{"id":3076,"date":"2017-11-03T10:59:27","date_gmt":"2017-11-03T09:59:27","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=3076"},"modified":"2018-06-26T10:50:21","modified_gmt":"2018-06-26T08:50:21","slug":"experimental-characterization-and-analysis-of-fluid-related-seismic-attenuation-mechanisms-in-porous-materials-samuel-a-chapman-en-se-propageant-a-travers-lecorce-terrestre-lamplit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2017\/11\/experimental-characterization-and-analysis-of-fluid-related-seismic-attenuation-mechanisms-in-porous-materials-samuel-a-chapman-en-se-propageant-a-travers-lecorce-terrestre-lamplit\/","title":{"rendered":"Experimental characterization and analysis of fluid related seismic attenuation mechanisms in porous materials"},"content":{"rendered":"<p><em>Th\u00e8se soutenue par Samuel A. CHAPMAN, le 3 novembre 2017, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)<\/em><\/p>\n<p>En se propageant \u00e0 travers l\u2019\u00e9corce terrestre, l\u2019amplitude d\u2019une onde sismique diminue. L\u2019une des raisons de cette diminution du signal est simplement li\u00e9e \u00e0 la r\u00e9partition de l\u2019\u00e9nergie du signal sur une surface en expansion. Par ailleurs, l\u2019amplitude d\u00e9cro\u00eet \u00e9galement parce qu\u2019une partie de l\u2019\u00e9nergie est converti en chaleur. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne, d\u00e9nomm\u00e9 att\u00e9nuation intrins\u00e8que, est commun\u00e9ment d\u00e9fini comme le ratio entre l\u2019\u00e9nergie dissip\u00e9e et l\u2019\u00e9nergie moyenne de l\u2019onde.<!--more--><\/p>\n<p>Concr\u00e8tement, la baisse d\u2019\u00e9nergie des ondes sismiques limite donc les capacit\u00e9s d\u2019investigation des structures du sous-sol, mais la mani\u00e8re dont l\u2019amplitude diminue peut n\u00e9anmoins nous apporter des informations suppl\u00e9mentaires sur le sous-sol. L\u2019att\u00e9nuation intrins\u00e8que peut \u00eatre consid\u00e9rable, notamment lorsque des fluides occupent les espaces poreux d\u2019une roche.<\/p>\n<p>Dans les roches satur\u00e9es de fluides, plusieurs m\u00e9canismes d\u2019att\u00e9nuation physique entrent en consid\u00e9ration. L\u2019\u00e9coulement de fluide induit par des ondes (wave-induced fluid flow : WIFF) est particuli\u00e8rement int\u00e9ressant car il peut prendre diff\u00e9rente formes, en lien avec les propri\u00e9t\u00e9s hydrom\u00e9caniques de la roche, qui sont difficiles \u00e0 caract\u00e9riser sur le terrain. Potentiellement, un autre m\u00e9canisme peut aussi att\u00e9nuer les ondes sismiques ; il s\u2019agit de la dissolution-lib\u00e9ration de gaz induite par des ondes (wave-induced exsolution dissolution : WIGED) sous forme de bulles microm\u00e9triques dans un liquide saturant la roche.<\/p>\n<p>Afin de mieux comprendre ces m\u00e9canismes, j\u2019ai r\u00e9alis\u00e9 des exp\u00e9riences en laboratoire, sur des roches et des \u00e9chantillons poreux synth\u00e9tiques partiellement et compl\u00e8tement satur\u00e9s. La variation de l\u2019att\u00e9nuation avec la fr\u00e9quence a \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9e selon la m\u00e9thode de l\u2019oscillation forc\u00e9e. J\u2019\u00e9tudie l\u2019impact de la saturation en eau partielle, obtenue par imbibition, sur l\u2019att\u00e9nuation pour un \u00e9chantillon de gr\u00e8s Berea. J\u2019ai aussi analys\u00e9 l\u2019impact de la distribution du fluide dans le milieu poreux sur la d\u00e9pendance en fr\u00e9quence de l\u2019att\u00e9nuation mesur\u00e9e. Un changement de comportement d\u2019att\u00e9nuation avec la fr\u00e9quence est observ\u00e9 et expliqu\u00e9 par le passage d\u2019un m\u00e9canisme WIFF m\u00e9soscopique \u00e0 un WIGED. L\u2019influence du niveau et de la m\u00e9thode de saturation du milieu sur l\u2019att\u00e9nuation en fr\u00e9quence son \u00e9galement \u00e9tudi\u00e9s pour un \u00e9chantillon synth\u00e9tique compos\u00e9 de perles de verre fritt\u00e9.<\/p>\n<p>Les mesures corroborent l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019un WIGED comme nouveau m\u00e9canisme d\u2019att\u00e9nuation possible aux fr\u00e9quences sismiques. Enfin, en utilisant un liquide plus visqueux que l&rsquo;eau pour saturer compl\u00e8tement le gr\u00e8s Berea, j\u2019observe l\u2019att\u00e9nuation d\u00e9pend de la fr\u00e9quence en r\u00e9ponse \u00e0 une transition drained-undrained et squirt-flow. Les deux sont des formes de WIFF, toutefois, la transition drained-undrained appara\u00eet en r\u00e9ponse aux conditions aux limites impos\u00e9es aux \u00e9chantillons et le squirt-flow \u00e9merge entre des fissures mall\u00e9ables, contacts de grains et pores rigides.<\/p>\n<p>Les observations pr\u00e9sent\u00e9es dans cette th\u00e8se contribuent \u00e0 am\u00e9liorer la compr\u00e9hension des plusieurs m\u00e9canismes d\u2019att\u00e9nuation dans les roches partiellement et totalement satur\u00e9es. En particulier, en condition de saturation partielle, les exp\u00e9riences ne d\u00e9montrent pas seulement l\u2019impact de la distribution du fluide sur l\u2019att\u00e9nuation en fr\u00e9quence, mais aussi les interactions entre les diff\u00e9rents m\u00e9canismes. Cette th\u00e8se peut, je l\u2019esp\u00e8re, constituer une impulsion pour de prochaines recherches sur les m\u00e9canismes d\u2019att\u00e9nuation observ\u00e9s dans les roches partiellement satur\u00e9es.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Th\u00e8se soutenue par Samuel A. CHAPMAN, le 3 novembre 2017, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) En se propageant \u00e0 travers l\u2019\u00e9corce terrestre, l\u2019amplitude d\u2019une onde sismique diminue. L\u2019une des raisons de cette diminution du signal est simplement li\u00e9e \u00e0 la r\u00e9partition de l\u2019\u00e9nergie du signal sur une surface en expansion. 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