Stéphanie Durand : médaille de bronze pour l’exploration de l’intérieur de la Terre
Qu’est-ce qui fait bouger le manteau terrestre ? Chargée de recherche CNRS en sismologie au Laboratoire de Géologie de Lyon, Terres-Planètes-Environnement (LGL TPE, CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1), Stéphanie Durand déploie des techniques d’imagerie sismique allant de la vitesse de propagation des ondes sismiques à la manière dont elles sont atténuées par le milieu qu’elles traversent. Ces techniques innovantes permettent de mieux comprendre la structure et la dynamique du manteau terrestre.
Elle a ainsi contribué au développement de nouveaux modèles de tomographie sismique, qui mettent en images, en trois dimensions, le manteau terrestre à partir de l'analyse de millions d'ondes sismiques enregistrées aux stations sismologiques réparties à la surface du globe. Ceux-ci ont révélé des changements significatifs des propriétés sismiques à la base du manteau et vers 1000 km de profondeur. Ses recherches ont aussi des applications cruciales pour la compréhension des risques telluriques.
Chercheuse au sein du laboratoire LGL TPE, Stéphanie Durand étudie, grâce à des techniques avancées de sismologie, en particulier la tomographie sismique, les structures du manteau terrestre. « La tomographie sismique est un outil essentiel pour explorer l'intérieur de la Terre, son histoire, sa formation et sa dynamique. Nous pouvons ainsi étudier des profondeurs allant jusqu'à la base du manteau à 2900 km de profondeur. ». Combinant l’analyse des ondes de volume, qui traversent les couches profondes de la planète, et des ondes de surface, responsables des dégâts lors des séismes, elle cherche ainsi à cartographier les structures du manteau terrestre.
Une partie centrale de ses travaux consiste à déterminer l’origine des hétérogénéités sismiques du manteau terrestre en analysant la vitesse, l’anisotropie et l’atténuation des ondes. Leur étude conjointe permet en effet d’estimer des paramètres physiques comme la température et la présence de roches fondues dans les profondeurs. Stéphanie Durand développe actuellement des algorithmes pour automatiser ces mesures et construire les premiers modèles tridimensionnels d’atténuation du manteau inférieur. Elle explore également des observables innovantes, comme les neutrinos, particules élémentaires, qui peuvent fournir des informations sur la composition de l’intérieur de la Terre, et l’étude des variations spatio-temporelles de la sismicité sur la Terre et d’autres astres, utiles pour la compréhension de la tectonique et de la dynamique des objets planétaire et l’évaluation des risques telluriques.
S’articulant autour de quatre principaux axes - l’imagerie globale du manteau, l’étude de la couche D'' (D seconde) à la base du manteau, la tomographie des neutrinos, et l’étude des risques sismiques - ses recherches contribuent ainsi à améliorer notre compréhension de la tectonique des plaques et de son fonctionnement. « Je tiens aussi particulièrement à la diffusion de ces résultats au-delà de la communauté des sismologues » insiste Stéphanie Durand, qui participe activement à la formation de jeunes chercheurs : codes et outils de visualisations de modèles tomographiques globaux sont en accès libre sur sa plateforme numérique SeisTomoPy.