01S5- Principes de la Prospection Sismique

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𝗖𝗢𝗠𝗣𝗢𝗥𝗧𝗘𝗠𝗘𝗡𝗧 𝗗'𝗨𝗡𝗘 𝗢𝗡𝗗𝗘 𝗦𝗜𝗦𝗠𝗜𝗤𝗨𝗘 𝗔𝗨 𝗣𝗔𝗦𝗦𝗔𝗚𝗘 𝗗’𝗨𝗡𝗘 𝗜𝗡𝗧𝗘𝗥𝗙𝗔𝗖𝗘 𝗘𝗡𝗧𝗥𝗘 𝗗𝗘𝗨𝗫 𝗖𝗢𝗨𝗖𝗛𝗘𝗦
01- Dans ce modèle à 2 couches, les deux fronts d’ondes génèrés à un instant t0 montrent que les ondes sismiques se propagent à des vitesses différentes à travers différents matériaux.
02- Lorsqu'une explosion ou un impact se produit à la surface, les ondes se déplacent dans toutes les directions.
03- Dans un milieu uniforme, on dit que le front d’onde se propage suivant une infinité de rais sismiques.
04- Mais que se passe-t-il lorsque l’onde atteint une interface entre deux couches de vitesse différente V1 et V2 ? Une rapide et l’autre lente ?
05- Les ondes suivent alors la Loi de Snell qui stipule que les rapports des angles i1 d’incidence et de réfraction i2 est égal à celui des vitesses V1/V2 (indice de réfraction n2/n1)
06- En d’autres termes, La loi de Snell décrit comment les rais sismiques se courbent lorsqu'ils traversent une interface entre deux couches.
07- Dans le cas où V1 est plus grande que V2, et si on applique la loi de Snell, l’angle d’incidence i1 sera plus grand que l’angle de réfraction i2 donc les rais sismiques vont se pencher vers la verticale.
08- Dans le cas inverse ou V1 est plus petite que V2, et en suivant le même raisonnement les rais simiques vont suivre l'horizontale.
09- Lorsque V1 est plus petite que V2 et sin(I1) = V1/V2 (I2 = 90) on dit que les rais sismiques sont critiquement réfractés et se déplacent le long de l’interface.
10 -Un rai sismique avec un angle d’incidence supérieur à l’angle critique aura toute son énergie réfléchie vers la surface (Reflexion Totale). C'est ce qu'on appelle un angle supercritique.
11- Un rai sismique avec un angle d’incidence inférieur à l’angle critique aura la plupart de son énergie réfractée dans la couche rapide, avec moins d'énergie réfléchie vers la surface.
12- L'angle critique marque le cas où l'onde est réfractée parallèlement à l’interface et se déplace le long de la surface supérieure de la couche rapide tout en renvoyant une série de rais sismiques (head waves) vers la surface.
13- Quand on regarde toutes les ondes, on voit qu'une onde critique réfractée peut en fait atteindre un géophone avant une onde directe parcourant un trajet plus court dans la couche lente.