Le développement de la modélisation géologique 3D au BRGM
L’une des missions principales du BRGM est de produire et de porter à connaissance les informations géologiques du sous-sol dans les trois dimensions de l’espace. Pour ce faire, le BRGM produit des modèles géologiques tridimensionnels à partir des données d’observation d’affleurement, de données de sondage et des cartes géologiques. Le BRGM investit donc dans le développement de méthodes de modélisation géologique 3D, que l’on retrouve dans les deux logiciels de gestion de données géologiques et de modélisation géologique du BRGM : GDM et GeoModeller.
Avec les premiers travaux sur la géostatistique de Georges Matheron dans les années 60 au BRGM, ce dernier est le premier service géologique à développer des outils de modélisation géologique, d’où sont issus GDM (Geological Data Management) et GeoModeller.
GDM a été créé en 1981 pour des applications géologiques ou minières. GDM est alors un logiciel composé d’une chaîne de 80 programmes interactifs. Dans les années 90 et 2000, il est totalement refondu en terme d’architecture informatique reposant aujourd’hui sur un ensemble de composants réutilisables ; et en terme d’interface utilisateur Windows incluant alors la visualisation 3D des données.
Aujourd’hui, GDM constitue une solution pour traiter, modéliser, représenter et visualiser les données géoscientifiques de surface et de sub-surface. Il se compose de GDM Standard Edition ; GDM ArcGIS, pour les fonctionnalités de base graphiques (log, plan, coupe, visu 3D) et de calcul géostatistique et de GDM MultiLayer. Créé en 2009, ce dernier est une extension pour la modélisation géologique 3D, principalement dédié aux environnements de bassin et d'alluvions. GDM est ainsi utilisé pour de nombreuses applications sur l’inventaire des aquifères, la géologie urbaine et la géotechnique, la gestion des terres et leur diagnostic de pollution des sols, l’après mine…
Pour ne citer que quelques exemples, GDM a permis d’optimiser le tracé du tunnel sous la Manche et les campagnes de reconnaissance géologique liées à ce grand projet. Les modèles géologiques de plusieurs agglomérations (Lyon, Toulouse, Paris, île de Nantes et le projet Grand Paris en cours) ainsi que de nombreux aquifères (Modèle « MONA » - Nord Aquitain, Albien et Cénomanien du Bassin de Paris, Crétacé et Infra Toarcien en Poitou Charente, SIGES Centre, etc…) ont été construits avec cet outil. Plus d’une centaine d’études ou de modèles ont ainsi été produits dans les 15 dernières années. GDM est aujourd’hui aussi utilisé par des géologues de sociétés en France ou à l’étranger qui sont actrices majeures de grands projets d’infrastructure (ANTEA, EGIS, SYSTRA, SNCF Infra, Artelia, …), des compagnies minières (OCP, Vicat...) ou des services géologiques (Inde, Onhym). Il est aussi utilisé pour l'enseignement, la formation (projet européen PanafGeo) et la recherche académique en France et à l’international.
Depuis 2013, GDM propose des services WEB de restitution graphique des données et des modèles géologiques, utilisés notamment dans InfoTerre, le portail d’accès aux données géoscientifiques du BRGM, mais aussi dans les applications du système d’information des données géologiques du BRGM.
Des logiciels 3D toujours plus performants
Un autre outil: GeoModeller, a été développé pour répondre à des besoins non couverts par GDM. Il s’agissait notamment de pouvoir modéliser des géométries complexes (failles inverses, intrusions, chevauchements, plis couchés), ainsi que de coupler la modélisation géologique aux levers géophysiques (gravimétrie, magnétisme par exemple).
Le développement de GeoModeller a ainsi été lancé, au milieu des années 90, dans le cadre de GeoFrance3D (1995-2000). Ce programme national de recherche était dédié à la connaissance du sous-sol français en 3 dimensions. Dès sa création, l’outil offre la possibilité de combiner, par l’intermédiaire de cartes et de coupes, les données géométriques acquises sur la zone d’étude. Le modèle 3D obtenu permet de visualiser l’ensemble des objets géologiques dans un seul et même référentiel.
Au début des années 2000, GeoModeller est devenu bien plus qu'un simple éditeur de coupes : les méthodes d’interpolation et de visualisation ont été améliorées pour faciliter l’interprétation géologique de notre sous-sol. Ce logiciel à la particularité de coupler dans un même outil, le modèle géologique confronté aux données géophysiques par calcul direct ou par inversion.
Début 2005, le BRGM a signé un accord de partenariat avec Intrepid Geophysics pour la recherche, le développement et la commercialisation du logiciel.
GeoModeller est utilisé dans plus de 65 pays, en Europe et dans le monde, pour interpréter tout type de contexte géologique dans divers domaines tels que : la cartographie, les ressources (minérales, eau ; géothermie...), les risques et le génie civil (tunnel et autres types d’infrastructures souterraines) mais aussi la formation et génère de nombreuses publications scientifiques de rang international.
Un savoir-faire reconnu
Ces deux logiciels complémentaires, GDM et GeoModeller, sont notamment des outils d’aide à la décision, aussi bien utilisés pour l’appui aux politiques publiques, la recherche scientifique et les projets commerciaux. Devenus une vitrine de notre savoir-faire BRGM en traitement et interpolation des données géoscientifiques, ils assurent une cohérence des interprétations du sous-sol en trois dimensions.
