Le BRGM utilise depuis 2017 le scanner laser mobile, outil de modélisation en 3D. Plusieurs projets ont depuis bénéficié de sa haute précision pour cartographier les vides souterrains et prévenir les risques d’effondrement.
10 mars 2021

Modélisation 3D des cavités souterraines

Dans les "Minutes de l'innovation cat-nat et climatique", l'association MRN (Mission Risques Naturels) met à l'honneur le scanner laser mobile, notre outil de modélisation 3D. Silvain Yart, ingénieur risques cavités au BRGM, revient sur l'intérêt et les possibilités qu'offre cet outil dans les endroits difficile d'accès comme les cavités souterraines.

© Mission Risques Naturels

Zeb-revo - cartographie 3D des cavités souterraines

Le laser mobile Zeb-revo est un outil pour cartographier les cavités souterraines en 3D haute précision. Il permet de modéliser l'espace souterrain inaccessible par d'autres moyens, notamment en milieu urbain, afin de prévenir les risques d'effondrement.

© BRGM

Grottes, gouffres, mais aussi anciennes carrières ou caves. En France, au moins 180 000 cavités sont cachées sous nos pieds, qu'elles soient naturelles ou construites par l'homme. Au fur et à mesure du temps, beaucoup d'entre elles ont été oubliées, et des bâtiments ont été construits par-dessus. Si l'on veut prévenir tout risque d'effondrement de ces souterrains qui menaceraient les constructions, il faut contrôler leur stabilité. C'est le rôle de la direction Risques et Prévention du BRGM qui gère la base de données nationale des cavités souterraines abandonnées. Elle s'est dotée d'un scanner 3D mobile afin de les cartographier. Le scanner 3D utilise un faisceau laser pour sonder son environnement. Le temps de trajet aller et retour du rayon indique la distance qui sépare l'appareil de sa cible. Le scanner effectue plus de 43 000 mesures par seconde pour créer un nuage de points qui représente en 3 dimensions la géométrie des objets scannés avec un niveau de détail centimétrique.

Le scanner laser 3D présente 2 intérêts majeurs. Tout d'abord, il fonctionne en souterrain, ce que ne nous permet pas de faire le GPS, qui, lui, ne passe pas sous terre par définition. Le 2e intérêt majeur, c'est que c'est un appareil qui permet de travailler rapidement contrairement aux techniques de topographie classiques, lourdes à mettre en œuvre. Du coup, on est capables de faire des levées de grottes ou de carrières en quelques heures ou quelques jours tout au plus, ce qu'on n'aurait pas pu faire avec des techniques classiques.

Ici, sous la basilique Saint-Rémi de Reims, 450 m de galeries ont été cartographiées en moins de 2 heures.

Le scanner laser 3D va changer notre façon de travailler au BRGM. C'est un appareil qui nous permet d'avoir rapidement une géométrie complète et exacte des vides souterrains. On va aussi avoir une information, dans cette géométrie, sur les zones de faiblesse de la cavité, tout ce qui est fracturation, zones instables. On peut repositionner toutes ces observations par rapport aux enjeux en surface, donc les bâtiments, par exemple, et prendre les mesures de prévention des risques adaptées. Ça peut être évacuer une habitation si on met en évidence un péril imminent par rapport à une cavité instable à faible profondeur.

L'équipe du BRGM cartographie ainsi chaque année plus de 15 hectares sur l'ensemble du territoire français.

Grottes, gouffres, mais aussi anciennes carrières ou caves : près de 180 000 cavités sont recensées en France. 

Recenser et surveiller les cavités souterraines, une mission du BRGM 

Qu’elles soient d’origine naturelle ou construites par l’homme, ces cavités doivent être cartographiées afin notamment d’identifier les zones de faiblesse et ainsi éviter qu’elles ne s’effondrent en entraînant avec elles des habitations ou tout autre édifice en surface. 

A cette fin, le BRGM gère la banque de données nationales des cavités souterraines abandonnées

Le scanner laser mobile, un outil révolutionnaire pour cartographier les cavités souterraines 

Doté d’un faisceau laser qui effectue près de 43 000 mesures par seconde, le scanner laser mobile a véritablement changé la donne en matière de prévention des risques. Utilisé depuis 2017 par le BRGM pour cartographier en 3D les cavités souterraines, cet outil permet de réaliser des levés en un temps record en comparaison des techniques de topographie classiques.

Modèle 3D d’une carrière souterraine à Orléans
  • 180000.00
    cavités recensées en France

  • 15.00
    hectares de cavités scannées chaque année

  • 43000.00
    mesures par seconde

  • 2.00
    intérêts majeurs : rapidité et mobilité