Logiciel GOCAD

Une valorisation réussie en modélisation du sous-sol : le logiciel GOCAD

Né dans l’équipe de recherche en géologique numérique à Nancy (GeoRessources et Ecole Nationale Supérieure de Géologie), le logiciel GOCAD est devenu une référence pour la modélisation du sous-sol auprès de la plupart des compagnies pétrolières françaises et étrangères.

Au cours des années 1980, la modélisation a commencé à s’imposer comme essentielle pour caractériser et comprendre le sous-sol à partir des observations disponibles. Les approches de l’époque pouvaient représenter par des séries de cartes des milieux géologiques ressemblant à des mille feuilles, mais de nombreux domaines géologiques de géométries plus complexes restaient impossibles à modéliser correctement.

C’est pour répondre à ce problème que le Professeur Jean-Laurent Mallet a eu l’idée de bâtir un système de modélisation géologique beaucoup plus puissant, capable de représenter et d’interpoler des structures véritablement tridimensionnelles, et ainsi de s’adapter à toutes les configurations géologiques possibles. Pour développer ce projet ambitieux, il créa en 1989 le consortium international Gocad (Geological Object Computer-Aided Design), soutenu par plusieurs compagnies pétrolières et universités. A l’époque, l’INPL (membre fondateur de l’Université de Lorraine) ne souhaita pas accompagner le dépôt de brevet sur l’invention au cœur du projet Gocad : la méthode d’interpolation DSI. C’est donc l’Association Scientifique pour la Géologie et ses Applications (ASGA, gestionnaire du Consortium), Total, Elf et CGG, qui prirent en charge le dépôt de brevet. L’équipe de recherche, bénéficiant des contributions financières, matérielles et intellectuelles des sponsors du consortium, finit par créer le logiciel GOCAD. En adéquation avec les missions de l’université, le Consortium permit également à de nombreux étudiants de l’ENSG et aux doctorants soutenus par le consortium de se former au domaine émergent de la géologique numérique.

A l’heure où l’on sait photographier et analyser la surface de Mars, le sous-sol de notre planète reste largement méconnu. La modélisation du sous-sol s’impose donc comme un moyen essentiel d’intégrer les observations disponibles afin de comprendre le sous-sol, d’améliorer les connaissances, et d’appuyer les décisions en matière de gestion des ressources naturelles, d’aménagement et de gestion des risques associés.

La géologie numérique intégrative cherche à prendre en compte les concepts géologiques dans l’interprétation des données géo scientifiques et la modélisation géologique de manière à générer des modèles vraisemblables, mais aussi à caractériser et réduire les incertitudes associées.

Pour cela, le consortium travaille à de nouvelles approches pour décrire efficacement les objets géologiques à l’aide de modèles numériques évolutifs et adaptatifs, intégrant la géométrie et la physique à diverses échelles d’espace et de temps, avec des mises à jour en temps réel.

Rebaptisé RING (Recherche pour une Géologie Numérique Intégrative) en 2015, le projet de recherche conserve la dimension géométrique des objets géologiques initiale, mais s’intéresse également à leur histoire, leur connectivité, leurs propriétés physiques et aux incertitudes associées.

Un des objectifs spécifiques des recherches concerne l’utilisation des objets géologiques pour des calculs géophysiques au sens large, de manière à réduire les incertitudes par des méthodes inverses intégrant les concepts géologiques.

Au-delà de leur intérêt scientifique intrinsèque, les recherches de RING intéressent les partenaires du Consortium car elles participent à la découverte et à la gestion optimale et fiable des ressources naturelles. Elles concernent plus précisément :

  • La construction et l’édition de modèles structuraux et stratigraphiques 3D et la modélisation d’incertitudes structurales ;
  • la modélisation d’objets sédimentaires et dia-génétiques, en particulier par des approches qui émulent les processus géologiques tout en honorant les observations spatiales ;
  • la génération de maillages permettant de discrétiser ces structures au mieux, qui va de pair avec la gestion de l’échelle à laquelle les hétérogénéités sont représentées ;
  • Le calcul pour l’analyse et la réduction d’incertitudes, en particulier en restauration structurale, géo-mécanique et propagation d’ondes.

À travers ces thématiques, le Consortium s’est également donné pour mission de former la nouvelle génération de géologues numériciens.

Le projet RING est soutenu par un Consortium international regroupant sponsors industriels (essentiellement dans le domaine des hydrocarbures) et académiques, qui bénéficient, en échange de leur cotisation, d’un accès aux travaux de l’équipe. Ces travaux incluent les articles, présentations, et les codes informatiques développés dans le cadre du projet de recherche. Ces codes peuvent être utilisés par les sponsors pour être appliqués sur des données propriétaires ou intégrés à des logiciels commerciaux (Gocad ou autre). Pour des raisons de confidentialité, ces applications ne sont pas forcément rendues publiques.

Les membres du consortium sont conviés à Nancy chaque année à un colloque avec actes lors duquel sont présentés les résultats de l’équipe de recherche. Le budget ainsi que les thèmes de recherche du Consortium sont discutées par un comité de pilotage dans lequel chaque sponsor industriel est représenté.

Ce consortium, géré très efficacement par l’ASGA, est rattaché au Laboratoire GeoRessources et adossé à l’École Nationale Supérieure de Géologie au sein de L’université de Lorraine.

Depuis sa création, il a financé plus de 70 thèses de doctorat, et donné lieu à plus de 100 articles dans des revues et ouvrages à comité de lecture.

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