Analyse du bruit microsismique associé à la houle dans l'océan Indien

Analysis of the swell-related microseismic noise in the Indian ocean

• Auteur / Autrice : Céline Davy
• Direction : Guilhem Barruol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre
• Date : Soutenance le 26/11/2015
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire GéoSciences Réunion (Saint-Denis, Réunion)
• Jury : Président / Présidente : Eléonore Stutzmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice R. Fontaine, Éric Beucler
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Ardhuin, Karin Sigloch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vagues -- Indien (océan)

Tempêtes

Cyclones

Indien, Océan

Microséismes

Mots clés libres

Microséismes

Bruit microsismique

Océan Indien

Houle

Cyclone

Tempête

Source de bruit

Vagues

Microseisms

Microseismic noise

Indian ocean

Storm

Tropical cyclone

Swell

Seismic noise sources

Résumé

Les données sismologiques enregistrées sur les îles océaniques offrent l'opportunité d'analyser la houle via sa signature dans le "bruit" microsismique. Nous avons d'abord analysé les sources de bruit « secondaires », qui sont générées par l'interaction entre des vagues de même période dans une tempête, un cyclone ou par le phénomène de réflexion des vagues sur la côte. L'analyse des « microséismes secondaires », à l'échelle du bassin océanique, permet d'assurer un suivi spatio-temporel de la source qui les génère, même si elle est distante de plusieurs milliers de km des stations sismiques d'enregistrement. À plus long terme, leur étude permet d'assurer un suivi climatique global de l'activité des vagues dans une région donnée. Nous avons également étudié les sources de bruit « primaires », qui sont générées par l'interaction directe de la houle avec la côte. L'analyse des « microséismes primaires » permet de caractériser la houle localement par son amplitude, sa période et sa direction de propagation. Il est alors possible d'utiliser un capteur sismique comme substitut d'un houlographe. Dans le contexte des îles Éparses et de La Réunion, nous avons étudié plusieurs épisodes de houles extrêmes qui les touchent fréquemment et qui peuvent avoir d'importantes répercutions sociales ou environnementales. Enfin, en utilisant un réseau temporaire de stations sismologiques à La Réunion, nous avons analysé les variations du niveau de bruit microsismique pour caractériser l'impact des houles extrêmes sur les différentes façades de l'île. Cette étude permet d'identifier les sites les plus exposés aux vagues qui présentent un intérêt pour la récupération de cette énergie renouvelable encore trop sous-exploitée.

Seismic data recorded on oceanic islands can be used to analyze the swell through its signature in the microseismic noise. We first analysed the "secondary" noise sources, which are generated by the interaction of ocean waves with similar period within a storm, a cyclone or by the reflection phenomena off the coast. By analyzing secondary microseisms at the scale of the oceanic basin, we first performed a spatio-temporal tracking of the source, even localized thousands km off the recording seismic stations. Secondly, in the long-term, they can be used to follow the global climate change related to the ocean waves activity in a specific region. We also studied the "primary" seismic noise sources, which are created by the direct interaction of ocean waves with the coast. By analyzing these primary microseisms, we succeeded to characterize ocean waves locally in terms of amplitude, period, and, sometimes, direction of propagation. This showed that it is possible to use a seismic station as an ocean waves gauge to get precious swell data, particularly in remote and poorly instrumented areas. In the context of the Iles Éparses and of La Réunion Island, we studied a few extreme swells, which occur there frequently and can have strong social and environmental consequences. Finally, by using a temporary network of seismic stations installed in La Reunion, we studied the spatial variations of the seismic noise level across the island to characterize the swell impact on the different coasts. This study enables us to identify the most exposed spots to the swell, which may be attractive for generating renewable energy with this powerful resource yet underexploited.