differences between the two retrieval methods started to increase, showing largest differences at high latitudes and high altitudes. Furthermore, in the winter hemisphere high latitude region, the biases relative to ECMWF were generally smaller for the new approach than for the standard retrieval.

Abstract. Global Navigation Satellite System Radio Occultation (GNSS-RO) refractivity climatologies for the stratosphere can be obtained from the Abel inversion of monthly average bending-angle profiles. The averaging of large numbers of profiles suppresses random noise and this, in combination with simple exponential extrapolation above an altitude of 80 km, circumvents the need for a "statistical optimization" step in the processing. Using data from the US–Taiwanese COSMIC mission, which provides ~1500–2000 occultations per day, it has been shown that this average-profile inversion (API) technique provides a robust method for generating stratospheric refractivity climatologies. Prior to the launch of COSMIC in mid-2006, the data records rely on data from the CHAMP (CHAllenging Mini-satellite Payload) mission. In order to exploit the full range of available RO data, the usage of CHAMP data is also required. CHAMP only provided ~200 profiles per day, and the measurements were noisier than COSMIC. As a consequence, the main research question in this study was to see if the average bending-angle approach is also applicable to CHAMP data. Different methods for the suppression of random noise – statistical and through data quality prescreening – were tested. The API retrievals were compared with the more conventional approach of averaging individual refractivity profiles, produced with the implementation of statistical optimization used in the EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) Radio Occultation Meteorology Satellite Application Facility (ROM SAF) operational processing. In this study it is demonstrated that the API retrieval technique works well for CHAMP data, enabling the generation of long-term stratospheric RO climate data records from August 2001 and onward. The resulting CHAMP refractivity climatologies are found to be practically identical to the standard retrieval at the DMI (Danish Meteorological Institute) below altitudes of 35 km. Between 35 and 50 km, the differences between the two retrieval methods started to increase, showing largest differences at high latitudes and high altitudes. Furthermore, in the winter hemisphere high-latitude region, the biases relative to ECMWF (European Centre for Medium-range Weather Forecasts) were generally smaller for the new approach than for the standard retrieval.

Abstract. Over a decade ago the semidiurnal lunar M2 ocean tide was identified in CHAMP satellite magnetometer data. Since then and especially since the launch of the satellite mission Swarm, electromagnetic tidal observations from satellites are increasingly used to infer electric properties of the upper mantle. In most of these inversions, ocean tidal models are used to generate oceanic tidal electromagnetic signals via electromagnetic induction. The modeled signals are subsequently compared to the satellite observations. During the inversion, since the tidal models are considered error free, discrepancies between forward models and observations are projected only onto the induction part of the modeling, e.g., Earth's conductivity distribution. Our study analyzes uncertainties in oceanic tidal models from an electromagnetic point of view. Velocities from hydrodynamic and assimilative tidal models are converted into tidal electromagnetic signals and compared. Respective uncertainties are estimated. The studies main goal is to provide errors for electromagnetic inversion studies. At satellite height, the differences between the hydrodynamic tidal models are found to reach up to 2 nT, i.e., over 100 % of the local M2 signal. Assimilative tidal models show smaller differences of up to 0.1 nT, which in some locations still corresponds to over 30 % of the M2 signal.

Abstract. We derive a lithospheric magnetic field model up to equivalent spherical harmonic degree 1000 over southern Africa. We rely on a joint inversion of satellite, near-surface, and ground magnetic field data. The input data set consists of magnetic field vector measurements from the CHAMP satellite, across-track magnetic field differences from the Swarm mission, the World Digital Magnetic Anomaly Map, and magnetic field measurements from repeat stations and three local INTERMAGNET observatories. For the inversion scheme, we use the revised spherical cap harmonic analysis (R-SCHA), a regional analysis technique able to deal with magnetic field measurements obtained at different altitudes. The model is carefully assessed and displayed at different altitudes and its spectral content is compared to high-resolution global lithospheric field models. By comparing the shape of its spectrum to a statistical power spectrum of Earth's lithospheric magnetic field, we infer the mean magnetic thickness and the mean magnetization over southern Africa.

Abstract The present work investigates the possibility of retrieving humidity using the bending angle data obtained from radio occultation of GPS signals without additional external information. In particular, with the proposed approach, the dry pressure profiles are obtained by fitting the bending angles of the outer-troposphere layers (from h = h250K up to the stratopause) using the Hopfield dry atmosphere model. The ground pressure and temperature are the parameters of the model to be estimated. In the second step the humidity profiles are extracted by subtracting the contribution resulting from the dry atmosphere from the measured bending angles. Such derivation implies a complex mathematical treatment of the relationship between the bending angle and the refractivity, which is fully explained herein. Furthermore, the method was applied on Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) profiles. The CHAMP profiles are achieved by applying heuristic retrieval algorithms based on the canonical transform. The algorithms are applied to minimize the negative refractivity bias that is observed for low-latitude GNSS RO. Thus, the results are shown and discussed in the second part of the paper. Finally, it is widely discussed how the proposed method is able to retrieve refractivity profiles without using the Abel inversion.

Ce manuscrit traite de deux phenomenes physiques d'origines differentes. Les variations vectorielles du champ magnetique terrestre au cours du miocene et du pliocene sont respectivement etudiees sur des formations chiliennes (andes centrales) et islandaises. De fortes fluctuations de la direction du champ miocene ont ete observees dans l'hemisphere sud, qui peuvent indiquer une variation paleoseculaire beaucoup plus ample que la variation seculaire recente. Cette etude a permis d'estimer egalement la rotation tectonique ayant affecte les formations de farellones (chili) depuis 19 ma. Un bon enregistrement de la variation de l'intensite absolue du champ magnetique terrestre a ete obtenu au voisinage et pendant les renversements de polarite islandais r#3 n#3 (matuyama-reunion) et n#4 r#3 (gauss-matuyama). Le champ etait toujours tres diminue pendant la transition, ce qui remet en question des affirmations anterieures concernant l'existence de forts dipoles geomagnetiques equatoriaux au cours du renversement. Les divers processus physico-chimiques intervenant pendant ou apres la fossilisation de l'aimantation remanente conditionnent l'interpretation geomagnetique de la remanence. Dans les depots de hyaloclastites, l'aimantation primaire est une combinaison d'une aimantation thermodetritique et d'une aimantation cristalline due a la palagonitisation du verre basaltique. Les paleointensites obtenues, de qualite pourtant exceptionnelle, n'ont pas de signification geomagnetique. Il s'avere cependant que la methode de thellier peut etre un outil decisif pour etudier le mecanisme d'acquisition de l'aimantation remanente dans ces sediments. Les dacites associees a l'eruption de 1991 du volcan pinatubo presentent l'extraordinaire propriete de s'aimanter en sens oppose au champ magnetique terrestre. Cette auto-inversion est due aux membres intermediaires de la solution solide des ilmeno-hematites presents dans cette roche. J'ai reussi, pour la premiere fois, a mesurer le magnetisme de monocristaux isoles d'ilmeno-hematits, et propose un nouveau modele explicatif de l'auto-inversion.

L'objectif de la thèse est de développer une méthodologie d'identification expérimentale de modèles probabilistes qui prédisent le comportement dynamique de structures. Nous focalisons en particulier sur l'inversion de modèles probabilistes à paramétrage minimal, introduits par Soize, à partir de fonctions de transfert expérimentales. Nous montrons d'abord que les méthodes classiques d'estimation de la théorie des statistiques mathématiques, telle que la méthode du maximum de vraisemblance, ne sont pas bien adaptées pour aborder ce problème. En particulier, nous montrons que des difficultés numériques, ainsi que des problèmes conceptuels dus au risque d'une mauvaise spécification des modèles, peuvent entraver l'application des méthodes classiques. Ces difficultés nous motivent à formuler l'inversion de modèles probabilistes alternativement comme la minimisation, par rapport aux paramètres recherchés, d'une fonction objectif, mesurant une distance entre les données expérimentales et le modèle probabiliste. Nous proposons deux principes de construction pour la définition de telles distances, basé soit sur la fonction de logvraisemblance, soit l'entropie relative. Nous montrons comment la limitation de ces distances aux lois marginales d'ordre bas permet de surmonter les difficultés mentionnées plus haut. La méthodologie est appliquée à des exemples avec des données simulées et à un problème en ingénierie civile et environnementale avec des mesures réelles.

Le champ magnétique terrestre connaît une forte variabilité temporelle avec des périodes caractéristiques aussi courtes que la dizaine de secondes (sous-orages magnétosphériques responsables du déclenchement des aurores polaires) et aussi longues que le million d'années (inversions de la polarité nord-sud). Ses variations temporelles, bien que d'origine et de caractéristiques très différentes, affectent la dynamique de l'environnement spatial proche de la Terre : précipitation de particules dans la haute atmosphère, modification des flux de particules cosmiques, échappement atmosphérique. La première partie de cette thèse est dédiée au développement d'une nouvelle théorie cinétique des instabilités dans la queue magnétosphérique qui pourrait expliquer l'origine des sous-orages. En partant d'une théorie connue des instabilités de dérive liées à la présence d'un gradient de pression dans la queue magnétosphérique, le modèle proposé dans cette these inclut le mouvement de rebond des électrons piégés dans le champ géomagnétique qui peuvent entrer en résonance avec les modes de dérive (drift-Alfvén instability) si le gradient de densité dans la queue devient important. La prise en compte de ce mouvement de rebond augmente significativement le taux de croissance de cette instabilité universelle. Pour tenter de valider ce nouveau modèle, un exemple d'observation aurorale par la mission THEMIS (3 février 2008) a été analysé. Cet événement a été choisi car il correspond à un arc auroral isolé observé à la fois par les caméras All-sky situées au sol et par les satellites THEMIS orbitant à 10 RE. Cette activation aurorale semble bien avoir été déclenchée par une soudaine compression de la queue magnétosphérique vers 10 RE augmentant sensiblement le gradient de pression et provoquant des fluctuations importantes du champ magnétique. Les ordres de grandeur de la période et du taux de croissance de ces oscillations sont compatibles avec les courbes de dispersion déduites du modèle théorique. La deuxième partie de la thèse étudie l'influence du renversement des polarités du champ magnétique sur l'environnement radiatif de la Terre. En particulier, nous avons calculé les variations du flux de protons cosmiques lors d'une inversion géomagnétique pour déduire les doses de rayonnement auxquelles la population humaine et les astronautes pourraient être exposés. [...]
The Earth's magnetic field undergoes strong temporal variabilities with characteristic periods as short as ten seconds (magnetospheric substorms triggering the polar aurora) and as long as a million years (geomagnetic reversals). Its temporal variations, although of very different origin and characteristics, affect the dynamics of the near-Earth space environment.The first part of this thesis is dedicated to the development of a new kinetic theory of instabilities in the magnetospheric tail which could explain the origin of substorms. Starting from a known theory of drift instabilities linked to the presence of a pressure gradient in the magnetotail, the proposed model includes trapped bouncing electrons which can enter into resonance with drift Alfvén instability modes if the density gradient in the tail becomes large. Taking this the bouncing motion into account significantly increases the growth rate of this universal instability. To try to validate this new model, an example of an auroral observation by the THEMIS mission (February 3, 2008) was analyzed. This event was chosen because it corresponds to an isolated auroral arc observed both by the All-sky cameras located on the ground and by the THEMIS satellites orbiting at 10 RE. This auroral activation seems to have been triggered by a sudden compression of the magnetospheric tail towards 10 RE significantly increasing the pressure gradient and causing significant fluctuations in the magnetic field. The orders of magnitude of the period and the growth rate of these oscillations are compatible with the dispersion curves deduced from the theoretical model.Second part of the thesis is devoted to changes in the radiation situation on Earth, the radiation belts and the terrestrial atmosphere during Earth's magnetic field reversal. We calculated the variations in galactic cosmic proton flux during a geomagnetic reversal to infer the radiation doses to which human population and astronauts could be exposed. The radiation background should increase by a factor of about three during the solar minimum period, and the elevated radiation regions should be redistributed and their areas will apparently increase due to the dipole field decrease, such radiation doses are not dangerous for humans and other living creatures. At the same time, for astronauts aboard the ISS orbiting at 400 km above the ground, during a reversal period a 14-fold radiation increase can be dangerous. Undoubtedly, in this case, a correction of the orbits of space vehicles would be required. Classical Störmer theory was generalized to the case of an axisymmetric superposition of dipole and quadrupole fields. [...]

La magnéto-tellurique (MT) (Cagniard 1953, Tikhonov 1950) est une technique d'exploration de la Terre basée sur des mesures de champs électromagnétiques (EM). Une source naturelle (non artificielle) harmonique en temps et située dans l'ionosphère (Weaver 1994) produit un champ EM régi par les équations de Maxwell. Les champs électromagnétiques sont enregistrés par plusieurs récepteurs placés sur la surface de la Terre. Ces mesures sont utilisées pour produire une image du sous-sol à partir d'un procédé d'inversion utilisant des méthodes numériques. Nous utilisons la méthode hp-FEM résultant d'une extension du travail de Demkowicz 2005. Nous avons développé un logiciel qui résout, pour la première fois, le problème MT avec des éléments finis auto-adaptatifs. La méthode hp-FEM permet des raffinements locaux, à la fois en taille h et en ordre p sur les éléments, ce qui est un avantage notoire puisque la combinaison de ces deux types de critères permet de mieux capter la présence de singularités, fournissant ainsi des erreurs de discrétisation faible. C'est donc une méthode très précise dont la convergence est exponentielle (Gui and Babuska 1986, Babuska and Guo 1996). En raison des défis d'implémentation encore non résolus (Demkowicz et al. 2002) et de la complexité technique des calculs hp-FEM en 3D, nous nous limitons, dans ce travail, à des calculs en 1D et 2D.Le domaine de calcul est tronqué par un matériau absorbant (Perfectly Matched Layer PML, Berenger 1994), qui est conçu pour s'adapter automatiquement aux propriétés physiques des matériaux. En particulier, il s'ajuste efficacement à l'interface air-sol, où le contraste entre la conductivité des matériaux atteint jusqu'à seize ordres de grandeur. Dans cette thèse, nous présentons également des résultats préliminaires pour la mise en place d'une technique dimensionnelle adaptative plus connue sous le nom de DAM (Dimensionally Adaptive Method (DAM)). Lorsque la distribution de la résistivité du sous-sol dépend de multiples variables spatiales, une analyse correcte de la dimensionnalité (Ledo 2005, Martí et al. 2009, Weaver and Agarwal 2000) rend parfois possible de considérer les différentes régions avec des dimensions spatiales différentes. Par exemple, il est parfois possible d’interpréter la distribution comme une formation unidimensionnelle plus quelques hétérogénéités en 2D (ou 3D). Basée sur cette interprétation, la DAM tire profit d’une telle situation. Ainsi, l'idée principale de cette méthode est d'effectuer l'adaptativité sur la dimension spatiale en commençant par un problème de faible dimension et en utilisant les résultats obtenus pour minimiser le coût des problèmes de dimension supérieure. Nous commençons l'inversion avec un modèle 1D. Les résultats de ce problème d'inversion 1D sont utilisés comme information a priori sur les modèles de dimension supérieure. Un avantage fondamental de cette approche est que nous pouvons utiliser les solutions des problèmes de dimension inférieure précédemment calculées comme composantes du terme de régularisation associé à un problème de dimension supérieure afin d'augmenter la robustesse de l'inversion. Cette thèse propose également une analyse numérique rigoureuse de divers aspects des problèmes MT. En particulier, nous avons: (a) étudié l'effet de la source, (b) effectué une analyse fréquentielle de sensibilité, (c) illustré l'augmentation du taux de convergence lorsque l'adaptativité hp est employée, (d) séparé les effets 1D et 2D dans la solution numérique et (e) exploré l'intérêt de considérer différentes variables pour effectuer l'inversion
The magnetotelluric (MT) method is a passive exploration technique that aims at estimating the resistivity distribution of the Earth's subsurface, and therefore at providing an image of it. This process is divided into two different steps. The first one consists in recording the data. In a second step, recorded measurements are analyzed by employing numerical methods. This dissertation focuses in this second task. We provide a rigorous mathematical setting in the context of the Finite Element Method (FEM) that helps to understand the MT problem and its inversion process. In order to recover a map of the subsurface based on 2D MT measurements, we employ for the first time in Mts a multi-goal oriented self adaptive hp-Finite Element Method (FEM). We accurately solve both the full formulation as well as a secondary field formulation where the primary field is given by the solution of a 1D layered media. To truncate the computational domain, we design a Perfectly Matched Layer (PML) that automatically adapts to high-contrast material properties that appear within the subsurface and on the air-ground interface. For the inversion process, we develop a first step of a Dimensionally Adaptive Method (DAM) by considering the dimension of the problem as a variable in the inversion. Additionally, this dissertation supplies a rigorous numerical analysis for the forward and inverse problems. Regarding the forward modelization, we perform a frequency sensitivity analysis, we study the effect of the source, the convergence of the hp-adaptivity, or the effect of the PML in the computation of the electromagnetic fields and impedance. As far as the inversion is concerned, we study the impact of the selected variable for the inversion process, the different information that each mode provides,and the gains of the DAM approach

Depuis plusieurs années, l'équipe "Propagation & Imagerie" du Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique UPR CNRS 7051 s'intéresse à la tomographie ultrasonore pour inverser le champ acoustique rayonné par une structure osseuse corticale, i.e. reconstruire une image numérique et paramétrique en coupe transversale 2D de la diaphyse des os longs. Les premiers résultats in vitro sur des échantillons adultes sont très encourageants et pertinents. Aujourd'hui, nous orientons nos travaux vers l'imagerie du tissu osseux chez l'enfant. Les dimensions, la constitution ou encore l'élasticité de ces "plus petits" os se prêtent bien aux approximations et modélisations envisagées. Lors de cette soutenance, je me propose de faire une synthèse des actions passées, présentes et futures sur ce sujet, en exposant l'intérêt de la méthode mais aussi ses limites, en présentant les stratégies mises en oeuvre pour l'inversion (méthodes expérimentales ou numériques basées sur l'approximation de Born et/ou Born distordu, et basées sur l'approximation par des objets canoniques - ICBA). J'exposerai nos travaux sur les développements expérimentaux, sur la propagation dans ces milieux complexes et sur les protocoles d'acquisition et de traitement des signaux que nous avons élaborés.

La compréhension de la relation structure-propriétés des parois des cellules végétales s'appuie de plus en plus sur l'utilisation d'approches de modélisation moléculaire en général et de dynamique moléculaire en particulier. A ce jour, le poids numérique que représente une telle démarche à l'échelle de l'atome est la plupart du temps incompatible avec les puissances de calcul disponibles. C'est pourquoi des méthodes d'approximation sont indispensables pour pouvoir mettre en œuvre des simulations numériques à l'échelle de systèmes supramoléculaires réalistes. Dans le cadre de cette thèse, un modèle de dynamique moléculaire, dit « gros grain » a été mis au point à l'échelle du monomère de macromolécules pariétales. Les paramètres de ce modèle ont été calibrés à l'aide de simulations de dynamique moléculaire à l'échelle de l'atome. Ce modèle a fait l'objet de quatre applications : adsorption d'une chaine de xylane sur une surface de cellulose cristalline, arrachement d'une chaine de xylane adsorbée sur une surface de cellulose cristalline par une pointe AFM, adsorption d'une phase amorphe de xylane sur une surface de cellulose cristalline et adsorption d'une phase amorphe de xylane sur un monocristal de cellulose exposant trois surfaces différentes. Des effets de structuration au voisinage de la cellulose sont observés
Nowadays, the understanding of plant cell walls' structure-properties relationship leans more and more on the use of molecular modeling approaches and of molecular dynamics in particular. To date, numerical weight of such an approach is usually out of the reach of available computing power if the atomic scale is used. As a consequence, building approximate methods is of crucial importance to perform numerical simulation of realistic supramolecular systems. Within the framework of this PhD, a “coarse grain” molecular dynamics model was built at plant cell wall macromolecule monomer's scale, it's parameters being fixed with the help of atom-scale molecular dynamics simulations. Then, several numerical studies were carried out: a single xylan chain was adsorbed on a crystalline cellulose surface, a single xylan chain was pulled from a crystalline cellulose surface with the help of the tip of an AFM cantilever, an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose surface and an amorphous xylan phase was adsorbed on a cellulose crystal, which three surfaces were exposed. Local structuring effects were observed

Il est bien connu que le champ magnétique, présent dans une grande diversité d'objets astrophysiques, joue un rôle fondamental dans plusieurs processus physiques. En particulier, le champ magnétique est le principal responsable de l'activité solaire comme de l'activité de différents types d'étoiles appartenant à la séquence principale. Mon travail de thèse concerne donc l'analyse de données spectropolarimétriques, et plus particulièrement la mesure des champs magnétiques solaires et stellaires. Le manuscrit se divise en deux parties. Dans la première partie, je présente une étude détaillée du magnétisme solaire des régions calmes que j'ai réalisé en utilisant la raie de l'atome mni à la longueur d'onde de 553 nm. L'émission de cette raie spectrale est due en partie à l'effet de structure hyperfine, modulée par l'intensité du champ magnétique. Tirant avantage de cet effet quantique, j'ai inversé un ensemble de profils de Stokes observés avec le télescope THEMIS. Les résultats des inversions des profils montrent que la distribution du champ magnétique dans les régions calmes est dominée par les champs de faibles intensités, dont la valeur la plus probable est inférieure à 100 gauss. Dans la deuxième partie de la thèse, je me suis intéressé aux techniques de détection et de détermination des champs magnétiques stellaires. Je présente ainsi une nouvelle méthode de détection et d'inversion des champs magnétiques basée sur une approche multi-raie. Cette technique, nommée PCA-ZDI, est particulièrement utile puisque contrairement à l'analyse de raies individuelles, elle permet de déterminer les paramètres du magnétisme stellaire en utilisant l'information contenue dans toutes les raies spectrales. Les bases de cette technique seront tout d'abord décrites en détail pour ensuite être appliquée aux données. Les premiers résultats obtenus montrent que la technique développée est un outil très robuste pour l'étude du magnétisme stellaire. Enfin, en utilisant un code d'inversion appliqué aux spectres synthétiques, j'ai pu montrer que tous les paramètres physiques impliqués dans le processus de formation de raies spectrales peuvent être correctement déterminés, et plus particulièrement le vecteur champ magnétique.

La géophysique interne est une discipline riche en enseignements sur la structure de la Terre à différentes échelles, et sur les phénomènes passés liés à sa lente évolution. Elle constitue de plus un enjeu présent et d'avenir de première importance dans notre société, à l'heure où les ressources de toutes sortes se font de plus en plus rares, et dans le cadre d'une meilleure gestion de l'aménagement du territoire. La méthode d'inversion des formes d'ondes complètes, fondée sur un processus d'optimisation local, se distingue des autres méthodes d'imagerie sismique par sa vocation à extraire de manière aussi complète que possible l'intégralité de l'information sismique, afin de construire une image quantitative haute résolution d'un ou plusieurs paramètres physiques. Je discute dans ma thèse de plusieurs problématiques liées à cette méthode, en les illustrant par des applications à des données multicomposantes enregistrées par des câbles de fond de mer (OBC) sur le champ pétrolier de Valhall en mer du nord. Je discute tout d'abord de l'empreinte de l'anisotropie engendrée par des milieux transverses isotropes à axe de symétrie vertical sur les données du champ de Valhall. J'illustre cette empreinte sur les résultats de l'imagerie en comparant les modèles du sous-sol obtenus lorsque l'anisotropie est prise en compte ou pas dans la modélisation sismique. Je mets en évidence un biais dans les vitesses reconstruites par une méthode d'inversion isotrope, ce biais induisant un mauvais positionnement des réflecteurs en profondeur. %Les vitesses n'ont pas la même signification près de la surface et en profondeur, où elles sont représentatives des vitesses horizontales et NMO respectivement. J'aborde ensuite le problème de la construction du modèle initial nécessaire à l'inversion des formes d'ondes à partir de données à grands déports. L'approche sélectionnée est une extension de la stéréotomographie, une méthode de tomographie de pente, où les attributs temps de trajet+pente des ondes réfractées et réfléchies sont inversées au sein d'un algorithme hiérarchique multi-échelle. Le potentiel de la méthode est discuté à partir d'un cas synthétique représentatif du champ pétrolier de Valhall, avant l'application aux données réelles du champ de Valhall.

Cette thèse propose un ensemble de méthodes visant à la description de la cinématique de la source sismique, et cela principalement à distance lointaine. Nous utilisons des données et des approches variées: d'une part nous combinons l'usage des ondes de volume et des ondes de surface et d'autre part nous considérons à la fois une modélisation déterministe de la propagation (à partir des modèles de Terre globaux) et une modélisation empirique (fournie par un véritable séisme, appelé "fonction de Green empirique"). Deux situations sont alors considérées : soit l'on s'intéresse à un séisme précis, que l'on étudie spécifiquement (1), soit l'on s'intéresse aux séismes de forte magnitude dans leur globalité, et l'on cherche les caractéristiques cinématiques qui peuvent être résolues de manière quasi-automatique (2). Dans les deux cas, nous portons un intérêt particulier à la vitesse de rupture, que nous laissons librement varier sur la faille. L'approche (1), est appliquée au séisme d'El Salvador (13/ 01/ 2001,Mw = 7,7) et révèle que l'ensemble des données utilisées (champ lointain , régional et proche) est compatible avec le scénario suivant: la rupture s'est produite sur un plan plongeant à 6°* vers la côte et s'est propagée à la fois vers la surface et le Nord-Ouest, à une vitesse de 3-3,5km/s. La surface de rupture est d'environ 50km x 25km , sur laquelle le glissement moyen atteint 3.5m. Ce mécanisme s'explique bien par une accommodation de la flexion du slab. L'approche (2) nous a conduit à proposer une nouvelle description de la faille sismique : dans un souci de simplification, nous décrivons la rupture comme un ensemble de zones de glissement ayant chacune un glissement et une vitesse de rupture propres. Dès lors que l'on se restreint à des périodes assez longues (typiquement plus longues que le quart du temps de rupture) , l'utilisation d 'une ou de deux de ces zones rend bien compte des grands traits de la rupture. La pertinence de cette approche est démontrée au travers des séismes d ' Izmit (Turquie, 1999) et de Jalisco (Mexique, 1995). Nous avons développé à cette occasion une nouvelle méthode d'analyse par fonction de Green empirique, fondée sur l'inclusion de contraintes physiques dans la déconvolution. Cette méthode est plus spécifiquement appliquée au séisme du Pérou du 23/06/ 2001 (Mw = 8, 4).