Stéphanie Chaillat chercheuse invitée à l’Université Stanford

Stéphanie Chaillat, chercheuse CNRS au sein de l’Unité de mathématiques appliquées d’ENSTA Paris, passe l’année 2022 à l’Université Stanford en tant que chercheuse invitée.

En collaboration avec Eric Dunham, du département de géophysique de Stanford, Stéphanie Chaillat travaille sur la modélisation de plusieurs phénomènes géophysiques complexes ayant tous lieu dans des domaines de grande taille. Elle considère la modélisation des bulles de gaz générées par les sources sismiques sous-marines utilisées pour imager les sous-sols. Il est en effet important de déterminer la signature acoustique de ces équipements pour éviter de perturber la faune sous-marine. Elle participe également à des projets sur la modélisation de l’excitation des ondes sismiques par les ouragans ou des cycles sismiques dans les zones de subductions.

Les travaux de Stéphanie Chaillat concernent le développement de méthodes numériques performantes pour simuler la propagation des ondes acoustiques et mécaniques dans des milieux de très grande taille. Ses travaux sont toujours guidés par des applications avec de forts enjeux sociétaux.

Elle a par exemple travaillé sur la simulation numérique de l’amplification des ondes sismiques par effets de site : selon la nature des sols et la topographie des lieux, les ondes sismiques peuvent en effet se trouver amplifiées localement, renforçant l’interaction entre les mouvements du sol et les structures édifiées juste au-dessus.

Depuis quelques années elle collabore avec des ingénieurs de Naval Group et des collègues d’ENSTA Paris autour des problématiques d’acoustique sous marine par exemple pour simuler l’effet des explosions sous-marines sur les sous-marins ou modéliser le bruit émis par les écoulements autour des sous-marins . Tous ces travaux sont capitalisés dans le logiciel COFFEE.

Illustration issue de la thèse de Nicolas Trafny
La fonction de Green adaptée est l’outil mathématique qui permet d’étudier les mécanismes responsables du bruit rayonné. Ici, elle nous renseigne sur la position des sources responsables du bruit du point de vue vibratoire. Les tourbillons de l’écoulement font vibrer la coque du sous-marin comme un haut-parleur, entraînant un rayonnement vibro-acoustique. Pour un hydrophone placé en amont du sous-marin, c'est l'avant du sous-marin qui en est la principale source.

« Cette année à l’Université Stanford est pour moi une expérience extrêmement bénéfique afin d’élargir mon spectre de compétences. 11 ans après mon recrutement au CNRS, j’avais envie de prendre un peu de temps pour découvrir de nouveaux domaines. Le laboratoire POEMS est un environnement exceptionnel pour travailler sur la propagation des ondes. Mais le développement de méthodes numériques performantes pour des phénomènes complexes, souvent couplés, passe également par des collaborations étroites avec des experts de la modélisation. La confrontation de différentes cultures est très enrichissante. Sur le campus, j’ai une opportunité unique de nouer des liens avec des spécialistes de ces phénomènes où les ondes sont importantes mais couplées à d’autres physiques. Je suis reconnaissante au CNRS de me permettre de vivre une telle expérience et à l'Université Stanford de m'accueillir. Je remercie les nombreuses personnes qui m’ont accompagnée tout au long de la préparation de ce projet.  »