Seismic methods for the monitoring of large civil engineering structures

Alors que les études sismiques conventionnelles utilisent des sources énergétiques et impulsionnelles, ces dernières années ont vu émerger des analyses basées sur l'utilisation du bruit sismique ambiant. Ces analyses s'appuient sur des opérations d'intercorrélation ou de déconvolution dans le but de reconstruire des signaux assimilables, sous certaines conditions, aux fonctions de Green du milieu entre deux stations d'enregistrement. Dans cette thèse sont développées des méthodes de surveillance des digues maritimes et des massifs de stockage géologique, soit à partir de l'écoute du bruit ambiant quand les conditions environnementales le permettent, soit à partir de l'enregistrement de signaux émis par une source entretenue. Chacun des deux types de structures étudiées présente des contraintes spécifiques, dans la mise en place des mesures sur le terrain et dans la méthode d'analyse des données acquises. Les travaux présentés s'attachent à montrer l'adéquation des méthodes de calcul utilisées selon le dispositif mis en place, le type d'ondes étudié (ondes de volume ou de surface selon l'application) et l'observable analysée (la vitesse de propagation ou l'atténuation). Les variations de ces paramètres sont étudiées sur différentes échelles de temps, dans le but de détecter soit des phénomènes rapides et ponctuels induits par une sollicitation momentanée, soit des phénomènes lents, comme par exemple le vieillissement de la structure.While conventional seismic studies use energetic impulse sources, recent years have seen the emergence of analyses based on the use of ambient seismic noise. These analyses rely on inter-correlation or deconvolution operations, in order to reconstruct signals that can be considered as, under certain conditions, the Green functions of the medium between two recording stations. In this thesis are developed methods for the monitoring of sea dikes and geological storage massifs, either from listening to ambient noise when environmental conditions are favourable, or from the recording of signals emitted by a controlled vibratory source. Each of these two types of structures presents specific constraints in the implementation of field measurements and in the method of analysis of the data acquired. This work is aimed at showing the adequacy of the calculation methods according to the acquisition system put in place, the type of waves studied (body or surface waves, depending on the application) and the studied observable (either the propagation velocity or the attenuation). The variation of these parameters is presented on different time scales, in order to detect either fast and punctual phenomena induced by an external forcing, or long-term phenomena, such as the aging of the structure