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SolSCOPE2017 - Juin 2017

Valorisation des données géologiques pour

la représentation tridimensionnelle du sous-

sol : modélisation géologique 2D/3D

C. Loiselet, E. Vanoudheusden

- Prévention des risques : sismicité, volcanisme, …

- Gestion des ressources : eau, minéralisation, géothermie …

- Gestion des pollutions du sous-sol

- Aide à l’aménagement du territoire – Géologie urbaine

Introduction

- Prévention des risques : sismicité, volcanisme, …

- Gestion des ressources : eau, minéralisation, géothermie …

- Gestion des pollutions du sous-sol

- Aide à l’aménagement du territoire – Géologie urbaine

Introduction

Nécessité de traiter, modéliser et diffuser la donnée

géoscientifique tridimensionnelle

et ce dans un espace géospatialisé

Modèle

Données

+

Algorithmes

+

Pile stratigraphique

Point (x,y,z)

Formation géologique

(ex. granite)

Conditions limites

pour des simulations

de processus

et simulations géophysiques

Modélisation

géologique 2D/3DDonnées

Voxels / octree

Maillage

Visualisation

1D, 2D, 3D

Représentation

& Simulation

Approche

Modèle

Données

+

Algorithmes

+

Pile stratigraphique

Point (x,y,z)

Formation géologique

(ex. granite)

Conditions limites

pour des simulations

de processus

et simulations géophysiques

Modélisation

géologique 2D/3DDonnées

Voxels / octree

Maillage

Visualisation

1D, 2D, 3D

Représentation

& Simulation

Approche

• Description tridimensionnelle de la géométrie des

surfaces géologiques et des structures d’un système

géologique complexe

• « Remplissage » en propriétés (teneur, porosité,

perméabilité, propriétés géo-mécaniques ou thermiques)

GDM Standard

Composants GDM

Représentation et

modélisation des

données

Nos méthodes et outils : GDM (Geological data modelling)Tr

aite

me

nt

-an

alys

e

GDM Standard

Composants Géostatistiques

Composants GDM

GDM ArcGIS

Représentation et

modélisation des

données

Visualisation des données

et modèle géologiques et

utilisation des méthodes

géostatistiques depuis

ArcGIS

Trai

tem

en

t -

anal

yse

In

terp

ola

tio

nNos méthodes et outils : GDM (Geological data modelling)

GDM GeoSTAT

Boite à outils

geostatistiques

EXEMPLES : Analyses de paramètres hydrologiques

Débits spécifiques, région Centre

Variogrammes de Log(débit spécifique)

Beauce sous alluvions

Craie

Calcaires jurassique

Source: J.C. Martin (SGR/Centre)

Analyse géostatistique

EXEMPLES : Piézométrie dans la craie, région Centre, concentration en

N03 ou autre

Interpolation de paramètres, analyse géostatistique

Variogramme côte piézo

histogramme côte piézo

• Niveau piézo interpolation

• Vérification contraintes / MNT

• Vérification contraintes du type piézo < Z

rivièrepoints des cours d’eau où Piézo >

Topo

EXEMPLES : application à l’hydrogéologie aide à la construction des

cartes piézométriques

Visualisations 3D

EXEMPLES : Interpolation Piézométrie dans la craie, région Centre, concentration en N03 ou autre et sa représentation 3D

Vue 3D

GDM Standard

Composants Géostatistiques

Composants GDM

Représentation et

modélisation des

données

GDM Multilayer

ComposantsModèle géologique

Modélisation

géologique 2,5D

Mo

dél

isat

ion

Trai

tem

en

t -

anal

yse

In

terp

ola

tio

nNos méthodes et outils : GDM & GeoModeller 3D

Modélisation géologique

3D complexe

Principe de la modélisation géologique

-150.000

SENO

CENS

ARGS

SENO

CENS

ARGS

SENOSENO

ARGS

SENO

ARGS

SENO

ARGS

SENO

ARGS

SENO ARGS

SENO

ARGS

SENO

CENS

ARGS

ALLU

ARGS

ARGS

300.000ARGS

PERC

S E N O

S E N O

S E N O

S E N O

A R G S

P E R C

C E N B

G A U L

G A U L

C E N B

G A U L

C E N S

Breteuil

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

Coupe : 5

Modélisation : méthodes numériques d’interpolations

Représentation

Donnéesgéoscientifiques

Vue 3D

coupe 2D

Principe de GDM MultiLayer : Modélisation multicouches de

subsurface et bassin

Mise en cohérence des données: cartes géologique (88), sections sismiques interprétées, forages (3400), …

Mise à jour du modèle entre 2008 et 2013:

EXEMPLES : Application au domaine de l'hydrogéologie : le MOdèle

Nord Aquitain (MONA) Marc SALTEL , JP. PLATEL , B. BOURGINE , C. LOISELET

BRGM Aquitaine

Exploitation de la géométrie du modèle géologique dans un modèle hydrodynamique

> Intégration de la géométrie issue de GDM dans le logiciel MARTHE (BRGM) pour la modélisation hydrodynamique

> Import des champs de perméabilités issues de MONA V3

> Renseignement des potentiels imposés

> 1ère simulation en permanent de la situation 1972

• Recharge de 1972

• Prélèvements de l’année 1972

BRGM Aquitaine

EXEMPLES : Application au domaine de l'hydrogéologie : le MOdèle

Nord Aquitain (MONA) Marc SALTEL , JP. PLATEL , B. BOURGINE , C. LOISELET

EXEMPLES : application à l’hydrogéologie cartes piézométriques

Gestion des données + modèle MLY avec pile géologique + Méthode d’interpolation + combinaison des différentes piézos

575000 600000 625000 650000 675000 700000 725000 750000 775000

68

00

00

06

82

00

00

68

40

00

06

86

00

00

68

80

00

06

90

00

00

69

20

00

06

94

00

00

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06

90

00

00

69

20

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06

94

00

00

Nappe Lutetien (HE 2014)

Toit_ALUT

220

210

200

190

180

170

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150

140

130

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80

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60

50

40

30

20

Nappe du Lutétien (HE 2014)

575000 600000 625000 650000 675000 700000 725000 750000 775000

68

00

00

06

82

00

00

68

40

00

06

86

00

00

68

80

00

06

90

00

00

69

20

00

06

94

00

00

68

00

00

06

82

00

00

68

40

00

06

86

00

00

68

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06

90

00

00

69

20

00

06

94

00

00

Nappe Lutetien (BE 2013)

Toit_ALUT

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

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90

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70

60

50

40

30

20

Nappe du Lutétien (BE 2013)

EXEMPLES : application à l’aménagement urbain - Modèle géologique de

la ville : quelques exemples

Modèle de la ville de Lyon

Modèle de la ville de Toulouse

EXEMPLES : site et sols pollués – exemple de l’île de Nantes (Le Guern et al. 2016)

rocher

alluvionsremblais

Surface topographique

N

Modèle géologique + calcul de volumes

Principe de GeoModeller : modélisation des structures

géologiques complexes

isosurface

Echelle crustale

Echelle bassin

EXEMPLES : De l’échelle crustale au bassin - Exemple de Vosges – Rhin (équipe RGF-demo, coll. Univ. Strasbourg, coll. Géodéris)

Nos méthodes et outils

GDM Standard

Composants Géostatistiques

Composants GDM

GDM ArcGIS

Représentation et

modélisation des

données

GDM Multilayer

ComposantsModèle géologique

Modélisation

géologique 3D

Mo

dél

isat

ion

Trai

tem

en

t -

anal

yse

In

terp

ola

tio

nGDM

Web servicesGDM

Viewer

Représentation

des données

géologiques sur

le web

Dif

fusi

on

Visualisation des données

et modèle géologiques et

utilisation des méthodes

géostatistiques depuis

ArcGIS

Modélisation géologique

3D complexe

Log : suite des formations sous un point (x,y)

Diffusion de l’information des modèles 3D depuis un SIG : GDM ArcGIS

Coupe & profil : suite des formations selon un tracé (ligne)

Diffusion de l’information des modèles 3D depuis un SIG : GDM ArcGIS Log : suite des formations

sous un point (x,y)

Visualisation 3D : Géométrie des structures en trois dimensions

Diffusion de l’information des modèles 3D depuis un SIG : GDM ArcGIS

Coupe & profil : suite des formations selon un tracé (ligne)

Log : suite des formations sous un point (x,y)

• Fonctionnalités de représentations des données (log de forages, coupe, …) de

GDM en services Web- 1D displays : strip logs

- 2D displays : plans, coupes, profils

• Les méthodes de calcul de GDM : variogramme, interpolation, … perspectives

Diffusion de l’information des modèles 3D sur le web : GDM Web Services

www : gdm.brgm.fr

@ : gdm@brgm.fr

Merci

www : http://www.intrepid-

geophysics.com/ig/index.php?page=geomodeller

@ : g.courioux@brgm.fr

Modélisation

géologique 3D

Conditions aux

limites

&

Conditions initiales

Inversions

Restauration

Statique

Cinématique

Dynamique

Modélisation

stratigraphique 3DModélisation

Géophysique

Données

géoscientifiques

Modélisation 3D des

processus physiques

Du modèle statique au modèle dynamique