Contexte
Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet WEAMEC PROSE : « Projet de Recherche Offshore Sismique et Electrique : Définir la faisabilité de techniques d’imagerie et de surveillance de la géologie des sédiments sous-marins par des techniques sismiques et électriques adaptées aux milieux présentant de fortes variabilités spatiales ».
Le projet PROSE a été réalisé dans le cadre du WEAMEC et avec le financement de la Région Pays de la Loire.
Résumé de la publication
Dans le contexte actuel du développement des technologies d’éoliennes en mer, l’appréhension géotechnique des fonds marins est cruciale. Concernant le développement d’éoliennes en proche offshore une des questions clés repose sur la qualification des paramètres mécaniques du sous-sol et de leur variabilité spatiale. La vitesse des ondes sismiques de cisaillement (ondes S) est un des paramètres d’intérêt pour le dimensionnement géotechnique des fondations (Kaynia, 2011). Aussi, l’évolution des mesures sismiques marines et de leur exploitation, classiquement traitées en ondes de volume, vers des méthodologies d’analyse en ondes de surface a été proposée en Mer du Nord (Socco et al., 2011).
Cependant, dans certaines zones telles que les 20 miles marins en Bretagne sud, les milieux superficiels du proche offshore présentent une complexité structurale importante. Ainsi, dans les contextes associés à la côte ouest française, où l’hypothèse de milieu stratifié plan (1D) ne peut plus être suivie, les méthodes sismiques reposant sur l’analyse de la dispersion des ondes de surface atteignent leur limite de validité.
Face à ces verrous notre approche, inscrite dans le projet régional WeaMEC PROSE (https://www.weamec.fr/blog/recordproject/prose/) vise à définir la faisabilité de techniques d’imagerie de la géologie des sédiments sous-marins à partir de techniques géophysiques adaptées à la reconnaissance de milieux présentant de fortes variabilités spatiales. Pour ce type de contexte, les potentialités de l’Inversion de la forme d’onde démontrés en milieux terrestres par la prise en compte récente des ondes de surface (Masoni et al., 2014; Pérez Solano et al., 2014) sur des structures complexes ouvre des possibilités pour la reconnaissance du sous-sol marin à faible profondeur lorsque les structures présentent des variabilités latérales. Cependant, l’efficacité des approches en formes d’ondes complètes dépend fortement de l’échantillonnage fin des capteurs, de leurs couplages réguliers ainsi que de la répétitivité de la source et de son adéquation fréquentielle à l’échelle des structures recherchées, c’est à dire sur une gamme suffisamment étendue pour palier les problèmes d’ambiguïtés de phases à basses fréquences tout en intégrant des fréquences suffisamment élevées pour résoudre les échelles les plus fines. Enfin, l’importance de la connaissance d’une version lissée du milieu pour définir un modèle initial est cruciale pour les méthodes d’inversion de la forme d’onde basée sur une optimisation locale. Pour ces raisons, nous proposons ici une méthode d’inversion alternative, par optimisation globale du probléme, basée sur les techniques statistiques par essaim de particules et sur une discrétisation sparse du milieu pour réduire les coût de calcul.