Analyse Spectrale des Signaux Sismiques pour Structures Rocheuses

**Fiche Produit : Analyse Spectrale des Signaux Sismiques pour Structures Rocheuses**

**Description :**
Ce produit logiciel permet de générer, analyser et visualiser des signaux sismiques simulés pour différentes structures rocheuses. Il utilise des techniques de génération de signaux et de transformation de Fourier rapide (FFT) pour produire des représentations temporelles et fréquentielles des vibrations caractéristiques de divers types de roches.

**Fonctionnalités principales :**
1. **Génération de signaux sismiques simulés** :
– Crée des signaux synthétiques pour 15 types de structures rocheuses (ex. : Granite dense, Calcaire compact, Schiste homogène, Basalte massif, Grès saturé, etc.).
– Paramètres configurables : fréquences fondamentales, amplitudes, niveaux de bruit et déphasages.
– Fréquence d’échantillonnage : 1000 Hz, durée du signal : 1 seconde.

2. **Analyse spectrale via FFT** :
– Calcul de la transformée de Fourier rapide (FFT) pour chaque signal.
– Visualisation du spectre de fréquences avec amplitude normalisée (jusqu’à 500 Hz).

3. **Visualisation des données** :
– Graphiques temporels : représentation du signal dans le domaine temporel (amplitude vs temps).
– Graphiques fréquentiels : spectre de puissance (amplitude vs fréquence).
– Disposition optimisée : affichage côte à côte des signaux temporels et spectraux pour chaque scénario.

4. **Scénarios prédéfinis** :
– 15 scénarios représentant des structures rocheuses avec des propriétés distinctes :
– Exemple pour « Granite dense » : fréquences [50, 100, 200] Hz, amplitudes [1.0, 0.5, 0.2], bruit 0.1, déphasages [0, 0.2, 0.4].
– Exemple pour « Calcaire compact » : fréquences [60, 120, 240] Hz, amplitudes [1.2, 0.6, 0.3], bruit 0.05, déphasages [0, 0.1, 0.2].
– Chaque scénario simule des caractéristiques géophysiques spécifiques (densité, porosité, fracturation, etc.).

**Spécifications techniques :**
– **Langage** : Python.
– **Bibliothèques utilisées** : NumPy, Matplotlib, SciPy (module FFT).
– **Paramètres de simulation** :
– Fréquence d’échantillonnage : 1000 Hz.
– Durée : 1 seconde (1000 points).
– Bruit : distribution normale aléatoire avec niveau configurable.
– **Sortie graphique** :
– Figure optimisée de 12×15 pouces (réduite pour lisibilité).
– 5 scénarios affichés par défaut pour éviter l’encombrement visuel.
– Polices adaptées (titres : 10 pt, étiquettes : 8 pt) et espacement optimisé via `tight_layout`.

**Cas d’utilisation :**
– Étude des propriétés sismiques des roches pour applications géophysiques.
– Analyse comparative des signatures vibratoires de différentes structures rocheuses.
– Outil éducatif pour comprendre l’analyse spectrale et les signaux sismiques.

**Instructions d’utilisation :**
1. Exécutez le script Python dans un environnement compatible (Python 3.x avec NumPy, Matplotlib, SciPy).
2. Personnalisez les scénarios en modifiant la liste `scenarios` pour inclure d’autres types de roches ou paramètres.
3. Visualisez les résultats sous forme de graphiques temporels et spectraux.
4. Pour sauvegarder les graphiques, ajoutez `plt.savefig(‘nom_du_fichier.png’, dpi=300)` avant `plt.show()`.

**Limitations :**
– La version actuelle affiche 5 scénarios pour optimiser la lisibilité (au lieu des 15 initiaux).
– Les graphiques peuvent être adaptés pour un seul scénario ou un sous-ensemble spécifique selon les besoins.
– Aucune interface graphique native ; les visualisations sont générées via Matplotlib.

En licence MIT