Abstract FR:

Le trace de rais sismiques est un outil rapide pour modeliser la propagation des ondes dans le sous-sol. C'est aussi un instrument puissant pour analyser les donnees sismiques grace a la facilite d'interpretation des quantites calculees. Cependant, le temps de calcul des rais sur machine sequentielle reste prohibitif en inversion non-lineaire des temps d'arrivee. Or, l'independance des rais permet de distribuer leur calcul sur des processeurs concurrents. Ces processeurs pouvant etre des stations de travail en reseau ou bien les nuds d'une machine massivement parallele. Le trace de rais sismiques propose s'appuie sur la librairie de communication pvm (parallel virtual machine), et s'execute en parallele dans un reseau de stations de travail, sur connection machine cm-5, ou sur cray t3d. L'acceleration obtenue rend le trace de rais performant en inversion non-lineaire de donnees sismiques. L'inversion est ramenee a l'optimisation d'une fonction cout definie dans l'espace des donnees. Cette fonction mesure l'ecart entre des donnees calculees dans une instance du modele et les donnees observees. Elle ne necessite pas de pointe des temps d'arrivee. On cherche le modele, c'est a dire la position des interfaces, qui minimise la fonction cout. A cause de la non-linearite de la relation entre les temps d'arrivee des ondes reflechies et les contrastes d'impedance, la fonction cout comporte de nombreux minima secondaires. A moins de connaitre un bon modele a priori, la formulation linearisee echoue dans un minimum secondaire, elle n'est donc pas pertinente dans le cas d'un milieu mal connu. Dans ce cas, un schema d'optimisation semi-global tel que le recuit simule se revele adapte pour echantillonner la fonction cout et echapper aux minima secondaires. Une premiere application illustre l'utilisation de la methode du simplex combinee avec le recuit simule pour inverser des temps d'arrivee synthetiques en sismique reflexion. Le simplex est une technique d'optimisation de fonctions multi-parametres sans calcul de gradient qui autorise des variations continues des parametres. Le recuit simule permet d'eviter que le simplex ne soit piege dans un minimum secondaire de la fonction cout. Le modele final explique les arrivees multiples presentes dans les donnees d'entree. La seconde application synthetique montre l'utilisation de l'inversion par maximisation de la coherence sismique. La coherence mesure la similitude des traces sismiques observees le long des temps d'arrivee calcules. La coherence permet de s'affranchir du pointe des temps. La maximisation est controlee par recuit simule (vfsa : very fast simulated annealing) et converge rapidement vers de bons modeles. Enfin, l'inversion par coherence est utilisee pour le traitement de donnees de terrain acquises le long d'un profil sismique sur le volcan vesuve. Une premiere etape d'inversion basse resolution permet d'identifier 3 zones de reflecteurs au dessus de 10 km. Une seconde etape en augmentant le nombre de parametres fournit un ensemble de reflecteurs que l'on correle plus ou moins bien avec les informations geophysiques existantes. Certains de ces reflecteurs peuvent constituer de bons modeles de depart pour un algorithme d'inversion linearise.