Évaluation de la vitesse des ondes de cisaillement pour études

Évaluation de la vitesse des ondes de
cisaillement pour études géotechniques:
réduction de l'incertitude
23 novembre 2016
Plan de la présentation
1. Introduction
2. Étude de cas 1: Estimation d’un
profil vitesse S en profondeur
Par:
Gabriel Fabien-Ouellet,
INRS ETE, Thermoroc
3. Étude de cas 2: Détection d’un
faille
4. Conclusion
1.0 Génération des ondes de
cisaillement
Source H
1.0 Génération des ondes de
cisaillement
Source V
1.1 Exemple de tir V
Ondes ?guidées
Sismique réfraction
Premières
arrivées des
ondes P
Analyse des
réflexions
Réflexions
des
ondes P P
?Multiples
MASW
Ondes de
Rayleigh
Analyses
des
Ondes converties
réflexions
converties
Réflexions
ondes SV
Analyse
desdes
réflexions
SV
4
1.2 Exemple de tir H
10
Déport (m)
20
30
40
Sismique réfraction
Premières
arrivées SH
100
OndesMASW
de Love
Temps (ms)
200
300
400
Analyse
desSH
réflexions SH
Réflexions
500
600
700
5
2.0 Étude de cas 1
But: Obtenir un profil des vitesses S en profondeur
2.1 Configuration d’acquisition
• Une ligne de 24 géophones
• Espacement: 1.5 m
• Deux composantes: verticale et
horizontale perpendiculaire
• Deux types de sources: V et H
2.2 Tirs V brutes
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Trace
80
90
50
100
150
200
Temps (ms)
250
300
350
400
450
500
550
600
Tirs sismiques
100
110
120
130
140
150
160
2.3 MASW
distance (m)
10
200
400
temps (ms)
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
20
30
40
10
Fréquence (Hz)
Fréquence (Hz)
2.4 Résultats MASW
20
30
40
RMSE=1.4%
100 200 300
Vitesses (m/s)
10
20
30
40
RMSE=1.4%
100 200 300
Vitesses (m/s)
2.5 Tirs V brutes
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Trace
80
90
50
100
150
200
Temps (ms)
250
300
350
400
450
500
550
600
Tirs sismiques
100
110
120
130
140
150
160
2.6 Tirs V filtrés passe-bande 80-150 Hz
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Trace
80
90
100
50
100
150
200
Temps (ms)
250
300
Réflexions ?
350
400
450
500
550
600
Tirs sismiques
110
120
130
140
150
160
2.7 Tirs H
0
0
10
20
30
40
50
60
Trace
70
80
50
100
150
200
Temps (ms)
250
300
350
400
450
500
550
600
Tirs sismiques
90
100
110
120
130
140
2.8 Analyse de vitesse des réflexions
Vitesse (m/s)
200
300
0
0.05
0.05
0.10
0.10
Temps (s)
Temps (s)
0
100
0.15
Vitesse (m/s)
200
0.15
0.20
0.20
0.25
0.25
de vitesse
Analyse
Source
V
100
de vitesse
Analyse
Source
H
300
2.9 Profils sommés des réflexions
0
5
5
10
10
Profondeur (m)
Profondeur (m)
0
Distance (m)
0
15
15
20
20
25
25
30
30
Source V
Distance (m)
0
Source H
2.10 Tirs source H brutes
0
0
10
20
30
40
50
60
Trace
70
80
50
100
150
200
Temps (ms)
250
300
350
400
450
500
550
600
Tirs sismiques
90
100
110
120
130
140
2.11 Traitement des réfractions
Distance (m)
0
0
5
20
mort terrain
200 m/s
Profondeur (m)
10
15
20
25
30
Roc
1600 m/s
2.12 Information sur les profondeurs
0
Distance (m)
Distance (m)
0
0
0
5
5
10
10
10
15
15
Profondeur (m)
5
Profondeur (m)
Profondeur (m)
0
Distance (m)
0
20
20
25
25
25
30
30
30
Réflexions source H
mort terrain
200 m/s
15
20
Réflexions source V
20
Roc
1600 m/s
Réfraction source H
2.13 Information sur les vitesses
Distance (m)
100
300
0
0.05
Temps (s)
Temps (s)
0.10
0.15
0.20
100
Vitesse (m/s)
200
0
0
300
0.05
5
0.10
10
Profondeur (m)
0
Vitesse (m/s)
200
0.15
0.20
0.25
20
mort terrain
200 m/s
15
20
Roc
1600 m/s
0.25
25
Analyse de vitesse
Analyse de vitesse
Source V
Analyse de vitesse
Analyse de vitesse
Source H
30
MASW
Sismisque
réfraction
2.14 Profil de vitesse combiné
• Contraint par
MASW
• Cohérent avec
sismique
réfraction et
réflexion
Profondeur au roc:
• Sismique
réflexion SV
• Sismique
réflexion SH
• Sismique
réfraction SH
Vitesse du roc:
• Sismique
réfraction SH
3.0 Étude de cas 2
But: Détecter une zone de faille
3.1 Configuration d’acquisition
• Une ligne de 120 géophones
• Espacement: 1 m
• Composante horizontale
perpendiculaire
• Type de source: H
3.2 Exemple de tir
Réflexion SH
20
40
Distance (m)
60
80
100
120
20
40
Temps (ms)
60
80
100
120
140
160
180
200
Réfraction
au roc
3.3 Profil sommé des réflexions SH
3.4 Tomographie des réfractions SH
3.5 Combinaison des informations
Conclusion
• Plusieurs types de mesures sismiques peuvent être acquises
pour mesurer la vitesse des ondes S (source SH, V, passif)
• Plusieurs types de traitement peuvent être appliqués au même
jeu de données donnant des informations redondantes et
complémentaires
• Le recoupement des différentes méthodes d’acquisition et de
traitement diminue l’incertitude et améliore l’interprétation des
résultats
Perspectives
L’inversion en onde complète: méthode de traitement conjoint des
informations sismiques:
Vrai modèle
Modèle inverse
Données vraies Données reproduites