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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
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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
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0
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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
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Nappe Lutetien (HE 2014)
Toit_ALUT
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70
60
50
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Nappe du Lutétien (HE 2014)
575000 600000 625000 650000 675000 700000 725000 750000 775000
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86
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06
90
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69
20
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06
94
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Nappe Lutetien (BE 2013)
Toit_ALUT
220
210
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
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
Merci
www : http://www.intrepid-
geophysics.com/ig/index.php?page=geomodeller
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
