STAGE - Suivi sismique par fibre optique de travaux de plateforme ferroviaire

Spécialité : Géophysique

Un projet de recherche innovant et des applications concrètes

Ce stage s'inscrit dans une collaboration de longue date (thèses CIFRE, projets R&D) qui a déjà permis de :

Valider l'approche MASW en contexte ferroviaire (Burzawa et al., 2023), en utilisant même le passage des trains comme source sismique (Tarnus et al., 2021 ; Cunha Teixeira et al., 2025a, 2025b) ;

Développer des outils opérationnels, avec une acquisition à haut rendement (type landstreamer ; Burzawa et al., 2025) ; une interface de traitement (PAC - Passive and Active Computation of MASW, Cunha Teixeira et al., 2025c) intégrant un pointé automatique des données par IA ; Cardenas et al., 2025) ; une inversion bayésienne pour estimer les paramètres mécaniques tout en quantifiant les incertitudes (Burzawa et al., 2023, 2025) ;

Innover avec l'IA et l'approche Silex, un modèle d'IA basé sur les "Transformers" (similaire à ceux utilisés en traduction de texte, Cunha Teixeira et al., 2025d). Silex va plus loin que l'inversion classique : il "traduit" les données sismiques brutes en descriptions textuelles des propriétés du sol (composition, paramètres géomécaniques) ainsi qu'en hauteur de nappe et saturation en eau, avec une précision validée par forages et un flux de travail 2000 fois plus rapide que les méthodes conventionnelles (cf. Figure 1) ;

Croiser les méthodes et articuler des données : Les travaux récents ouvrent des perspectives prometteuses pour corréler la vitesse sismique avec la résistance de pointe des sondages pénétrométriques légers (DCP).

Objectifs et missions du stage :

Ce stage se concentre sur des cas d'études types de SNCF Réseau et le suivi avant/pendant/après chantier de renouvellement de PF présentant des désordres. L'objectif principal est de suivre et quantifier l'évolution des propriétés mécaniques et de l'état hydrique de la PF, en s'appuyant en priorité sur les données sismiques acquises par fibre optique (Distributed Acoustic Sensing, DAS).

L'utilisation de la fibre optique permet d'envisager un suivi spatialement continu et étendu le long des PF. Le post-traitement des signaux DAS, collectés par le projet SUrveillance par Fibre Optique (SURFO) devra être optimisé et « calibré » en fonction des objectifs ferroviaires. Les variations des propriétés sismiques identifiées devront ensuite être mises en relation avec des données sismiques plus classiques, ainsi qu'avec des données de géoradar (GPR) et des mesures DCP.

Le/la stagiaire aura pour missions de :

Optimiser le post-traitement des données DAS, notamment par l'intégration de la chaine aux outils logiciels déjà développés (PAC) ;

Participer aux campagnes de terrain (acquisitions MASW, GPR, DCP) à différentes phases de chantiers (état initial, post-travaux, suivi à moyen terme) ;

Mener une analyse croisée des résultats géophysiques et géotechniques pour identifier et quantifier les évolutions mécaniques et hydriques de la PF en espace et en temps (logiciel Silex) ;

Rédiger un rapport de synthèse critiquant l'apport et les limites de chaque méthode pour le suivi de ce type de travaux, en vue d'une aide au diagnostic.

Conditions du stage

Durée : 4 à 6 mois (période indicative : février/mars à août/septembre 2027).

Lieu : Stage co-encadré, partagé entre

- SNCF Réseau - Direction de l'Ingénierie (La Plaine St-Denis, 93) ;

- UMR 7619 METIS (Sorbonne Université, Campus Pierre et Marie Curie, Jussieu, Paris 5e).

Moyens : Accès aux équipements d'acquisition (géophysique, géotechnique), aux logiciels de traitement (PAC, Silex) et aux données de validation.