A la frontière entre hydrogéologie, sismologie et mécanique des roches

La réponse des aquifères à des séismes lointains (situés entre 2000 et 18000 kilomètres de distance) est un terrain scientifique encore peu exploré. Dans plusieurs forages instrumentés autour de la planète, des oscillations du niveau d'eau de l'ordre de quelques centimètres à quelques mètres ont été observées lors du passage d'ondes sismiques de surface (ondes Rayleigh), même en l'absence de tout dommage mécanique ou fracturation nouvelle.

Depuis 2022, un site expérimental a été instrumenté en Martinique, dans le but de documenter systématiquement ces événements grâce à un suivi à la seconde des niveaux d'eau, dispositif unique en France. À ce jour, un catalogue d'une cinquantaine d'occurrences a été constitué, mettant en évidence la récurrence des réponses, leur dépendance à la fréquence des séismes et leur variabilité en fonction du diamètre de chacun des deux forages instrumentés. Par ailleurs, suite au séisme de magnitude 8.8 s'étant produit au large du Kamchatka le 29 juillet 2025, une base de données des oscillations induites par ce séisme dans une vingtaine de forages a été constituée (Martinique, Corée du Sud, USA, Canada, Israel, Chine et Russie).

L'enjeu est double

Mieux comprendre les mécanismes physiques à l'origine de ces réponses hydrodynamiques transitoires et explorer leur potentiel comme outil de diagnostic des propriétés des aquifères. Ce travail mobilisera des compétences en sismologie, en hydrogéologie et en mécanique des roches. Il s'agit d'un stage de recherche exploratoire, mais porteur d'innovations potentielles dans la compréhension fine des interactions entre sollicitations dynamiques et comportement hydrogéologique.

La ou le stagiaire aura l'opportunité d'analyser des données inédites aussi bien celles des forages en contexte volcanique en Martinique que les données collectées par d'autres équipes de recherche à l'étranger.

Vous serez principalement en charge de :

• L'analyse de séries temporelles de niveaux d'eau haute fréquence
• La mise en œuvre d'outils de traitement du signal (spectrogrammes, filtrages)
• La comparaison avec les enregistrements sismiques pour identifier la part poroélastique
• L'estimation des fréquences de résonance des puits et leur impact sur la réponse mesurée
• Le développement d'un protocole de calcul du volume échangé réel, en distinguant effets mécaniques et flux hydrauliques
• La valorisation des résultats