Géophysique
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Item Étude géothermique du sud de l’Algérie(2005) Ouali, SalimaItem Dynamique chaotique et analyse fractale en géophysique percolation et modélisation fractale de la porosité(2007) Aitouche, Moh-AmokraneItem Aléa sismique en un site, méthodologie et application(2007) Bellalem, FouziItem Inversion des données sismiques par les réseaux de neurones artificiels : application du réseau à fonction de base radiale et du réseau récurrent d'elman(2008) Djarfour, NoureddineL’appréhension de la structure interne de la Terre à partir de données collectées en surface demeure sans doute le souci constant de la plupart des géophysiciens. C’est dans ce contexte typique que s’est initialement développée la théorie du problème inverse, visant à interpréter, voire caractériser au mieux les problèmes géophysiques ainsi posés. Au cours de ces dernières années, plusieurs techniques ont été élaborées pour la résolution du problème inverse. La plupart de ces techniques cherchent à traiter son caractère mal posé qui pose en lui-même de sérieux problèmes de stabilité et de convergence. Dans cette thèse, notre contribution s’inscrit justement au cœur de cette problématique. En effet, nous ne prétendons pas apporter des solutions clefs à tous les problèmes posés, mais nous avons examiné l’application des réseaux de neurones artificiels (RNA) à la résolution du problème inverse. Sont considérées le long de ce travail les deux principales classes suivantes la tomographie sismique et l’inversion stratigraphique. Soulignons tout d’abord que les RNA font partie des systèmes adaptatifs non linéaires, qui sont constitués d’un grand nombre d’unités élémentaires (appelées aussi cellules ou agents). Ils traitent l’information d’une manière parallèle et distribuée. De telles propriétés leur confèrent bien la qualité de robustesse vis-à-vis des données incomplètes, incertaines et bruitées. Chose qui motive leur utilisation dans le cadre du problème inverse. En vu de justifier l’applicabilité des RNA, une étude comparative a été réalisée. Pour ce faire, les réseaux de neurones à Base Radiale (FBR) et de type Elman sont utilisés comme outils d’inversion et comparés à des techniques classiques (ART, SIRT, et GC) sur la base d’exemples synthétiques, puis sur des données réelles. Dans le cadre de la tomographie, les résultats obtenus ont monté que les RNA de type FBR sont les plus performants en terme d’amélioration de la reconstruction d’images sismiques très complexes, viennent ensuite les méthodes GC et ART avec un niveau de reconstruction assez acceptable. La méthode SIRT, quant à elle, s’est révélée moins performante. D’autre part, il est important de noter que le réseau de type Elman s’avère assez conservatif en raison des difficultés liées à la procédure d'apprentissage. Le test de reconstruction en présence de bruit montre la capacité de la structure FBR à retrouver avec une précision largement acceptable la répartition de vitesse à partir du temps de trajet, tandis que les autres méthodes ont donné des images altérées présentant des artefacts. Ci qui est principalement dû à la présence de bruits et à l’instabilité de la solution obtenue. Quant à l’inversion stratigraphique, nous avons pu obtenir un apprentissage simple et facile pour les deux structures proposées (FBR et Elman) à l’aide de l’algorithme de rétro-propagation du gradient conjugué. Notons qu’en présence de bruits, le RNA de type Elman conduit bien à des résultats intéressants en termes d’inversion, alors que la performance préalablement discutée du réseau FBR se dégrade de plus en plus au cours du processus d’inversion. Une autre constatation qu’on puisse également faire réside dans le fait que l’utilisation d’une seule couche cachée simplifie davantage la structure des réseaux et permet, par voie de conséquence, de rendre aisée l’estimation des paramètres acoustiques à partir des données sismiques. Sur la base de l’ensemble des considérations examinées le long de cette thèse, il ne deviendra guère difficile d’affirmer que les RNA offrent bien les outils nécessaires à l’amélioration de la caractérisation de la structure interne de la Terre, ce qui se traduit par un net allègement de la tâche de l’interprétationItem Le dévonien inférieur du bassin de reggane (sahara occidental algérien) : sédimentologie, bio-stratigraphie et stratigraphie séquentielle(2008) Khodjaoui, AbdenourLe bassin de Reggane est une vaste dépression paléozoïque à remplissage essentiellement détritique où le système pétrolier est complet. On note la présence des roches mères à l'ordovicien, au Silurien, et au Dévonien moyen. Les roches réservoirs sont représentées par le cambro-ordovicien, le Dévonien inférieur et le arbonifère.Malgré cela, à l’inverse des bassins orientaux connus pour leur richesse en hydrocarbures, ce bassin enregistre seulement quelques petites accumulations de gaz dont la plus importante est celle de la structure de Reggane où le forage RG-102 a débité 640000 m3 par jour de gaz à partir du réservoir du Dévonien inférieur. Ces faibles résultats pétroliers sont dus en grande partie au faible effort d’exploration. Ces dernières années on constate un regain d’intérêt pour ce bassin qui peut constituer à l’avenir une riche province pétrolière. Ce travail s’inscrit dans cette nouvelle dynamique d’exploration des bassins occidentaux et porte sur le Dévonien inférieur qui constitue le réservoir principal du bassin de Reggane. Sa position stratigraphique entre les roches mères du Silurien et les roches couvertures du Dévonien moyen le place comme objectif principal du bassin. Pour guider les travaux de recherches futures et dégager les zones les plus perspectives, il est important de construire son architecture géologique, pour cela la combinaison de la bio stratigraphie de la sédimentologie et de la stratigraphie séquentielle a été utilisée en intégrant l’ensemble des données disponiblesItem Analyse magnéto-spectrométrique des données aérogéophysiques du grand fossé pharusien (Hoggar occidental)(2009) Groune, DaoudPlusieurs méthodes et techniques de prospection géophysique peuvent être effectuées à partir d’un avion dont, trois parmi elles sont les méthodes de base, à savoir : le magnétisme, la radiométrie et l’électromagnétisme, dans ce travail nous utilisons les données aériennes des deux premières techniques en se basant sur un levé aéroporté réalisé, au-dessus du massif du Hoggar, par la société américaine AEROSERVICE CORPORATION entre 1969 et 1974. Notre étude a pour but la mise en évidence des anomalies radiométriques et magnétométriques dans le fossé pharusien et ce, dans le cadre de la recherche de nouveaux indices Uranifères, ainsi que l’étude structurale de la région. Dans la chaîne du traitement, les filtres numériques occupent une place primordiale, ce sont des outils mathématiques permettant de faciliter la tache de l’interprétation. Par la suite, une interprétation qualitative et quantitative nous permettra de déduire les caractéristiques relatives des zones anomales dans la région, ainsi que la fiabilité des filtres appliqués. Enfin, pour améliorer l’interprétation des données Aéromagnétiques, trois nouvelles méthodes analytiques seront appliquées au champ anomal, à savoir : la Déconvolution d’Euler (DE), le signal analytique (SA) et le nombre d’onde local (NOL)Item Traitement de données géophysiques à base de filtres non- linéaires et adaptatifs : application des filtres : de diffusion anisotropique, trilatéral et SD-ROM à l’atténuation des bruits cohérents et aléatoires(2009) Ferahtia, JalalL'évolution des technique d'acquisition et les nouvelle exigence d'interprétation engendré de nouvelle problématique au niveau des méthode de filtrage en géophysique. La perpétuelle quête de moyens permettant d'améliorer la qualité du signal, tout en préservant l'amplitude, est devenue un impératif, voir même en norme. La plupart des techniques de filtrage linéaire utilisées supposent que l'information a priori sur le signale et le bruit est connue.Or, souvent cette in formation fait défaut. L’utilisation de critères physiques pour séparer le bruit du signal est l'autre handicap de ces technique, en particulier lorsque ceux-ci sont fortement lié ou possèdent des spectres qui se superposes. Cette thèse vise à apporter des améliorations aux technique de filtrage non linéaire et adaptatif appliqué à la géophysique, en s'appuyant sur trois filtre inspirés du domaine du traitement de l'image. Trois principaux filtres ont été retenus à savoir le filtre de diffusion anisotropique, le filtre trilatérale et le filtre SD-ROM. Ces filtre connaissent un plein essor depuis une dizaine d'années dans le domaine de l’imagerie. Malheureusement, peu ou pas d'étude, ont été dédiées à ces filtre dans le domaine du traitement des données géophysiqueItem Application de la transformée en ondelettes continue pour le traitement des données sismiques(2010) Bouterai, AhmedL’onde de surface est un vieux problème présent dans les enregistrements sismiques. C’est un bruit de basse fréquence et de forte amplitude. Plusieurs techniques sont utilisées pour le filtrer. La principale est la transformée FK. Elle utilise la transformée de Fourier une technique qui impose que le signal sismique soit stationnaire et que les évènements soit des ondes planes La transformée en ondelettes continue propose une nouvelle approche. Le signal sismique est alors décomposé sur des fonctions de bases qui contrairement à la transformée de Fourier, ont une extension finie en temps et en fréquence. Le signal ne doit pas forcement être stationnaire. Cette transformée permet d’effectuer une analyse et un filtrage plus rigoureux en temps-fréquence l'intérêt principal de cette méthode est de pouvoir filtrer dans une zone temporelle bien choisie du signal sismique et sans modifier le reste. Les multiples sont considérés comme un bruit gênant et difficile à éliminer les techniques couramment utilisées pour le filtrer sont la déconvolution prédictive et le filtre (F-K) qui s’avèrent quelquefois inefficaces. Dans le but de surmonter les insuffisances rencontrées, on a introduit un nouveau outil mathématique performant et puissant qui est la Transformée en Ondelette Continue « TOC » (Morlet 1982). La séparation des ondes montantes et descendantes est basée dans les différentes méthodes de séparation sur le fait que les deux champs d'ondes ont des vitesses apparentes de signe opposé, mais il existe d'autres méthodes de séparation non basées sur le critère de vitesse apparente notamment les filtres de polarisation pour l'extraction (des ondes P et des ondes S), et la SVD (singular values decomposition). Dans ce travail, nous proposons une nouvelle technique de séparation par la transformée en ondelettes continue. Les résultats ont montré que cette technique est un bon moyen de filtrer le ground roll, les multiples et la séparation du champ d’onde d’un profil sismique vertical .Elle peut être implémentée en utilisant un algorithme dont la compilation est aussi efficace que la transformée de Fourier rapideItem Les méthodes de prospection sismique dans la caractérisation dynamique des sols en génie parasismique(2011) Oubaiche, El HadiParmi les nombreuses méthodes d'évaluation des effets de site, la plus précise est basée sur l'enregistrement de séismes, ce qui nécessite des réseaux accélérographiques denses et l'attente d'un séisme. Mais, la prévention ne permet pas d'attendre, et nous sommes contraints d'évaluer les effets de sites à partir de simulations numériques, en utilisant des modèles de vitesses obtenus par prospection sismique.Les modèles de vitesses auxquels nous nous intéressons dans l'évaluation des effets de sites sont définis par les vitesses de l'onde de cisaillement et l'épaisseur des sédiments entre le rocher sismique et la surface du sol. Le programme SHAKE (Schnabel et al., 1972) version modifiée SHAKE91 (Idriss and Sun, 1992) utilisé dans ce travail permet de montrer que l'amplification du mouvement sismique est étroitement liée à ces deux paramètres, d'où l'intérêt d'étudier l'apport des différents méthodes de prospection sismique dans ce domaine, ainsi que les avantages et les inconvénients de chacune d'elles. C'est à travers une étude bibliographique que ces méthodes sont présentées et analysées.La sismique de puits est considérée comme la technique la plus fiable, à condition de respecter les normes de la mise en œuvre jusqu'à l'interprétation des données. C'est cet aspect qui a été étudié. Généralement, les puits du crosshole sont considérés comme étant verticaux, alors qu'en réalité dans le cas le plus parfait les sondages sont déviés de 1° (Pecker, 1986). Afin de montrer l'erreur commise sur les vitesses si la déviation des puits n'est pas prise en considération, une simulation a été faite sur des données d'un crosshole réalisé à El Achour (Alger), qui montre que l'erreur n'est pas négligeable.À ces méthodes de prospection sismique est venu s'ajouter, durant les deux dernières décennies, la méthode utilisant l'enregistrement du bruit ambiant appelée la méthode des rapports spectraux H/V. Cette méthode a fait ses preuves dans l'évaluation des effets de site. Toute la communauté scientifique reconnaît ses capacités dans la détermination des fréquences de résonance, et elle est actuellement très utilisée dans les études de microzonage sismique.Dans le cadre du microzonage sismique d'Alger, une campagne de tests in situ a été réalisée pour la caractérisation dynamique du sol par le LNHC (Laboratoire National de l'Habitat et de la Construction), en collaboration avec le CGS. Pour ce travail, quelques sondages été sélectionné où des downholes ont été réalisés. Pour une bonne appréciation des résultats, les données brutes des essais downhole réalisés dans la partie Est d'Alger faisant partie du bassin de la Mitidja ont été retraitées. Enfin, à proximité des essais downhole réalisés dans le cadre du microzonnage sismique d'Alger et de l'essai crosshole réalisé sur le site d'El Achour des enregistrements du bruit ambiant ont été réalisés. La combinaison de la fonction de transfert des ondes S du modèle de vitesse de la sismique de puits avec la méthode H/V est d'un grand apport dans l'évaluation des effets de site. En effet, la convergence ou la divergence des résultats obtenue permet de contrôler la qualité des résultats obtenus par la sismique de puits en particulier et de la prospection sismique en généralItem Application des méthodes algébriques (ART, SIRT) aux problèmes de reconstruction d'images tomographiques en sismique(2015) Mender, MouradLa tomographie sismique est une technique d'imagerie qui permet de reconstruire la structure du sous-sol, généralement à partir du temps des premières arrivées des ondes de compression. Le sous-sol est un milieu extrêmement complexe, ce qui affecte le trajet de l'onde sismique en le traversant. La reconstruction tomographique est souvent définie comme un problème inverse dont la résolution n'est pas aussi facile et qu'il n'existe pas de solution unique. En effet, sa résolution nécessite l'utilisation de méthodes d'inversion analytiques ou algébriques. Ces dernières ont été développées en plusieurs techniques afin de représenter au mieux la structure du sous-sol. Pour la réalisation de ce mémoire, nous avons utilisé deux méthodes itératives de reconstruction tomographique basées sur des outils algébriques dites ART (Algebraic Reconstruction Technique) et SIRT (Simultaneous Iterative Reconstruction Technique). Le présent travail concerne l'application de ces deux techniques aux problèmes de reconstruction en tomographie sismique. Notre contribution consiste à montrer les résultats de leurs applications sur des données synthétiques et réelles. Pour le cas des synthétiques, nous avons simulé des enregistrements sismiques par différences finies à travers un modèle de vitesse représentant une structure géologique de subsurface. Ce modèle est composé de deux couches où nous avons inséré dans la première couche deux anomalies caractérisées respectivement par une faible et une forte vitesse que nous considérons comme problèmes de reconstruction en tomographie sismique. Sur les résultats obtenus, les deux anomalies sont mieux localisées horizontalement que verticalement. Pour le cas des données réelles, les temps des premières arrivées pointés sur des enregistrements d'une ligne sismique 2D ont été utilisés pour déterminer un modèle de subsurface. Pendant la phase de test, une étude de paramètres d'inversion a été effectuée pour choisir ceux générant les bons résultats. Le modèle obtenu présente des hétérogénéités latérales et des anomalies de vitesse faible et haute bien visibles latéralement. De plus, un fort gradient de vitesse a été identifié sur la partie gauche de ce modèle. Enfin, sur le modèle de subsurface issu des données réelles, un calcul de valeurs des corrections statiques a été effectué et appliqué sur tous enregistrements de la ligne en étude. Le résultat obtenu est une section sismique 2D dont laquelle la cohérence et la continuité sont nettement améliorées comparativement à une autre section obtenue en utilisant les corrections statiques calculées par la méthode altimétriqueItem Interprétation des données magnétiques acquises en offshore occidental algérien(2015) Bendiab, FethiLa présente étude magnétique concerne la partie occidentale de l'offshore algérien qui s'étend d'Alger à l'Est jusqu'à Marsa Ben M'hidi à l'Ouest.Ce travail est une contribution pour une meilleure connaissance du cadre tectonique et structural de la région d'étude et à la délimitation spatiale des différentes structures géologiques. Il nous a permis de mettre en évidence certains éléments structuraux non décrits auparavant, et de suggérer la continuité de certains autres. L'interprétation des données à l'échelle régionale nous a permis d'étudier, dans un premier temps, le contexte structural de cette région, et en second lieu, de nous prononcer quant à la délimitation des différents domaines de notre région d'étude à travers l'étude du niveau isotherme de Curie. L'analyse des données magnétiques (drapées) en exploitant la technique de l'analyse spectrale, nous a permis d'identifier quatre ensembles magnétiques distincts par leurs profondeurs moyennes. Le premier ensemble est situé à une profondeur moyenne de -14.60 kilomètres, il se manifeste, éventuellement, aux toit des structures profondes. Quant au second horizon magnétique, il est localisé à une profondeur de l'ordre de -5.00 kilomètres. Il correspondrait à la profondeur moyenne d'une première couche du socle magnétique. Le troisième ensemble quant à lui, est situé à une profondeur moyenne de -3.10 km. Il présente une deuxième couche du socle qui vient se placer au-dessus du premier et en-dessous des sédiments. Un quatrième ensemble indique la présence de sources magnétiques détectables à des profondeurs moyennes égales à -1.60 km. Cet ensemble marque, probablement, la limite entre la base des sédiments et le toit du socle magnétique des domaines du plateau, de la pente continentale et les sources magnétiques principalement attribuées aux formations intrusives et volcaniques subaffleurantes du socle. En outre, l'étude du niveau isotherme de Curie nous a permis d'identifier, du Nord au Sud, deux grands domaines : Un domaine océanique, large d'environ 75 km, occupe la partie nord de la zone d'étude. Il est caractérisé par des profondeurs comprises entre -15 et -7 km. Le domaine continental, quant à lui, occupe la partie Sud de la zone d'étude avec des profondeurs allant de -25 à -20 km. Ce domaine est une bande, d'une largeur de l'ordre de 30 km, plus au moins régulière jusqu'à la région d'Oran et qui se poursuit vers l'ouest par la mer d'Alboran. Cette dernière s'évase vers le Nord sur une largeur d'environ 60km. D'autre part, on note une corrélation entre les anomalies des profondeurs et le prolongement des structures présentes sur terre, tel que les massifs de Boumaad et du Dahra compris entre Tipaza et Ténès et le bassin du Cheliff entre Ténès et Mostaganem. Ces indices peuvent traduire un éventuel prolongement de la croûte continental en mer. Les deux domaines, continental et océanique cités ci-dessus, sont séparés par une zone de transition large d'environ 20km, elle est observée à environ 30km de la côte. Elle reprend les grandes lignes de la côte ouest algérienne. Pour cartographier les contacts magnétiques et améliorer la connaissance du contexte structural, un grand intérêt a été porté à la localisation des sources d'anomalies en exploitant différentes techniques complémentaires, tel que la déconvolution d'Euler (en mode trois dimensions), le gradient horizontal (en mode trois dimensions), toutes couplées aux prolongements vers le haut. L'analyse statistique des résultats a permis la mise en évidence de quatre directions privilégiées E-W, NE-SW, ENE-WSW et NW-SE. Enfin, nous terminons par l'application du procédé dit des Points Quasi-Singulier (QSP) à plusieurs profils. Cette technique, réputée par son pouvoir de résolution vertical, nous a permis de mieux comprendre la structure crustale de cette partie de l'offshore algérienItem Filtrage des données sismiques par les réseaux de neurones artificiels(2015) Babaia, FoudilLe but ultime de l'exploration sismique est d'imager les structures souterraines. Les données sismiques brutes sont toujours contaminées par des bruits dont les causes et les effets peuvent varier d'une campagne sismique à l'autre. Ainsi, l'atténuation de ces bruits constitue une tâche difficile, particulièrement en sismique terrestre, à cause du changement permanent des caractéristiques de ces bruits. Afin d'obtenir une image finale du sous sol exploitable, plusieurs outils mathématiques sont utilisés pour réduire au maximum les bruits aléatoires et cohérents. Ces outils, basés en majorité sur les caractéristiques du signal et du bruit, nécessitent beaucoup de paramètres à utiliser. Le travail, présenté dans ce mémoire, concerne le filtrage des données sismiques par l'utilisation des Réseaux de Neurones Artificiels (RNA). Notre contribution consiste à montrer la possibilité d'utiliser certains types de réseaux de neurones pour résoudre des problèmes concrets de traitement des données sismiques (Intérêt industriel), plus précisément, montrer leur intérêt comme un outil de filtrage des bruits aléatoires et cohérents. Nous avons fait appel à l'architecture de type perceptron multicouches (PMC) opérant sur une fenêtre élémentaire glissante à deux dimensions (2D). Ce type de réseau de neurones peut prendre en charge des problèmes non linéaires grâce à leurs fonctions de transfert non linéaires. Pour être validée, l'approche proposée a été appliquée sur des exemples synthétiques avec des degrés de complexité variables ainsi que sur des données réelles. Les résultats obtenus sont très satisfaisants. Lors des tests réalisés, une étude des paramètres du réseau a été effectuée pour voir comment ces derniers influent sur les résultats du filtrage. Le choix du nombre de neurones cachés, la taille de la fenêtre de calcul et le nombre d'exemples ainsi que leur répartition constituent un élément clé pour le bon apprentissage et fonctionnement du réseau