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Géologie et connaissance du sous-sol

Projet phare / Les Pyrénées inaugurent le Référentiel géologique de la France

Introduction d'entête
Piloté par le BRGM depuis 2013, le programme de Référentiel géologique de la France (RGF) a vu l’achèvement en 2019 de son premier chantier, les Pyrénées. Menés en collaboration avec la communauté des sciences de la Terre, les travaux ont permis de revisiter l’histoire géologique de cette chaîne montagneuse et d’introduire un concept innovant de cartographie événementielle.
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Modèle d’écoulement thermique 3D le long de la faille de la Têt. L’écoulement de fluides réchauffés en profondeur et de fluides froids captés en surface, influence la localisation des sources chaudes en surface, et la distribution des anomalies thermiques en profondeur le long des failles (a) et dans le socle adjacent (b).
© BRGM - A. Taillefer

Au début des années 2010, la connaissance géologique du territoire repose essentiellement sur la carte géologique de la France, que le BRGM vient de terminer. Fruit de plus de 70 ans de levés géologiques, ces 1 030 cartes papier au 1/50 000 présentent cependant des limites : données hétérogènes, informations fragmentaires, incohérences cartographiques, incertitudes géologiques, état des connaissances figé à la date de publication… Un nouveau programme est alors lancé. Développé par le BRGM, le Référentiel géologique de la France (RGF) ambitionne de doter le territoire d’une connaissance géologique tridimensionnelle à la fois continue, homogène et actualisable.

Organisé en chantiers régionaux, le programme est initié dans les Pyrénées en 2014 et débute par un inventaire des documents existants qui fait état de 59 coupures de cartes. Des travaux de recherche impliquant un retour sur le terrain sont nécessaires pour acquérir de nouvelles données mais aussi lever les incohérences et les incertitudes. « Ces cinq années d’études dans les Pyrénées ont permis de répondre à de grandes questions de géologie fondamentale encore non résolues, en renseignant sur les mécanismes de la tectonique des plaques qui ont façonné la croûte continentale de cette chaîne de montagnes », souligne Thierry Baudin, géologue, chef du projet Chantier RGF Pyrénées.

Une 4e dimension événementielle

L’une des plus importantes découvertes réside dans la compréhension de l’origine de la genèse pyrénéenne, il y a 100 millions d’années. Les recherches ont mis en évidence un mode de formation très particulier de bassins profonds issus de l’ouverture de l’Atlantique Nord. Le manteau chaud situé sous la croûte terrestre s’est retrouvé en contact direct avec les sédiments du bassin et les 30 kilomètres de roches de la croûte qui les séparaient initialement auraient « flué » sur les côtés du fait de la tectonique des plaques. Un phénomène rare, prouvé sur le terrain. Une autre étude a permis de comprendre le jaillissement des sources thermales dans la vallée de la Têt. Prenant en compte les failles issues de la très ancienne formation hercynienne, la situation des aquifères connus, leurs températures et la perméabilité des roches, un modèle a permis de prédire une remontée des eaux thermales conforme aux observations sur place.
Outre la mise en cohérence de toutes les données disponibles sur les Pyrénées, le RGF intègre également la dimension événementielle. « Nous voulions que cette nouvelle cartographie puisse délivrer des concepts sur la formation et l’évolution d’une roche, indique Thierry Baudin. Autrement dit, ajouter à sa représentation lithostratigraphique la chronologie des événements géologiques successifs qu’elle a subis et qui l’ont façonnée depuis sa genèse jusqu’à nos jours, de sorte à offrir toute l’histoire de cette roche. » De nature interprétative, le référentiel événementiel établit un lien entre les unités lithostratigraphiques et les diverses mesures ou analyses qui les caractérisent.

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Carte géologique issue des travaux du RGF Pyrénées. Fusionnant les 60 cartes géologiques existantes, elle est connectée à un référentiel lithostratigraphique comprenant l’ensemble des formations géologiques des Pyrénées.
© BRGM - OEG

Une carte unique au 1/50 000

Bien plus qu’une carte géologique numérisée, le RGF Pyrénées permet ainsi de stocker, d’organiser et de mettre à disposition via une plateforme numérique toutes les données de terrain, analytiques et événementielles relatives à cette chaîne montagneuse qui s’étire sur plus de 400 kilomètres de long et culmine à près de 3 500 mètres d’altitude. Livrée à travers une carte unique au 1/50 000 disponible sur le site InfoTerre, cette connaissance des milieux rocheux à la fois complète et évolutive, en fonction des concepts géologiques, est utilisable dans tous les domaines d’application des géosciences.
« Le RGF a été conçu pour fournir l’ensemble des informations nécessaires à la réalisation de modèles géologiques en 3D et de simulations des processus visant à répondre aux questions environnementales qui relèvent de la connaissance approfondie du proche sous-sol : gestion intégrée des ressources en eau, des risques naturels et anthropiques, urbanisation et aménagement, énergie…, explique Thierry Baudin. Il permet notamment, avant d’aller sur le terrain, d’établir des prévisions qui optimisent la recherche et l’expertise. » Programmée sur une trentaine d’années, la réalisation du RGF se poursuit actuellement sur les Alpes et le Bassin parisien.

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Les missions de terrain ont permis aux équipes du projet RGF Pyrénées d’acquérir de nouvelles données et de lever certaines incertitudes.
© BRGM - T. Baudin
Portrait de l'auteur
Thierry  Baudin
Prénom de l'auteur
Thierry
Nom de l'auteur
Baudin
Métier de l'auteur
géologue
Fonction de l'auteur
chef du projet Chantier RGF Pyrénées
Ces cinq années d’études dans les Pyrénées ont permis de répondre à de grandes questions de géologie fondamentale encore non résolues.