Écoute opportuniste des vibrations générées par les trains pour l'imagerie du sous-sol et la surveillance des voies ferrées

Les voies ferrées sont sujettes aux aléas géotechniques, tels que les fontis. Les méthodes d’imagerie sismique peuvent aider les gestionnaires d’infrastructures à mieux gérer ce risque. Dans cette thèse, nous développons une méthode d’imagerie de la proche surface à partir d’enregistrements opportunistes des vibrations générées par les trains, en utilisant une antenne dense d’accéléromètres. Nous proposons une méthode d’imagerie adaptée aux vibrations générées par les trains, qui détermine la vitesse de l’onde de cisaillement dans le sous-sol en trois dimensions. Cette méthode repose sur une approximation empirique de la source sismique. Pour éviter cette approximation, nous développons une approche de quantification de la source à partir des données sismiques. Cette inversion non-linéaire reconstruit la trajectoire de chaque essieu du train (la cinématique), et donne également un proxy de la déflexion de la voie causée par le passage d’un essieu. Une fois le train bien caractérisé, on peut simuler les vibrations induites par son passage, qui dépendent beaucoup de petites imperfections de la voie et du véhicule. Les simulations valident les modèles empiriques de source apparente utilisés pour l’imagerie. Finalement, on montre que les antennes utilisées pour l’imagerie peuvent avoir d’autres applications, comme la détection d’éboulements menaçant le trafic ferroviaire.