Exemples de modèles géologiques

Cet article présente des exemples de modèles géologiques réalisés en Bretagne dans le cadre de deux études :

  • les ardoisières de Maël-Carhaix
  • CINERGY pour le bassin Tertiaire du Sud de Rennes (consulter l’article CINERGY).

1) Ardoisières de Maël-Carhaix

L’ardoisière souterraine du Moulin de la Lande est implantée au cœur de la Bretagne, à la limite des trois départements des Côtes d’Armor, du Finistère et du Morbihan.
Cette ardoisière a été ouverte vers 1903 sur une veine de schiste ardoisier du Carbonifère de 11 m de puissance. Elle a été fermée en 2000 par la DRIRE pour non-respect des arrêtés de mise en conformité de l’exploitation, aux prescriptions de sécurité et d’environnement.
Les ardoises produites étaient d’excellente qualité, sans pyrite, et très appréciées, en particulier, pour la restauration des monuments historiques (Parlement de Bretagne, Palais de Chaillot, château de Vincennes, chapelle de Saint-Louis des Invalides, cathédrale du Mans…).

Objectifs

La Communauté de commune du Kreiz Breizh (CCKB), principal partenaire du projet, souhaitait encourager le redémarrage de la production de cette ardoisière afin de préserver un savoir-faire et relancer l’emploi dans sa circonscription.
La relance de cette ardoisière nécessitait, au préalable, d’identifier un ou plusieurs investisseurs capables d’assurer financièrement la charge des travaux nécessaires à la reprise des activités (mise en sécurité, nouveau schéma d’exploitation, achat de nouveaux matériels…).
Pour faciliter la recherche d’investisseurs et susciter leur intérêt, il était indispensable de constituer un dossier garantissant dans un premier temps la faisabilité du projet, grâce à l’existence de réserves suffisantes pour assurer la pérennité de l’exploitation (pendant 20 ans minimum) ; à ce stade on ne parlera que de « réserves » géologiques potentielles que l’exploitant devra redéfinir en réserves vraies après travaux de validation. Il s’agissait donc de prouver l’existence de ces réserves par modélisation de l’ancienne exploitation et de la veine ardoisière.

Programme des travaux

Les travaux de modélisation ont été menés dans la période de mars à septembre 2006 par le BRGM. Dans un premier temps, il a fallu rassembler et valider l’ensemble des données géologiques et d’exploitation disponibles.
Les plans de l’exploitation ont été numérisés sous forme d’images de façon à pouvoir modéliser les travaux souterrains (puits, chambres, galeries) et de reporter ensuite le tracé de la veine ardoisière.
Le seul document disponible pour l‘ensemble de la mine datait de 1958. Il est constitué d’une projection sur un plan horizontal des travaux et d’une projection frontale sur un plan vertical Ouest-Est passant par les puits d’exploitation.
Par ailleurs, des levers récents (2000) d’un géomètre, sous forme de plans dans un repère local, de la chambre 0 ont également été exploités.
L’ensemble des points recueillis au cours de la phase de numérisation devait permettre de reconstituer la géométrie des travaux miniers avec plus ou moins de précision selon les informations disponibles.

Résultats obtenus

La géométrie de l’ancienne mine est disponible dans le format 3DVRML (Virtual Reality Modelling Language). La visualisation de ce modèle est possible via des visualiseurs qui acceptent ce format.

Modèle 3D de l'ardoisière de Maël-Carhaix -  voir en grand cette image Modèle 3D de l'ardoisière de Maël-Carhaix -  voir en grand cette image

Modèle 3D de l’ardoisière souterraine du Moulin de la Lande à Maël-Carhaix

La modélisation de la veine ardoisière et des failles associées s’est fortement appuyée sur les éléments fournis par la géométrie des travaux auxquels ont été adjoints des informations de surface (trace des failles, mesures structurales, …).
Le produit final est l’enveloppe de la couche ardoisière qui prend en compte la structuration des plis et l’influence des failles.
L’ensemble des résultats montre qu’il est intéressant de poursuivre et de valider le modèle par des travaux de reconnaissance.

2) CINERGY

Le BRGM a réalisé en 2011 un modèle numérique simple de l’ensemble du bassin Tertiaire du Sud de Rennes, grâce au logiciel développé par le BRGM et commercialisé par la société australienne INTREPID GEOPHYSICS : l’éditeur géologique 3D ou le Geomodeller®.

Les objectifs de ce travail étaient (i) de visualiser la géométrie des formations géologiques pliocènes, miocènes et oligocènes, qui contiennent l’aquifère   exploité supérieur du bassin et (ii) de proposer un modèle thermique préliminaire qui rendra compte du potentiel géothermique.

Compte-tenu des données disponibles et utilisées (contours géologiques des cartes au 1/50 000, forages déclarés dans la BSS, profil sismique, Modèle Numérique de Terrain, connaissance sur les formations géologiques présentes, coupe géologique contenant la projection des travaux de la mine de Pont-Péan), 4 couches géologiques ont été modélisées et seules les failles principales de la carte géologique ont été retenues.

Modèle 3D du bassin Tertiaire du Sud de Rennes -  voir en grand cette image Modèle 3D du bassin Tertiaire du Sud de Rennes -  voir en grand cette image

Modèle 3D du bassin Tertiaire du Sud de Rennes

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