La partie superficielle de la colonne sédimentaire en contact avec l’océan est le siège de nombreux processus géologiques actifs, souvent associés à des circulations de fluides, potentiellement sources d’aléas marins. Depuis les années 1990, l’Ifremer s’est spécialisé dans le développement de la sismique réflexion adaptée à l’étude haute résolution des sédiments marins et des processus géologiques proches du fond de mer. Mes travaux au sein de l’Ifremer contribuent à l’amélioration de la résolution de l’imagerie sismique et à la caractérisation des sédiments marins superficiels par des développements technologiques et méthodologiques. Ils s’intègrent dans une approche pluridisciplinaire en géosciences indispensable à la compréhension des processus géologiques complexes. Mon activité de recherche s’articule autour de quatre thématiques. La première est d’exploiter la grande richesse fréquentielle des sources sismiques pour développer plus en avant l’analyse sismique multi-échelle qui repose sur la théorie des ondelettes. J’ai adapté cet outil analytique en développant une technique de correction des effets de distorsions de source par des travaux menés en collaboration avec l’Université de Rennes. Son application en sismique en fait un outil efficace et novateur permettant de définir la morphologie des réflecteurs, de fusionner des données acquises par différentes sources, ou encore d’évaluer la détectabilité des réflecteurs. Le développement d’une méthode de compensation de l’atténuation sismique permet d’étendre le domaine d’application de l’analyse multi-échelle aux milieux anélastiques. La seconde thématique consiste à améliorer la résolution de l’imagerie sismique très haute résolution par grande profondeur d’eau avec le développement d’une capacité multidéport de l’engin sous-marin SYSIF remorqué en fond de mer. Les innovations instrumentales et méthodologiques adaptées aux spécificités d’acquisition par grand fond et réalisées en étroite collaboration avec les équipes techniques d’Ifremer permettent d’atteindre une résolution métrique de l’image du sous-sol et de caractériser les sédiments superficiels avec une précision encore inégalée. Les développements associés à ces deux premières thématiques de recherche ont été mis à profit dans la troisième thématique dédiée à l’intégration de la caractérisation sismique dans l’étude pluridisciplinaire des systèmes sédimentaires comportant du gaz libre et des hydrates de gaz. La contribution majeure de cette approche pluridisciplinaire fut de révéler un état transitoire de la zone de stabilité des hydrates de gaz dans le secteur roumain de la mer Noire suite aux changements des conditions environnementales depuis le dernier épisode glaciaire. L’apport de la caractérisation sismique multirésolution avec acquisition de surface et près du fond a été essentiel pour définir l’état actuel du système hydrate. Une caractérisation plus précise du système hydrate est en cours, reposant sur l’exploitation des données sismiques multirésolution de surface acquises avec une large gamme d’incidence. J’ai débuté plus récemment des travaux de recherche concernant les dispositifs de réception posés sur le fond de mer et plus particulièrement sur l’utilisation de la fibre optique des câbles sous-marins pour mesurer le taux de déformation dynamique. L’émergence de cette nouvelle technique de mesure géophysique est l’opportunité de développer la sismique passive en milieu marin au travers de nombreux projets de collaborations scientifiques et d’utiliser les ondes de surface pour déterminer les propriétés de cisaillement des sédiments marins. Ces futurs travaux porteront dans un premier temps sur l’étude de la réponse instrumentale du capteur « fibre optique ». La tomographie des sédiments superficiels à partir des ondes de Scholte par corrélation du bruit ambiant permettra ensuite d’enrichir les capacités de caractérisation des sédiments marins.