Mesures d’ondes sismiques dans la faille de San Jacinto

Seismic waves measurements on the San Jacinto fault

Durée / duration : 6 mois / 6 months
Mots-clés / Keywords : ondes sismiques, faille San Jacinto / seismic waves, San Jacinto Fault,

Contacts :
–  Ludovic Moreau (ludovic.moreau ujf-grenoble.fr)
–  Philippe Roux (philippe.roux ujf-grenoble.fr)

Sujet :

Une thématique phare de la Géophysique concerne l’imagerie des différentes zones de la Terre (croûte terrestre, Terre profonde…). Une des approches principales pour réaliser cette imagerie consiste à extraire du bruit sismique ambiant la fonction de Green des ondes sismiques, grâce à des techniques de traitement du signal basées sur des corrélations de signaux. Cette méthode a récemment été appliquée sur un jeu de données acquises sur la faille de San Jacinto durant une période de 1 mois, grâce à un réseau très dense de capteurs qui couvre plusieurs centaines de mètres autour de la faille et sur la faille elle-même. Cet échantillonnage spatial de la zone rend possible la reconstruction des fonctions de Green dans toutes les directions à l’intérieur du réseau.
L’objectif de ce stage est d’exploiter ces données pour améliorer la reconstruction des fonctions de Green afin d’en extraire, avec la meilleure précision possible, diverses informations sur la zone de faille. Pour cela, on tirera avantage de la forte densité du réseau, qui permet notamment d’appliquer des méthodes de traitement avancées, en projetant les signaux sur le sous espace signal et/ou sur l’espace fréquence-nombre d’onde. L’étudiant(e) s’attachera dans un premier temps à développer ces approches, et dans un second temps à les exploiter pour étudier les ondes qui se propagent au voisinage de la faille. Par exemple, l’étudiant(e) s’intéressera à déterminer les coefficients de réflexion et/ou de transmission des ondes sismiques sur la faille, lesquels permettront par la suite de la caractériser.

Profil du candidat

Le profil recherché correspond à celui d’un(e) physicien(e) ou géophysicien(ne) ayant un intérêt pour la propagation des ondes. Des connaissances approfondies sur la propagation des ondes et le traitement du signal sont donc attendues.

Abstract :

One of the main aspects of research in Geophysics concerns the imaging of the different areas of the Earth (crust, mantle…). To this end, a general approach consists of extracting the Green’s function of seismic waves thanks to ambient-noise correlation-like techniques. This approach was recently applied to a set of data acquired for one month on the San Jacinto fault with a very dense network of sensors covering several hundreds of meters around and on the fault. This spatial sampling of the fault area allows the reconstruction of seismic Green’s functions in all possible directions within the sensors network.

The objective of the internship is to exploit these data in order to improve the reconstruction of the Green’s functions so that accurate information about the fault can be extracted. Advanced signal processing techniques can be used, e.g. methods based on projections onto the signal subspace or on the frequency-wavenumber space. The student will have to develop these approaches, and then to exploit them in order to study the waves that propagate in the fault zone. For example, an interesting processing will consist of calculating reflection and transmission coefficients on the fault, which can be used in turn for its characterization.

Required qualifications

The successful candidate is expected to be an experimental physicist or geophysicist interested in wave propagation. A strong background in wave propagation and signal processing is then required.