Grâce au développement des supercalculateurs il est désormais possible d’utiliser des méthodes numériques résolvant complètement l’équation des ondes pour imager le sous-sol. C’est le cas en sismologie ou en exploration sismique où ce type de méthode est maintenant couramment utilisé à 2D. Le passage au 3D reste encore cher en terme de temps de calcul et ne peut, en général, n’être utilisé qu’en simplifiant la physique du problème. Par exemple, un calcul de propagation d’onde dans un milieu fluide equivalent permet d’approximer les ondes des acoustiques dans le sous-sol.

Nous présentons ici une méthode d’inversion 3D des formes d’ondes complètes pour des milieux solides élastiques. Cette méthode utilise un problème direct hybride basé sur la méthode des éléments spectraux 3D (specfem3D) et est couplée avec des méthodes 1D (DSM, Axisem) réduisant ainsi la complexité du calcul 3D à un sous domaine d’intérêt. Le gain en temps de calcul obtenu permet d’utiliser ce problème direct pour faire de l’imagerie acoustique 3D.

Le problème inverse consiste à minimiser une fonction coût qui mesure l’écart entre les données engegistrées avec celles prédites par la simulation. Ce problème d’optimisation est résolu par une méthode itérative à direction de descente (L-BFGS) basée sur le gradient de la fonction coût. Ce gradient est calculé par l’état adjoint et nécessite 3 simulations pour le calculer compètement.

Quelques exemples de l’application de cette méthode seront présentés à la fois sur des données réelles et synthétiques.