CARTOGRAPHIES

Le sous-sol français en 3 D

LE MONDE

By Pierre Le Hir

Coupe tridimensionnelle du sous-sol au nord-ouest de la plaine d'Alsace et du massif des Vosges
Coupe tridimensionnelle du sous-sol au nord-ouest de la plaine d’Alsace et du massif des Vosges | BRGM

C’est un chantier titanesque. Le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) se lance dans la réalisation d’un « référentiel géologique de la France ».Une carte en trois dimensions du sous-sol de la totalité du territoire national, départements et régions d’outre-mer compris.

Trente ans seront nécessaires pour mener à bien ce projet, qui mobilisera des milliers de chercheurs et d’universitaires et dont le coût total est estimé à 300 millions d’euros. Une fois achevé, cet outil numérique fournira aux scientifiques, mais aussi aux industriels, aux collectivités territoriales et aux aménageurs, une mine d’informations sur les ressources énergétiques souterraines et sur les risques naturels.

Dans cette entreprise au long cours, les géophysiciens ne partent pas de rien, rappelle Jean-Claude Guillaneau, directeur des géoressources au BRGM. Ils s’appuient sur la carte géologique de France qui, commencée voilà sept décennies et achevée en 2013, se compose de 1 064 cartes au 1/50 000e. Mises bout à bout, celles-ci constituent déjà l’une des bases de données géologiques les plus complètes au monde.

Mais, disparates et pour parties obsolètes, ces cartes en deux dimensions ne décrivent que la surface du territoire français. L’ambition des géophysiciens est désormais de « bâtir un modèle tridimensionnel intégrant, de façon cohérente, la masse considérable d’informations disponibles sur le sous-sol ». Cela, « jusqu’aux premiers kilomètres sous la surface », à une profondeur de l’ordre de 2 km.

 

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700 000 FORAGES

Pour cartographier la « France profonde », le BRGM va faire appel à sa base de données sur les sous-sols, alimentée par les quelque 700 000 sondages de toute nature réalisés au fil des décennies passées. Essentiellement des forages d’eau à faible profondeur, mais aussi des forages géothermiques, ainsi que 6 000 forages pétroliers et gaziers à grande profondeur.

S’y ajoutent les 360 000 km de « profils sismiques » issus des campagnes de prospection des compagnies pétrolières, les relevés fournis par 417 000 stations gravimétriques (celles-ci permettent, en mesurant la pesanteur, de connaître l’environnement géologique), ou encore les relevés obtenus par les méthodes de géophysique aéroportée (instruments embarqués à bord d’un avion ou d’un hélicoptère pour caractériser les roches en fonction du magnétisme ou de la radioactivité).

Cette somme colossale de données devra être traitée et harmonisée, « dans un langage commun à tous les utilisateurs », explique Claude Guillaneau. Pour validerson modèle numérique, le BRGM en a d’abord réalisé un démonstrateur à l’échelle des Vosges et du Fossé rhénan. Une région déjà bien documentée, dont l’établissement public français, associé à des équipes allemandes et suisses, a récemment dressé une carte du potentiel géothermique.

Lire : « La géothermie du Fossé rhénan accessible en trois dimensions »

La prochaine étape, qui débutera en 2014 et demandera cinq ans, sera le référentiel géologique de la chaîne des Pyrénées. Puis la couverture se déploiera, progressivement, sur tout le territoire.

GISEMENTS ENERGÉTIQUES

Les usages attendus sont multiples. A commencer par une meilleure connaissance des ressources en eaux souterraines, des gisements miniers ou des réserves d’hydrocarbures. Y compris des hydrocarbures non conventionnels (huiles et gaz de schiste), dont la recherche par fracturation hydraulique est aujourd’hui interdite en France.

Le démonstrateur de la zone Vosges-Fossé rhénan a ainsi permis d’établir des « cartes de prédictivité » de la présence de différentes ressources minérales (cuivre, plomb, zinc, tungstène, barytine…), ainsi que de mieux caractériser les ressources en matériaux de carrières (granulats, roches ornementales, minéraux industriels).

Autre application : l’évaluation des capacités de stockage de CO2 dans des formations géologiques profondes, ou d’enfouissement de déchets. Le système aidera aussi à la prise de décision avant la réalisation d’infrastructures telles que le percement d’un tunnel, la construction d’un ouvrage d’art ou l’aménagement d’une zone urbaine.

CRUES ET SÉISMES

L’évaluation des risques naturels devrait, elle aussi, en être améliorée. En particulier celle des risques de crues et des risques sismiques. « L’aléa sismique local est étroitement lié à la géométrie et aux caractéristiques mécaniques des formations géologiques superficielles », explique la géophysicienne Agathe Roullédans le journal du BRGM Géorama. Un zonage tridimensionnel des sols, plus précis, permet ainsi de mieux apprécier les « effets de site » qui, en augmentant l’amplitude et la durée des secousses, sont souvent à l’origine des dégâts causés par les tremblements de terre.

A terme, un portail internet donnera gratuitement accès, à la communauté des géosciences, aux opérateurs publics et privés, mais aussi à la société civile et au grand public, à cet immense socle de connaissances sur la France d’en-bas.

L’article

 

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Le Référentiel géologique de la France

Après le programme de la carte géologique, le Référentiel géologique de la France propose une information géologique 3D, numérique, homogène et cohérente. Un nouveau défi scientifique pour le BRGM.

Nouveau programme national d’acquisition et de gestion des données géologiques, conçu par le BRGM, le Référentiel Géologique de la France (RGF) mobilise l’ensemble de la communauté géoscientifique française (laboratoires académiques, entreprises,…).

Un système d’information géologique 3D

Prolongement de la Carte Géologique de la France à 1/50 000, achevée en 2011, ce programme se donne un objectif : doter la France d’une connaissance tridimensionnelle, continue, cohérente et sans cesse actualisée des corps géologiques.

De nouvelles campagnes d’acquisitions géologiques et géophysiques

Décrire les objets géologiques en 3D sur quelques kilomètres de profondeur nécessite de compléter les observations géologiques traditionnelles par des acquisitions de données géophysiques, voire de forages profonds. Ces travaux seront menés par des équipes pluridisciplinaires du BRGM, des universités et des sociétés privées

La carte « à la carte » : un outil d’aide à la décision

Ce programme vise à fournir un nouvel outil d’aide à la décision pour les professionnels de l’aménagement du territoire, les acteurs économiques, les gestionnaires de l’environnement, l’éducation et la formation, la société civile et le grand public.

 

Le RGF intègrera la carte géologique à 1/50 000 et les données de la Banque de données du sous-sol (BSS), et valorisera des milliers de données éparses sur le sous-sol français. Chacun pourra exploiter ces données de manière dynamique en fonction de ses besoins : recherches de nouvelles ressources naturelles, percement d’un tunnel, gestion d’un aquifère, prévention d’un risque d’inondation, recherche de potentialités géothermiques, création d’un modèle sismique, etc.

Un défi scientifique et un investissement pour l’avenir

Inscrit dans les objectifs européens de la directive « Inspire » sur la mise en place d’une infrastructure européenne d’information géographique, environnementale et géologique, le Référentiel Géologique de la France constitue un défi scientifique et technique.

 

L’enjeu : construire un système global d’information géologique, capitaliser la connaissance et la rendre accessible. La multiplicité et la redondance des études pourront ainsi être évitées, au bénéfice de l’État, des collectivités et des entreprises.

 

POUR EN SAVOIR PLUS

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