L’Andra et le BRGM ont signé un nouvel accord de partenariat pour 5 ans dans l’optique d’engager une transformation numérique de la connaissance des systèmes géologiques et de bâtir un jumeau numérique du sous-sol. Ce nouvel accord porte sur 4 axes majeurs. 

Géologie, géodynamique et hydrogéologie 

En 2025-2026, le BRGM accompagnera l’Andra dans la réalisation d’une centaine de forages autour du projet Cigéo qui permettront de renforcer le modèle hydrogéologique des calcaires du barrois : les données collectées via ces forages permettront d’affiner la connaissance et la compréhension des écoulements d’eau dans cette formation géologique sur laquelle seront implantées les installations de surface de Cigéo.

Cette collaboration vise également à préparer les méthodes et outils permettant de caractériser le milieu géologique lors du creusement des installations souterraines de Cigéo (acquisitions géophysiques, analyses en série, carottages…) tout en conservant des conditions opérationnelles durant la réalisation des ouvrages.

Le BRGM et l’Andra souhaitent également rapprocher leurs connaissances sur les modèles géologiques pour les formations géologiques du Centre et de l’Est du Bassin parisien, en cohérence notamment avec les travaux copilotés par le BRGM sur le Référentiel Géologique de la France et le Programme National Sous-Sol.

Simulation numérique haute performance

Cet axe porte sur la poursuite du développement de moyens de représentation de l’évolution des milieux géologiques en interface avec des activités industrielles. Les simulations numériques constituent des outils de premier plan pour évaluer et prédire le fonctionnement et l’évolution multiphysique (eau, gaz, mécanique…) de ces systèmes multi-milieux (milieux géologiques, matériaux cimentaires, aciers…) sur de grandes échelles de temps et d’espace.

Ces outils permettront au projet Cigéo de vérifier que le comportement et l’évolution du stockage sont cohérents avec ceux attendus, alors qu’ils serviront pour le BRGM à évaluer par exemple le comportement sur le long-terme du CO2 lors de stockage dans des aquifères salins profonds ou encore à la modélisation hydrothermale des systèmes géothermiques.

Jumeau numérique, traitement des données et intelligence artificielle

Cet axe couvre le développement d’outils pour développer et déployer des jumeaux numériques de systèmes complexes comme un stockage ou plus largement un environnement géologique complexe. Les applications sont multiples et permettront de renforcer la surveillance et l’observation des composants du projet industriel ; le suivi de l’évolution des ouvrages souterrains et de leur environnement géologique et l’interprétation des données issues d’expérimentations ou de démonstrateurs. Le BRGM et l’Andra visent à développer des outils communs incluant la spécificité des projets industriels en milieux géologiques.                                                                                                                                                                                                                                                                               
La géochimie

Les thématiques d’intérêt portent principalement sur la chimie des eaux des formations géologiques et des matériaux utilisés dans les installations industrielles (par exemple l’utilisation d’argile pour la réalisation de scellements dans Cigéo) dans des contextes naturels et en interfaces avec l’atmosphère et la biosphère. Cet axe porte également sur le devenir des métaux et des toxiques chimiques dans les environnement naturels et industrialisés. Le BRGM et l’Andra ont notamment développé de longue date une base de données thermodynamiques adaptées à un stockage et qui permet de modéliser dorénavant les interactions chimiques intervenant dans un tel environnement.

« Depuis 1998, le partenariat avec le BRGM était très orienté vers la géologie et la géochimie. Avec le développement du projet Cigéo, les axes de R&D évoluent et s’orientent aujourd’hui vers l’hydrologie et l’hydrogéologie des formations géologiques de surface pour répondre notamment aux besoins de la surveillance des installations de surface. L’autre axe important de coopération entre nos deux organismes porte sur le numérique au sens large. Ainsi, les travaux menés de concert dans le domaine des méthodes numériques au sein du programme de recherche européen EURAD piloté par l’Andra seront poursuivis dans le cadre du futur programme européen EURAD-2 qui débutera en octobre 2024. Par ailleurs, l’Andra et le BRGM poursuivront le développement d’outils permettant de simuler le transfert d’eau et de gaz dans le milieu géologique. Pour l’Andra, ces travaux s’inscrivent dans une démarche visant à mettre à jour régulièrement ses outils de calculs en support notamment à l’optimisation du stockage. Enfin, les deux organismes souhaitent créer des synergies autour des jumeaux numériques pour les projets industriels en milieu géologique », explique Stéphan Schumacher, directeur scientifique et technique à l’Andra.                                                                                                                  

Pour Christophe Poinssot directeur général délégué et directeur scientifique du BRGM, « Les travaux conduits dans le partenariat avec l’Andra adressent des questionnements de R&D qui font échos aux enjeux scientifiques qui structurent la stratégie du BRGM à savoir la connaissance et la représentation numérique des systèmes géologiques, l’imagerie et la modélisation dynamique du sous-sol, la gestion des impacts industriels sur le sol et le sous-sol, le rôle du sous-sol en tant que pourvoyeur de ressources (énergie, eau, minéraux …) et d’espace (stockages de déchets ou de gaz…) dans la transition énergétique ainsi que le rôle central qu’est appelé à jouer le numérique pour appréhender un environnement qui reste difficilement accessible. Au-delà des aspects techniques, le sous-sol est aussi un espace invisible qui est longtemps resté un impensé du débat sociétal et dont les éventuels usages cristallisent de fréquentes oppositions sur lesquelles il est indispensable de porter une réflexion sociologique et anthropologique. Sur tous ces sujets, le BRGM et l’Andra partagent de nombreux enjeux communs et les programmes de R&D menés conjointement nous permettent de renforcer l’expertise transdisciplinaire des deux établissements ».