Projet : ESTIME - Inversion sismique

Participants : Guy Chavent, François Clément, Jean-Marc Cognet, Benoît Lavaud, Claire Leleu.

Mots clés : Estimation de la vitesse, estimation de la source, formulation en temps, approximation paraxiale, lissage .

F. Clément a poursuivi ses travaux sur l'inversion sismique par formulation MBTT pour une modélisation par différences finies de l'équation des ondes acoustiques non linéarisée.

Une étude numérique exhaustive, sur des données synthétiques, des différentes stratégies d'optimisation possibles a montré l'intérêt de l'optimisation hiérarchique par rapport au propagateur, mais également celui de l'optimisation alternée par rapport aux deux paramètres (propagateur et réflectivité en temps). Parmi les différentes stratégies d'optimisation hiérarchique alternée, la meilleure stratégie semble de transférer l'effort de calcul du propagateur vers la réflectivité en temps à mesure que la représentation du propagateur s'affine.

**Figure 1:** Inversion de données sismiques synthétiques par le code MBTT-FD. La minimisation du critère des moindres carrés est initialisée à une vitesse présentant un gradient constant (a). Les vitesses obtenues pour la formulation classique (b) et pour la formulation MBTT (c) sont à comparer à la vitesse cible ayant servi à générer les données (d).
(a) $\includegraphics[bb=253 84 704 536,width=5cm,clip=true]{nsAr}$ (b) $\includegraphics[bb=253 84 704 536,width=5cm,clip=true]{nAr5ssn6newm}$ (c) $\includegraphics[bb=253 84 704 536,width=5cm,clip=true]{nAr5ma21e2sn7newm}$ (d) $\includegraphics[bb=253 84 704 536,width=5cm,clip=true]{nA-100}$

L'adoption d'une procédure de lissage par convolution pour la représentation du propagateur a permis d'obtenir de bons résultats d'inversion en milieu tabulaire sur des données synthétiques contenant des réflexions multiples. Les travaux portent actuellement sur l'inversion de données réelles fournie par Shell dans le cadre du Consortium Sigma.

B. Lavaud a terminé ses travaux de thèse sur l'inversion acoustique par approximation paraxiale de l'équation des ondes sous la direction de G. Chavent et F. Clément. La mise en oeuvre du calcul du gradient par la méthode de l'état adjoint ayant été achevée en 1997, l'étape finale a été d'évaluer les possibilités de la méthode MBTT pour une modélisation par approximation paraxiale de l'équation des ondes quant à l'inversion de données sismiques provenant de milieux à structure complexe. Les résultats sur données synthétiques provenant de simulations dans des milieux de complexité croissante ont montré que la modélisation par approximation paraxiale permettait de prendre en compte correctement les temps d'arrivées multiples (avantage sur la modélisation par tracé de rayons) à un coût compatible avec le traitement de données 2D de taille réaliste (avantage sur la modélisation par équation d'onde).

J.-M. Cognet a poursuivi ses travaux de thèse sous la direction de G. Chavent, Y.-H. De Roeck (Ifremer, Brest) et F. Clément. Il a développé le code d'inversion créé à l'Ifremer mettant en oeuvre la formulation MBTT pour une modélisation par approximation de Born (linéarisation) et lancer de rayons. Il s'agissait de rendre efficace les différents opérateurs (simulation, migration, et leur adjoint) lorsque le support du signal source n'est plus réduit à quelques points de discrétisation, et de calculer le gradient de la fonction coût par rapport à ce signal source, permettant ainsi de rechercher ce paramètre par une méthode d'optimisation locale. Les résultats sur données synthétiques et réelles ont montré que la réflectivité en profondeur retrouvée était beaucoup plus fine (déconvolution) lorsque l'on disposait d'une bonne approximation de la source. Il s'agit maintenant de prendre en compte les réflexions multiples sur le fond de l'eau dans la modélisation directe.

C. Leleu a débuté une thèse visant au traitement extensif des données de sismique Très Haute Résolution Tri-Dimensionnelle (THR3D, fréquence du signal de l'ordre de 1 Khz) sous la direction de G. Chavent, Y.-H. De Roeck (Ifremer, Brest) et F. Clément. La prise en compte de l'aspect géotechnique et de l'acquisition marine en THR3D est liée notamment à l'interférence de la houle dans un même intervalle de longueur d'onde. Pour un système d'acquisition évoluant à la surface de la mer, on cherche à estimer certaines composantes des variations de positionnement grâce à la redondance des données multitraces. La précision de l'estimation est relative à la résolution finale recherchée quant à la caractérisation des paramètres géoacoustiques. Les effets de la réflexion sur la surface libre de l'eau peuvent aussi être intégrées pour affiner le signal traité. Les premiers travaux ont été consacrés au développement d'un simulateur acoustique 3D, écrit en Fortran 90, utilisant l'approximation de Born + tracé de rayons dans la couche d'eau et incluant le calcul du « masque de réflectivité » propre au dispositif et à l'angle de pendage maximal du modèle de terrain considéré.