Imagerie Spatio-temporelle de la Source sismique par Renversement Temporel Virginie PENQUERC’H Stage de recherche de M2 effectué au Laboratoire de Sismologie de l’IPGP sous la direction de Jean-Paul Montagner

Plan : Renversement temporel dans le cas acoustique. Expériences à l’aide de sismogrammes synthétiques dans le modèle PREM. Renversement temporel de données réelles. Conclusions et Perspectives.

Cas acoustique :

Équation d’onde dans le cas acoustique pour un milieu non- dissipatif : et sont solutions de cette équation. Est-il possible d’inverser, de manière concrète, le cours du temps ?

Depuis les années 1990, expériences de Mathias Fink : Refocalisation au niveau de la source initiale. Applications : milieu médical, détection de défauts dans les matériaux…

Difficultés dans le cas terrestre : Onde acoustique : Champ scalaire Renversement temporel dans le même milieu Milieu non-dissipatif Bords rigides Onde sismique : Champ vectoriel (trois composantes) Renversement temporel dans un milieu différent (modèle numérique PREM) Nécessité de prendre en compte l’atténuation de la Terre Surface libre (impossibilité de réinjecter tel quel le déplacement enregistré)

Expériences à l’aide de synthétiques :

Modèle de Terre PREM (Anderson & Dziewonski, 1981). Utilisation des modes propres de la Terre pour générer les sismogrammes synthétiques. Renversement des ondes de Rayleigh qui dominent le signal. Différents tests : Répartition des stations Répartition azimuthale Nombre de stations Nombre élevé Profondeur de la source Source superficielle Bande de fréquences Large bande Mécanisme au foyer Nombre de composantes Composante verticale

Renversement temporel à l’aide de données réelles :

Mozambique le 22/02/2006 à 22h 19min 15.7s (TU). latitude : –21.32° Mw = 7.5 longitude : 33.37° faille normale N168° profondeur : 12 km Données de 112 stations filtrées entre 2 et 9 mHz.

Film Mozambique Données réelles

Synthétiques Réelles Bonne refocalisation : localisation du séisme et diagramme de radiation correspondant retrouvés.

Décalage en temps Hétérogénéités de la Terre.

Pakistan le 08/10/2005 à 3h 50min 51.5s (TU). latitude : 34.38° Mw = 7.6 longitude : 73.47° faille inverse N114° profondeur : 12 km Données de 86 stations filtrées entre 2 et 9 mHz.

Film Pakistan Données réeelles

Refocalisation : localisation et mécanisme au foyer retrouvés Synthétiques Réelles Refocalisation : localisation et mécanisme au foyer retrouvés Décalage dans l’orientation du plan de faille

Conclusions :

Applications : étude des sources sismiques et tomographie. Possibilité de retrouver la localisation et le diagramme de radiation dans le cas d’une source superficielle. Applications : étude des sources sismiques et tomographie. Il reste encore de nombreux points à améliorer : Renvoyer les ondes de volumes détection d’une source profonde. Renverser les trois composantes retrouver le tenseurs des moments sismiques et, par suite, les paramètres complets de la source.