Segmentation de zones d'intérêt par processus objets : application à la détection des réseaux de failles sismiques, .

Barna Keresztes

Description

Sous la direction de Roumanie) Universitatea tehnica? (Cluj-Napoca, Pierre Baylou, Olivier Lavialle
Thèse soutenue le 07 décembre 2009: Bordeaux 1
Cette thèse présente une nouvelle approche pour la détection de failles sismiques. Notre but est d'améliorer la qualité de détection en calculant les attributs classiques sur un support basé sur les connaissances a priori des objets. Plusieurs supports sont considérés : le filtrage linéaire utilisant des segments de longueur fixe et de direction variable, ainsi qu’un algorithme stochastique : les processus objet. Pour simuler ces processus, on propose deux modèles : soit utilisant une chaîne de segments, soit utilisant une courbe pour décrire une faille. Une des intérêts de cette méthode est qu’elle offre la possibilité d’utiliser un support commun pour les différents détecteurs de failles. On peut donc envisager un système pour fusionner les différents attributs utilisant les processus objet.
-Imagerie sismique
-Processus objet
-Détection des failles
This thesis presents a new approach for seismic fault detection. Its goal is to increase the detection accuracy by computing some classical attributes on a support founded on an a priori knowledge about the faults. Several forms of support are proposed: a linear filtering method using fixed length segments of variable direction, respectively using a stochastic algorithm: the marked point processes. To simulate this process we propose two object models, using a network of connected linear segments and a more complex curved support which aims to describe each fault using one object. One interest of this approach is the possibility of using a common support for different fault detection operators. Then a whole detection framework can be proposed which acts like a decision fusion process.
Source: http://www.theses.fr/2009BOR13911/document

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 6 Mo

Extrait

N° d’ordre : 3911




THÈSE

PRÉSENTÉE A

L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L’INGÉNIEUR

En cotutelle avec L’Université Technique de Cluj-Napoca (ROUMANIE)

Par Barna KERESZTES

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR

SPÉCIALITÉ : Automatique, Productique, Signal et Image


SEGMENTATION DE ZONES D’INTERET PAR PROCESSUS OBJETS :
APPLICATION A LA DETECTION DES RESEAUX
DE FAILLES SISMIQUES


Directeurs de thèse :
M. Olivier Lavialle Professeur, ENITA de Bordeaux
Mme. Borda Monica Professeur, Université Technique de Cluj-Napoca
M. Pierre Baylou Professeur, Université de Bordeaux

Soutenue le : 7 décembre 2009

Devant la commission d’examen formée de :
Mme. TOPA Marina Professeur, Université Technique de Cluj-Napoca Présidente
M. LAVIALLE Olivier Professeur, ENITA de Bordeaux Examinateurs
Mme BORDA Monica Professeur, Université Technique de Cluj-Napoca
MM. GERMAIN Christian Professeur, ENITA de Bordeaux
DESCOMBES Xavier Directeur de Recherche, INRIA Sophia Antipolis
NAFORNITA Ioan Professeur, Université Polytechnique de Timisoara
TEREBES Romulus Maitre de Conférences, Université Technique de Cluj-Napoca
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Remerciements
Cette thèse est issue d’une collaboration entre l’Université Technique de Cluj-Napoca
(Roumanie) et l’Université de Bordeaux (France) sous la forme d’une convention de cotutelle.
L’activité de recherche a été effectuée au sein du Laboratoire d’Analyse des Signaux et
Images Sismiques (LASIS) supporté par le groupe signal du Laboratoire Intégration du
Matériau au Système (IMS – UMR5218) en liaison avec le laboratoire de la Théorie de
Transmission de l’Information du département de Communication de l’Université Technique
de Cluj-Napoca.
Avant tout je tiens à remercier Madame Monica Borda, professeur de l’Université Technique
de Cluj-Napoca et Monsieur Pierre Baylou professeur à l’ENSEIRB et Olivier Lavialle, mes
directeurs de thèse, qui m’ont encadré et conseillé judicieusement durant ces 4 années. Je leur
suis particulièrement reconnaissant pour le soutien toujours pertinent, pour leur disponibilité
et l’intérêt manifesté envers mon travail. Mis à part l’aspect scientifique, je leur exprime
également toute ma gratitude pour avoir assuré le meilleur cadre pour le déroulement de ce
travail. J’admire aussi l’esprit combatif et la gentillesse de Madame Monica Borda et l'esprit
toujours jeune de Monsieur Pierre Baylou qui n'arrête jamais de chercher les défis.
Je voudrais exprimer séparément remerciements les plus vifs et les plus sincères vont à
Monsieur Olivier Lavialle, Professeur à l’ENITA de Bordeaux, pour sa soutenance de ces
travaux de recherche, tant pour ses idées précieuses que pour ses encouragements continus et
conseils pertinents tout au long de ces années. Sa direction, qui m’a offert beaucoup plus
qu’une direction professionnelle et son amitié sont les raisons principales qui m’ont conduit à
choisir de continuer un travail de recherche à Bordeaux, dès l’issue de cette thèse. Je tiens à
remarquer le milieu amical qu’Olivier crée pour ses étudiants, qui assure ainsi un cadre
tranquille, propice à l'activité de recherche.
J’espère que la collaboration entre ces enseignants continuera encore longtemps.
J’adresse également mes remerciements à Madame la professeur Mariana Topa, doyen de la
Faculté d’Electronique et Télécommunications de l’Université Technique de Cluj-Napoca,
pour m’avoir fait l’honneur d’être la présidente de mon jury.
Je tiens à remercier aussi Monsieur Ioan Nafornită, professeur à l’Université Politehnica de
Timisoara et Monsieur Xavier Descombes, Directeur de Recherche à l’INRIA Sophia
Antipolis, rapporteurs de cette thèse qui ont accepté de lire et de juger mon manuscrit. Je leur 4

suis reconnaissant pour leur participation à cette soutenance, malgré les longues distances qui
les séparaient de Cluj-Napoca.
J’exprime toute ma reconnaissance à Monsieur Mohamed Najim, professeur à l’ENSEIRB et
responsable du groupe Signal de l’IMS pour m’avoir accueilli dans son laboratoire et pour
m’avoir offert les meilleures conditions de travail possibles durant toute la période de
préparation de la thèse en France.
Je remercie également Monsieur Pierre Vaysse de CTIFL de Bergerac et ses collègues pour
notre collaboration dans le cadre du projet Pixfel, pour les expériences cumulées dans le cadre
de monitorat entreprise dans une atmosphère tout à fait exceptionnelle. J’espère que cette
collaboration continuera encore longtemps dans le cadre de mon contrat post-doc, et même
après.
Je tiens à remercier Monsieur Naamen Keskes, directeur de recherche, et Monsieur Sébastien
Guillon, ingénieur de recherche à TOTAL, pour leurs conseils et pour avoir offert le point de
vue des géologues sur ma recherche.
J’exprime aussi ma gratitude envers les divers organismes qui ont soutenu financièrement mes
séjours en France : le laboratoire, EGIDE et la Communauté européenne à travers le
programme ERASMUS.
Je n’oublierai pas de remercier mes collègues du groupe Signal et de l’Université Technique
de Cluj-Napoca, permanents ou doctorants, pour leur aide, leurs encouragements et les
fructueuses discussions que nous avons eues ensemble. Je suis reconnaissant particulièrement
à Sorin Pop et Romulus Terebes, les premiers doctorants en cotutelle entre les universités de
Bordeaux et Cluj, qui m’ont tant aidé autant en plan professionnel, avec leurs conseils
constructives, qu’avec leurs expériences tant utiles pendant mon cursus de thèse.
Je tiens également à remercier mes amis de Bordeaux, les étudiants de l’ENITA et les
boursiers Erasmus pour les bons moments passés ensemble, qui ont fait de mon séjour à
Bordeaux une expérience inoubliable de ma vie.
Enfin, je ne peux pas omettre de cette liste de remerciements, ma famille qui m’a soutenu et
m’a constamment encouragé dans toutes mes décisions.


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Table des matières
Introduction ................................................................................................................................ 7
1 Processus objet .................. 11
1.1 Fondements des processus objet ................................................................................ 11
1.1.1 Processus ponctuels ........................... 11
1.1.2 Processus de points marqués ............. 14
1.1.3 Les processus Gibbs et Markov .......................................................................... 15
1.2 Simulation des processus ponctuels .......... 18
1.2.1 La convergence des chaines de Markov............................................................. 19
1.2.2 L’échantillonnage des chaînes de Markov ......................... 22
1.2.3 L’algorithme de type naissance-mort ................................ 24
1.2.4 L’algorithme de type Metropolis-Hastings......................................................... 25
1.2.5 L’algorithme Metropolis-Hastings-Green .......................... 26
1.2.6 L’échantillonneur Gibbs ..................................................... 27
1.2.7 Recuit simulé ...................................................................................................... 28
1.3 Les modèles filaires ... 29
1.4 Autres modèles et leurs application en segmentation des images ............................. 33
1.4.1 Modèle elliptique ............................................................................................... 33
1.4.2 Modèle rectangulaire ......................... 35
1.5 Conclusion ................................................................................................................. 37
2 La détection de faille en sismique réflexion ..... 39
2.1 Imagerie sismique ultrasonique ................. 39
2.2 Les formations sismiques .......................................................................................... 42
2.2.1 Horizons sismiques ............................. 42
2.2.2 Failles sismiques ................................................................................................. 43
2.2.3 Pièges d’hydrocarbures ...................... 47
2.3 Attributs sismiques .... 48 6

2.3.1 Attribut Cohérence ............................................................................................. 49
2.3.2 Faultmax ............................................................................................................. 52
2.3.3 Dé