Inversion de forme d'onde, Environnement marin à faibles vitesses S, Isotropie transverse verticale, Sismomètre/nœud de fond de mer, Diagramme de réflexion

L'inversion de forme d'onde (FWI) est apparue comme une formidable classe d'algorithmes pour obtenir des modèles quantitatifs et haute résolution des propriétés mécaniques du sous-sol. Cependant, la FWI souffre de coûts de calculs élevés et des limitations inhérentes à l'algorithme d'inversion utilisé. En ce qui concerne l'imagerie de la Terre en environnement marin à l'échelle locale, ces limitations ont conduit à la restriction initiale de la FWI à une représentation fluide de la Terre, où seule la vitesse des ondes P est mise à jour. L'augmentation des ressources de calcul a récemment permis d'aboutir à une stratégie d'inversion 2D tant des vitesses des ondes P que celles des ondes S, pour les environnements présentant de faibles vitesses S en fond de mer. La stratégie a été élaborée en approximant le sous-sol par un milieu isotrope et en utilisant des données de câbles de fond de mer (OBC). Cette thèse se concentre sur des dispositifs d'enregistrement plus contemporains et assouplit partiellement la limitation isotrope, afin de répondre aux besoins des applications modernes. Les OBC sont en effet remplacés par des sismomètres/nœuds de fond de mer (OBS/OBN). Sans l'utilisation du principe de réciprocité, où les rôles des sources et des récepteurs sont interchangés, le coût de calcul accru de ces types d'acquisition serait prohibitif. Je fournis ici un guide complet sur la réciprocité pour la FWI 2D/3D en milieux élastiques anisotropes. Par ailleurs, la stratégie d'inversion étudiée a été développée dans des environnements isotropes, alors que la Terre est anisotrope. Après les adaptations nécessaires, j'évalue la performance de la stratégie pour l'inversion des vitesses verticales, lorsque les autres paramètres d'anisotropie sont légèrement erronés et ne sont pas mis à jour. Je me concentre sur un type d'anisotropie spécifique nommée « isotropie transverse verticale » (VTI). Je propose également une variante pour des applications réelles, qui, par exemple, ne prendraient pas en compte l'atténuation de la Terre. Je confirme finalement les conclusions synthétiques et théoriques avec un jeu de données réelles 2D OBN, acquis en mer du Nord