Surveiller l’épaisseur et la résilience de la banquise avec du bruit sismique : preuve de concept au Svalbard / Monitoring sea ice thickness and resilience with seismic noise : a proof of concept at Svalbard

Durée : 5 mois de février 2019 à juin 2019 / Duration : 5 months from February 2019 to June 2019
Laboratoire(s) de rattachement : ISTerre
Encadrant(s) : Ludovic Moreau (https://isterre.fr/annuaire/pages-web-du-personnel/ludovic-moreau/?id_auteur=408)
Contact(s) : ludovic.moreau univ-grenoble-alpes.fr
Lieu : Campus Universitaire, Saint Martin d’Hères
Niveau de formation & prérequis : M2 recherche, profil géophysique
Mots clés / Keywords : banquise, surveillance, sismologie, bruit sismique / sea ice, monitoring, sismology, seismic noise

Lieu : Institut des Sciences de la Terre, 1381 rue de la piscine - Université Grenoble Alpes – GRENOBLE

Rémunération : convention de stage classique (554,40€/mois)

Contact : Ludovic Moreau (ludovic.moreau univ-grenoble-alpes.fr)

Poursuite en thèse : oui, financement ANR acquis.

Description du stage
Le déclin de la banquise Arctique est l’une des signatures les plus spectaculaires du réchauffement climatique. Les études convergent sur le fait que ce déclin n’a fait qu’accélérer lors des 4 dernières décennies, à un rythme que les modèles prévisionnels n’ont pas réussi à anticiper. Afin d’améliorer ces modèles, il est nécessaire de pouvoir compter sur des données plus précises et plus complètes concernant son épaisseur et son niveau d’endommagement.
Pour répondre à ces besoins, le projet ANR ICEWAVEGUIDE introduit une nouvelle méthodologie basée sur les ondes sismiques, dans le but de compléter les connaissances actuelles acquises via des données issues de mesures par sonar et radar. En enregistrant de façon continue et passive le bruit sismique ambiant avec un réseau de géophones dans un fjord au Svalbard (Norvège), la fonction de Green des ondes guidées dans la glace sera reconstruite par corrélations du bruit enregistré. La dispersion de ces ondes sera ensuite calculée, puis inversée en s’appuyant sur des modèles de glace flottante, afin d’estimer l’épaisseur, l’endommagement, et les propriétés élastiques de la glace.
Le stage consistera à déterminer, en s’appuyant sur des simulations numériques, la configuration optimale du réseau de capteurs à déployer sur la glace pour une mesure précise de ces observables. La campagne d’acquisition des données au Svalbard aura lieu à la fin du mois de février 2019. Selon sa motivation et ses capacités d’adaptation en milieu polaire arctique, le/la stagiaire pourra être amené(e) à participer à cette campagne. Lorsque les données seront acquises et disponibles, un des objectifs du stage consistera à commencer le traitement de ces données.

Profil recherché
Le/la candidat devra avoir une solide formation en géophysique, et en particulier dans la physique des ondes sismiques, avec de bonnes connaissances en traitement du signal et en modélisation numérique (éléments finis ou éléments spectraux). La maîtrise de Matlab sera un avantage pour aborder le stage dans de bonnes conditions. Une poursuite en thèse est l’objectif de ce stage, un financement ANR étant acquis pour débuter en septembre 2019. Une motivation à poursuivre en thèse sera donc déterminante. Enfin, pour envisager une participation du /de la candidat(e) à la campagne d’acquisition des données au Svalbard, une bonne capacité d’adaptation aux conditions polaires (froid, nuit polaire…) sera nécessaire.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Place : Institut des Sciences de la Terre, 1381 rue de la piscine - Université Grenoble Alpes – Grenoble (France)

Salary : classical internship salary (554€/month)

Contact : Ludovic Moreau (ludovic.moreau univ-grenoble-alpes.fr)

Follow up in PhD : Yes, fnding available.

Abstract
The decline of Arctic sea ice is one of the most spectacular signatures of global warming, and studies converge to show that this decline has been accelerating over the last 4 decades, with a rate that was not anticipated by forecasting models. In order to improve these models, it is essential to rely on accurate and more exhaustive datasets for its thickness and damage level.
To meet these needs, The ANR project, ICEWAVEGUIDE, introduces a methodology based on seismic waves propagation to meet these needs, and aims at completing current knowledge so far acquired mostly from Radar and Sonar data. Based on continuous, passive recordings of seismic ambient noise at an array of geophones in a fjor of Svalbard (Norway), The Green’s function of the guided waves propagating in the ice will be computed with the so-called ambient noise correlation approach. The dispersion of these waves will be calculated and converted, via a floating ice model, into an estimate of the ice thickness, damage level and elastic properties.
The internship will consist of determining, based on numerical simulations, the optimal configuration of the array for an accurate estimation of these observables. The data acquisition campaign is planned to begin at the end of February 2019. Depending on its motivation and capacity of adaptation to polar conditions, the intern maybe allowed to join the team for the fieldwork at Svalbard. When data are available, the intern will then start processing them.

Expected background for the candidate
The candidate should have a solid background in geophysics, and in particular in seismic wave physics, as well as very good level in signal processing and numerical modelling. Being familiar with Matlab will be an advantage to begin the internship in good conditions. A PhD, funded by the National Agency of Research (ANR), starting in September 2019, will follow the internship. Pursuing with a PhD is therefore strongly expected from the intern.