Stéphanie Durand, médaillée de bronze CNRS
le 16 juin 2025
Après Guillaume Suan en 2018 et Marianne Métois en 2022, c'est au tour de Stéphanie Durand du LGL-TPE de recevoir une médaille de bronze Talents CNRS pour ses travaux sur l’exploration de l’intérieur de la Terre. Cette médaille de bronze 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.
Elle a ainsi contribué au développement de nouveaux modèles de tomographie sismique, qui mettent en images, en trois dimensions, le manteau terrestre à partir de l'analyse de millions d'ondes sismiques enregistrées aux stations sismologiques réparties à la surface du globe. Ceux-ci ont révélé des changements significatifs des propriétés sismiques à la base du manteau et vers 1000 km de profondeur. Ses recherches ont aussi des applications cruciales pour la compréhension des risques telluriques.
Stéphanie Durand étudie, grâce à des techniques avancées de sismologie, en particulier la tomographie sismique, les structures du manteau terrestre. « La tomographie sismique est un outil essentiel pour explorer l'intérieur de la Terre, son histoire, sa formation et sa dynamique. Nous pouvons ainsi étudier des profondeurs allant jusqu'à la base du manteau à 2900 km de profondeur. ». Combinant l’analyse des ondes de volume, qui traversent les couches profondes de la planète, et des ondes de surface, responsables des dégâts lors des séismes, elle cherche ainsi à cartographier les structures du manteau terrestre. « Nous envoyons des sondes sur Mars, mais nous ne réalisons pas toujours que nous ne pouvons pas physiquement accéder aux profondeurs de notre propre planète. »
Une partie centrale de ses travaux consiste à déterminer l’origine des hétérogénéités sismiques du manteau terrestre en analysant la vitesse, l’anisotropie et l’atténuation des ondes. Leur étude conjointe permet en effet d’estimer des paramètres physiques comme la température et la présence de roches fondues dans les profondeurs. Stéphanie Durand développe actuellement des algorithmes pour automatiser ces mesures et construire les premiers modèles tridimensionnels d’atténuation du manteau inférieur. Elle explore également des observables innovantes, comme les neutrinos, particules élémentaires, qui peuvent fournir des informations sur la composition de l’intérieur de la Terre, et l’étude des variations spatio-temporelles de la sismicité sur la Terre et d’autres astres, utiles pour la compréhension de la tectonique et de la dynamique des objets planétaire et l’évaluation des risques telluriques. « Nous devons développer diverses techniques en sciences de la Terre pour explorer ce qui se trouve à l'intérieur. C’est cela que je trouve passionnant : la Terre reste finalement un objet mystérieux. »
S’articulant autour de quatre principaux axes — l’imagerie globale du manteau, l’étude de la couche D'' à la base du manteau, la tomographie des neutrinos, et l’étude des risques sismiques — ses recherches contribuent ainsi à améliorer notre compréhension de la tectonique des plaques et de son fonctionnement. « Je tiens aussi particulièrement à la diffusion de ces résultats au-delà de la communauté des sismologues » insiste Stéphanie Durand, qui participe activement à la formation de jeunes chercheurs : codes et outils de visualisations de modèles tomographiques globaux sont en accès libre sur sa plateforme numérique SeisTomoPy.
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Pour aller plus loin
Pour découvrir plus en détail la thématique de recherche de Stéphanie Durand, vous pouvez retrouver, sur le site de la bilbliothèque municipale de Lyon, la conférence qu'elle y a donnée en 2023 dans le cadre de l'université ouverte Lyon 1 en suivant le lien ci-dessous :
Conférence : Les séismes pour comprendre la structure de la Terre
« On est capable de voyager en 6 mois jusqu'à Mars, mais il est impossible de creuser plus profondément que 12,262 kilomètres dans la croûte terrestre ; un exploit obtenu avec un forage super profond dans la péninsule de Kola sur une période de 19 ans, de 1970 à 1989. Ainsi comment savons-nous ce qui se trouve profondément sous la surface de la Terre ? De la même manière que le scanner permet aux médecins de faire une image en 3D de l’intérieur d’un corps humain, nous verrons que les ondes sismiques générées par les tremblements de terre nous permettent de produire une image 3D des hétérogénéités qui sont présentes à l’intérieur de la Terre. Ceci nous permet de mieux comprendre les processus qui ont lieu à l’intérieur de la Terre ainsi que l’histoire de la Terre. »
