Étude des anomalies de propagation sismique dans la croûte européenne

par Florian Duret

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Nikolai M. Shapiro et de Jocelyn Guilbert.

Soutenue en 2012

à l'Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....) .

mots clés

• Mots clés libres
• Anisotropie
• Tibet, Plateau du (Chine)
• Sismologie -- Europe
• Green, Fonctions de

Résumé

Nous avons confirmé la présence d'une forte anisotropie radiale au milieu de la croûte tibétaine, grâce à l'analyse des enregistrements de répliques du séisme de Sichuan ayant échantillonné exclusivement le plateau tibétain. En mesurant des courbes de dispersion moyennes d'ondes de surface sur ces répliques, puis en les inversant par méthode de Monte-Carlo, il a été montré que l'introduction d'une forte anisotropie radiale en milieu de croûte améliore significativement la qualité de la modélisation par rapport à un modèle isotrope. Puis nous avons établi une procédure d'analyse du bruit microsismique permettant, à partir d'enregistrements continus large-bande, d'extraire la fonction de Green du milieu étudié et d'y mesurer des courbes de dispersion en vitesse de groupe des ondes de surface. Cette procédure a été appliquée en Europe, sur un jeu de données composé d'une année d'enregistrements sismiques provenant d'une cinquantaine de stations 3 composantes. L'analyse des mesures obtenues a permis de confirmer leur validité, notamment via une régionalisation, et une comparaison des résultats avec des tomographies déjà publiées. Enfin un modèle 3D en vitesse d'onde S de la croûte européenne a été proposé. Celui-ci a été obtenu en appliquant une méthode de Monte-Carlo pour inverser simultanément les courbes de dispersion d'onde de Rayleigh et de Love obtenues en chaque point de la grille utilisée pour la régionalisation. Le modèle proposé offre un bon accord avec des études précédentes. De plus, l'introduction d'une couche anisotrope dans la croûte sous les Alpes permet d'améliorer la modélisation des courbes de dispersion d'onde de Rayleigh et de Love de la région.

Titre traduit

Study of the seismic propagation anomalies within the European crust.

Résumé

First of all, presence of strong radial anisotropy in the middle of the Tibetan crust has been confirmed using records of 2008 Sichuan earthquake's aftershocks that exclusively sampled the Tibetan plateau. Measurements of surface waves' average group velocity dispersion curves and their inversion using Monte-Carlo method showed that introduction of strong mid-crustal radial anisotropy dramatically improves the modeling with respect to isotropic parametrization. We then developed a microseismic noise analysis procedure aimed at extracting the Green's function of the medium from continuous ambient noise records and measuring surface waves group velocity dispersion curves. This procedure has been applied in Europe on a data set composed of a year of broad-band continuous seismic records from about fifty three-components stations. Analysis of the measured dispersion curves via regionalization, and comparison with published work confirmed their validity. We last proposed a 3D S-wave velocity model of the European crust. This model has been obtained by inverting simultaneously reconstructed Rayleigh and Love wave group velocity dispersion curves on each point of the regionalization grid using Monte-Carlo method. We introduced crustal radial anisotropy in the Alps in order to further improve the modeling of both Rayleigh and Love wave dispersion curves.