Des chercheurs de l'équipe RING de GeoRessources (Université de Lorraine/CNRS/CREGU), en collaboration avec l'équipe de géophysique structurale de l'Université de Monash (Australie), ont mis au point une nouvelle approche de modélisation, baptisée Implicit Folding, qui améliore la représentation
numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information...) des structures géologiques plissées. Cette méthode rend possible la construction de géométries complexes du sous-sol. Ces avancées intègrent et mettent en
équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement...) deux concepts clefs en
géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...) structurale: la relation géométrique entre les épisodes de déformation successifs, et l'interprétation des
traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) laissées dans les roches par chacun de ces épisodes (foliations).
En géologie, chaque observation a son importance pour comprendre l'histoire et le comportement de notre
planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...). Les géologues, assemblent patiemment les pièces d'un vaste puzzle pour construire une histoire cohérente, souvent traduite sous la forme de carte et des coupes géologiques. À l'
heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) du numérique, ces cartes géologiques passent à la troisième
dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une...) et se révèlent un outil formidable de découverte, de compréhension et de connaissance de notre planète, de ses ressources, de ses risques. Mais il faut, pour construire de tels modèles numériques 3D, extrapoler des observations souvent ponctuelles et parcellaires.
Méthode de comparaison des résultats obtenus par l'approche Implicit Folding (Laurent et al., 2016) par rapport à des méthodes de modélisation classiques, basées sur la minimisation de Laplacien. Un jeu de données comprenant des mesures d'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil...) et la nature des roches a été généré à partir d'un modèle de référence. Ces données ont ensuite été traitées par un algorithme de modélisation classique et par la méthode Implicit Folding. La nouvelle approche, capable de prendre en compte les informations liées aux plis (foliations), présente un résultat plus proche du modèle de référence. / Crédits: Gautier Laurent
Depuis une trentaine d'années la géomodélisation s'est principalement intéressée à utiliser des données ponctuelles sur la position ou l'orientation des structures géologiques. Toutefois, ces méthodes, assez similaires à celles utilisées en infographie et en conception assistée par
ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...), ne peuvent pas prendre en compte l'
ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des informations disponibles en géologie. Le graal de la géomodélisation consiste donc à mettre au point des techniques
mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide...) intégrant les grands concepts géologiques et structuraux. Un pas vers cet objectif vient d'être franchi grâce à la collaboration entre des chercheurs de l'équipe RING de GeoRessources et de l'
université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Monash. Ils ont mis au point une méthode pour intégrer les concepts d'historique de plissement et d'éléments structuraux dans les techniques mathématiques de pointe servant à la construction de modèles géologiques structuraux.
Plus les structures géologiques et l'histoire dont elles résultent sont complexes et plus il devient difficile de prédire la géométrie du sous-sol de manière fiable. C'est le cas par exemple des roches
formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de...) les socles métamorphiques où l'effet de plusieurs épisodes de plissements successifs peut souvent être observé. Heureusement, cette
complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) peut être réduite par l'apport d'informations supplémentaires. En effet, les épisodes de déformations à l'origine des plissements n'affectent pas uniquement la géométrie des couches géologiques déformées ; ils laissent également des traces au sein de la roche sous la forme de foliations, crénulations ou linéations, que les géologues ont appris à déchiffrer, tel des indices pour guider la reconstitution de l'histoire géologique. Ce sont ces informations structurales que G. Laurent et ses collaborateurs ont proposé d'intégrer à la construction de modèles géométriques du sous-sol. Ils proposent de procéder par étape, en reconstituant d'abord les traces des épisodes de déformations les plus récents. Celles-ci sont généralement plus simples à traiter car elles ne sont pas affectées par d'autres épisodes plus tardifs. Elles sont ensuite utilisées comme référence pour déchiffrer les structures déformées plus anciennes et remonter progressivement le temps géologique.
Cette approche permet d'intégrer de précieuses informations structurales qui sont habituellement ignorées par le processus de construction des structures et améliore la cohérence des modèles générés.