Subsurface and Civil Engineering Structure Characterization: A Combined Approach Using Optical Imaging, Geophysics, and Numerical Modeling
La caractérisation du sous-sol et des structures du génie civil : une approche combinant imagerie optique, géophysique et modélisation numérique
Résumé
The evolutionary cycles of our planet, the variations in its morphology, and the oceanographic and climatic fluctuations are closely linked to deep processes, regardless of the time and spatial scales considered. Continental surfaces interact with the atmosphere and the ocean, inducing changes that shape our anthropogenic activity. Therefore, characterizing our planet Earth involves understanding this connection between deep and surface phenomena, which requires a multidisciplinary and multi-scale approach. This has driven me as a researcher for about fifteen years.
The main theme of my research focuses on the hydrological characterization of natural and anthropogenic systems using surface and deep data (up to several kilometers). Applications focus on natural hazards (cliffs, underground cavities, volcanic systems), water resources (in large sedimentary basins), and the characterization of infrastructures (bridges, roads, dams...). To achieve this, I use optical imaging tools (terrestrial, drone-based, or satellite-based), geophysical methods (electromagnetic methods), and numerical modeling (flow physics in porous media, geophysical and photogrammetric imaging).
This work will cover my scientific background and positioning. I will then elaborate on my scientific problem, dedicated to the physical and geometrical characterization of environments, the methodologies I have developed, and the measurement tools I have implemented, particularly through drones and satellites. Finally, it will conclude with my future research perspectives.
Les cycles d’évolution de notre planète, les variations de sa morphologie, les fluctuations océanographiques et climatiques sont intimement liés aux processus profonds, quelles que soient les échelles de temps et d’espace considérées. Les surfaces continentales interagissent avec l’atmosphère et l’océan, induisant des modifications qui conditionnent notre activité anthropique. Caractériser notre planète Terre passe donc par la compréhension de ce lien entre phénomènes profonds et de surface, qui nécessite une approche multidisciplinaire et multi-échelle. C’est ce qui m’anime en tant que chercheur depuis une quinzaine d’années.
La thématique principale de mes recherches porte sur la caractérisation hydrologique des systèmes naturels et anthropiques à partir de données de surface et profondes (quelques kilomètres). Mes travaux se focalisent sur les risques naturels (falaises, cavités souterraines, systèmes volcaniques), les ressources en eau (dans les grands bassins sédimentaires) et la caractérisation d’ouvrages (ponts, routes, digues…). Pour ce faire, j’utilise des outils d’imagerie optique (terrestres, par drone ou par satellite), des méthodes géophysiques (méthodes électromagnétiques) et la modélisation numérique (physique des écoulements en milieu poreux, imagerie géophysique et photogrammétrique).
Ce travail portera sur mon parcours et mon positionnement scientifique. Je développe ensuite ma problématique scientifique consacrée à la caractérisation physique et géométrique des milieux, aux méthodologies que j’ai développées et aux moyens de mesure mis en place, notamment grâce aux drones et aux satellites. Il se termine enfin par mes perspectives de recherches.
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