Analyse et caractérisation des phases sismiques régionales enregistrées par les antennes de capteurs

La description detaillee des phases de la coda permet d'affiner la comprehension des processus de propagation des ondes sismiques, en milieu heterogene. Ces phases sont importantes puisque l'energie globale qui leur est associee peut representer une quantite d'energie superieure a celle que vehicule le champ d'onde direct. En terme d'evaluation de l'effet de site, les phases secondaires ne peuvent donc pas etre negligees et il est important de comprendre et d'identifier la nature des structures responsables de leur existence. En milieu heterogene, les ondes incidentes emises lors d'un seisme subissent de nombreuses deformations au cours de leur propagation. Ces ondes sont alors diffractees et refractees par les structures heterogenes qu'elles rencontrent, avant d'etre reemises notamment dans la direction de l'antenne. Il en resulte des sismogrammes presentant une coda complexe, caracterisee par la presence simultanee de nombreuses composantes ondulatoires. Les approches statistiques ont ete les plus utilisees pour caracteriser la coda des sismogrammes regionaux. La decroissance d'energie de la coda permet en effet d'estimer le facteur de qualite, qui traduit le degre d'heterogeneite moyen du milieu de propagation. Dans ce travail, un point de vue deterministe de la description de la coda a ete adopte et nous avons lors decompose les differents trains d'onde enregistres par une antenne sismologique, en une somme d'ondes planes, chacune etant decrite par un temps d'arrivee, un contenu frequentiel, une direction et une vitesse apparente de propagation. Devant la complexite que presente la coda des sismogrammes regionaux, les traitements classiques souffrent d'un manque de resolution et ne suffisent plus a caracteriser la propagation de chaque phase coherente qui se propage a travers une antenne. Des developpements methodologiques ont permis de mettre au point une technique de decomposition temps-frequence-nombre d'onde haute resolution des sismogrammes enregistres par une antenne. Cette decomposition permet une description detaillee de l'evolution temporelle des parametres de propagation des differentes phases coherentes du sismogramme. Nous avons notamment construit un critere original permettant l'estimation du nombre de phases de meme contenu frequentiel, qui se propagent simultanement a travers l'antenne. Ce critere est base sur la reconstruction a posteriori des formes d'onde analysees, a partir des parametres de propagation retrouves par la decomposition temps-frequence-nombre d'onde. La mise en pratique sur differents cas synthetiques simples (propagation d'une onde plane a travers l'antenne) a montre sa superiorite a caracteriser les parametres de propagation des champs d'ondes correlees qui se propagent simultanement a travers l'antenne ainsi que l'efficacite du critere de reconstruction d'energie, pour l'estimation du nombre de phases a une frequence donnee, presentes dans la meme fenetre d'analyse temporelle. L'application de cette methode de decomposition a l'analyse de signaux simules numeriquement nous a permis de tester son pouvoir de resolution dans la description des parametres ssocies a la propagation d'un champ d'ondes en milieu heterogene. La methode de decomposition temps-frequence-nombre d'onde developpee ainsi que l'utilisation du critere du maximum d'energie expliquee ont ete valides. Les signaux reels auxquels nous nous sommes interesses sont issus de l'experience d'Annot, ou les champs d'onde locaux ont ete enregistres par quatre antennes de faible ouverture (250 metres). A partir des resultats obtenus de l'analyse des donnees, nous avons pu localiser les principales zones heterogenes qui ont affecte la propagation des champs d'onde enregistres par chaque antenne.