EXEMPLE DU PROJET GEOQUAT SUR LE SECTEUR PAV - GESTION, VALORISATION ET DIFFUSION DES DONNÉES GÉOLOGIQUES: VERS LE DÉVELOPPEMENT D'UNE ...
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GESTION, VALORISATION ET DIFFUSION
DES DONNÉES GÉOLOGIQUES:
VERS LE DÉVELOPPEMENT D’UNE
CARTOGRAPHIE 3D DU SOUS-SOL
EXEMPLE DU PROJET GEOQUAT SUR LE SECTEUR PAV
Département du Territoire
GESDEC
PLAN DE LA PRÉSENTATION Le sous-sol géologique genevois, définitions et enjeux Le cycle de vie de la donnée géologique Valorisation et diffusion (exemple du projet GeoQuat à Genève) Conclusions et perspectives
La géologie du bassin genevois
Dès 2.5 Ma: Quaternaire
• Dernières grandes glaciations
• Dépôts non-consolidés
65 à 2.5 Ma: Tertiaire
• Déposition des sédiments molassiques
• Tectonique alpine (structuration du bassin)
250 à 65 Ma: Secondaire
• Principalement calcaires et marnes
Cirque de Rochefranche,
Haute Chaîne
Salève
NW
SW
12/13/2019
D’après Charollais et al., 2008 3
Processus et dépôts quaternaires Issus de 2 glaciations principales, intercalées de périodes interglaciaire
Les dépôts quaternaires
Dépôts continentaux:
• D'origine glaciaire ou interglaciaire
• Dépôts meubles (non-consolidés)
• D'épaisseur variable
• Hétérogènes et aux géométries complexes
• Lithologies et caractéristiques géotechniques
variables ~ 90% des utilisations, besoins et infrastructures
du sous-sol se trouvent au sein de ces dépôts.
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
Ressources, contraintes et enjeux
Ressources en eau
Ressources minérales
Gestion des matériaux (gravier et sables)
d'excavation
Infrastructure
souterraines et
encombrement du
sous-sol
Etc… Pollution
Différentes utilisations, contraintes et impactes
Enjeux environnementaux
Conflits d'usage
Géothermie sur nappe
Conflits d’utilisation du sous-sol
inévitables, en particulier en milieu urbain
Nécessité d’une planification et d’une coordination de l’utilisation du sous-
sol peu profond
Besoin pour y répondre, de proposer des outils appropriés impliquant:
1. Développement du cadre légal (administration du sous-sol et de la
préservation durable de ses ressources)
2. Enregistrement structuré des données caractérisant le sous-sol
3. Valorisation, l'analyse et la diffusion des informations du sous-sol sous
la forme de modèles géologiques et paramétriques 3D ou de plans
d'informations.
Enregistrement structuré des données
Aujourd'hui:
• Valorisation minimum des
données transmises
• Pas de gestion intégrée
Centralisation des
données
Demain:
• Meilleure capitalisation des
Suivi des Création de cartes données transmises
installations et modèles
• Centralisation et harmonisation
SYSTÈME
au sein d'un BD unique
D'INFORMATION • Accès et utilisation facilité des
GÉOLOGIQUE données
CANTONAL
Réalisation de Gestion du sous-sol
projets et des ressources
Planification de
projets
En externe à
l'Etat
En interne à
l'Etat
Diffusion et valorisation Donnée brutes (2D)
des données
Centralisation des
données
Données interprétées (2D)
Suivi des Création de cartes
installations et modèles
SYSTÈME
D'INFORMATION
GÉOLOGIQUE
CANTONAL
Réalisation de Gestion du sous-sol
projets et des ressources Données interprétées (3D)
Planification de
projets
En externe à
l'Etat
En interne à
l'Etat
d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
Le projet "GeoQuat" du service national de géologie,
swisstopo
Développer un modèle de données permettant l'enregistrement structuré de
données.
SYSTÈME
Démontrer l'intérêt d'une donnée structurée par sa valorisation au travers: D'INFORMATION
• De modèles géologiques et paramétriques 3D, ainsi que de produits dérivés.
• L'utilisation de requêtes spatiales pour la consultation de données GÉOLOGIQUE
CANTONAL
Développer des workflows transparents et reproductibles, favorisant la mise à jour
rapide des modèles.
Birrfeld
6 régions pilotes aux
contextes différents
Gossau
Vallée de
l’Aar
Genève Lac des 4
Viège cantons
Modifié d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoGeoQuat – Genève
Développé en collaboration avec le service
national de géologie, swisstopo
Choix du secteur PAV:
• Zone vouée à un redéveloppement important
• Besoins et problématiques spécifiques aux
contextes urbains dense
• Densité de données importante
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoGeoQuat – Genève
Données d'input:
• Plus de 600 sondages utilisés
• cartes et coupes géologiques
5km2
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoEtapes principales
Saisie au sein
d'un modèle Intégration des données dans l'outil de
Réinterprétation des de données modélisation
données de forage structuré
géologiques et
géotechniques
MàJ aisée
Résolution:
10x10x1
Modélisation
géologique &
paramétrique
(interpolation par
méthodes
Extraction de géostatistiques)
produits dérivés
2D/3D Images modifiées d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoEtapes principales
Saisie au sein
d'un modèle Intégration des données dans l'outil de
Réinterprétation des de données modélisation
données de forage structuré
géologiques et
géotechniques
MàJ aisée
Résolution:
10x10x1
Modélisation
géologique &
paramétrique
(interpolation par
méthodes
Extraction de géostatistiques)
produits dérivés
2D/3D Images modifiées d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoModèles PAV – Unités géologiques
(à partir de la classification des sols genevois)
Images modifiées d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduits 2D
- Cartographie des différentes unités géologiques -
Toit des alluvions
récentes (classe 4)
Altitude
Profondeur
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoModèles PAV – Phases lithologiques
(à partir de la classification des sols genevois)
Images modifiées d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduits 2D
- Mise à jour et affinement de la cartes des classes de sols de fondation -
Recommandations Classification des sols genevois
OFEV (incluant les attributs lithologiques et
géotechniques)
Co-interprétation
Image d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoModèles PAV – Modèles paramétriques
Classification USCS
(Unified Soil Classification System)
• Taille des grains
• Distribution des grains (pour les phases
minérales grossières)
Conductivité hydraulique (perméabilité) • Plasticité (pour les phases minérales fines)
• Contenu en matière organique
(à partir de la classification USCS)
LogK
Image d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduits 2D
- hydrogéologie - Carte de volumes d'eau Carte de vulnérabilité des
souterraine [m3] eaux souterraines
Nappe superficielle de
Carouge – La Praille
K-model + water table level
Standards et recommandations de l'Atlas
hydrogéologique de la Suisse
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoModèles PAV – Modèles paramétriques
Classification USCS
(Unified Soil Classification System)
• Taille des grains
Estimation de la qualité des géoressources • Distribution des grains (pour les phases
minérales grossières)
(à partir de la classification USCS) • Plasticité (pour les phases minérales fines)
Attribution d'un code de qualité selon la taille des grains et le • Contenu en matière organique
contenu en sédiments fin
Image d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduits 2D
- Qualité des géoressources -
Bonne
qualité
Cartographie des épaisseurs
de sédiments de bonne qualité
Mauvaise sur les 15 premiers mètres.
qualité
Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduit 3D: prédiction géologique. Interaction géologie – éléments anthropogènes (BIM) Images d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
Outil de diagnostic et d'optimisation de coût d'excavation des
matériaux selon leur statut de pollution
Produits 2D / 3D
Mesures et
données de terrain Outil de
diagnostique
Sondages
(1998-2010)
& (2018)
Détermination Modèle 3D
Filières Estimation
des statuts de environnemental
d'élimination des coûts
pollution (statuts et coûts)
Échantillons
analysés en
laboratoire
Outil
d'optimisation
Réglementation fédérale Réglementation cantonaleModèle 3D environnemental - Statuts de pollution - d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
Produits 2D/3D - Modèle de prix d'excavation unitaire - Coût minimal Coût maximal d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
Produits 2D/3D
- Optimisation géographique-
n=5 n=10 n=100
Coût maximal
Coût minimal
d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoProduits 2D/3D
- Optimisation géographique-
Coût maximal
Coût minimalProduits 2D/3D réalisés dans le cadre de GeoQuat
Classification
Classification des sols Environnemental
USCS
Géologique Lithologique Perméabilité Géoressources Statuts Pollution
Gestion des
Coûts
Carte sols d’excavation
de fondation
Volume & Qualité
Interactions Géoressources
Vulnérabilité
Géologie-BIM
Eaux Souterraines
d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopoModèles "faible profondeurs"
• Grande quantités de données
• géométrie complexes et hétérogénéités importantes
• MàJ rapide et reproductible
d'après Gaehwiler et al. 2018, rapport GeoQuat PAV, swisstopo
12/13/2019
D’après Charollais et al., 2008 30Modèles "moyenne-grande profondeur"
• faible quantités de données
• Résolution plus grossière
• Échelle plus régionale
UniGE / GESDEC
12/13/2019
D’après Charollais et al., 2008 31Schéma de valorisation et diffusion de la donnée géologique
Outils cartographiques 2D
Données de
réalisation Outils de modélisation 3D
Modèles voxel
Modèles vectoriels
BD
Modéles dynamiques
GÉOLOGIQUE
CANTONAL
Etudes
12/13/2019
géologiquesOutil de Géoanalyse du sous-sol
• Outil d'aide à la planification pour les
porteurs de projet
• Analyse cartographique des
contraintes et spécificités liées à
Centralisation des l’emplacement de point(s) et/ou
données
périmètres, en fonction de la
profondeur et du type de projet
Suivi des Création de cartes • Génération d'un rapport de synthèse
installations et modèles
SYSTÈME
D'INFORMATION
GÉOLOGIQUE
CANTONAL
Réalisation de Gestion du sous-sol
projets et des ressources
Planification de
projets
En externe à
l'Etat
En interne à
l'EtatConclusions et perspectives
Une cartographie 3D du sous-sol offre un large éventail d'applications et de produits
dérivés 2D/3D en appui:
• Aux autorités (planification / gestion durable du sous-sol et de ses ressources)
• Aux porteurs de projets (planification d'ouvrages)
Un plus haut niveau de valorisation des informations du sous-sol nécessite et justifie
de récupérer l'information du terrain, puis de la structurer de manière cohérente, afin
qu'elle puisse nourrir et mettre à jour les différents plans et modèles d'information.MERCI POUR VOTRE ATTENTION
Département du territoire
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