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Vue du chevalement du puits Fontanes sur le site Fontanes-Destival (Saint-Martin-de-Valgalgues, 2012). © Laurent Mignaux - MEDDE

GESMINE 3D : la gestion des anciennes mines en 3D

01.07.2012
Sur le bassin minier de Gardanne (Bouches-du-Rhône), le Département Prévention et Sécurité minière du BRGM dispose de bases de données importantes compilées lors de l’exploitation du charbon. Ces données sont complétées de nouvelles issues de la phase de surveillance provenant de réseaux actifs microsismiques, piézométriques, qualité des eaux, gaz, altimétriques... mettant en oeuvre des technologies variées de mesure. Les problématiques d’après-mine rencontrées dans ce bassin sont multiples et concernent tant le fonctionnement hydrogéologique du réservoir minier et des nappes associées, la qualité des eaux et son évolution, que le vieillissement des ouvrages, les risques sismiques, la valorisation des anciennes mines noyées pour l’alimentation en eau potable ou industrielle, la géothermie...

Gesmine 3D : La modélisation géologique en 3D comme support pour des études futures

Le BRGM a engagé un vaste projet de modélisation géologique 3D du site par phases successives pour faire la démonstration de la représentation fine de ces systèmes à partir des données historiques, liées à l’exploitation de la ressource et de celles issues des phases de surveillance.

En 2011, la première phase du projet Gesmine 3D a abouti à la construction d’un modèle géologique régional 3D du bassin minier, réalisé avec le logiciel 3D GeoModeller (BRGM-Intrepid geophysics).

Ce modèle doit servir de support pour les modélisations et études futures (hydrogéologiques, stabilité des ouvrages, chimie de l’eau et son évolution, sismicité induite…).

Vue 3D du modèle régional depuis le Sud-Est, décrivant la géométrie des formations et prenant en compte le réseau de failles, avec un facteur 2 d’exagération verticale.

Construction du modèle géologique 3D du bassin minier de Gardanne

Pour construire le modèle géologique 3D du bassin minier de Gardanne à l’échelle régionale, toutes les données disponibles ont été utilisées : coupes de sondages (BSS : Banque de données du sous-sol), cartes géologiques à l’échelle 1/50000 et 1/250000, coupes 2D issues de la bibliographie et des lignes sismiques…

La première étape de la modélisation géologique 3D consiste en la compréhension de la géologie régionale et sa retranscription simplifiée au niveau structural et stratigraphique. La pile stratigraphique établie représente l’histoire géologique de la région, en tenant compte des formations géologiques et de leurs relations les unes par rapport aux autres.

Le réseau de failles a été représenté en tenant compte de l’échelle du modèle et de l’importance des accidents d’après leur rejet, leur lien avec les formations géologiques, leur relation avec les autres accidents et leur étendue.

La modélisation a ensuite été réalisée formation par formation en vérifiant que toutes les données d’entrée étaient bien respectées (forages, limites de formation à l’affleurement…). Le modèle 3D donne une image cohérente de la géométrie des formations en profondeur au vu du schéma interprétatif choisi.

Schéma structural décrivant l’ensemble du réseau de failles pris en compte dans le modèle régional.

Vers un affinement du modèle géologique de la mine de Gardanne

Pour compléter et affiner ce modèle, on pourra réaliser de nouveaux sondages. On pourra également calculer la réponse géophysique du modèle (méthodes potentielles) et la comparer au champ potentiel réel mesuré. La réduction de leur différence sera possible en affinant le modèle qui convergera vers une géométrie probable. L’intégration des profils de sismique marine réalisés dans la rade de Marseille permettrait également d’affiner la géométrie dans la partie sud-ouest du modèle. En 2012, et en suivant le protocole mis au point lors de la réalisation de ce modèle régional, le modèle géologique 3D de la mine de Gardanne sera réalisé.

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