Sujet : Imagerie sismique de la zone de subduction de Nankai est (secteur de Tokai, Japon) : caractérisation des facteurs structuraux contrôlant le comportement sismogène de la marge et implications géodynamiques Encadrants : Lieu du stage : Durée du stage : Collaboration extérieure : Jean-Xavier Dessa, Stéphane Operto GEOAZUR à Sophia-Antipolis 5 mois Pierre Henry (Collège de France, CEREGE, Aix-en-Provence) Introduction Les zones de convergence en subduction sont les parties du globe où se produisent les plus grands séismes et parmi les plus dévastateurs. Pour mieux appréhender les facteurs structuraux jouant un rôle dans le comportement sismogène des zones de subduction, il est crucial d'acquérir des données sismiques de plus en plus finement échantillonnées et de leur appliquer des méthodes d’imagerie haute résolution exploitant aussi complètement que possible l’information contenue dans les signaux. Dans ce contexte, le projet Franco-Japonais SFJ réalisé en 2000 et 2001 a permis l’acquisition de données de sismique réflexion multitrace et de données sismiques grand-angle le long de profils régionaux recoupant la terminaison Est de la subduction Nankai (Japon). Ce segment de Tokai, situé dans un régime mixte de collision entre l’arc Japonais et l’arc Izu-Bonin et de subduction de la plaque Philippines sous l'Eurasie, est resté non rompu durant les deux grands séismes de subduction ayant affecté la zone de Nankai au milieu du siècle dernier. Pour cette raison, l’imminence d’un grand séisme dans ce secteur de la subduction est reconnue comme fortement probable et ses conséquences sont redoutées. Objectifs du stage L’objectif de ce stage est tout d’abord d’effectuer un retraitement des données de sismique réfraction enregistrées durant la campagne SFJ-OBS en 2001, motivé par des améliorations récentes des codes d’imagerie/tomographie développés à Geoazur. Durant cette campagne, 100 stations sismiques sous-marines (OBS) ont été déployées le long d’un profil de 100 km de long recoupant les principales structures de la zone de subduction, ce qui reste l'acquisition la plus dense jamais réalisée sur une cible géodynamique. Nous proposons d'étudier ce système à l’échelle crustale par inversion des formes d’onde visco-acoustique. Cette approche est une méthode d’imagerie sismique haute résolution où un modèle quantitatif du sous-sol est reconstruit par minimisation itérative de résidus entre données enregistrées et calculées dans une suite convergente de modèles. Les paramètres physiques du sous-sol reconstruits sont la vitesse de propagation des ondes P et le facteur de qualité décrivant l’atténuation des ondes sismiques. Dans un deuxième temps, les modèles de vitesse et d’atténuation obtenus seront interprétés de manière intégrée avec des données de sismique réflexion coïncidentes migrées en profondeur. Toutes ces données nous fournissent un éclairage de la subduction incluant le prisme, le backstop, la croûte subduite et couvrant le haut de la zone sismogène. L’analyse conjointe de ces deux types d’imagerie devrait fournir un éclairage nouveau sur la structure crustale de la subduction et sur les facteurs structuraux (rides subduites, chevauchements) contrôlant l'initiation et la propagation des grandes ruptures sismiques. Le candidat aura l’opportunité de se former à l’utilisation de méthodes complexes d’imagerie sismique dont l’utilisation est répandue en milieux industriels et académiques. Pour cela, des connaissances générales en mathématiques sont requises. Par ailleurs, il aura la possibilité durant la deuxième partie du stage d’effectuer un travail de synthèse ayant pour objectif l’interprétation géologique conjointe de différents modèles et images de la zone de subduction.