Application au domaine de l'hydrogéologie : le MOdèle Nord
Aquitain (MONA)
Marc SALTEL 1 , Jean-Pierre PLATEL 1, Bernard BOURGINE 2, Christelle LOISELET 2
1 BRGM, DAT/Aquitaine (Parc Technologique Europarc, 24 avenue Léonard de Vinci, 33 600 Pessac)
2 BRGM, Direction des Géoressources
(3 avenue Claude Guillemin, BP36009, 45060 Orléans)
GDM User meeting du 27 au 28 Janvier 2015
BRGM Aquitaine
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Introduction
> Le modèle Nord-Aquitain (MONA) est un modèle hydrodynamique initié au départ pour apporter des réponses à la problématique de la baisse continue des niveaux de la nappe de l’Eocène en Gironde
> Modèle conçu pour répondre aux problématiques des nappes profondes à renouvellement lent
> Modèle ayant connu depuis le début des années 1990 de nombreuses évolutions du fait de l’amélioration des connaissances et des outils de modélisation.
> Objectif : obtenir une plus grande finesse de représentation des aquifères et mieux représenter les zones d’affleurements qui correspondent d’un point de vue hydrodynamiques à des zones de recharge et / ou de débordement
BRGM Aquitaine
> 2 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
NomPériode
d'utilisationDescritif
Nombre de
couches
Taille de
maille
MONA V1 1993-1996 Elaboration d’un 1er modèle régional à mailles carrées de 5 km de côté au début des
années 90 [ (Braneyre, 1993) ; (Braneyre, et al., 1993) ; (Braneyre, et al., 1994)]
fonctionnant en régime transitoire sur la période 1972-1992 et simulant les écoulements
au sein de 4 couches aquifères : Mio-Plio-Quaternaire (à potentiels imposés), Oligocène,
Éocène et Campano-Maastrichtien.
4 5 km
1998Expertise du modèe réaliée à la demande de l'Agence de l'eau qui à montréqu’il devait
être amélioré pour arriver à un niveau de représentativité du milieu souterrain suffisant
pour fonder des décisions d’investissements lourds, nécessaires pour mettre en œuvre
les solutions du schéma. La prise en compte des différentes recommandations de
l’expertise a permis de faire évoluer le modèle et d’aboutir à la version 2
MONA V2 1998-2002 Version du modèle au pas de 5 km fonctionnant en régime transitoire sur la période 1972-
1996 (MONA V2-1996) et simulant les écoulements au sein de 5 couches aquifères : Mio-
Plio-Quaternaire (à potentiels imposés), Oligocène, Éocène, Campano-Maastrichtien,
Turonien-Coniacien-Santonien (Amraoui, et al., 1999).
5 5 km
MONA V3 2002-2014 Passage du modèle à une taille de maille de 2 km de coté, adjonction de l’Aquitanien-
Burdigalien, du Langhien-Serravallien (Helvétien) et du Plio-Quaternaire en
remplacement de l’ancienne couche Mio-Plio-Quaternaire à potentiels imposés,
subdivision de l'Éocène en 3 couches distinctes, réajustement de la géométrie de
l'Oligocène, subdivision de la couche du Turonien-Coniacien-Santonien en deux couches
distinctes (Turonien et Coniacien-Santonien) et l’actualisation de la géométrie du
Campano-Maastrichtien, ajout du Cénomanien et du Jurassique (Bajocien, Bathonien-
Callovo-Oxfordien, Kimméridgien et Tithonien)
15 2 km
MONA V4 2011-2014 Developpement d'un modèle à la maille de 500m comportant 30 couches dont 15
aquifères, 15 épontes30 500 m
Historique du MONA, un modèle toujours en évolution
> 3
BRGM Aquitaine
Le modèle géologique en quelques chiffres
> Un total de 3 400 forages décrits par près de 15 000 horizons différents
> 343 données diagraphiques numériques sur près de 250 forages (Gamma ray et résistivité)
> 88 cartes géologiques sur l’ensemble de la surface modélisée (Source BD LISA modifiée)
> des données sismiques sur certains secteurs stratégiques (Villagrains-Landiras)
> Un MNT comprenant la topographie et la bathymétrie rééchantillonné à la maille de 500 m
> 3 modèles géologiques emboités
> 31 surfaces à interpoler
> 9 300 points de contraintes
BRGM Aquitaine
> 4
Code Description
RECO Formations de recouvrement et alluvions flandriennes
QUAT Formations du Quaternaires
EPLS Éponte au sommet du Langhien-Serravalien
LASE Aquifère du Langhien-Serravalien
EPAQ Éponte au sommet de l'Aquitanien
AQUI Aquifère de l'Aquitanien
EPCM Éponte Chattien-Miocène
OLNP Aquifère de l'Oligocène
EPOL Éponte à la base de l'Oligocène
EOCS Réservoir supérieur de l'Éocène
EPES Éponte à la base de l'Éocène supérieur
EOCM Aquifère de l'Éocène moyen
EPEO Éponte à la base de l'Éocène moyen
EOCI Réservoir inférieur de l'Éocène
EPCA Éponte au sommet du Campanien
CAMP Aquifère du Campanien
EPCS Éponte au sommet du Coniacien Santonien
COST Aquifère du Coniacien-Santonien
EPTU Éponte au sommet du Turonien
TURO Aquifère du Turonien
EPCE Éponte au sommet du Cénomanien
CENO Cénomanien
EPTI Éponte au sommet du Tithonien
TITH Aquifère du Tithonien
EPKI Éponte au sommet du Kimméridgien
KIMM Aquifère du Kimméridgien
EPCX Éponte au sommet du réservoir du Bathonien-Callovo-Oxfordien
BACX Aquifère du Bathonien-Callovo-Oxfordien
EPBJ Éponte au sommet du Bajocien
BAJO Réservoir du Bajocien
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Phase préalable de conceptualisation
> 5
BRGM Aquitaine
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Concaténation des bases existantes
> 6
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
QUAT EPAQ
AQUI
EPCM
OLNP
EPOL
EOCS
EPES
EOCM
EPEO
EOCI
EPCA
CAMP
Plio-Quaternaire Éponte au sommet de l’Aquitanien
Aquitanien
Éponte Chattien-Miocène
Oligocène
Éponte à la base de l’Oligocène
Éocène supérieur
Éponte à la base de l’Éocène sup
Éocène moyen
Éponte à la base de l'Éocène moyen
Éocène inférieur
Éponte au sommet du Campanien
Campanien
10
14
60
80
118
210
225
230
355
380
400
512
524
Prof (M)
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
EPCA
CAMP
Éponte au sommet du Campanien
Campanien
Prof (M)
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
AQUI Aquitanien
15
60
Prof (M) CODE
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
REMI
MIOC
EPCM
OLNP
EPOL
Quaternaire
Miocène
Eponte Chattien-Miocène
Oligocène
Éponte la base de l’Oligocène
210
Prof (M) formation
Nom
511
516
524
CODE formation
Nom CODE
formation Nom CODE
formation Nom
Modèle oligocène 2009 MONA 2001 MONA 2008 Interprétation finale
+ + =>
BRGM Aquitaine
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
3 400 forages décrits et 343 données diagraphiques
> 7
BRGM Aquitaine
> Utilisation des données diagraphiques pour interpréter les forages
• Vision intégrée des systèmes étudiés pour une définition des réservoirs la plus
cohérente possible
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
QUATEPAQ
AQUI
EPCM
OLNP
EPOL
EOCS
EPES
EOCM
EPEO
EOCI
EPCA
Sondage/Point : 08276X0085
Prof (M)
formation
Nom
0 50
100
150
64N
0 50
100
150
16N
0 25 50 75
Gamma
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
QUAT
AQUI
EPCM
OLNP
EPOL
EOCS
EPES
EOCM
EPEO
35
23
12
-36
-133
-156
-177
-268
-292
-323
-323
Sondage/Point : 08277X0155
Prof (M)
formation
Nom
ZZZZ (M)
0 50
100
150
64N
0 50
100
150
16N
0 25 50 75
Gamma
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
475
500
QUATEPAQ
AQUI
EPCM
OLNP
EPOL
EOCS
EPES
EOCM
EPEO
EOCI
EPCA
MESO
Sondage/Point : 08276X0068
Prof (M)
formation
Nom
0 50
100
150
64N
0 50
100
150
16N
0 25 50 75
Gamma
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
88 cartes géologiques sur l’ensemble du domaine
BRGM Aquitaine
> 8 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Intégration de la carte géologique
> 9
BRGM Aquitaine
075
58X
00
32
075
65X
00
06
075
65X
00
74
075
66X
00
04
0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 22500
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
A B
Avant mise en cohérence carte géologique / forages
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Intégration de la carte géologique
> 10
BRGM Aquitaine
A B
075
58X
00
32
075
65X
00
06
075
65X
00
74
075
66X
00
04
0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000 22500
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
Après mise en cohérence carte géologique / forages
GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
BRGM Aquitaine
> 11 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Position des lignes
sismiques
Intégration des données
sismiques
> Surface issue de l’interpolation des seules données de forages
Intégration des données
sismiques
> Surface issue de l’interpolation des données de forages et des données sismiques
BRGM Aquitaine
> 12 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Position des lignes
sismiques
Intégration des données – contrôle de cohérence
BRGM Aquitaine
> 13 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Fiche comparative des différentes versions du MONA
> MONA V3.3
• 15 couches aquifères
• Pseudo-3D
• Mailles à 2 km de coté
• 66 973 mailles
> MONA V4
• 30 couches
• 3D
• Mailles à 500 m de coté
• 2 382 835 mailles
BRGM Aquitaine
> 17 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Exploitation de la géométrie du modèle géologique
dans un modèle hydrodynamique
> Intégration de la géométrie issue de GDM dans le logiciel MARTHE (BRGM) pour la modélisation hydrodynamique
> Import des champs de perméabilités issues de MONA V3
> Renseignement des potentiels imposés
> 1ère simulation en permanent de la situation 1972 • Recharge de 1972
• Prélèvements de l’année 1972
BRGM Aquitaine
> 19 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015
Conclusions et perspectives
• Amélioration de la géométrie du modèle permettant une
représentation plus fine la complexité des réservoirs du Nord du
Bassin aquitain.
• Géométrie implémentés dans le modèle hydrodynamique via
l’interface graphique Winmarthe du logiciel de modélisation MARTHE
• Premières simulations en régime permanent ont été réalisées à partir
des données provenant de la version 3.3 du MONA sans toutefois
entamer le processus de calage.
• Perspectives
– Simulations en régime permanent pour valider les choix de construction
du modèle
– Simulation en régime transitoire :
Travail important sur la prise en compte de la recharge dans le
modèle
Incorporation des données de prélèvement
Intégration du réseau hydrographique
Début du calage en régime transitoire
BRGM Aquitaine
> 20 GDM User meeting 2015 -27 au 28 janvier 2015