LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[Stage Master 2 /Ecole d’ingénieurs] Impact des lois de contact entre milieux géologiques sur la réponse sismique

Mots clés : Ondes sismiques ; propagation ; lois de contact ; mécanique des milieux continus

Contexte
L’imagerie sismique est un outil-clé pour explorer la proche surface et les structures profondes du sous-sol à des fins académiques (e.g.recherches archéologiques), environnementales (e.g.suivi des ressources naturelles) ou industrielles (e.g.applications géotechniques). Cependant, cela nécessite de maîtriser la modélisation de la propagation des ondes sismiques en intégrant à la fois les lois de comportement des couches géologiques traversées et les lois de contact entre ces couches. En sismique appliquée, si les lois de comportement des milieux bénéficient d’une grande attention, il n’en est pas de même pour les lois de contacts. En effet, la majorité des modèles utilisés actuellement reposent sur l’hypothèse de contact mécanique parfait, même si très souvent la jonction entre deux milieux géologiques est complexe et endommagée. Cette hypothèse, inadaptée par rapport à la réalité, induit forcément des biais (plus ou moins grands) sur l’imagerie quantitative du sous-sol.

Objectifs du stage

L’objectif de ce stage est d’évaluer l’impact, sur la propagation des ondes sismiques, de différentes lois de contact, développées par la communauté mécanicienne et pouvant être représentatives de la complexité de la zone interfaciale entre deux milieux géologiques. Il s’agira en particulier : 

  1. de comparer différentes lois de contact (issues de la littérature mécanicienne) qui décrivent le comportement mécanique d’interfaces planes endommagées (en contraintes planes et 3D),
  2. d’adapter les développements théoriques des lois les plus pertinentes pour notre contexte en déformations planes et en 3D,
  3. d’évaluer l’impact de ces différentes lois de contact sur la réflexion et la transmission des ondes sismiques.

Ce stage s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre deux équipes du LMA, à savoir l’équipe Ondes & Imagerie (spécialiste de la propagation des ondes sismiques) et l’équipe Matériaux & Structures (spécialiste des lois de contact).

- Compétences requises :
Goût pour les développements théoriques. Intérêt pour la propagation des ondes et la mécanique des milieux continus. Compétences de base en programmation Python ou Matlab.
- Gratification : suivant réglementation en vigueur
- Poursuite en thèse : possible suivant classement en Master et ED pour l’attribution d’un contrat doctoral


Encadrants : Nathalie Favretto-Cristini (favretto@lma.cnrs-mrs.fr) et Frédéric Lebon (lebon@lma.cnrs-mrs.fr)