Observer le soussol suisse en 3D

Swisstopo et le Service géologique national ont mis au point un modèle permettant de voir la structure du sous-sol molassique suisse en trois dimensions. Un instrument très utile pour les recherches géothermiques, la construction de tunnels ou la détermin

La révolution numérique s’enfonce sous la couche terrestre. Swisstopo et le Service géologique national ont développé un modèle qui permet de radiographier le sous-sol du Plateau suisse en trois dimensions. Dans le cadre de la deuxième révision de la loi sur l’aménagement du territoire, cet instrument peut s’avérer très utile. Explications.

Ces prochaines décennies, la Suisse va regarder ses pieds. Et même au-dessous: l’utilisation du sous-sol sera l’un des grands sujets de discussion de demain. La deuxième révision de la loi sur l’aménagement du territoire prévoit de fixer quelques principes clés afin de coordonner des intérêts parfois divergents: utilisation des eaux souterraines, extraction de matières premières, géothermie, entreposage profond de déchets radioactifs, tunnels. Il est donc impératif de mieux connaître le sous-sol. Et de disposer pour cela d’instruments modernes.

Or, relève Olivier Lateltin, responsable du Service géologique national chez Swisstopo, «la géologie est quelque chose de tridimensionnel qu’on traite en mode bidimensionnel». Mais la révolution digitale est aussi en passe de s’enfoncer sous la couche terrestre. Elle porte un nom: GeoMol, acronyme né de la combinaison entre géologie et molasse. Il s’agit d’une modélisation 3D du Plateau suisse, dont la molasse est l’une des principales roches. Le projet GeoMol Suisse s’inscrit dans un cadre européen qui recouvre l’ensemble de l’avant-chaîne nord-alpine entre la Savoie et la République tchèque. Chaque région se concentre sur un thème spécifique: les tremblements de terre dans la partie nord de l’Italie, la géothermie autour du lac de Constance.

Trois régions pilotes reliées entre elles

En Suisse, trois régions pilotes ont été identifiées: la région de Genève, très dynamique dans le domaine de la géothermie, le Mittelland autour de Berne et la région du lac de Constance, énumère Roland Baumberger, responsable de la gestion des données et de la géo-énergie au sein de Swisstopo. Afin de pouvoir étudier un ensemble cohérent, un deuxième modèle incluant les zones entre ces trois régions a été mis au point.

En Suisse, GeoMol a été développé avec plusieurs partenaires financiers, stratégiques ou académiques. De nombreux cantons, en particulier ceux de Genève et Fribourg pour la Suisse romande, les Universités de Genève, Fribourg, Berne et Bâle, le Musée cantonal de géologie de Lausanne et plusieurs offices fédéraux ont collaboré au projet. La Nagra (Société coopérative pour le stockage des déchets radioactifs), la SEAG (Société anonyme pour la production d’énergies fossiles), Swissgaz, l’EPFZ, les CFF, la ville de Saint-Gall – où des forages de géothermie ont été entrepris avant d’être abandonnés – ont mis leurs informations à disposition. Pour les parties les plus profondes et les plus volumétriques, les données d’environ 5000 kilomètres de lignes sismiques et de plus de 60 forages profonds ont été intégrées.

Des données très disparates

Cela représente un volume de renseignements aussi conséquent que disparate. «Certaines données dataient des années 40 ou 50, d’autres, comme celles de Saint-Gall, étaient postérieures à 2010», résume Roland Baumberger. «Il a fallu les mettre toutes à niveau afin d’être sûrs que tout le monde parle de la même chose. Ce travail nous a pris une année», enchaîne Robin Allenbach, coordinateur du modèle 3D. Le traitement de ces données a pris cinq ans. La mise au point du modèle GeoMol aura coûté 5,5 millions de francs, répartis entre la Confédération et les cantons contributeurs. Elle a été supervisée par deux groupes d’accompagnement, une brochette d’experts spécialisés pour le pilotage et la supervision technique, un panel de représentants des cantons pour le contrôle politique.

Le résultat est une image multidimensionnelle, verticale, horizontale et transversale, de l’architecture du sous-sol. Il est possible de découper le territoire en bandes, en carrés, en cubes, en parallélépipèdes de dimensions, de longueurs et de profondeurs variables. A la carte. On repère ainsi l’épaisseur des différentes couches de molasse, de roches et sédiments du cénozoïque et du mésozoïque. «L’avantage de la présentation en 3D est qu’on peut tourner le modèle dans tous les sens, déterminer les couches à un endroit précis et effectuer ainsi un pré-diagnostic», résume Roland Baumberger. Une vidéo permet de se faire une idée des utilisations possibles de cet instrument, mis à disposition gratuitement par Swisstopo.

Pour la Nagra et Cargo Sous Terrain

La Nagra, qui est en train de rechercher le meilleur site pour l’entreposage définitif des déchets radioactifs, sera l’un des utilisateurs de ce modèle 3D. Mais celui-ci ne manquera pas d’intéresser tous les bureaux d’ingénieurs du pays, les écoles professionnelles ou encore les promoteurs de Cargo Sous Terrain (CST), projet de transport souterrain de fret entre les centres de distribution du Mittelland et Zurich.

GeoMol sera aussi utile aux futurs projets de géothermie. Jusqu’à maintenant, les forages expérimentaux de Saint-Gall et de Bâle se sont soldés par des échecs. Mais d’autres projets, notamment à Genève et dans le canton du Jura, sont inscrits à l’agenda. Et ce modèle permettra au Service géologique national de se profiler comme un centre de compétences en géoressources de gaz, de graviers, etc., relève Olivier Lateltin.

«L’avantage de la présentation en 3D est qu’on peut tourner le modèle dans tous les sens, déterminer les couches à un endroit précis et effectuer ainsi un pré-diagnostic» ROLAND BAUMBERGER, RESPONSABLE DE LA GESTION DES DONNÉES ET

DE LA GÉO-ÉNERGIE AU SEIN DE SWISSTOPO