PROJET POST-DOCTORAL
FAISABILITÉ ET COMPLÉMENTARITÉ DES MÉTHODES SISMIQUES ET GÉO-ÉLECTRIQUE
POUR L’IMAGERIE DU SOUS-SOL EN MOYEN OFFSHORE VISANT L’APPORT
GÉOTECHNIQUE POUR L’IMPLANTATION D’ÉOLIENNES.
POSITIONNEMENT : UNIVERSITÉ GUSTAVE EIFFEL – CAMPUS DE NANTES
DURÉE : 18 mois
DÉMARRAGE : 1er janvier 2024
CONTACTS/ENCADREMENTS PRINCIPAUX : Donatienne Leparoux et Sérgio Palma-Lopes
dontienne.leparoux@univ-eiffel.fr ; sergio.palma-lopes@univ-eiffel.fr
COMITÉ DE SUIVI SCIENTIFIQUE : Loïc Michel (société SERCEL), Damien Pageot
FINANCEMENT : projet régional PROSE+ / AAP du RFI WEAMEC 2022
Commité de projet Leparoux D . Palma Lopes S., Michel L., Baltzer A., Rousset J.M.
SUJET :
L’accroissement des projets d’implantation de champs d’éoliennes en mer au large des côtes
françaises, associé à la multiplicité du développement des techniques d’ancrages (éolien posé, éolien
flottant, etc.) rendent nécessaire l’optimisation des fondations et ancrages aux conditions du sous-sol en
moyen offshore. La reconnaissance par méthodes géophysiques peut alors fournir un apport d’information
important. Dans ce sens, selon les recommandations de la CFMS (Berthelot et al., 2019), la reconnaissance
géophysique dans le domaine des EMR est menée à deux échelles : tout d’abord lors de la phase
préliminaire de pré-projet et d’avant projet pour définir la zone d’implantation ; puis lors de la phase projet
(conception et exécution) pour fournir des informations les plus précises possibles aux emplacements des
ouvrages. Pour ce faire, les méthodes utilisées incluent la sismique en Ondes de Surface et les méthodes de
résistivité électrique.
Par ailleurs, au niveau des côtes ouest françaises, la géologie des milieux peut être très variable et
les méthodes classiques en Ondes de surface, de type MASW (Multi Analysis of Surface Waves) sont
limitées par une hypothèse de milieu tabulaire 1D. Concernant les méthodes de résistivité électrique à
courant continu (CC), la perte de signal et de résolution est importante en environnement marin, telles que
l’attestent les pratiques depuis les années 1980, et suivant différents modes d’acquisition.
Dans ce cadre, le projet PROSE+ (décembre 2022 – décembre 2025) vise à développer et valider
expérimentalement des techniques géophysiques quantitatives 2D en Ondes de Surface associées aux
méthodes géo-électriques, selon les premiers développements mis au point numériquement, en amont
de PROSE+ , au cours du projet PROSE (novembre 2016 – mars 2021, https://www.weamec.fr/projets/prose/) :
Pour l’approche sismique en Ondes de surface, il s’agit d’une technique d’inversion sismique 2D, adaptée à
la variation potentielle du sous-sol marin, et basée sur les méthodes d’optimisation par Essaims de
Particules (Pageot et al., 2018).
Concernant l’approche géo-électrique, le projet PROSE initial a permis de montrer numériquement l’intérêt
d’un mode d’acquisition innovant qui pourrait augmenter significativement le pouvoir de résolution (Palma
Lopes and Côte, 2020).
Suite à ces premières études et développements numériques dans le projet PROSE, le projet pot-doctoral
proposé dans le projet PROSE+ comporte 3 phases :
1. Tester et adapter la méthodologie sismique développée numériquement, sur des données
expérimentales issues de mesures à échelle réduite au laboratoire. Elle pourra être également
testée sur des mesures fond-de-mer en site réel acquises parallèlement dans ce projet. La validation
expérimentale rendra la technique disponible aux entreprises de géophysique pour fournir la
variation latérale et en profondeur du profil de vitesses des ondes S
2. Tester et valider numériquement le mode d’acquisition « fond de mer avec écran isolant » dans un
contexte représentatif de la géologie d’une zone proche offshore du littoral ouest breton; mener une
étude bibliographique cadrée pour proposer une approche d’imagerie géoélectrique pertinente pour
ce mode d’acquisition (NB : le développement de cette approche n’étant a priori pas inclus dans ce
post-doc).
3. Analyser les potentialités de combinaison des approches sismique et géo-électrique sur un modèle
de référence caractéristique d’une zone proche offshore du littoral ouest breton (comme définie dans
les phases précédentes), en vue du développement d’une approche jointe permettant d’affiner la
résolution des milieux imagés sur les premiers mètres du sous-sol marin. Les approches envisagées
sont l’inversion conjointe (couplage par inversion simultanée ou séquentielle géoélectrique puis
sismique) ou la fusion de données (modèle mathématique pertinent à identifier : clustering, logique
floue, …). Pour cette troisième phase, l’analyse bibliographique préalable à ce développement
pourrait être démarrée dès le début du projet, en parallèle des étapes sismique et géoélectrique .
PARTENAIRES IMPLIQUÉS DANS LE PROJET PROSE+
• Le projet POSE+ est financé par le RFI WEAMEC.
• Il regroupe 3 partenaires académiques (GERS/Université Gustave Eiffel, le LHEAA / Ecole Centrale
de Nantes ; le LETG / Nantes Université) tous trois membres de l’OSUNA (Observatoire ds Sciences
de l’UNivers de Nantes Atllantique) qui gère le projet, et s’appuie sur le soutien de l’entreprise
Sercel, fournissant la technologie d’enregistrement sismique « fond-de-mer »
• L’Ifremer est membre partenaire associé au projet PROSE+.
• TOTAL Energies est membre extérieur du comité de pilotage.
OUTILS NUMERIQUES et EXPERIMENTAUX :
• Résistivité électrique CC :
◦ Comsol Multiphysics, Res2Dmod/inv, Res3Dmod/inv, ERTLab, Matlab, Python, (FEniCSx ou FreeFEM
pourront être utilisés si la personne en poste possède ces compétences)
• Sismique :
◦ Banc de mesures MUSC (Mesures Ultrasonores Sans Contact)
https://geoend.univ-gustave-eiffel.fr/presentation/equipements/banc-de-mesures-ultrasonores-sans-contact-musc
◦ Différences Finies et Elements Spectraux (SEM)
PRE-REQUIS
• Thèse en géophysique de subsurface
• Connaissances théoriques et expérimentales en sismique Ondes de Surface, et si possible en
méthodes géoélectriques,
• Connaissances et expérience en modélisation numérique et imagerie géophysique, capacités et
goût pour le travail numérique appliqué (compréhension, adaptation et utilisation d’outils
scientifiques existants),
• Des connaissances en combinaison d’information (fusion de données) seraient appréciées.
REFERENCES DU PROJET PROSE :
Pageot, D., Leparoux, D., Capdeville, Y. and Côte, P., 2018, September. Alternative Surface Wave Analysis Method for 2D Near-Surface maging Using
Particle Swarm Optimization. In 3rd Applied Shallow Marine Geophysics Conference (Vol. 2018, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists
& Engineers.
Palma Lopes S. & Côte P. , 2020, A new technique for increasing the sensitivity of marine DC-electrical resistivity acquisitions, , NSG 2020, Dec. 7-8,
online.
P. BERTHELOT, A. PUECH, F. ROPERS, , « POUR LA CONCEPTION ET LE DIMENSIONNEMENT DES FONDATIONS D’ÉOLIENNES OFFSHORE »,
2019, Rapport du Groupe de Travail «Fondations d’éoliennes offshore» du Comité français de Mécaniques des Sols et de Géotechnique
(CFMS)VERSION 2.0, 217 pp
