Imagerie des propriétés de diffraction : le couplage entre ondes de volume et de surface

L'analyse du bruit sismique ambiant s'est avérée être un puissant outil pour évaluer les changements de vitesse au sein de la croûte terrestre à l'aide de l'interférométrie par onde de coda (CWI). La CWI est basée sur l'analyse des petites variations de forme d'onde dans la coda des signaux, ce qui peut nous donner des informations sur la structure ou la dynamique des couches internes de la terre. L'objectif de cette thèse est de séparer et de localiser en profondeur la source de ces changements. Le travail présenté ici est développé en trois étapes principales :Premièrement, nous cherchons à dissocier les processus à l'origine des changements de vitesse dans la région de Pollino, dans le sud de l’Italie. Pour cela, nous utilisons un enregistrement de bruit sismique continu d’une durée de dix ans avec une seule station. Cette région est caractérisée par la présence d'aquifères et par une période relativement courte de forte activité sismique, dont un tremblement de terre de M5 qui s'est produit le 25 octobre 2012. Nous appliquons deux modèles qui estiment le niveau de l'eau dans l'aquifère permettant une bonne prédiction du delta v/v apparent mesuré, ce qui signifie que la variation de vitesse est due aux changements de la pression interstitielle à l'intérieur de l'aquifère. Une confirmation parallèle indépendante est obtenue avec des mesures géodésiques qui montrent une expansion volumétrique de la zone qui suit les mêmes patterns que ceux observés dans les modèles et la variation de vitesse. La soustraction de ces modèles de mesures révèle une faible réponse élastique de la croûte aux précipitations et met en évidence la chute de contrainte produite par l'événement sismique.Ensuite, nous abordons le problème de la localisation et de l'imagerie de la source qui génère les changements en profondeur dans la forme d'onde enregistrée à la surface. Pour cela, nous utilisons un modèle scalaire d'onde 3D qui couple naturellement les ondes de volume et de surface. Sur la base de ce modèle, nous faisons d'importantes déductions sur les caractéristiques physiques du système comme : un libre parcours moyen des ondes de volume avant qu’elles ne se transforment en ondes de surface dépendant de la profondeur ; et une transformation progressive de l'énergie des ondes de surface vers celles de volume. En utilisant les équations de transfert radiatif qui décrivent ce système, nous effectuons une série de simulations de Monte-Carlo pour estimer le noyau de sensibilité. Nou