Etude de la propagation des ondes sismiques dans des digues en terre : approche numérique

8 semaines au printemps 2022

Laboratoire de rattachement : Institut des Sciences de la Terre (ISTerre)
Equipes : GRE & Ondes
Encadrants : G Bièvre (gregory.bievre univ-grenoble-alpes.fr) & L Moreau (ludovic.moreau univ-grenoble-alpes.fr)
Lieu : Bâtiment ISTerre, OSUG-C
Niveau de formation et prérequis : M1, aptitude à la programmation et traitement du signal, codage Matlab/Python

Contexte et objectifs
L’inversion des ondes de surface (MASW, pour Multi-Channel Analysis of Surface Waves) est une technique de prospection classique qui permet d’obtenir la distribution de la vitesse des ondes de surface en fonction de la profondeur. Elle est couramment employée dans le monde de l’ingénierie, notamment car l’acquisition sur le terrain et le traitement sont relativement aisés. Elle est particulièrement utilisée pour la reconnaissance de corps de digues. Toutefois, cette technique est fondée sur une hypothèse fondamentalement 1D qui n’est pas valide dans le cas des digues en terre qui présentent une géométrie fortement 3D. Ceci conduit à des sous-estimations des épaisseurs des corps de digue.

L’objectif de ce stage est d’investiguer comment la géométrie particulière de ces objets affecte la propagation des ondes, au moyen de simulations numériques. De tels travaux ont déjà été effectués, mais avec une approche 2D ou 2.5D qui n’est pas la plus adaptée. Une expérience numérique 3D a été conduite et permet de disposer de données synthétiques pour différentes configurations. Tout d’abord, dans un objectif de test de sensibilité, différentes configurations simples ont été testées (« digue » représentée par un rectangle dont la largeur ou la hauteur changent). Dans un deuxième temps, des géométries plus réalistes ont été simulées (trapèzes avec différentes pentes et différentes hauteurs). Les premiers résultats confirment la mauvaise adéquation de la prospection de type MASW à l’auscultation des digues en terre et montrent qu’elle n’es pas en accord avec l’hypothèse 1D.

Le travail proposé dans ce stage consiste principalement à analyser et traiter les différents signaux sismiques issus des expériences numériques. L’objectif est de comprendre comment les ondes sont affectées par la structure particulière des digues. Ce travail est un premier pas qui permettra éventuellement de proposer une meilleure méthodologie pour l’analyse des digues en terre à l’aide des onde de surface.

Période du stage : 8 semaines au printemps 2022.

Conditions particulières et Covid 19 :
Ce stage est proposé en présentiel. En cas de confinement imposé, le stage pourra avoir lieu sous conditions que le/la stagiaire possède un ordinateur personnel.