Signature sismo-acoustique des dépressions océaniques enregistrées en Eurasie

Seismoacoustic signature of the ocean storms at the center of Eurasia

• Auteur / Autrice : Alexandr Smirnov
• Direction : Eléonore Stutzmann, Alexis Le Pichon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 10/03/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR-Institut de physique du globe de Paris (2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Lognonné
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Lognonné, Alain Hauchecorne, Carène Larmat, Thomas Lecocq, Natalya Mikhailova, Nikolai M. Shapiro
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Hauchecorne, Carène Larmat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microséismes

Ondes sismiques

Interaction mer-atmosphère

Traitement du signal

Sismologie

Mots clés libres

Signaux sismiques et acoustiques

Tempêtes océaniques

Bruits sismiques

Seismic and acoustic signals

Ocean storms

Seismic noise

Résumé

L'étude des signaux sismiques et acoustiques des fortes tempêtes océaniques est essentielle pour vérifier le respect du Traité d'interdiction complète des essais nucléaires car la houle est une source dominante de bruit de fond. Une retombée attendue de la caractérisation du bruit océanique avec les réseaux sismiques et infrason est l'amélioration des outils opérationnels de surveillance. Cette thèse a poursuivi plusieurs objectifs. Dans un premier temps, les signaux sismiques et acoustiques produits par bruit océanique, enregistrés par le réseau de surveillance kazakh, ont été analysés entre 2014 et 2017. Ensuite, un modèle de source sismo-acoustique a été développé ; les paramètres de ces signaux ont été modélisés pour cette période. Enfin, les observations ont été comparées aux modélisations sur toutes les stations du réseau sismo-acoustique kazakh. Cette analyse a permis d’identifier des cycles saisonniers et de caractériser une source commune, en localisation et intensité, à l’origine des signaux sismiques et infrason observés. Les écarts entre les observations et les modélisations ont été quantifiés et expliqués. Cette étude révèle le potentiel de la synergie entre des technologies complémentaires de surveillance pour mieux décrire les mécanismes de couplage à l’interface océan-atmosphère, améliorer des méthodes de discrimination et évaluer les modèles de propagation dans des milieux complexes

Studying seismic and acoustic signals from strong storms is important to verify compliance with the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty as the ocean swell is one of the main causes of background noise. An expected potential of the study is the improvement of the available monitoring tools (discrimination and propagation methods) through the fusing of seismic and acoustic methods. This thesis pursued several targets. On the first stage, seismic and acoustic signals from ocean storms were detected in observation data for 2014-2017 for the Kazakhstani monitoring network. Then, a seismo-acoustic source model was developed, and expected parameters of signals for this period were predicted. Afterward, actual and predicted microbarom and microseism parameters were compared and analyzed. The analysis resulted in the identification of seasonal regularities in registered microseisms and microbaroms and characterization of their sources: it was proved that the sources are of the same origin. Discrepancies were found for predicted and observed microseism backazimuths, and an attempt to discriminate their nature was made. The results of this study revealed strengths and weaknesses of seismic and acoustic methods, and lead to the conclusion that a fusion of two techniques brought qualitatively new results