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Proposition de thèse

Titre : Suivi de réservoirs à partir du bruit sismique ambiant

Encadrants : J. Vergne (Phys. EOST), J. Schmitbuhl (DR CNRS)Retour ligne automatique
Lieu : EOST, Institut de Physique du Globe de Strasbourg (UMR 7516) – Université de Strasbourg/CNRS

Les candidatures sont à envoyer à : Jérôme Vergne (jvergne@unistra.fr) ou Jean Schmittbuhl (Jean.Schmittbuhl@unistra.fr) avant le 15 Mai 2017. Le début de la thèse est prévue en Septembre 2017. Le dossier de candidature devra comporter une lettre de motivation, un CV et le relevé de notes du master.

L’exploitation de réservoirs souterrains, par exemple pour le stockage d’hydrocarbures ou pour la géothermie profonde, génère une circulation des fluides en profondeur, des variations thermiques et une variation du champ de contrainte local qui peuvent perturber significativement le milieu. Caractériser l’extension et surtout l’évolution de cette zone affectée est un challenge scientifique et économique majeur. Cela nécessite le développement de dispositifs de surface fonctionnant en continu et capable de détecter de faibles variations des propriétés physiques du milieu se produisant parfois à plusieurs kilomètres de profondeur.
Parmi les différentes approches géophysiques étudiées, l’utilisation du bruit sismique ambiant offre une alternative économique à l’utilisation de sources artificielles contrôlées et répétées dans le temps. Une approche en plein essor est basée sur la corrélation du bruit sismique enregistré par des couples de stations et qui, dans certaines conditions, converge vers la fonction de Green de la propagation d’ondes sismiques entre ces stations. En analysant l’évolution temporelle de la coda des corrélations des formes d’ondes, il est possible de mettre en évidence d’infimes variations de vitesse ou de propriétés diffractantes du sous-sol induites par différents processus. En outre, des techniques de traitement d’antenne ont récemment permis de montrer la présence d’ondes de volume dans ces fonctions de corrélation. Cela permet d’envisager aujourd’hui d’étudier les variations temporelles de réflectivité d’interfaces du milieu.
Cette thèse a comme principal objectif de développer ces techniques basées sur la corrélation du bruit sismique ambiant dans le cadre particulier du suivi (monitoring) de réservoirs naturels exploités industriellement. Elle se basera sur des données issues de différents réseaux sismologiques, existants ou prévus, et localisés au niveau de sites de géothermie profonde ou de stockage d’hydrocarbures (gaz). Une attention particulière sera portée aux différentes méthodes de traitement des données et à l’impact des variations spatio-temporelles des sources de bruit. Une approche expérimentale sur des carottes de forages soumises à différentes sollicitations (pression, température, saturation) est également prévue pour quantifier les effets directs attendus.

Le candidat devra disposer de solides compétences en sismologie et traitement du signal. Une première expérience dans le traitement massif de données ou sur d’imagerie par corrélation du bruit sismique sera particulièrement appréciée. Cette thèse se déroulera au sein de l’équipe de sismologie de l’Institut de Physique du Globe de Strasbourg. Elle est co-financée par Electricité de Strasbourg et Engie- Storengy dans le cadre d’une convention de recherche associée à l’Université de Strasbourg/CNRS.

13 avril 2017