Sessions

• Evaluer les risques naturels et anthropiques 

Les techniques géophysiques offrent des informations importantes sur les risques naturels (mouvements de terrain, séismes, avalanches, volcanisme...) et anthropiques (ruptures d’ouvrages, pollution, etc.). Elles fournissent des images des structures souterraines permettant d’évaluer les volumes en jeu, de contraindre les modèles des mécanismes à l’œuvre et d’estimer des paramètres d’intérêt pour mieux caractériser les études à réaliser. Quand les processus à caractériser évoluent en fonction du temps, les méthodes géophysiques peuvent être appliquées pour suivre la modification des paramètres géophysiques résultants. Cela permet d’améliorer la compréhension des phénomènes en place. Les mesures géophysiques peuvent donc aussi être utilisées comme un outil de surveillance de l’évolution du risque. Nous invitons dans cette session la présentation de cas d’études ou de développements méthodologiques pour la compréhension et le suivi des risques naturels et anthropiques.

• Imager des structures cachées (archéogéophysique, sites et sols pollués)

L'imagerie des structures enfouies dans le sous-sol et cachées ou non par le temps est un défi scientifique pour lequel l’utilisation de la géophysique est particulièrement adaptée. L’étude des structures et des flux sur des sites anthropisés peut répondre à un enjeu sociétal, industriel et/ou académique. Les applications de la géophysique dans ce domaine concernent les sites archéologiques, les sites et sols pollués, les centres de stockage de déchets, les friches industrielles… contenant des vestiges archéologiques souterrains, des polluants, des fondations, des fûts, des objets pyrotechniques. Nous sollicitons des présentations d’études de cas et de développements méthodologiques (équipements et outils d’analyse), en lien éventuel avec de l’archéologie, de la géotechnique et des études environnementales, pour localiser et caractériser des structures cachées.

• Relier les propriétés géophysiques aux caractéristiques physico-chimiques des milieux

L’imagerie géophysique permet d’une part de spatialiser les caractéristiques du sol et du sous-sol et d’autre part de suivre les évolutions dans le temps de ces caractéristiques. Cependant les liens entre les propriétés géophysiques mesurées et les caractéristiques physico-chimiques des sols et des sous-sols sont complexes. Ils sont souvent appréhendés par des lois empiriques qui peuvent dépendre de paramètres inconnus, mal contrôlés ou inter-corrélés. Afin de progresser sur cette problématique nous sollicitons toute contribution (étude de terrain, expérimentation de laboratoire, modélisation des processus) mettant en avant des comparaisons entre les mesures géophysiques et les propriétés physico-chimiques des sols et sous-sols estimés par d’autres méthodes.

• La géophysique pour la compréhension flux et des processus : pédologiques, agronomiques, hydrogéologiques et biogéochimiques

La zone critique (ZC) qui s’étend de la canopée des plantes aux aquifères, en passant par le sol et la zone non saturée, est à la fois une zone importante en flux (de masse, eau, énergie) et de transformations biogéochimiques mais aussi d’interactions fortes entre les organismes vivants (i.e. plantes, organismes du sol…) et le milieu (eau, sol, roche) qui conditionne à la fois la vie des organismes mais qui également transforment ce milieu. La géophysique, avec son potentiel de caractérisation spatiale et temporelle des propriétés (géométriques, physico-chimiques) du sol et du sous-sol, voire des plantes, permet une meilleure connaissance des flux et interaction s’y déroulant, que ce soit pour des éco-hydrosystèmes cultivés ou naturels.  Les contributions couplant une approche géophysique avec d’autres disciplines (pédologie, agronomie, hydrologie, hydrogéologie, biogéochimie, écologie, etc...) pour répondre à des questions scientifiques à enjeux sociétaux (gestion des milieux, des pratiques agricoles, de la ressource en eau, quantité et qualité…) dans la zone critique sont les bienvenues. 

• Développer les outils de mesure et d'analyse des données géophysiques (dispositifs de mesure, modélisations directes, méthodes inverses)

Un système d'imagerie consiste en une chaîne d'étude qui regroupe le ou les dispositifs de mesure, lesquels récupèrent les données expérimentales à la surface du sol ou dans des forages. Il intègre également les modèles inverses qui traitent ces données en vue de reconstruire la distribution des paramètres géophysiques et pétrophysiques. Dans ces approches intervient la modélisation directe, qui permet de prédire les données correspondant à une estimation des grandeurs d'intérêt et de vérifier l'écart avec les données observées. Cette modélisation, inhérente au système d'imagerie géophysique, sert aussi d'outil pour concevoir les méthodes inverses. Des contributions sont attendues sur tous ces aspects sous forme d'études de cas sur des phénomènes propagatifs/diffusifs, ou sur les développements méthodologiques suivants : optimisation du nombre et des positions des capteurs ; acquisition multiphysique en vue d'augmenter la sensibilité d'un système d'imagerie ; méthodes inverses rapides et qualitatives (temps de vol, backpropagation) ; méthode d'analyse des ondes de surface (MASW pour multichannel analysis of surface waves) ; méthodes d'inversion de la forme d'onde complète (FWI pour Full Waveform Inversion) globale et locale ; processus d'inversion conjointe ou multiphysique ; estimation des paramètres en nombre plus ou moins réduit par des méta-modèles basés sur des réseaux de neurones artificiels ; modélisations directes par différences finies, éléments finis et approches intégrales rigoureuses ou semi-analytiques ; méthode probabiliste (approches bayésiennes) ; inversion jointe ; apprentissage machine (ou deep learning).