Bassin parisien

Sélectionné par le Comité Directeur du RGF fin novembre 2017; ce nouveau chantier possède un périmètre spécifique, avec une intensité des efforts déployés qui varie selon des zones concentriques. Le comité de direction du RGF a ainsi demandé que le chantier se focalise thématiquement et géographiquement dans le cœur cénozoïque du Bassin parisien, avec un intérêt plus important sur les zones les plus denses en termes de population et d’activité économique, typiquement la métropole du Grand Paris. Toutefois le reste du bassin n’est pas abandonné pour autant et fera l’objet d’études plus synthétiques et/ou thématiquement dédiées à des enjeux particuliers.

Un inventaire complet de la géologie pour répondre aux questions scientifiques et aux enjeux sociétaux

Le Bassin parisien s’étend sur un vaste territoire de près de 180000 km². Son cœur cénozoïque couvre une soixantaine de carte géologiques à 1/50000, et la métropole du Grand Paris moins de dix. La densité des données de forages est inversement proportionnelle à la superficie de ces zones d’intérêt concentriques. Quatre synthèses cartographiques à 1/250000 sont disponibles dans le bassin, dont celle de Paris, métropole qui dispose aussi de deux cartes géologiques détaillées à 1/25000. Plusieurs modèles géologiques en 3 dimensions ont été produits également dans tout ou partie du bassin, de résolutions spatiale et stratigraphique variables.

Le Bassin parisien est l’un des creusets historiques de la stratigraphie et un corpus énorme de données est disponible. mais elles doivent être aujourd’hui intégrées, mises à jour et en cohérence, notamment avec les chartes stratigraphiques et les standards internationaux les plus récents et communément utilisés.

Même si le bassin a été très étudié au cours des trois derniers siècles, les questions scientifiques énoncées dans la lettre d’intention sont multiples et à la pointe des recherches internationales (voir "En savoir plus" au bas de cette page), tant dans le domaine de la dynamique sédimentaire, de l’évolution paléogéographique en lien avec les domaines nord-ouest européens, que des forçages climatiques et tectoniques globaux.

Le bassin étant l’une des premières régions économiques d’Europe, les enjeux sociétaux, environnementaux et industriels y sont majeurs, en raison de la population présente et des usages multiples du sol et du sous-sol, jusqu’à des profondeurs de plusieurs milliers de mètres. Les effets du changement climatique pouvant avoir des répercussions importantes, tant en domaine urbain que rural, un effort particulier doit être porté pour améliorer la connaissance de la zone critique du proche sous-sol et des transferts qui y opèrent. Il s’agit d’améliorer la compréhension des mécanismes physiques qui contrôlent la dynamique hydrogéologique, hydrogéochimique et thermique des formations considérées et d’apporter de nouveaux éléments de connaissances sur les enjeux liés aux ressources en eaux souterraines, la stabilité des terrains, ou les potentiels d’exploitation du sous-sol en géothermie et stockage.

Répondre à ces enjeux nécessite de réaliser d’une part (i) des modèles géologiques 3D multi-échelle renseignés en lihologie/faciès, assortis de paramètres physiques et chimiques des roches ainsi que de modèles d’incertitudes ; d’autre part (ii) des cartes géologiques numériques multi-couches, en écorché, à combiner avec d’autres informations environnementales pour produire des cartes thématiques et d’aide à la décision.

Réviser l’existant et acquérir des données nouvelles

La première étape de ce nouveau chantier régional sera la mise en cohérence des cartes disponibles, à 1/50000, 1/25000 et à 1/250000, ainsi que des données de forages à l’aide de référentiels communs et partagés, e.g. lithologie, chronostratigraphie et lithostratigraphie. Certains de ces référentiels existent déjà. Dans ce cas il conviendra de les mettre à jour et les enrichir à la lumière des publications scientifiques récentes et de l’évolution des méthodologies d’analyse des bassins sédimentaires. D’autres devront être créés, en particulier en ce qui concerne le régolithe.

Conçu comme un partenariat entre le BRGM et la communauté académique et divers autres partenaires, le programme RGF fait largement appel à cette dernière pour l’acquisition de données nouvelles. Celle-ci se fait principalement par des conventions de partenariat et le financement de masters et de thèses. Un premier Appel à Manifestation d’Intérêt pour le financement de masters sera lancé au printemps 2019 et la sélection par le Comité scientifique se fera en juillet 2019. Un AMI pour le financement de thèses est prévu pour fin 2019. Rappelons que le chantier Pyrénées a permis la conduite de 13 thèses et plus de 30 masters 2.

Par ces acquisitions nouvelles, il ne s’agit pas de refaire une couverture cartographique, mais de faire progresser la connaissance sur les questions scientifiques les plus saillantes et d’apporter des éléments nouveaux en réponse aux enjeux sociétaux identifiés pour ce chantier. D’une part, des travaux sur les calages temporels et corrélations stratigraphiques, les reconstitutions paléogéographiques et synthèses de bassin et des transferts, les bilans d’érosion-sédimentation et les études des forçages sont nécessaires à l’amélioration de la connaissance du sous-sol. Ceci nécessite généralement un retour sur le terrain ou aux carottes de forages. D’autre part, des études sur la relation entre stratigraphie, paléogéographie, la caractérisation des facies et de la répartition des paramètres pétro-physiques permettront d’améliorer la modélisation des processus physiques géotechniques, hydrodynamiques, géochimiques et thermiques qui contrôlent la dynamique du système.

Sur cette base, plusieurs applications sont envisageables.

En premier lieu, la construction de modèles géologiques est à concevoir en concertation avec la communauté scientifique et à différentes échelles spatiales, comme par exemple (i) l’emprise du Grand Paris, (ii) les formations d'âge Tertiaire et Quaternaire, ou (iii) le Bassin parisien jusqu’à son substratum, le socle. Ces modèles fourniront une information géologique continue et cohérente en tout point de l’espace. Les données et les informations issues des traitements des données seront capitalisées et stockées dans un système utilisant les référentiels métiers dédiés et fournissant des services de diffusion de l’information géologique et ce en tout point de l’espace. Des services de consultation seront mis à disposition et représenteront l’information géologique sous forme de coupes géologiques 1D ou 2D.

A l’échelle urbaine, ces modèles permettront de cartographier en 3D les propriétés géotechniques du sous-sol utiles aux opérateurs des chantiers en cours et à venir. A l’échelle du Tertiaire et du Quaternaire ou du bassin dans son ensemble, l’information géologique et les modèles géologiques associés serviront de support à des référentiels hydrogéologiques comme par exemple le SIGES Seine Normandie ou bien la BD-Lisa qui identifie des entités d’eau selon des formations lithostratigraphiques. Enfin, les modèles géologiques serviront de support aux travaux de modélisations numériques des processus hydrodynamiques, thermiques, géochimiques et mécaniques contrôlant la dynamique du bassin.