Academic literature on the topic 'Sismique verticale'

Very-high-resolution (VHR) marine seismic reflection helps to identify and characterize potential geohazards occurring in the upper part (300 m) of the subseafloor. Although the lateral and vertical resolutions achieved in shallow water depths ([Formula: see text]) using conventional surface-towed technology are adequate, these resolutions quickly deteriorate at greater water depths. The SYstème SIsmique de Fond (SYSIF), a multichannel deep-towed seismic system, has been designed to acquire VHR data (frequency bandwidth [220–1050 Hz] and vertical resolution of 0.6 m) at great water depths. However, the processing of deep-towed multichannel data is challenging because the source and the receivers are constantly moving with respect to each other according to the towing configuration. We have introduced a new workflow that allows the application of conventional processing algorithms to extended deep-towed seismic data sets. First, a relocation of the source and receivers is necessary to obtain a sufficiently accurate acquisition geometry. Variations along the profile in the depth of the deep-towed system result in a complex geometry in which the source and receiver depth vary separately and do not share the same acquisition datum. We have designed a dedicated datuming algorithm to shift the source and receivers to the same datum. Thus, the procedure allows the application of conventional processing algorithms to perform velocity analysis and depth imaging and therefore allows access to the full potential of the seismic system. We have successfully applied this methodology to deep-towed multichannel data from the western Black Sea. In particular, the derived velocity model highlights shallow gas charged anticline structures with unrivaled resolution.

AbstractDans le cadre du choix d’un site de stockage de déchets radioactifs de haute et moyenne activité à vie longue dans les argilites du Callovo-Oxfordien de Meuse/Haute-Marne, l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) a réalisé 3 forages (EST431, EST432 et EST433) à partir d’une plate-forme implantée sur la commune de Montiers-sur-Saulx (Meuse) en position centrale d’une zone d’environ 250 km2 dite ≪ zone de transposition ≫.Les objectifs principaux des investigations ont été d’apporter des éléments pour la localisation du stockage potentiel et compléter les connaissances sur les formations encaissantes de la couche hôte (Dogger, Oxfordien carbonaté et Kimméridgien) mais également sur les formations profondes du Lias et du Trias. Plus précisément, ces derniers objectifs sont destinés à (i) acquérir une meilleure compréhension du fonctionnement global du système hydrogéologique et des échanges verticaux entre les formations et (ii) d’évaluer les ressources géothermiques potentielles sur la zone.Au-delà des objectifs liés aux problématiques de l’Andra, le forage le plus profond (EST433) a été échantillonné et étudié par plusieurs équipes de recherche associées dans le programme TAPSS (Transferts actuels et passés dans un système sédimentaire aquifère – aquitard) afin de répondre à des problématiques qui leur étaient propre. Cet article présente les données nécessaires à l’interprétation des données acquises par ces équipes et à la publication de leurs travaux.Les trois forages ont majoritairement été forés en destructif à l’exception du Kimméridgien marneux et du toit de l’Oxfordien carottés de 141 à 264 m de profondeur, du Callovo-Oxfordien et du sommet du Dogger carottés de 526 m à 770 m de profondeur. Certains horizons du Lias et du Trias ont également été carottés ponctuellement. De nombreuses diagraphies ont été réalisées entre les phases de forage ainsi que deux diagraphies thermiques 9 mois après le forage. La concaténation des données issues des trois forages a permis d’établir le log stratigraphique de la série du Tithonien au toit de l’Olénékien.Les informations du forage profond EST433 améliorent la connaissance de l’épaississement progressif de la couche du Callovo-Oxfordien vers le nord-est de la zone de transposition ainsi que la constance lithologique de celle-ci tant en vertical qu’en horizontal. Les perméabilités mesurées dans cette formation sont du même ordre de grandeur que celles observées dans les autres forages de la zone de transposition. Dans le Dogger, les variations de la perméabilité de certains niveaux sont liées aux environnements de dépôt. Les formations du Lias et du Trias sont conformes à celles dé-duites des forages antérieurs à l’exception des Marnes irisées inférieures (Keuper inférieur) plus épaisses que prévues. Les profils sismiques et les corrélations entre forages montrent l’existence d’une gouttière à l’aplomb du forage EST433 où les formations du Keuper (Carnien et Norien) sont plus épaisses. Les résultats du forage EST433 montrent également que les faciès du Lias et du Trias supérieur et moyen sont très peu poreux et que seule la base du Trias moyen (toit du Buntsandstein) contient des niveaux aquifères. Mille mètres de série sans porosité notable séparent l’aquifère du Dogger de celui du Trias inférieur.L’aquifère supérieur du Buntsandstein présente en test, entre 1862 et 1887 m de profondeur, une production d’eau à 66°C avec une salinité d’environ 180 g/l. La transmissivité calculée pour cet intervalle est de 1,1 10−3 m2/s. En comparaison avec les installations géothermiques exploitant l’aquifère du Dogger en région parisienne, la température mesurée sur EST433 est de l’ordre des températures exploitées les plus basses, la salinité nettement plus élevée (6,5 à 35 g/l en région parisienne) et la transmissivité du même ordre. Ces caractéristiques ne présentant pas un caractère exceptionnel (en termes de ressource potentielle pour une exploitation géothermique) associées au caractère argilo-gréseux de l’aquifère pouvant influer négativement sur la productivité d’un ouvrage ne font pas du Buntsandstein une ressource géothermique attractive dans les conditions technologiques et économiques actuelles.

Une image nouvelle de la croûte est apportée par les profils de sismique verticale à écoute longue qui montrent une croûte inférieure litée (LLC). Celle-ci est attribuée à une extension post-orogénique. Une telle extension s'est produite en Mer Egée (Grèce). Deux campagnes de sismique réflexion verticale et grand-angle dans les Cyclades et dans le Fossé Nord-Egéen ont eu pour objectif d'étudier les structures de la lithosphère supérieure dans un tel contexte d'extension. L'utilisation d'une source monobulle permet en même temps de mettre en évidence les réflecteurs profonds de la croûte par les deux techniques d'imageries, ce qui n'avait pas encore été réalisé en mer Egée. L'un des résultats majeurs de cette étude est que la sismique grand-angle montre toujours les deux réflexions profondes c'est à dire celle au toit de la croûte inférieure et celle au Moho. La sismique verticale, quant à elle, montre soit une bande réflective, soit un réflecteur profond ou bien aucune réflexion. L'absence dans certains endroits de réflecteurs profonds sur les profils de sismique verticale peut être expliqué par du bruit sismique généré par les multiples des couches superficielles lorsque celles-ci sont épaisses, ainsi que par les diffractions créées par les bordures des bassins sédimentaires. Dans le cas des Cyclades, l'utilisation conjointe des données de sis miques réflexions verticale et grand-angle a permis de mettre en évidence que le Moho était plat à une profondeur de l'ordre de 26 km sous l'archipel. Le toit de la croûte inférieure réflective par contre n'est pas plat et remonte du Nord au Sud. Cette remontée est en accord avec le gradient du degré de métamorphisme à l'affleurement mis en évidence dans cette région. La vitesse moyenne dans la croûte inférieure varie également entre le Nord et le Sud, respectivement 7km/s et 6. 6km/s. La remontée de la croûte inférieure réflective jusqu'en surface n'est pas observée dans la direction d'extension NE-SW. La part de l'extension syn-orogénique par rapport à l'extension post-orogénique est actuellement débattue, l'état initial de l'extension se faisant dans le contexte d'un prisme d'accrétion crustal. Dans le cas du Fossé Nord-Egéen, la source sismique utilisée permet d'identifier les couches sédimentaires et d'esquisser les différents épisodes d'extension qui se seraient produits avec des orientations différentes : syn-orogénique, post-orogénique, extension due à l'arrivée de la faille Nord-Anatolienne dans le domaine Egéen, extension récente. Les réflecteurs profonds sont observés sur une majeure partie des profils de sismique verticale. La modélisation conjointe des données de sismique verticale et grand-angle permet de mettre en évidence l'existence d'une remontée locale du toit de la croûte inférieure au Sud-ouest du bassin des Sporadeslimitée au Sud, à l'Ouest et au Nord. Ces résultats montrent qu'on ne peut pas expliquer l'extension du Fossé Nord-Egéen par des modèles 2D et dont la direction de l'extension seraitconsidérée comme constante en fonction du temps

Le travail présent est axé sur la simulation numérique et l'analyse de l'interaction des ondes de surface de Rayleigh avec des barrières sismiques verticales (murs souterrains, écrans, tranchées, etc.) ainsi que des champs de pieux dans des modèles de matériaux mécaniques élastiques et plastiques linéaires. Le but de la recherche est d'estimer le degré de protection que les barrières verticales et les champs de pieux fournissent contre les vibrations transférées par les ondes de surface de Rayleigh et générées par diverses sources. L'idée principale de ce type de protection est d'éviter que les ondes sismiques ne transmettent l'énergie des vagues dans la zone protégée, diminuant les amplitudes de déplacements, les vitesses et les accélérations aux points situés derrière la barrière (champ de pieux). Les principaux complexes sans dimension sont formulés. L'attention est portée sur les ondes de Rayleigh car elles peuvent être générées à la fois par des sources de vibrations externes (situées à la surface de la Terre) et internes (situées sous la surface de la Terre) et ses ondes peuvent transmettre une portion significative de l’énergie de source de la vibration.Premièrement, des simulations numériques de l'interaction des ondes de Rayleigh avec les barrières sismiques verticales et les champs de pieux sont effectuées en supposant que le sol et les matériaux de barrière se comportent conformément à la loi de comportement linéaire élastique. Cela concerne les vibrations qui induisent des contraintes de cisaillement dans le sol n'excédant pas 0.00001 lors de leur propagation. Les principaux complexes sans dimension sont formulés sur cette base. Des paramètres géométriques et mécaniques de la barrière (champ de pieux) déterminant l'effet de réduction de vibration sont identifiés. Les résultats obtenus révèlent la validité de cette onde de protection contre les vibrations. En outre, l’approche de l’optimisation de la barrière sismique verticale (qui peut également être étendue au champ de pieux) est adoptée sous forme de différences finies pour des conditions de sol particulières et une fréquence de vibration de conception.Plusieurs modèles de comportement du sol sont analysés et leur validité, ainsi que l'applicabilité à l'approximation du comportement dynamique réel du sol, ainsi que le mécanisme de dissipation d'énergie des vibrations, sont identifiés. Sur la base de cette analyse, modèle de Mohr-Coulomb a été choisie car elle dispose d’une base de données expérimentale étendue pour divers sols et reflète de manière appropriée la réduction du module de cisaillement avec l’augmentation de la contrainte de cisaillement ainsi que les effets de dissipation d’énergie. Par la suite, ce modèle est utilisé dans l'analyse de l'interaction des ondes de Rayleigh avec les barrières verticales et les champs de pieux, en tenant compte du caractère non linéaire de la déformation du sol à différents niveaux de déformation de cisaillement. En conséquence, l'influence du niveau de contrainte de cisaillement sur l'efficacité des moyens de protection contre les vibrations considérés est démontrée et les conditions appropriées pour utiliser ces méthodes sont identifiées dans le cadre de cette recherche
The present work is focused on numerical simulation (FEM) and analysis of surface Rayleigh wave interaction with vertical seismic barriers (underground walls, screens, trenches, etc.) as well as pile fields within the framework of linear elastic and plastic mechanical material models. The aim of the research is to estimate the degree of protection that vertical barriers and pile fields provide against vibrations transferred by surface Rayleigh waves and generated by various sources. The main idea behind this type of protection is to prevent seismic waves form transmitting wave energy into the protected zone, decreasing the amplitude of displacements, velocities and accelerations at the points behind the barrier (pile field). The attention is paid to Rayleigh waves as they can be generated by both external (located on the Earth's surface) and internal (located beneath the Earth's surface) vibration sources and this type of waves can transfer a significant portion of vibration source energy.First, numerical simulations of Rayleigh wave interaction with vertical seismic barriers and pile fields are performed assuming the soil and barrier materials to behave according to the linearly-elastic constitutive law. This regards the vibrations that induce shear strains in the soil not exceeding 0.00001 during their propagation. Based on this, the principal dimensionless complexes are formulated. Geometrical along with mechanical parameters of the barrier (pile field), that determine vibration reduction effect, are identified. The obtained results reveal the validity of this way of vibration protection. In addition to that, the approach towards vertical seismic barrier optimization (which can also be extended to the pile field) is adopted in finite difference form to use for particular soil conditions and design vibration frequency.Several models of soil behaviour are analysed and their validity as well the applicability to approximate real dynamic soil behaviour along with the mechanism of vibration energy dissipation are identified. Based on this analysis, Mohr-Coulomb constitutive model is selected as it has a broad experimental database for various soils and appropriately reflects shear modulus reduction with an increase in the shear strain as well as energy dissipation effects. Afterwards, this model is used in the analysis of Rayleigh wave interaction with the vertical barriers and pile fields accounting for non-linear character of soil deformation at different shear strain level. As a results, the influence of shear strain level on the effectiveness of the considered ways of vibration protections is shown and the appropriate conditions to use these methods are identified within the scope of this research

La methode developpee permet, tout en estimant le temps de source du processus de rupture, de contraindre la profondeur du centroide et de determiner le tenseur de moments sismiques. Lorsque la source ne peut plue etre assimilee a un point, une methode proposee permet de mesurer les parametres associes a la propagation du front de rupture. Enfin un modele tri-dimensionnel de terre qui est peu different des modeles actuels est propose

La terminaison occidentale du Massif Ardennais expose largement, dans le Nord de la France la déformation varisque. Elle montre des structures plissées-faillées affectant des roches sédimentaires non métamorphiques à épi métamorphiques datées Dévonien à Carbonifère. Une image plus précise de la géométrie profonde du Front Nord Varisque est fournie par la ré-interprétation du profil sismique M146. Le trait majeur est l'existence d'un chevauchement basal d'échelle crustale, faiblement penté vers le Sud, dont l'émergence correspond à la zone faillée du Midi. Cette dernière limite au Nord l'Allochtone Ardennais chevauchant le Bassin Houiller namuro-westphalien et son substratum brabançon. Le chevauchement basal Ardennais accommode un déplacement vers le NNW dont une part importante s'est faite au cours d'un événement en hors-séquence. Au Sud de la zone faillée du Midi, l'Avesnois exhibe des structures plissées-faillées de second ordre globalement à vergence nord orientées ENE-WSW. Ces structures affectent une série lithologiquement très hétérogène. Les contrastes rhéologiques induits contrôlent fortement le style de déformation. Une nouvelle étude cartographique a permis de préciser la géométrie et la cinématique de déformation. Elle précise (1) que le niveau épais incompétent du Famennien a joué le rôle d'un décollement diffus découplant le Dévonien moyen et le Dinantien, (2) que le modèle géométrique de plissement démontré à l'aplomb de discontinuités synsédimentaires précoces, correspond au type « pli disharmonique ». Le plissement dans les unités post-Famennien Inférieur se fait par rotation des flancs autour de charnières fixes. Pour le Famennien Inférieur, le raccourcissement est accommodé par la présence de plusieurs charnières de plis d'ordre élevé dans les zones charnières de plis d'ordre inférieur et par fluage, (3) que les structures ont été re-déformées tardivement par une onde de déformation à vergence sud, soulignant le blocage global de l'allochtonie sur l'avant pays brabançon
The Western Ardennes Paleozoic massif forms the primordial exposure of the Variscan deformation front in Northern France. It includes folded and thrusted units composed of non metamorphic to epi-metamorphic rocks of mostly Devonian-Carboniferous age. Along a Western Ardennes transect imaged by the M146 seismic profile, the thrust front is characterized by a major crustal scale south-dipping thrust zone whose emergence corresponds to the c1assical "Midi" thrust zone. The latter induces the thrusting of the Ardennes-Avesnois fold-and-thrust belt onto the dismembered molassic Namurian-Westphalian coal-bearing foreland basin and its Brabant-type substratum. The main Ardennes basal thrust accommodates a significant part of the motion occuring during a late out-ofsequence event. South of this main thrust, Avesnois area display second order thrust-related folds with a general ENE-WSW trend and a NNW vergence. These structures involve a strongly heterogeneous Iithological sequence. The induced rheological contrasts strongly control the deformation style. New cartographic and structural studies, mainly carried out in the Famennian sequences, allowed us to precise the geometry and kinematics of the fold-thrust structures. As a whole, these data indicate (1) that the thick Incompetent Famennian layers acted as a distributed complex décollement-zone decoupling shortening between the Mid-Devonian and Dinantian layers, (2) that the geometrical folding model demonstrated above early synsedimentary discontinuities corresponds to disharmonic fold types. the folding in the post-Lower Famennian levels occurred by flank rotation around fixed hinge zones. For the lower-Famennian incompetent levels, shortening is accommodated by the presence of several fold hinges in folds hinge zone and by buckling. (3) that the foreland-directed thrust related folds were lately deformed by backwards thrusting, highlighting the overall difficulty of the forward propagation of the thrust front onto the Brabant foreland

Nous analysons en détail le traitement des données vibrosismiques du profil ECORS ALPI acquises et traitées en 1986 par C.G.G. Ce travail concerne tout particulièrement les deux bandes de réflecteurs à pendage est bien visibles sur la section sismique. Dans un premier temps, cette étude porte sur la déterminatîon et l'interprétation des corrections statiques et dynamiques. L'utilisation d'une migration partielle avant sommation nous a conduits à estimer le plus soigneusement possible le modèle de vitesse. Celui-ci, de même que celui déterminé par une autre méthode sous la zone altérée, ne font pas apparaître de zone à forte vitesse. Les réflecteurs du chevauchement pennique ne peuvent donc pas être associés à la présence de matériaux d'origine profonde. Nous présentons en fin de cette première partie une migration géométrique du pointé obtenu. Le manque de contraintes sur le modèle de vitesse et l'absence de réflexions près de la surface ne permettent pas de corréler sans ambiguïté les différentes bandes de réflecteurs avec les contacts majeurs visibles en surface. Dans un second temps, nous proposons différents traitements concernant le choix de la ligne moyenne (slalom line) et la position réelle des points de réflexion. Il ressort de cette étude que les événements pentés visibles sur les sections correspondent plus vraisemblablement à des diffractions sur des zones de chevauchement hétérogènes qu'à des rétlexions sur des plans inclinés. Nous présentons, pour conclure et à titre de comparaison, la migration du pointé de la section du profil ECORS PYRENEES, où apparaissent de nombreuses zones diffractantes dans la partie supérieure de la croûte ibérique et à l'aplomb de la faille nord pyrénéenne.

Depuis le début des années 80, les progrès techniques permettent des estimations quantitatives des relations entre les structures internes de la Terre et sa forme. Des méthodes statistiques appliquées à un modèle tomographique de la Méditerranée permettent d’extraire 3 composantes qui capturent 70% de la variance des données. La première correspond à la réaction du manteau supérieur à la présence de lithosphère à 660 km, la seconde enregistre la réaction du manteau aux slabs subverticaux dans le manteau supérieur, la troisième capture les variations de vitesse sismiques du sommet des manteaux supérieur et inférieur. L’effet de ces 3 phénomènes sur le géoïde est modélisé en considérant : (i) Toutes les anomalies enregistrées par les données tomographiques constituent des sources d’anomalies. Leur effet est calculé en utilisant la gravito-visco-élasticité. Il semble que cette approche ne suffit pas à modéliser l’ensemble de la composante mantellique. (ii) les données tomographiques enregistrent les sources d’anomalies et tous les phénomènes de réajustement. En intégrant les anomalies de masses données par le modèle tomographique on obtient des structures détaillées qui surestiment la composante mantellique. (ii) Chaque composante isole des phénomènes du manteau liés à une source à laquelle est appliquée la théorie de la gravito-visco-élasticité. La composante mantellique obtenue est de longueur d'onde et amplitude compatibles avec le géoïde.La présence de calottes de lithosphère à la base de la zone de transition est susceptible d’être visible par le géoïde contrairement à la présence de slabs subverticaux dans le manteau supérieur
Progress made in seismic tomography and geodesy open the way to estimations of relations between the structures within the Earth and its shape. Applying statistical analysis to tomographic data of the mediterranean area, we extract 3 components that capture almost 70 % of the variance of the tomographic data : first one isolates the mantle reaction to lithospheric masses from the bottom of the transition zone, the second one is legated to subvertical lithsopheric slabs in the upper mantle, the third one corresponds to the tops of upper- and lower- mantle expression. Effect of these dynamics on the geoid has been modelized using considering that : (i) all the structures of the tomographic model are geoid anomaly sources, mantle component of the geoid is computed applying the gravito-visco-elasticity theory to take into account deflection of viscosity interfaces. This approach provides a smooth and low amplitude geoid mantle component. (ii) the tomographic model can register sources but also the all readjustment. Mantle component of the geoid is computed integrating anomalies of the model. It provides a detailled but too large with respect with the regional geoid mantle component. (iii) each component has capacity to isolate a phenomenon legated to a specific source of geoid anomalies. We applied gravito-visco-elastic theory specifically to it. That provides a mantle component detailled and that has a magnitude low enough with respect to the geoid.The presence of lithospheric caps on the bottom of the transition zone can be detected by the mantellic component of the geoid, but the geoid is not sensitive to subvertical slabs within the upper mantle

Nous presentons ici un outil d'analyse d'un modele sismique en 3 dimensions. Pour proceder a cette analyse nous avons developpe un algorithme de modelisation d'un sous-sol forme de terrains de vitesses constantes, separes par des discontinuites de forme quelconque. L'etude s'inscrit dans le cadre d'une modelisation de profil sismique vertical (psv). L'objectif etait de proposer un ensemble d'algorithmes suffisamment simples pour que l'usager puisse programmer un logiciel qui permet: de representer convenablement une structure du sous-sol; de calculer rapidement les temps de propagation de l'onde; de presenter graphiquement les resultats. L'etude expose d'abord la representation des surfaces par des fonctions de bezier, puis leur determination par l'approximation au sens des moindres carres. Nous montrons comment obtenir des surfaces de continuite c#1 ou c#2 utilisables dans la modelisation. A cet effet nous avons introduit des pentes locales et des approximations successives. Puis nous montrons comment trouver le temps de propagation d'une onde par le calcul de rais a extremites fixes. Les algorithmes sont fondes sur le lancer de rais. Les techniques d'optimisation utilisees sont les iterations d'interpolation lineaire et les iterations de newton-raphson. Nous donnons aussi une description schematique du logiciel developpe, qui est operationnel. Nous avons applique le logiciel a une etude de la structure geologique du site de soultz-sous-forets. Nous montrons comment la forme de la structure se reflete dans les temps de propagation et nous evaluons l'interet de la modelisation proposee. Nous effectuons une comparaison du calcul des temps de propagation. Lorsque les surfaces sont de continuite c#1 ou c#2, lorsque les calculs se font par les iterations d'interpolation lineaire ou par les iterations de newton-raphson. La conclusion ouvre quelques perspectives sur des recherches ulterieures

L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre la structure de ce champ, connu principalement par les puits de production, grâce à la première sismique 3D récemment acquise et en intégrant les informations fournies par la sismique de puits. Étant donné l’importance des pendages, les réflexions en sismique de puits zéro offset sont attendues principalement sur les composantes horizontales. Une méthode originale d’orientation des 3 composantes est employée et les résultats confirment la présence de réflecteurs pentés. Les résultats migrés en profondeur sont plus précis dans le recouvrement mais la zone réservoir n’est pas améliorée, car les images temps ne permettent pas de mesurer les pendages et courbures résiduelles dans la zone d’intérêt en raison de forts multiples et d’un niveau de bruit important. Une nouvelle technique prototype de migration PSTM, permettant une sélection de l’azimut, du pendage géologique et la recherche automatique du meilleur pendage locale est présentée
The objective of the present PhD thesis is to improve the structural understanding of the Aghajari field using 3D seismic imaging, and well seismic. The lack of seismic response of the dipping horizons in the reservoir oil zone constitutes a major identified difficulty. Given the dip values of the reflectors in the pay zone, the P-P reflections are expected to appear mainly on the horizontal components of the VSP data, justifying the processing of the 3 components. An innovative method of 3C VSP orientation was developed. Several new approaches of seismic imaging have been applied in order to investigate and improve the reservoir illumination. The depth migrated image is improved in the overburden, but not at reservoir level,due to low signal to noise, thus poor dip and velocity determination in the reservoir interval. A new Kirchhoff PSTM prototype technique, allowing selection of azimuth sector, offset range and geological dip,with automatic optimization of the local dip is presented