Description

Dans le cadre du projet MACIV financé par l'ANR (Imagerie sismique multi-échelle du Massif Central axée sur le volcanisme intraplaque récent, [https://maciv.osug.fr/en](https://maciv.osug.fr/en)), les équipes de l'ISTerre, du GET-IRAP (Toulouse) et du LMV (Clermont- Ferrand) ont installé deux réseaux sismiques temporaires de 100 stations pour une durée de 3 à 4 ans en 2023 et 2024. Le premier réseau comprend 35 stations. Couplé avec les stations permanentes il permet de couvrir l'ensemble du Massif Central français (MCF) avec une station tout les 35 km. Le second réseau est constitué de trois profils de stations (nord-sud, est-ouest et nord-ouest-sud-est) ont également été déployés. Ils traversent le MCF avec un espacement inter-stations de 3 à 15 km. Finalement trois réseaux denses de 625 nœuds (espacement de 0,5 à 5 km) seront installés pendant un mois dans les régions volcaniques de la Chaîne des Puys et du Cézallier-Monts-Dore à la fin de l'année 2025.
L'objectif de ce sujet de thèse est d'utiliser l'ensemble de ces données pour obtenir de nouvelles images sismiques de haute qualité de la structure de la croûte et du manteau supérieur du MCF, en utilisant notamment des corrélations du bruit ambiant. Le candidat travaillera au sein de l'équipe « Ondes et Structure » de l'ISTerre, qui a été fortement impliquée dans le développement de ces méthodes et leurs applications dans différentes régions du monde, notamment dans les Alpes européennes (par exemple, Nouibat et al., 2022, 2023). Le candidat réalisera une tomographie du MCF à partir d'ondes de surface issues de corrélations de bruit à différentes échelles afin d'avoir une vision complète du MCF. Les données du réseau principal MACIV et des trois profils seront utilisées pour mesurer les courbes de dispersion de la vitesse de phase et de groupe des ondes de Rayleigh et de Love. Ces mesures, combinées à celles obtenues lors des projets précédents Pyrope et AlpArray, permettront d'améliorer significativement la résolution des modèles régionaux de la croûte et du manteau supérieur du MCF, y compris les distributions des vitesses des ondes de cisaillement et des anisotropies radiales et azimutales (par exemple, Mordret et al., 2015 ; Alder et al., 2021). Les réseaux denses de nodes permettrond d'étudier la structure superficielle.
Les modèles tomographique obtenus seront combinés avec ceux issus d'onde de volume télésismiques en collaboration avec le GET- IRAP. Les images finales seront interprétées pour mieux évaluer les gisements minéraux ainsi que les ressources géothermiques du MCF en collaboration avec des géologues et des volcanologues du GET-IRAP et du LMV.

Compétences requises

MS ou diplôme équivalent en géophysique, physique ou dans un domaine étroitement lié. Compétences attendues : géophysique (sismologie), analyse des signaux et programmation (de préférence en python).

Bibliographie

Alder, C., E. Debayle, T. Bodin, A. Paul, L. Stehly, H. Pedersen, the AlpArray Working Group, Evidence for radial anisotropy in the lower crust of the Apennines from Bayesian ambient noise tomography in Europe, Geophysical Journal International, Volume 226, Issue 2, August 2021, Pages 941–967, https://doi.org/10.1093/gji/ggab066
Mordret, A., D. Rivet, M. Landès, and N. M. Shapiro (2015), Three-dimensional shear velocity anisotropic model of Piton de la Fournaise Volcano (La Réunion Island) from ambient seismic noise, J. Geophys. Res. Solid Earth, 120, doi:10.1002/2014JB011654.
Nouibat, A., L. Stehly, A. Paul, et al., 2022. Lithospheric transdimensional ambient-noise tomography of W-Europe: implications for crustal-scale geometry of the W-Alps, Geophys. J. Int., 229, 862-879, doi:10.1093/gji/ggab520.
Nouibat, A., Brossier, R., Stehly, L., Cao, J., Paul, A., & Cifalps Team and AlpArray Working Group. (2023). Ambient-noise wave-equation tomography of the Alps and Ligurian-Provence basin. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 128, e2023JB026776.

Mots clés

Tomographie sismique, Massif Central Français