Traitement de données sismiques enregistrés sur fibre optique (DAS)

Février-juin 2020
Laboratoire(s) de rattachement :ISTerre
Encadrant(s) :Olivier Coutant
Contact (s) : olivier.coutant univ-grenoble-alpes.fr
Lieu : Isterre
Niveau de formation & prérequis :M2
Mots clés : fibre optique ; DAS ; réseaux sismiques denses

La technologie DAS (Distributed Acoustic Sensing) transforme les fibres optiques utilisées pour les communications en capteurs acoustiques et sismiques. En envoyant un pulse laser contrôlé à travers la fibre, on récupère en mesurant le temps depropagation, l’élongation de la fibre. On peut faire cela à des cadences élevés (>kHz) et interroger environ tous les mètres la fibre optique sur des longueurs de plusieurs kilomètres. On se retrouve donc avec une ligne de capteur continue avec une densité absolument inégalée. Ce sujet propose de traiter l’enregistrement de séismes dans la vallée de la Maurienne, réalisé sur une fibre commerciale. Les premières observations font apparaître des contaminations par des bruit anthropique, ou des bruits d’ondes guidées. L’objectif est d’étudier différent traitement de filtrage des bruits observés sur la fibre afin de faire ressortir le bruit micro-sismique et appliquer éventuellement des traitements de corrélation spatiale.
The DAS technology turns standard telecommunication optical fibers into extremely dense acoustic sensors that allow seismic recordings with an unprecedented spatial resolution. A laser pulse is sent at one end and recorded back. Reflections from heterogeneities (Rayleigh scattering) yield, from travel-time measurements, the strain along the fiber direction at distances as low as one meter. This can be done at high frequency rate (>100kHz) and over large distance (>10km). This subject proposes to work on DAS recordings that were obtained on a commercial fiber in the Maurienne Valley in September 2018, during the seismic crisis named as “La Chapelle” seismic swarm. First order observations shows spatial correlations with unexpected travelling waves due either to anthropic contaminations or some kind of fiber guided waves. The goal of this work is to study some efficient filtering in order to retrieve the real seismic noise properties such as seismic velocities of seismic waves around the fiber.