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Les travaux de Ludovic Métivier, médaille de bronze 2019

2 septembre 2019

Ludovic Métivier figure parmi les lauréates et lauréats 2019 de la médaille de bronze du CNRS, qui récompense les premiers travaux consacrant des chercheurs et des chercheuses spécialistes de leur domaine. Cette distinction représente un encouragement du CNRS à poursuivre des recherches bien engagées et déjà fécondes.

Ludovic Métivier a été recruté comme chargé de recherche par le CNRS en 2012 sur le concours interaction des mathématiques. Ses recherches, principalement numériques, portent sur l’évolution des méthodologies utilisées en sciences de la Terre pour l’imagerie du sous-sol.

Il a été distingué lors de la conférence annuelle SIAM 2018 pour son article paru dans SIAM Journal on Scientific Computing « Full Waveform Inversion and the truncated Newton method » [1]. Ce travail présente une méthode pour reconstruire les paramètres sous surface à partir de mesures locales liées aux ondes sismiques. Il s’agit de comprendre le caractère grande échelle des problèmes d’inversion de forme d’ondes. Les principales problématiques de ce travail sont la maîtrise des coûts de calculs, le calcul de formules de l’état adjoint du second ordre et la définition de critères d’arrêt appropriés.

Il a étudié une méthode robuste de couche absorbante pour la modélisation d’ondes sismiques anisotropes [2], ainsi qu’un schéma aux différences finies d’ordre 4 pour la modélisation d’ondes visco-élastiques [3].

Récemment, il a développé une approche de transport optimal pour la tomographie sismique en collaboration avec les mathématiciens Édouard Oudet [1] et Quentin Mérigot [2] d’une part, et les géophysiciens Romain Brossier et Jean Virieux [3] d’autre part. Ce travail a des applications à l’inversion de formes d’ondes complètement tri-dimensionnelles et il a eu un impact important sur la communauté d’ingénierie sismique d’exploration ([4], [5]). Ces développements soulèvent aussi de nouveaux problèmes mathématiques fondamentaux. Le premier est l’extension du cadre théorique du transport de la comparaison de mesures de probabilité à des données hétérogènes signées. Le second est l’analyse et le développement de méthodes numériques robustes et efficaces pour la résolution de ce type de problème en très grande dimension.

Ludovic Métivier codirige avec Romain Brossier le projet de recherche SEISCOPE, constitué comme un consortium de partenaires industriels [4] qui participent financièrement à des contrats doctoraux. Le projet SEISCOPE permet la mise à disposition de la communauté de chercheurs en géophysique d’une bibliothèque de codes d’optimisation non linéaire grande échelle.

Ludovic Métivier a co-dirigé plusieurs thèses dont celle de Philippe Le Bouteiller, lauréat 2018 du concours Ma thèse en 180 secondes.

Principales publications

[1] Métivier, L., Brossier, R., Operto, S., and Virieux, J. (2017). Full waveform inversion and the truncated Newton method. SIAM Review, 59(1):153–195

[2] Li, Y., Han, B., Métivier, L., and Brossier, R. (2016). Optimal fourth-order staggered-grid finite-difference scheme for 3D frequency-domain viscoelastic wave modeling. Journal of Computational Physics, 321:1055–1078.

[3] Métivier, L., Brossier, R., Labbé, S., Operto, S., and Virieux, J. (2014b). A robust absorbing layer for anisotropic seismic wave modeling. Journal of Computational Physics, 279:218–240.

[4] Métivier, L., Brossier, R., Mérigot, Q., Oudet, E., and Virieux, J. (2016b). Measuring the misfit between seismograms using an optimal transport distance : Application to full waveform inversion. Geophysical Journal International, 205:345–377.

[5] Métivier, L., Brossier, R., Mérigot, Q., Oudet, E., and Virieux, J. (2016c). An optimal transport approach for seismic tomography : Application to 3D full waveform inversion. Inverse Problems, 32(11):115008

Brevet

[6] Delprat-Jannaud, F., Lailly, P., and Metivier, L. (2010). Method for imaging a target area of the subsoil using walkaway data. EP Patent 2,253,970.


[1] Laboratoire Jean Kuntzmann, UMR5224 : CNRS, Grenoble INP, université Grenoble Alpes.

[2] Laboratoire de mathématiques d’Orsay, UMR8628, CNRS, université Paris-Sud.

[3] Institut des sciences de la Terre, UMR5275 : CNRS, université Savoie Mont Blanc, IRD, IFSTTAR, université Grenoble-Alpes.

[4] BP, CGG, Chevron, Exxon Mobil, JGI, PETROBRAS, Saudi Aramco, SHELL, Statoil, TOTAL, SINOPEC, WesternGeco, WOODSIDE.