Eude et interprétation des modèles de vitesse sismique et leur apport à différentes échelles. Des réservoirs géothermiques aux zones en subductions.

La tomographie sismique des temps d’arrivée cherche à estimer un modèle de vitesse de propagation des ondes sismiques à partir des temps de première arrivée pointés sur les sismogrammes. Les domaines d’application de cette méthode s’étendent, à des échelles différentes, de la géotechnique à la sismologie en passant par la géophysique des réservoirs. Dans le cadre de ce séminaire, Je présenterai tout d’abord la méthode WAM (Weighted Average Model), un outil d’amélioration des modèles de vitesse des ondes de volume développé pour franchir les limites des tomographies traditionnelles et rendre moins dépendants les modèles de vitesses des choix faits a-priori. Cette méthode est basée sur l’observation que différents modèles de vitesse obtenus avec la même technique pour la même région montrent des différences, parfois substantielles, dans la reconstruction des géométries des structures de vitesse et dans la valeur absolue des vitesses mêmes, simplement du fait de différents choix faits a-priori. Avec WAM ces nombreux modèles sont unifiés dans un modèle moyen où chaque résultat d’inversion est pondéré en fonction de l’information expérimentale utilisée. La méthode WAM permet ainsi d'obtenir une plus grande fiabilité des modèles pour leur interprétation. Ensuite je présenterai des applications de cette méthode dans des cas d’étude à différentes échelles. Comme exemple d’application à petite échelle, on montrera les résultas de certaines tomographies 4D du réservoir géothermique de Soultz-sous-Forêts pendant les stimulations hydrauliques des puits. Ces modèles de vitesse permettent de suivre les variations physiques du réservoir en termes of changements de vitesse des ondes sismiques et montrent la potentialité de cette méthode pour l’étude et la surveillance d’un site géothermique. Comme exemple d’étude à échelle moyenne on montrera les structures associées au système pull- apart de la mer Morte. Dans ce modèle de vitesse des ondes P, il est possible de détecter l’influence du système décrochant sur les couches sédimentaires ainsi que dans la croûte. Enfin, comme cas d’étude à échelle régionale, on montrera les résultats d’une tomographie réalisée pour reconstruire les géométries du système de subduction de la plaque Ionienne jusqu’à 350 km de profondeur dans le Sud de l’Italie ainsi que les structures lithosphériques de la région. La grande fiabilité des modèles de vitesse obtenus avec la méthode WAM pour ce cas d’étude, nous a permis de mettre en relation les distributions du champ des vitesses sismiques avec des considérations pétrologiques et de les utiliser pour mieux décrire la géodynamique de la région.