Analyse des intercorrélations du champ d'onde sismique ambiant - Application à la tomographie de l'Ouest de la France

L'énergie sismique générée constamment dans les océans peut être utilisée pour l'analyse du champ d'onde ambiant et pour l'imagerie des structures crustales. Une nouvelle approche statistique basée sur la redondance en phase des intercorrélations est développée pour caractériser le champ d'onde sismique. Le déploiement inédit d'un réseau de sismomètres à large-bande passante dans le Nord de l'Espagne, le Sud et l'Ouest de la France, ainsi que l'utilisation de stations permanentes européennes, permet une couverture sismique inédite de ces régions par intercorrélation des enregistrements continus. La méthode d'imagerie utilise un algorithme de type Monte-Carlo par chaînes de Markov. Pour chaque paire de capteurs, le diagramme de dispersion de la fonction de Green empirique est transcrit en densité de probabilité de vitesse sismique cisaillante en fonction de la profondeur. Une régionalisation anisotrope permet d'obtenir un modèle de vitesse 3D sous le Massif Armoricain et le Golfe de Gascogne avec une résolution latérale d'environ 75 km. Depuis la surface jusqu'à 10 km de profondeur, les cartes de vitesse isotropes sont très bien corrélées avec la géologie : des anomalies négatives sont observées au niveau des bassins sédimentaires, et des anomalies positives au niveau des socles cristallins affleurants, fragments de la chaîne hercynienne. À 20 km de profondeur, la structure à l'aplomb du Golfe de Gascogne se singularise par une anomalie de vitesse positive dont les limites peuvent être interprétées comme la transition entre les domaines océaniques et continentaux. La structure crustale du Massif Armoricain apparaît également hétérogène à l'échelle sub-régionale.