Joint inversion of passive geophysical data
Inversion jointe de méthodes géophysiques de sources naturelles
Résumé
In this Thesis, I present a joint inversion framework using correspondence maps (CM) between surface-wave dispersion curves recovered from ambient seismic noise correlations and magnetotelluric data to solve for shear velocity and resistivity with depth, but at the same time for a possible relationship between them. The method is stable using synthetic and field data for 1D models and shows a reduction of the model space that fit all datasets simultaneously. A sensitivity study of surface-wave dispersion curves using 2D velocity models exposes some limitations on their lateral resolution for small-sized anomalies (<10 km) at the periods of interest (<10 s), and where MT data could be beneficial. Synthetic joint inversion tests in 2D using a first-order relationship show that the velocity model is substantially improved by the inclusion of magnetotelluric data and the resistivity-velocity relationship is better recovered than with separate inversions.The application of the joint inversion methodology to field data from North Alsace exposes some of its advantages but also some of its difficulties. For an area that shows a 1D model behavior, the inclusion of the correspondence maps produces more coherent models, in both petrophysical and structural aspects. For the case of a more complex subsurface, where several relationships could be present, the CM term is not able to produce a single relationship applicable to all structurally different zones.
Dans cette thèse, je présente un cadre d'inversion conjointe entre des courbes de dispersion des ondes de surface récupérées à partir de corrélations de bruit sismique ambiant et des données magnétotelluriques pour imager la vitesse de cisaillement et la résistivité avec la profondeur, en y ajoutant des cartes de correspondance (correspondence maps, CM) pour trouver une éventuelle relation entre ces propriétés physiques. Testée d'abord sur des modèles synthétiques 1D, la méthode est stable et amène bien une réduction de l'espace des modèles qui satisfont tous les jeux des données simultanément.Une étude de sensibilité des ondes de surface à l'aide de modèles de vitesse 2D montre les limites de leur résolution latérale pour de petites anomalies (<10 km) aux périodes d'intérêt (<10 s) et les données MT pourraient ici améliorer les choses. Des tests synthétiques d'inversion conjointe en 2D utilisant une relation au premier ordre montrent que le modèle de vitesse est sensiblement amélioré par l'inclusion de la magnétotellurique et la relation vitesse-résistivité est mieux recouvrée qu'avec des inversions séparées.L'application de la méthode d'inversion conjointe à des données de terrain du Nord de l'Alsace illustre ses avantages et ses inconvénients. Pour une zone avec une subsurface aux propriétés quasi-1D, l'inclusion des cartes de correspondance dans l'inversion résulte en des modèles pétrophysiquement et structurellement plus cohérents. Dans le cas d'une zone plus complexe, où plusieurs relations pourraient être observées, le terme CM a n'est pas en mesure d'amener une relation unique valable pour toutes les zones structurellement différentes.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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