La première étape du prétraitement a consisté à ltrer les données à la fois dans l'es-pace temps-distance (mute) et dans l'esl'es-pace fréquence-nombre d'ondes. En particulier, des ondes générées par les vagues arrivent latéralement sur le prol. Ce bruit est facile-ment éliminé dans le domaine f-k (cf. g. 7.3 et 7.4).
La source est un coup de marteau et sa signature n'est pas connue. Même si la fonction de Ricker utilisée dans la modélisation en est proche, il est intéressant de mieux contrôler la source. Pour cela, j'ai normalisé le spectre de chaque trace par le spectre de la première trace. Ce spectre est la meilleure estimation disponible de celui de la source. La phase du signal n'est pas modiée. Cette déconvolution conduit à étendre la source en fréquence, et à la faire tendre vers un dirac en temps. Il sut ensuite de convoluer le sismogramme obtenu par un Ricker de fréquence connue. Le résultat de ces traitements est montré pour
le prol PSH dans la gure 7.5. Même si ce traitement est physiquement incorrect, il
Chapitre 7 : Données réelles : site de Maguelone Frequency (Hz) Wavenumber (m−1) 0 1 2 3 4 5 6 0 50 100 150 200
Figure 7.3: Sismogramme enregistré (gauche), transposé dans le domaine fréquence-nombre d'ondes (droite), avant tout traitement. Il a été enregistré avec une géométrie SH (prol PSH). La bande claire située entre 160 et 180Hz est associée au bruit électronique des traces 1 (2m), 29 (30m), 33 (34m) et 46 (47m). Chaque trace est normalisée par le maximum de son amplitude pour la visualisation. Frequency (Hz) Wavenumber (m−1) 0 1 2 3 4 5 6 0 50 100 150 200
Figure 7.4: Données de la gure 7.3 (domaine temps-distance (gauche) et fréquence-nombre d'ondes (droite)), après ltrage dans le domaine fréquence-nombre d'ondes.
Figure 7.5: Sismogramme de la gure 7.4 après normalisation des spectres et convolution par un Ricker. A droite, données obtenues avec tir inverse et traitements identiques.
Chapitre 7 : Données réelles : site de Maguelone
semble ne pas dégrader le sismogramme et améliorer la source.
Enn, les sismogrammes sont ltrés par un ltre passe-bande pour ne conserver que la gamme où le rapport signal sur bruit est bon. Les géophones enregistrent des vitesses de déplacements. Pour pouvoir les comparer aux modélisations directes, j'ai donc tempo-rellement intégré les sismogrammes.
7.2.2 Données brutes et traitées
Figure 7.6: Sismogrammes mesurés par le prol P2P SV après un ltrage dans le domaine fréqence-nombre d'ondes. La fréquence maximale est de 180Hz. L'intertrace est de 3m, avec un oset de 10 m. La première trace (10m) et la vingtième (67m) sont nulles.
Figure 7.7: Sismogramme mesuré par le pro-lP1P SV après un traitement identique à celui appliqué sur les sismogrammes de la gure 7.6, avec une fréquence maximale de 180Hz. L'in-tertrace est de 1m, avec un oset minimal par rapport à la source de 10m. Pour la visualisa-tion, chaque trace est normalisée par le maxi-mum de son amplitude.
Analyse visuelle des données
Les gures 7.6 et 7.7 montrent les sismogrammes enregistrés par les prols sismiques 176
Chapitre 7 : Données réelles : site de Maguelone
P1P SV etP2P SV après un ltrage dans le domaine f-k. La fréquence maximale est de 180
Hz dans les deux cas.
Les données, brutes ou après traitement, montrent très peu de hautes fréquences. En particulier, les ondes S et les ondes de surface des sismogrammes 7.6 sont beaucoup plus basses fréquences que le sismogramme 7.7. Cet eet est certainement dû aux matériaux
limoneux très déconsolidés en surface du prol P2P SV.
Les gures 7.3 et 7.4 (prolPSH) montrent qu'il y a très peu d'énergie cohérente pour des
fréquences supérieures à 100Hz. Le bruit étant très important de 60 à 100 Hz, j'ai choisi de ne garder que les fréquences inférieures à 60 Hz.
Le milieu semble très atténuant pour les hautes fréquences, et la source ne génère pas des hautes fréquences susamment énergétiques.
Il ne paraît pas exister d'onde de Love sur les sismogrammesSH (g. 7.5). Par contre,
des ondes de Rayleigh très énergétiques viennent masquer les ondes S rééchies sur les
prols P −SV (g. 7.6).
Les données brutes en particulier pour le prol PSH (7.3, gauche) montrent plusieurs
réexions. Cependant, seules les premières réexions sont visibles. Plusieurs interpréta-tions peuvent expliquer l'absence de réexions profondes. Tout d'abord, il est possible qu'il n'existe que peu de réecteurs en profondeur. Ensuite, le milieu étant très fortement atténuant, l'excitation sismique générée par le coup de marteau n'est certainement pas assez énergétique. Cependant, la somme de plusieurs réponses sismiques associées à des sources identiques n'apportent pas d'informations supplémentaires.
On voit sur les gures 7.5 et 7.7 que les réponses des tirs aller et retour sont bien symétriques. L'hypothèse d'un milieu tabulaire semble donc respecté.
Ecacité du traitement
Le traitement eectué semble ecace. Le bruit est en grande partie supprimée par le ltrage dans le domaine fréquence-nombre d'ondes. La normalisation des spectres et la reconvolution par un Ricker modie peu l'allure du sismogramme. La source est certai-nement très mal corrigée par cette méthode, mais l'atténuation et la forme des ondes semblent être conservées.
Réexion, réfraction et ondes de surface
Tout d'abord, j'ai voulu connaître une estimation des vitesses des ondes enregistrées. Pour cela, j'ai utilisé la courbure des hyperboles de réexion. Les ondes S ont des vitesses extrêmement lentes en surface, de l'ordre de 115 m/s. Au contraire, la vitesse des ondes
Chapitre 7 : Données réelles : site de Maguelone
P est relativement rapide, avec des vitesses supérieures à celle dans l'eau d'environ 1650 m/s en surface. Le terrain est donc très faiblement consolidé et totalement saturé.
Les sismogrammes mesurés avec le prol PSH montrent des ondes réfractées,
per-mettant également de mesurer les vitesses sismiques. En pointant les temps de première arrivée, on trouve une vitesse moyenne de 130 m/s sur les premiers 12 mètres, puis une vitesse de 430 m/s en dessous. En analysant simultanément deux tirs inverses, l'interface située à 12 mètres est légèrement pentée vers l'est, avec une pente d'environ 3%. L'hypo-thèse d'un milieu tabulaire reste acceptable avec cette pente (Moinet, 1997).
L'analyse des vitesses de phase des ondes de Rayleigh, pour le prol P1P SV (cf. g.
7.6) montre une légère diminution de la vitesse des ondes S dans les premiers mètres, puis une augmentation autour de 10 mètres de profondeur.
7.3 Inversion du sismogramme complet