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Modèle géométrique 3D du Dogger du bassin de Paris renseigné en environnement de dépôt (2010). © BRGM - Sunseare Gabalda

Bassin de Paris : la modélisation géologique du Dogger

15.07.2011
Le BRGM a restitué en 3D l’hétérogénéité du Dogger du Bassin parisien pour aboutir à des modèles géologiques plus réalistes. C’est la première fois qu’un modèle de réservoir à l’échelle d’un grand bassin intègre à la fois les données profondes et les données d’affleurement.

Bassin de Paris : la modélisation géologique du Dogger

  • Carrière de Massangis. Cette carrière bourguignonne exploite l’oolithe blanche. Ce faciès oolithique observé à l’affleurement est équivalent au faciès du principal aquifère du Dogger du bassin de Paris (Massangis, 2011). © BRGM - Christophe Rigollet

  • Modèle géométrique 3D du Dogger du bassin de Paris renseigné en environnement de dépôt. Il met en évidence des zones réservoir potentielles (en jaune et en vert) (2010). © BRGM - Sunseare Gabalda

  • Lame mince réalisée dans une carotte d’un réservoir du Dogger, prélevée au coeur du bassin de Paris, à 1 350 mètres de profondeur. Ce faciès est composé d’oolithes. © BRGM - Christophe Rigollet

Bassin de Paris : la modélisation géologique du Dogger

Le bassin de Paris constitue une formidable base de données pour tester des concepts nouveaux en sciences de la Terre. Parallèlement, on assiste depuis une trentaine d’années à une diversification des projets d’investigation (géothermie profonde, ressources en eaux profondes, stockage de CO2, de déchets…), alors qu’historiquement l’exploitation des bassins sédimentaires français reposait essentiellement sur la recherche de ressources en eau et en hydrocarbures ainsi que sur le stockage géologique de méthane.

Un modèle utile pour la recherche et pour les applications

La modélisation du Dogger du bassin de Paris répond à la fois à des questions opérationnelles et à des questions scientifiques. Ce projet illustre parfaitement la philosophie du Référentiel géologique de la France (RGF). Il intègre en effet toutes sortes d’informations (carte géologique, données de forage, données géophysiques, etc.) et permet de les restituer en trois dimensions dans un modèle utile à la fois pour la recherche et pour les applications.

Evaluer le potentiel de stockage de CO2

Pour le BRGM, aller plus loin dans la connaissance géologique du bassin suppose désormais d’intégrer les retours d’expérience des projets antérieurs et d’acquérir des données nouvelles. Dans ce cas précis, un objectif particulier était d’évaluer les volumes poreux et perméables du Dogger dans lesquels on pourrait stocker du CO2.

Un réservoir très hétérogène

Pour répondre à cet objectif, il fallait modéliser le Dogger, dont les réservoirs principaux s’étendent entre Chartres et Nancy et atteignent une profondeur de plus de 1700 mètres. Il y a environ 170 millions d’années, il s’agissait d’une grande plateforme carbonatée épaisse de 200 m qui pourrait s’apparenter à celle des Bahamas actuelles. Contrairement aux modèles réalisés jusqu’à ce jour qui postulaient une structure composée de formations géologiques homogènes, le BRGM a restitué l’hétérogénéité du réservoir en trois dimensions pour aboutir à des modèles géologiques plus réalistes.

Intégrer données profondes, cartes paléogéographiques et carte géologique

Pour concevoir ce modèle, le BRGM s’est appuyé sur une méthodologie développée par les pétroliers, qui travaillent à l’échelle du gisement (quelques kilomètres carrés). Le BRGM a appliqué cette même démarche à l’échelle régionale. Sont intégrées aux modèles à la fois les données profondes (forages et sismiques pétrolières), des cartes paléogéographiques et les données de la carte géologique. Les propriétés de porosité et perméabilité de chaque type de roches sont ensuite estimées et/ou simulées à l’aide d’une analyse géostatique poussée des données pétrophysiques connues dans les sondages.

Des résultats transposables dans d’autres bassins sédimentaires

C’est la première fois qu’un tel modèle est réalisé à l’échelle du bassin et avec une telle résolution (mailles kilométriques). Il permet à la fois de localiser les zones du bassin à fort potentiel de stockage de CO2 et de travailler sur les conflits d’intérêt liés à d’autres domaines d’applications tels que la géothermie qui exploite les aquifères du Dogger. Il va par exemple permettre de faire des simulations dynamiques d’injection et d’écoulement de CO2 à l’échelle du bassin et d’en évaluer les impacts au cours du temps. Enfin, ces résultats méthodologiques sont transposables dans d’autres bassins sédimentaires comme le bassin d’Aquitaine, le bassin du Sud-Est ou encore le fossé rhénan.

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34