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– PYROPE

Résumé de soumission

Les études de la dynamique et de la structure interne de la Terre connaissent à l?heure actuelle un développement rapide et important dans différents pays. En Amérique du nord, la composante « Bigfoot » du programme USArray va couvrir l?ensemble des Etats-Unis d?Amérique avec un réseau mobile d?environ 400 instruments large bande et une distance inter-station de 70 km. Ce projet va permettre aux sismologues d?imager les structures profondes de la Terre avec une résolution encore jamais atteinte. Les images tomographiques obtenues vont sans doute modifier profondément notre vision de la dynamique du manteau et de la tectonique des plaques. Des idées similaires ont vu le jour pour l?étude du continent européen. Parmi celles-ci, le projet TOPO-IBERIA, qui est déjà lancé, va couvrir la totalité de la péninsule ibérique avec un espacement de 70 km. La troisième et dernière phase de ce projet, prévue pour la fin 2010, va couvrir la partie nord de la pénisule ibérique. Notre projet a pour but d?apporter la première contribution à une initiative du type « France-Array », et propose de saisir une opportunité unique de déployer un réseau dense de stations large bande de part et d?autre des Pyrénées en concertation avec l?Espagne. Cette expérience va permettre à la communauté des sciences de la Terre de porter un regard nouveau sur les Pyrénées, un des rares laboratoires naturels facilement accessible où les concepts fondamentaux de la tectonique des plaques peuvent être confrontés directement aux observations géologiques et géophysiques. En effet, la région du Golfe de Gascogne et des Pyrénées est un des endroits les plus favorables pour étudier l?évolution d?une croûte qui s?est amincie, de l?exhumation du manteau à la cassure du continent donnant naissance à un bassin océanique, suivi d?une phase de compression qui a produit une chaîne de montagnes. Le projet va également initier le développement d?une base de données sismologiques qui sera accessible à l?ensemble de la communauté scientifique à la fin de l?expérience. Cette base de données distribuera non seulement des sismogrammes, mais également différents types d?observables sismologiques comme des temps d?arrivée, des amplitudes, ou encore des paramètres de biréfringence des ondes de cisaillement. Dans un premier temps, ces différents produits de l?analyse des données sismologiques seront exploités pour construire des modèles tomographiques de la lithosphère pyrénéenne, en utilisant des approches d?imagerie classiques. Cependant, pour exploiter pleinement la richesse de l?information que nous offrent les réseaux denses de stations large bande comme celui que nous envisageons de déployer, il sera nécessaire de développer de nouvelles méthodes d?imagerie haute résolution, reposant sur l?utilisation de noyaux de sensitivité à fréquence finie et sur l?inversion de forme d?onde. Si le calcul de noyaux 3-D par la méthode de l?adjoint est maintenant possible aux échelles régionale et globale, leur utilisation sur des jeux de données importants reste trop gourmande en temps de calcul. Il sera donc nécessaire de développer des algorithmes rapides, capables de prendre en compte un grand nombre de données en un temps de calcul raisonnable. Ces nouveaux outils seront également rendus accessibles à l?ensemble de la communauté. Ce projet va donc impliquer l?ensemble du processus d?imagerie, de l?acquisition de données à l?inversion. Nous avons ainsi réuni un grand nombre de scientifiques, apportant un éventail de compétences très large, pour mener à bien ce projet ambitieux. A plus long terme, la couverture du territoire métropolitain (et encore à plus long terme de l?Europe) reste un objectif prioritaire. Une structure de recherche européenne intégrée EPOS (European Plate Observatory System) suit sont chemin au sein de la roadmap ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructure). La contribution majeure française à cette infrastucture européenne sera le développement d?une antenne sismologique et géodésique en France (EPOS-RESIF) qui a déjà reçu le label TGE (Très Grand Equipement), et qui sera financée par le Ministère de la Recherche Français. EPOS-RESIF sera composé d?une antenne multi-échelle permanente installée en France métropolitaine, qui sera complétée par un ensemble d?environ 250 stations sismologiques mobiles. Une partie de cette composante mobile sera consacrée à compléter l?antenne large bande permanente à grande échelle de façon à couvrir la France avec une maille régulière et dense de stations large bande, en trois ou quatre étapes successives. Ce « France-Array » va fortement améliorer les capacités de l?antenne permanente, surtout pour l?imagerie des structures profondes sous la France.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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