One of BRGM's major ambitions is to understand what is happening beneath our feet, to explain it and share it with everyone. 3D modelling of the subsurface and its properties is a key part of the French Geological Survey's scientific strategy.
Films to illustrate the applications of 3D subsurface modelling
Produced with the help of l’Esprit Sorcier, this series of videos showcases the expertise of BRGM and its researchers, who harness a range of software to respond to concrete problems.
The subjects covered include understanding the subsurface using digital tools, risk management for sustainable regional development, groundwater resources, the energy transition and mineral resources, among others. Each film shows how BRGM transforms complex subsurface data into visual and interactive representations that are useful for research, public policy-making and industrial innovation.
Revealing the subsurface in 3D
Transcription
RÉVÉLER LE SOUS-SOL EN 3D
MARC SALTEL
HYDROGÉOLOGUE AU BRGM
Le BRGM a développé dans les années 90 le MOdèle Nord-Aquitain le MONA, qui représente les écoulements des eaux souterraines à l'échelle du bassin nord-aquitain.
L’objectif, c’est de mieux gérer la ressource en eaux souterraines, et conseiller le département et la région pour l'exploitation de cette ressource.
EAU SOUTERRAINE :
LOCALISER LES RÉSERVES EN AQUITAINE
ÉCHELLE VERTICALE X22,5
L'Aquitaine a le luxe d'avoir une eau souterraine de très grande qualité, une ressource précieuse. Il faut dire que son sous-sol renferme de nombreux aquifères, c’est-à-dire des roches perméables où l'eau circule lentement mettant parfois plusieurs milliers d’années à atteindre certaines couches géologiques. Aujourd'hui, près de la moitié des besoins en eau de la Gironde y sont prélevés, dont la quasi totalité des besoins en eau potable.
MARC SALTEL
Historiquement, Bordeaux récupérait son eau au niveau de sources qui existaient au pourtour de la ville et la technologie des forages est arrivée, ce qui a permis d'aller chercher de l’eau plus en profondeur. Et la multiplication des forages a abouti à une surexploitation de cette ressource-là.
On a vu au fil des ans, au fil des décennies, des niveaux baisser et cette baisse-là a alerté les scientifiques. Et c'est ça qui a abouti à la création des premiers modèles hydrodynamiques dans le Sud-Ouest.
Ces premiers modèles voient le jour dans les années 60. Avec l'avènement du numérique, ils se complexifient d'année en année pour représenter le plus fidèlement possible les écoulements souterrains. Le modèle MONA d’aujourd'hui est le fruit de 30 ans de recherche et de compilation de données.
MARC SALTEL
Le MONA, c'est d’abord un outil de compréhension. Ça nous a permis de bien comprendre comment fonctionnaient ces aquifères profonds qui sont sous nos pieds et qui sont méconnus, qu'on approche juste par différents forages. Donc avoir une représentation 3D comme ça, ça permet de mieux comprendre son fonctionnement, où ils s’alimentent, les échanges qu’il y a avec les horizons supérieurs, inférieurs, etc. Donc c'est vraiment un outil de compréhension.
Ensuite, c'est aussi un outil prospectif qui va nous permettre de nous projeter dans l’avenir, d’essayer de voir un petit peu les trajectoires possibles donc en fonction de la manière dont on les exploite, avec les différents prélèvements, les différents pompages, et aussi en fonction du climat.
Pour faire tout ça, il faut compiler de nombreuses informations. D'abord des données géologiques qui ont permis de connaître les roches du sous-sol et leur architecture. En Aquitaine, on a un millefeuille d’aquifères et de couches plus imperméables, les épontes. Puis on ajoute les données apportées par les forages. Ils nous permettent de connaître la pression en eau à différents endroits et donc d'en déduire le sens de circulation de l’eau à l'intérieur de la nappe. On peut aussi mieux connaître la perméabilité, c’est-à-dire comment l'eau circule ici et là.
Avec toutes ces informations, le modèle peut simuler comment l'eau se déplace au sein des couches. Si on ajoute à ça les quantités d'eau prélevées, les prévisions de prélèvements à venir, mais aussi les conditions climatiques, alors on comprend mieux comment les aquifères se rechargent. On peut faire des prévisions et tester des scénarios pour exploiter durablement les eaux souterraines.
MARC SALTEL
C'est vraiment une notion d’équilibre qu'on essaie de récupérer avec la recharge et les prélèvements. Est-ce que la manière dont on exploite, c'est durable ou pas ? Est-ce qu'on est toujours en train de baisser ? Ou est-ce que finalement on voit qu'à horizon 20 ans, 30 ans, 50 ans, on va atteindre quand même un équilibre qui reste acceptable ou pas.
On construit également des modèles plus locaux pour répondre à des questions plus spécifiques.
Donc c'est notamment ce qu'on a fait au sud de Bordeaux pour représenter un ensemble de parcs de forages, donc 18 forages, pour lesquels, en fait, on a fait de l’optimisation, c'est-à-dire qu'on a essayé de déterminer, dans un modèle 3D spatialisé, la meilleure façon d’exploiter chacun de ces forages.
En plus de travailler à différentes échelles, les scientifiques peuvent adapter leurs méthodes à d'autres régions qui exploitent aussi leurs eaux souterraines. Il existe déjà des modèles en dehors de l'Aquitaine, en France bien sûr, mais aussi à l'international.
RÉVÉLER LE SOUS-SOL EN 3D
UNE SÉRIE DE VIDÉOS PROPOSÉES PAR LE BRGM
GÉOSCIENCES POUR UNE TERRE DURABLE
