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Campagne ReunEM de géophysique héliportée à la Réunion. © BRGM - René Carayol

Science en direct : forum "Manip" visualisation 3D du sous-sol de La Réunion

27.10.2016

Dans le cadre de la 25ème édition de la Fête de la Science, le BRGM participait à Science en direct, un grand week-end festif et pédagogique organisé par l'Esprit Sorcier en partenariat avec 15 grands organismes de recherche français. Forum "Manip" "Restitution d’une visualisation en 3D de l’ensemble du sous-sol de la Réunion" avec Guillaume Martelet (BRGM) (Paris, 9 octobre 2016).

Forum "Manip" "Restitution d’une visualisation en 3D de l’ensemble du sous-sol de la Réunion avec Guillaume Martelet (BRGM), dans le cadre de l'événement Science en direct à la Cité des sciences et de l'industrie (Paris, 9 octobre 2016).

Transcription de la vidéo

- Encore une expérience passionnante, cette fois avec Guillaume Martelet, qui est géophysicien au BRGM et qui s'occupe de scanner les sous-sols de La Réunion en 3D. Guillaume, pourquoi regarder ce qui se passe sous La Réunion ? Quand on pense à La Réunion, on a plutôt envie d'aller à la plage.

- Effectivement, on aime bien aller à la plage à La Réunion. Mais il y a des problèmes aussi sous terre. Et donc, on est là pour ça. Et donc, le BRGM, une de ses missions essentielles, c'est la connaissance du sous-sol. Et la connaissance pour les usages. Evidemment, c'est extrêmement important. Donc La Réunion, alors, pourquoi ? Parce que c'est un territoire petit. C'est une île, sur laquelle toutes les contraintes se concentrent. Il y a une population qui croît, il y a des besoins qui croissent et donc il y a des enjeux qui sont très forts sur ces petits territoires. En fait, La Réunion, c'est pas le 1er territoire de ce type qu'on a survolé. On a également survolé Mayotte, la Guadeloupe et la Martinique dans les 3 années précédentes. C'est pas un hasard.

- "Survoler", c'est un choix lexical à propos parce que pour regarder sous le sol, vous utilisez un hélicoptère. Je crois qu'on a des images que l'on peut peut-être passer pendant que vous nous racontez ça. Donc on va dans l'air pour regarder ce qui se passe sous terre.

- Comment on fait ça ?

- C'est un peu surprenant. Alors, si vous voulez, il faut... Le parallèle que vous pouvez faire, c'est l'imagerie en médecine. De la même manière, on veut voir ce qui se passe dans le corps humain. Et on met en œuvre de l'imagerie, de la radiographie, de l'IRM, etc. En géophysique, on veut savoir ce qui se passe sous la terre sans forcément aller faire des trous. Et donc, on met en œuvre de la géophysique.

- C'est-à-dire ? Comment ça se passe ? Que fait-on techniquement ?

- C'est-à-dire que la géophysique peut se mettre en œuvre au niveau du sol et peut aussi se mettre en œuvre à distance, soit sur des avions, soit sur des hélicoptères. En l'occurrence, à La Réunion, c'était des hélicoptères puisque le relief l'imposait. On ne pouvait pas faire de survol en avion. Et par ailleurs, ces méthodes, on est obligé de les mettre en œuvre à basse altitude, à quelques dizaines de mètres au-dessus du sol. Donc évidemment, dans un relief type Réunion...

- Comment on fait ? On a un hélicoptère avec une espèce d'appareil accroché à l'hélicoptère et qui passe à 10 m au-dessus du sol ?

- Non, 10 m, c'est quand même un peu bas. Effectivement, on embarque sous l'hélicoptère ce que l'on appelle une boucle, une sorte de nacelle. On la verra dans les images à venir. Et cette nacelle, elle comporte 2 instruments, puisque pour ce projet-là, on mettait en œuvre une méthode électromagnétique et une méthode magnétique. On en reparlera après, je pense.

- Euh...

- Donc ces méthodes, c'est-à-dire ? On essaye de capter les signaux ? En magnétisme, on va mesurer un champ naturel, donc le champ magnétique de la Terre, qui est variable à la surface de la Terre et qui varie en fonction de la nature des roches du sous-sol. Là, pour cette méthode-là, l'instrument va permettre de recueillir une information de manière passive. Et la 2e méthode, c'est la méthode électromagnétique. Là, on va envoyer un signal depuis ce dispositif, qui va interagir avec les roches du sous-sol et qui va restituer une réponse, si vous voulez, qui va être différente en fonction de la nature du sous-sol.

- C'est un peu le même principe qu'un sonar.

- C'est... Le sonar est un instrument

- de géophysique. Voilà.

- Très bien. Et quand on survole avec cet hélicoptère, qu'est-ce qu'on voit ? C'est quoi le résultat ? Il me semble que vous avez amené une  image. Alors, je peux vous...

- C'est coloré.

- C'est coloré.

- On aime la couleur.

- C'est quoi, ces couleurs ? Ca, c'est l'île de La Réunion ?

- Oui. Comme on le voit, on l'a survolée intégralement, puisque toute la carte est colorée. C'est quoi, ces couleurs ? Là, c'est une des 2 méthodes. C'est la carte aéromagnétique de La Réunion. Et les couleurs, finalement, c'est une façon de rendre l'information, de restituer l'information. Ici, on va restituer, si vous voulez, les propriétés d'aimantation du sous-sol. Donc en gros, quand c'est rouge, c'est plus fortement aimanté. Quand c'est bleu, à l'inverse, c'est moins fortement aimanté.

- Et alors, cette aimantation, comment on la lit ?

- Alors, cette aimantation...

- Que veulent dire ces jolies couleurs ?

- C'est très beau...

- C'est très joli.

- Mais qu'est-ce qu'on en tire comme information ?

- Euh... Ces données-ci, elles ont une utilisation plus scientifique. L'aimantation des roches, elle va nous informer notamment sur les alternances de... Les mises en place des coulées. La Réunion, c'est un volcan. Au fur et à mesure de son histoire géologique, vous avez des coulées de produits volcaniques qui vont se mettre en place et qui vont acquérir une aimantation qui est fonction de leur époque de mise en place.

- Ça, on le sait. On a une échelle de lecture.

- Exactement. Et du coup, on va pouvoir soit cartographiquement, comme ça, dire que l'on a des zones, ici en rouge, qui correspondent aux dernières périodes de mises en place les plus récentes. À l'inverse, les bleus, vont traduire une période de mise en place plus ancienne.

- On fait un système de couches où l'on sait ce qui s'est déposé en 1er

- et ce qui vient après.

- Là, ce que vous avez, c'est la... C'est la résultante de toutes ces couches.

- On la voit à plat.

- Cet empilement, je crois que vous nous avez emmené sur votre logiciel pour nous montrer comment on le lit en relief.

- Pouvez-vous nous montrer ?

- Oui, effectivement. Je peux laisser la carte.

- On va l'enlever car on a besoin du grand écran.

- On a besoin du grand écran. Oui, c'est vrai. En l'occurrence, ce que je vais vous montrer, ce n'est pas du magnétisme, c'est du résultat de l'autre méthode. C'est l'électromagnétisme. Le principe est le même. L'idée, c'est de dire qu'on est capable d'apporter une information en 3D

- sur la nature du sous-sol.

- Très bien.

- Alors, ici, qu'est-ce qu'on a ? On a... On va vers le sud-ouest de La Réunion,

- du côté de...

- Saint-Louis.

- Saint-Louis, Pierrefonds, dans cette zone-là. Ici, vous avez la rivière Saint-Etienne qui arrive. Et je dézoome. Ça ne se passe pas à plat,

- ça se passe en 3D.

- En dessous. On retrouve les couleurs de tout à l'heure.

- Oui, c'est une habitude de géophysicien. On aime beaucoup les couleurs. Alors, si je cache, je vais vous montrer 2 ou 3 petites choses. Donc là, vous avez... Donc vous avez en 3D. On va restituer... Ici, c'est le paramètre de résistivité. C'est la résistance du sol à la conduction des courants. Et la résistivité du sous-sol, là, on voit qu'elle est... Il faut se rendre compte que ça, ça représente 200 ou 250 m d'épaisseur. Alors, comme ça, c'est pas très... On voit la surface de ce bloc. Si cette fois, je... Je retire... On peut, à l'intérieur de ce bloc, aller regarder...

- Là, vous avez fait quoi ? Vous avez sélectionné

- les couches naturelles ?

- Non, j'ai fait des coupes. Je suis allé faire des tranches. Je vous l'ai dit, c'est comme un scanner. Vous allez passer un scanner. On fait des tranches de cerveau. Nous, on fait des tranches de terre. On fait des tranches de sous-sol de La Réunion. Vous allez me dire que c'est un peu curieux comme jeu. Donc, qu'est-ce qu'on voit là-dessus ? Par exemple, ce que vous voyez ici, vu de dessus. Vous voyez la côte, n'est-ce pas ?

- Donc en bleu, c'est l'eau ?

- Oui. Et en fait, l'eau de mer est salée et elle conduit extrêmement bien le courant, ce qui fait que cet outil ici est extrêmement pertinent pour étudier ce que l'on appelle l'intrusion saline, c'est-à-dire l'entrée d'eau de mer

- sous les aquifères côtiers.

- C'est l'une des applications

- de cette technique-là.

- Oui.

- C'est d'essayer de voir les mouvements d'eau

- dans les sous-sols.

- Là, en l'occurrence, on ne voit pas les mouvements, on voit la géométrie de la nappe d'eau salée qui rentre sous la terre. Et en quoi c'est important ? C'est important parce qu'en surface, il y a des gens qui habitent, il y a des pompages d'eau qui prélèvent de l'eau douce Et ces nappes d'eau douce, elles reposent simplement... Ça, c'est de la physique. Elle repose sur  la nappe d'eau salée, qui est un petit peu plus lourde. Et de connaître l'épaisseur de la nappe d'eau douce, évidemment, c'est essentiel parce que si on pompe trop, on va rapidement faire remonter l'eau salée

- et on va pomper de l'eau salée.

- Ça, ça vous permet de savoir

- où se trouve l'eau salée.

- Oui.

- Pour conclure, une dernière question. puisque je suis curieuse de savoir quelles sont les autres applications pour cet outil.

- Alors, cet outil, j'ai envie de dire, il permet d'avancer sur tout un tas de questions qui utilisent la connaissance du sous-sol dans les 200 premiers mètres. Donc c'est énormément de questions. On a parlé d'intrusion saline, mais en fait, de manière générale, tout ce qui est ressource en eau, imagerie de la géologie qui porte les aquifères souterrains. C'est tout ce qui est présence de matériaux, donc les roches. Quels sont les types de roches, leur dureté...

- Finalement, tout ce qui se passe à l'intérieur en termes de densité,

- de qualité du sol.

- Exactement. Et avec tous les usages qu'il y a derrière.

- Merci beaucoup.

- Je vous en prie.

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