2020-07_rapport-annuel_2019 (3)

SERVICE
GÉOLOGIQUE
NATIONAL

RAPPORT
D’ACTIVITÉ

2018

Profil

Service géologique national,
le BRGM est l’établissement public
de référence dans les applications
des sciences de la Terre pour
gérer les ressources et les risques
du sol et du sous-sol. Son action
est orientée vers la recherche
scientifique, l’appui aux politiques
publiques et la coopération
internationale.

Sommaire

Panorama

01 Message de la Présidente
02 L’année du BRGM
04 60 ans du BRGM
08 Éclairages

Enjeux

14 Géologie et connaissance du sous-sol
22 Gestion des eaux souterraines
30 Risques et aménagement du territoire
42 Ressources minérales et économie circulaire
50 Transition énergétique et espace souterrain
58 Données, services et infrastructures numériques

Établissement

66 En régions
68 Responsabilité sociétale de l’entreprise
72 Qualité / Audit
73 BRGM Campus / BRGM Formation
74 Gouvernance
80 Comptes 2018
84 Contrat État-BRGM 2018 / 2022
86 Groupe BRGM

Message de la Présidente

2018 a été l’année de négociation du Contrat d’objectifs et de performance

(COP) afin de définir les grandes orientations et actions du BRGM pour la

période 2018-2022 après l’intense période de consultation menée en 2017. La

rédaction de ce contrat établi en étroite concertation avec nos tutelles et la

préparation concomitante d’une nouvelle stratégie scientifique ont été l’oc-

casion de réaffirmer le positionnement général de l’activité du BRGM autour

de trois piliers : la recherche, l’expertise-conseil et la valorisation-innovation

tout en préparant une structuration de l’activité autour de 8 programmes

couvrant tous les aspects du sol et du sous-sol. Ces 8 programmes remplacent

les 42 programmes précédents qui manquaient de lisibilité.

Le développement de la recherche vers l’expertise a vocation à apporter

des réponses concrètes. Cela s’est illustré dans l’appui apporté par le BRGM

au cours de la crise sismique qui a affecté Mayotte durant toute l’année 2018

et qui se poursuit actuellement. Le BRGM, présent sur place, s’est dans un

premier temps fortement mobilisé pour aider la préfecture à répondre aux

inquiétudes des mahorais exposés à des séismes quotidiens

« LE CONTRAT auxquels ils n’étaient pas préparés. Il a rapidement été possible
D’OBJECTIFS ET DE de localiser l’essaim à une cinquantaine de kilomètres en mer.
PERFORMANCE FIXE Ultérieurement, grâce à une mobilisation exceptionnelle de
UN CAP AMBITIEUX toute la communauté scientifique, l’hypothèse de la naissance
d’un volcan en mer a été avancée. Elle vient de se confirmer et
POUR 2022. » la recherche s’intensifie sous pilotage interministériel.

L’activité du BRGM a comme l’an dernier progressé sensible-
ment (+ 3 %) en 2018 sous l’effet d’une demande soutenue grâce
à une mobilisation de tous illustrée dans ce rapport d’activité.
Tandis que l’international se maintient, il faut saluer en France
l’augmentation de la production sur conventions signées avec

les collectivités territoriales (+ 12 %), la Commission Européenne

(+ 11,5 %), les industriels (+ 7,5 %) mais aussi avec les services de l’État bien

que dans des proportions plus faibles. En termes de domaine, c’est l’activité

Géologie et connaissance du sous-sol qui a le plus progressé. À souligner

également à l’échelle du Groupe, les résultats toujours aussi bons de notre

filiale Iris Instruments spécialisée dans les équipements de géophysique et

le redressement de notre filiale CFG, société de services spécialisée dans la

géothermie sur doublets.

2018 peut néanmoins être considérée comme une année de transition.

Elle a vu se réaliser de nombreuses actions visant à améliorer la performance

de l’établissement, comme la poursuite de notre plan ambitieux de moder-

nisation de nos infrastructures de laboratoires, le plus important depuis une

En couverture trentaine d’années, la mise en chantier de nouveaux outils pour améliorer le

Opération de numérisation 3D pilotage de l’activité ou la mise en place d’un dispositif de soutien à l’inno-
d'une grotte en appui à vation. Elle a aussi été l’occasion de recruter beaucoup pour faire face à une
l'expertise de stabilité de vague de départs à la retraite.
la cavité. Doubs, mai 2019.
C’est toutefois en 2019 que seront déployées les réformes qui permettront
© BRGM - Silvain Yart d’optimiser à la fois nos choix de recherche pour le long terme, en cohérence

avec une nouvelle stratégie scientifique, et notre production de court terme

au travers du meilleur usage possible de nos ressources humaines.

Notre ambition est de contribuer par une recherche et une expertise

d’excellence à une meilleure gestion des ressources et des risques du sol et

du sous-sol. Nous ne pourrons le faire qu’en choisissant soigneusement les

créneaux sur lesquels développer l’excellence en interne et en développant

sinon les partenariats les plus adaptés.

rapport d’activité 2018 MICHÈLE ROUSSEAU

—
PRÉSIDENTE-DIRECTRICE GÉNÉRALE

01

L'année du BRGM

TEMPS conférence internationale annuelle En partenariat avec Atos, la Région
FORTS de l'investissement minier en Afrique. Centre-Val de Loire et Orléans
2018 Une dizaine d’experts du BRGM ont Métropole, le BRGM a organisé
— communiqué sur leurs travaux en quatre jours d’ateliers pour permettre
Afrique intervenant notamment en aux 220 membres de l’OGC de
24 AU 25 JANVIER - RENNES appui aux politiques minières. poursuivre leurs travaux par domaines :
défense, agriculture, météorologie,
CARREFOUR DE L’EAU 13 AU 15 FÉVRIER - ORLÉANS développement et ville durables,
transports… Et une journée “Open Day”
Photo 5 / Le service géologique COLLOQUE Q11 pour échanger sur un écosystème
national a présenté son expertise dans numérique au service des territoires –
l’élaboration de solutions durables pour Le BRGM et l’ISTO ont organisés technologies innovantes, nouvelles
l’eau, un enjeu majeur du 21e siècle. sous le patronage de l’AFEQ CNF- infrastructures de données et services
Le BRGM a animé des ateliers sur cette INQUA, le 11e colloque international à destination des villes, des métropoles,
thématique et a également été jury des sur le Quaternaire “Q11 - Au centre des régions…
prix innovation “Ressources en eau”. des enjeux”. Il a eu pour objectifs
de rassembler les communautés 27 AU 29 JUIN - NANCY
5 AU 8 FÉVRIER scientifiques œuvrant sur le Quaternaire
LE CAP, AFRIQUE DU SUD afin de faire le point sur l’actualité WORLD MATERIALS
des recherches menées et d’affirmer FORUM 2018
INVESTING IN AFRICAN leurs liens avec les enjeux sociétaux
MINING INDABA 2018 majeurs (risques, ressources, services, Le BRGM a participé au World
aménagement, etc.). Materials Forum 2018. Rendez-vous
Le BRGM a participé à la 24e édition international réunissant décideurs
de Investing in African Mining Indaba, 19 AU 23 MARS industriels, chercheurs, décideurs
publics, journalistes et start-ups de
106E COMITÉ TECHNIQUE haute technologie dans le domaine
DE OPEN GEOSPATIAL des matériaux, cette édition s’est
CONSORTIUM concentrée autour de la thématique
“L'avenir des matériaux : les utiliser
L’OGC est une communauté de intelligemment, moins et plus
500 organisations – gouvernements, longtemps”. Le BRGM fait partie
ONG, universités, organismes de du comité d'organisation de cet
recherche et acteurs économiques événement. Son directeur général
majeurs (Google, Airbus, Oracle, délégué Pierre Toulhoat est intervenu
Thales, Atos…) – qui s’accordent lors de la session plénière, sur le thème
sur des standards ouverts pour la “Future trends on critical materials”.
diffusion et l’exploitation de données
géographiques à l’échelle mondiale. 9 AU 14 JUILLET - TOULOUSE

1 ESOF ET SCIENCE
IN THE CITY

Photo 2 / L’ESOF (EuroScience Open
Forum) est la plus grande rencontre

2

02 BRGM — Service géologique national

Temps forts 2018

3 1 — Salon Pollutec, Lyon. Le BRGM a
présenté son expertise en économie
5 circulaire, en remédiation de sites
et sols pollués, en gestion de l'eau…
4 17 AU 19 OCTOBRE et organisé plusieurs conférences.
CLERMONT-FERRAND
interdisciplinaire sur la science, © BRGM
l'innovation et leurs relations avec CONGRÈS DE LA SIM
la société en Europe. Le BRGM, était 2 — Congrès de la SIM
présent sur le stand du ministère Photo 4 / Le congrès de la SIM (Société (Clermont-Ferrand). Présentation
de l'Enseignement supérieur, de la de l’industrie minérale) réunit chaque de l'activité du BRGM sur les ressources
Recherche et de l'Innovation, avec année les responsables d’exploitation primaires et secondaires.
plus de 15 autres organismes de des mines, carrières, cimenteries,
recherche. En parallèle du Forum ESOF minéraux industriels et plateformes © BRGM
s’est déroulé le festival Science in the de recyclage. Le BRGM a montré
City, gratuit et pour le grand public. Le son activité dans les domaines des 3 — Lors de la fête de la Science à
service géologique national y a présenté ressources minérales et de l’économie Paris, les chercheurs ont rencontré
de manière pédagogique son expertise circulaire. Il a participé à 2 des 5 ateliers un large public à la Cité des sciences de
dans le domaine des eaux souterraines. techniques de ce congrès. Le premier La Villette (Paris). Ils ont présenté leurs
sur les ressources régionales et recherches de manière vulgarisée sur
6 AU 14 OCTOBRE le second sur les ressources rares la scène du “Cabaret de la science”.
PARIS, ORLÉANS ET EN RÉGIONS ou critiques.
© BRGM
FÊTE DE LA SCIENCE 22 AU 26 OCTOBRE - LILLE
4 — EuroScience Open Forum
Photo 3 / Pour la 27eédition de la fête RÉUNION DES SCIENCES et Science in the city (Toulouse).
de la Science, 13 établissements DE LA TERRE Présence sur le stand du MESRI avec
de recherche, dont le BRGM, se les autres organismes de recherche et
sont associés avec le soutien du La Réunion des sciences de la Terre participation à Science in the city avec
ministère de l’Enseignement supérieur, (RST) est l’occasion pour le BRGM une exposition sur l'eau souterraine.
de la Recherche et de l’Innovation à de rencontrer des spécialistes des
L’Esprit Sorcier et à la Casden pour différents domaines des géosciences, © BRGM
proposer une programmation inédite créer de nouveaux partenariats et
au “Cabaret de la science”, se déroulant discuter des diverses opportunités 5 — Carrefour de l'eau (Rennes).
à la Cité des sciences et de l’industrie en termes de communication Présentation des compétences du
de Paris. Ces journées d’animations notamment. Pendant quatre jours, BRGM dans la gestion durable de
ont permis à nos chercheurs de réaliser ces professionnels ont partagés leurs l'eau souterraine.
devant le public des expériences et résultats, leurs savoir-faire et leurs
de parler de leurs travaux de manière innovations au travers de conférences, © BRGM
pédagogique. Ce grand week-end a forums et excursions. Partenaire de
rencontré un véritable succès auprès la RST, le service géologique national, 27 AU 30 NOVEMBRE - LYON
d’un large public. a animé plusieurs sessions et présenté
de nombreuses communications. SALON POLLUTEC
Les Éditions du BRGM présentaient
leurs dernières nouveautés avec des Photo 1 / Le BRGM, service géologique
ouvrages et des cartes pour un public national, a présenté sur son stand
passionné par les sciences de la Terre. au salon Pollutec son expertise dans
plusieurs domaines stratégiques :
l’économie circulaire, la gestion de
l’eau, des déchets, des sites pollués,
la géothermie. Membre du comité
d’organisation, le BRGM a organisé
plus d’une douzaine de conférences
et rencontré de nombreux clients et
prospects.

10 AU 14 DÉCEMBRE
WASHINGTON, ÉTATS-UNIS

AGU FALL MEETINGS

Le BRGM était présent au plus
grand congrès mondial sur les sciences
de la Terre et de l’Univers. Ce rendez-
vous a été l’occasion de présenter
les domaines d’expertises du BRGM
auprès de participants venant de tous
les continents. Le service géologique
national a également lors de cet
l’événement, consolidé ses liens avec
les partenaires internationaux.

rapport d’activité 2018 03

1959-2019 : les 60 ans du BRGM

Depuis 60 ans, innover pour être
au cœur des enjeux de demain
—

La création du BRGM est le fruit de deux siècles d’aventures géologiques et
d’évolutions administratives. Depuis 1959, le BRGM s’est adapté constamment
aux changements économiques et géopolitiques. Il est devenu l’un des
organismes de référence dans les domaines des géosciences et des questions
environnementales. Il joue aujourd’hui un rôle moteur en matière de recherche
appliquée, de connaissance du sous-sol et d’expertise technique et scientifique.
Son défi est aujourd’hui de proposer des réponses concrètes pour faire face
aux enjeux du sous-sol du XXIe siècle.

Mesures
gravimétriques sur
le bord de l’étang de
Thau (Hérault), dans

les années 1950.

© BRGM

1746-1958 BRGM — Service géologique national
LES ORI​GINES
DU BRGM 

Si la première tentative de carte
géologique remonte à 1746, il faut
attendre 1868 pour que l’intérêt
croissant pour la connaissance
et la représentation du sous-sol
donne naissance au Service de
la carte géologique de la France.
Les ancêtres directs du BRGM
seront ensuite mis en place à partir
de la Seconde Guerre mondiale,
avant de fusionner en 1959.

04

Depuis 60 ans, innover pour être au cœur des enjeux de demain

Analyse micropaléontologique :
un palynologiste réalise l'étude de
pollens fossiles au microscope dans
les années 1960 au centre technique
et scientifique d’Orléans.

© BRGM

1959-1973
FUSIONS ET
DÉCENTRALISATIONS  

Créé en 1959, le BRGM se
structure et se développe tout
au long des années 1960.
Durant cette décennie,
il voit son organisation mailler
progressivement le territoire
national, son champ d’action
dépasser les frontières françaises
et ses moyens s’élargir aux
nouvelles technologies.

Inauguration des premiers bâtiments du En 1968, le Service de la carte géologique de
centre scientifique et technique du BRGM la France fusionne avec le BRGM. Ici, gravure
à Orléans-la-Source par M. Bokanowski, manuelle d’un contour géologique sur
ministre de l'Industrie le 23 octobre 1965. couche au début des années 1970.

© BRGM © BRGM

rapport d’activité 2018 05

1959-2019 : les 60 ans du BRGM 1974-1980
LES ANNÉES
En 1975, le lancement de l’inventaire minier FASTES 
permettra d’améliorer les connaissances du
sous-sol et durera jusqu’en 1992. Ici, sondage Alors que le BRGM achève
au marteau fond-de-trou sur un indice de de poser les bases de son
fluorine dans le Morvan. organisation et de ses
activités, la crise pétrolière
© BRGM éclate en 1973. Face à l’enjeu
d’approvisionnement national,
1981-1989 l’établissement se révèle comme
DES TEMPS l’opérateur clé de la stratégie
PLUS DIFFICILES d’exploration de la France.
En régions comme à l’étranger,
Le BRGM affronte une série on fait désormais de plus en plus
de difficultés tout au long de appel au BRGM, reconnu comme
la décennie 1980. Plusieurs le spécialiste du sous-sol.
projets miniers, notamment,
tournent court. L’établissement Le lancement du programme
renforce alors sa proximité Géologie profonde de la France
régionale et développe son rôle en 1982 a permis d’acquérir de
dans les énergies renouvelables
tout en misant sur les activités nouvelles connaissances du
commerciales, en particulier dans sous-sol grâce aux campagnes
le domaine de l’aménagement. de forages profonds. Forage de

Balazuc (Ardèche).

© BRGM

06 BRGM — Service géologique national

Depuis 60 ans, innover pour être au cœur des enjeux de demain

1990-1998 Aménagement de falaise sur la Côte des Basques
NOUVELLES MISSIONS, à Biarritz (Pyrénées-Atlantiques). © BRGM
NOUVELLE ORGANISATION
DEPUIS 1999
Dans les années 1990, l’établissement LE BRGM
se recentre sur ses missions de service AU SERVICE DU
DÉVELOPPEMENT
public et de recherche scientifique, DURABLE
tandis que les activités minières et
Le BRGM se positionne
d’ingénierie sont filialisées. résolument comme un
acteur de la recherche et du
La mission Prévention et sécurité développement, en prise avec
minière est confiée au BRGM en 2005. les nouveaux défis de la planète :
Ici, inspection des cavités et galeries changement climatique,
par les agents du BRGM dans le bassin développement durable,
minier de May-sur-Orne en 2012. approvisionnement en matières
premières… Son organisation
© BRGM épouse ces enjeux sociétaux
dans le but d’y apporter des
Offrir une nouvelle représentation réponses concrètes.
géologique du sous-sol français
est l’ambition du RGF. Ici, vue 07
en 3D de la plaine d’Alsace et du
massif des Vosges.

© BRGM
rapport d’activité 2018

Éclairages

PARTENARIAT BRGM / SUEZ

Eau, environnement : premier accord
de Recherche & Développement
pour le BRGM et SUEZ
—

XAVIER Dans quel contexte se situe cet accord ?
LITRICO
XAVIER LITRICO Cet accord de partenariat scientifique et industriel
— prolonge une collaboration déjà existante, et s’inscrit dans une
DIRECTEUR logique de pérennisation et de développement. Il s’agit pour
SCIENTIFIQUE, SUEZ nos deux entités de tirer parti de nos complémentarités dans
les domaines de l’eau et de l’environnement.
Faisant suite à une SUEZ est un leader des services à l’environnement, incluant
collaboration déjà engagée la production et la distribution d'eau potable et le traitement des
ponctuellement autour de eaux usées, la collecte, le recyclage et la valorisation des déchets
divers projets, le BRGM et pour des clients industriels et municipaux. Engagé pour préserver
SUEZ ont signé leur premier et restaurer les ressources naturelles, le groupe met en œuvre
accord de partenariat des solutions pour accélérer la transition vers une économie
scientifique et industriel, circulaire. Dans un contexte de changement climatique et face
qui veut mettre à profit à des enjeux environnementaux cruciaux, la stratégie SUEZ
les complémentarités 2030, qui sera présentée à l’automne 2019, vise à faire du groupe
dans les domaines de l’eau le leader mondial des services environnementaux à l’horizon
et de l’environnement. 2030. Cette ambition nécessitera un effort majeur en matière de
recherche et développement. Nous disposons déjà en interne d’un
08 réseau de 650 chercheurs, ainsi que de nombreux experts, mais
les partenariats de ce type sont dans l’ADN du groupe et font partie
de notre stratégie scientifique.
Signé pour une durée de 3 ans, l’accord avec le BRGM traduit
une volonté de renforcer et de rendre durable notre coopération en
donnant un cadre général à des actions communes. Son but : engager
conjointement des projets de R&D et développer de nouvelles
applications, de nouveaux produits ou concepts.

Pourquoi avoir choisi le BRGM ?

X. L. Souhaitant renforcer la stratégie scientifique du groupe,
nous avons identifié des partenaires majeurs. Nous voulons être
plus proches des meilleurs experts scientifiques. Tant en matière
de gestion de l’eau que de recyclage et valorisation des déchets, le
BRGM se présente comme un partenaire naturel, de par sa position
privilégiée au cœur des géosciences.
La collaboration existe déjà, dans les domaines du recyclage des
déchets, du traitement des eaux, de remédiation de sols pollués et
de la prévention des risques littoraux. Je rappellerai ainsi les projets
communs qui sont en cours, comme AGREGE qui vise à économiser
les ressources naturelles utilisées dans les aménagements urbains
et à développer des filières de recyclage des déchets urbains.
Ou MAREA, un partenariat européen transfrontalier entre les régions
française et espagnole du Pays basque autour de la gestion du littoral.
Ou encore Smart-Control, sélectionné par l’Agence nationale de

BRGM — Service géologique national

Partenariat BRGM / SUEZ

Capacité de transport
(m3/m/h)

 < 0,1
 0,1 - 0,2
 0,2 - 0,3
 0,3 - 0,4
 > 0,4

Couche géologique 2016
(SHOM)

 Roche
 Cailloutis
 Sables moyens à grossiers
 Sables fins

Isobathe (m)
-20 m

43°24'N

1°42'0 1°36'0

Flux moyen de sédiments charriés en la recherche (ANR), pour suivre en temps réel le biseau salé de Hyères,
fonction de leur granulométrie lors de un phénomène d’intrusion d’eau de mer dans une masse d’eau douce.
l’hiver 2017-2018. Ces résultats issus Citons aussi Valomag, qui étudie la mise en œuvre d’une technologie
de modélisations hydro-sédimentaires permettant le démantèlement des aimants permanents et leur
réalisées dans le cadre du projet MAREA recyclage. Sans oublier le projet européen CARIB-COAST où SUEZ et
ont été obtenus en utilisant des rejeux de la direction Guadeloupe du BRGM collaborent à la mise en œuvre
conditions de houle au large, fournis par d’un réseau caribéen pour la prévention des risques littoraux en lien
Rivages Pro Tech (SUEZ). avec le changement climatique.
Cet accord de partenariat va permettre de dépasser le caractère
© SUEZ ponctuel de tels projets en établissant une stratégie et en affichant
une politique commune. Il définit le cadre général dans lequel
« Nous voulons être nous souhaitons coopérer (confidentialité, propriété intellectuelle,
plus proches des thématiques) et nous permettra de maximiser le potentiel de
meilleurs experts développement de nos activités.
scientifiques.
Tant en matière Concrètement, comment cette recherche
de gestion de l’eau en commun va s’organiser ?
que de recyclage
et valorisation des X. L. Le partenariat pourra évoluer de différentes façons pour SUEZ :
déchets, le BRGM au sein de projets européens ou soutenus par l’ANR, sous forme de
se présente comme projets collaboratifs ou même de prestations de services permettant
un partenaire naturel, d’utiliser les capacités analytiques reconnues du BRGM. C’est un cadre
de par sa position souple, ouvert, pour favoriser la collaboration et faciliter les échanges.
privilégiée au cœur De son côté, le BRGM interviendra au travers de son label Institut
des géosciences. » Carnot, qui encourage les partenariats avec les entreprises dans le
domaine de la recherche scientifique.
rapport d’activité 2018
Sur quels sujets les travaux porteront-ils ?

X. L. Les sujets communs ne manquent pas : nous avons
identifié sept axes, correspondant au développement des activités
de SUEZ. Les thématiques regroupent les ressources en eaux
souterraines (quantité, qualité, gestion, big data), le traitement de
l’eau (nanomatériaux, nanoparticules), la métrologie (systèmes
de mesure), les polluants émergents ou encore la géothermie
et le stockage d’énergie, les sols et sédiments pollués et enfin la
réhabilitation et l’environnement de sites miniers à l’international
(Pérou, Chili, Europe…). Autant de défis passionnants sur lesquels une
collaboration SUEZ-BRGM nous permettra d’avancer plus vite !

09

Éclairages

INSTITUT CARNOT BRGM

Une activité 2018 très soutenue
—

PIERRE TOULHOAT Depuis 2006, l'Institut Carnot BRGM mène, au sein du
réseau des Instituts Carnot, des actions de recherche en
DIRECTEUR GÉNÉRAL DÉLÉGUÉ partenariat avec des filières industrielles. Construction,
ET DIRECTEUR INSTITUT CARNOT/BRGM énergie, eau, industrie minérale, et bien sûr, dans le contexte
du changement global, environnement et écotechnologies :
Avec un effort de mobilisation l’Institut Carnot BRGM est un partenaire privilégié des
particulier et des actions pour entreprises pour les géosciences et l’innovation.
une recherche plus incarnée, Il propose ainsi des solutions novatrices pour la gestion
l’Institut Carnot BRGM des sols et du sous-sol, des matières premières, des
a connu cette année ressources en eau, de la prévention des risques naturels
une forte croissance. et environnementaux. 2018 a été marquée par un
fort dynamisme, avec une activité Carnot soutenue et
Prélèvement d’échantillon en augmentation.
dans les colonnes expérimentales
pour la modélisation du comportement Objectifs atteints
des PCB (Orléans).
Cela a été possible grâce à un effort particulier pour
© BRGM – P. Bataillard mobiliser les collaborateurs du BRGM, l’activité Carnot
s’inscrivant naturellement dans les nouveaux objectifs
scientifiques, et se révélant stratégiques pour le transfert de
la recherche vers l’industrie. Des objectifs atteints, et même
un retard « rattrapé » en quelque sorte : le label Carnot BRGM
est désormais plus visible.
La mobilisation des équipes est cruciale. Des formations
ont par exemple été réalisées auprès des scientifiques
de l’établissement, sous l’égide du réseau Carnot, autour
des problématiques marketing liées à la recherche et au
lien nécessaire avec les entreprises pour une recherche
plus incarnée, tandis que la sensibilisation en interne
s’est poursuivie.
L’effort cependant reste encore à mener pour un meilleur
soutien aux PME et ETI, notamment dans les domaines de
l’environnement et des écotechnologies, où l’écosystème
de R&D est encore fragile. Des liens ont été initiés avec des
start-up du secteur.

Carnot, un modèle d’avenir

En 2018, les grands programmes ont continué autour de
la connaissance géologique, tel CONVERGENCE, avec Total,
sur l'évolution géodynamique des massifs montagneux et son
impact sur les conditions de formation des hydrocarbures,
ou en géochimie. Des études plus ponctuelles ont été menées
sur des méthodes géophysiques pour les ressources, les
sols pollués, les risques, l’eau. L’Institut Carnot BRGM est
du reste très engagé sur les ressources en eau et la gestion
des aquifères, avec des études sur les remontées d’eau salée.
Des recherches communes ont aussi lieu à l’international,
comme au Maroc sur les phosphates.
Enfin, nous avons commencé à travailler sur des procédés
liés à l’économie circulaire. Le modèle Carnot est un modèle
d’avenir. La dynamique de groupe des instituts se confirme,
et le BRGM doit y jouer un rôle clé.

10 BRGM — Service géologique national

Développement

BRGM ET INNOVATION

Innovation : quand le BRGM
se met en mode start-up
—

DOMINIQUE MORIN C’est une préoccupation majeure et constante de la recherche
dans notre pays, et plus largement en Europe : augmenter
RESPONSABLE VALORISATION, INNOVATION le transfert vers l’industrie. L’innovation a toujours été un fer
ET PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE de lance du BRGM. Mais même si elle est dans son ADN, comme en
témoignent ses filiales IRIS dans l’instrumentation géophysique,
Comment aider les projets CFG Services en géothermie industrielle et autrefois Antea
de recherche du BRGM en ingénierie de l’environnement ou La Source Compagnie
à éclore plus facilement Minière, depuis un certain temps le transfert vers l’industrie
jusqu’aux brevets et a significativement diminué en termes de priorité. Comment
à l’industrialisation ? accélérer et dynamiser le cycle de maturation
L’innovation s’active R&D-brevet-transfert ?
désormais en mode
start-up pour augmenter Une logique d’investisseur interne
les capacités de transfert.
Un véritable environnement de rupture a été mis en place début
Spectromètre gamma contenant 2018 pour faciliter l’émergence de projets innovants. Désormais,
un capteur NaI permettant la mesure au BRGM, l’innovation roule au carburant start-up ! Il s’agit
du rayonnement naturel du sol. de « booster » le processus de maturation qui va de l’idée en
laboratoire jusqu’à l’application. D’abord, par un dispositif de
© BRGM – C. Boucley soutien très spécifique aux sujets de recherche et développement
rapport d’activité 2018 à fort potentiel, détectés parfois très en amont, qui permet aux
équipes d’analyser la pertinence et la faisabilité économiques
de leurs projets au cours de leur réalisation et tend à faciliter les
relations avec leur écosystème (partenaires, clients, financement…).
Puis, tout au long de la vie du projet, par une assistance prodiguée
dans une logique d’investisseur interne : études de marché,
structuration de business modèles, construction de business plans,
etc. Le but de ce fonctionnement en mode start-up est d’augmenter
significativement les capacités de transfert et la valorisation de nos
idées. Avec, in fine, une protection intellectuelle forte et la création
d’activités entrepreneuriales.

Des projets maturés en route pour le marché

Plusieurs projets incubés de la sorte sont déjà sur les rails.
Citons la création d’un service numérique pour la qualification
et la valorisation de terres excavées en partenariat avec
l’entreprise Hesus ou le développement de la méthode
géophysique de mesure électromagnétique aéroportée SEMS,
avec une innovation au plan mondial dans la miniaturisation
des dispositifs qui ne nécessitent plus d’avion pour opérer
mais peuvent utiliser des drones ou de petits hélicoptères.
Le débouché commercial est patent : démocratiser ce type de
mesure dans le domaine du risque, des ressources minérales
(carrières), de la surveillance de nappes polluées… Ou encore
la détection et la caractérisation des argiles gonflantes par
radioactivité naturelle, objet de brevets et dont les applications
réduiront l’usage des sondages, qui intéressent les aménageurs
et les bureaux d’études.

11

Éclairages

STRATÉGIE SCIENTIFIQUE

Une nouvelle stratégie scientifique
en réponse au changement global
—

PIERRE TOULHOAT Répondre à des grands enjeux socio-économiques où le sol
et le sous-sol jouent un rôle clé… Ainsi peut-on résumer
DIRECTEUR GÉNÉRAL DÉLÉGUÉ la nouvelle stratégie scientifique du BRGM, définie en 2018
ET DIRECTEUR SCIENTIFIQUE et implémentée début 2019.
Les besoins de connaissance et de technologies utilisant
PHILIPPE FREYSSINET les propriétés du sol et du sous-sol sont croissants, qu’il s’agisse
d’évaluer les impacts et les risques liés au changement climatique,
DIRECTEUR DE LA STRATÉGIE ET DE LA RECHERCHE de gérer au mieux les ressources en eau souterraine, d’utiliser
le sous-sol dans le cadre de la transition énergétique ou encore
Lisibilité, efficacité et d’analyser les flux de métaux dans l’économie circulaire.
surtout adaptation Toutes ces demandes sociétales intègrent de la recherche et
au contexte du des expertises basées sur les géosciences. Traduction pour
changement… l’Établissement : une refonte de la stratégie de recherche et son
La stratégie scientifique resserrement autour de 8 programmes scientifiques.
du BRGM est remaniée
avec une mise en Les géosciences face aux défis globaux
cohérence de nos actions
autour de 8 programmes > Les géosciences auront un rôle plus important dans les
scientifiques et décennies à venir. C’est indispensable, car les grands équilibres
interdisciplinaires. globaux sont modifiés.
> Les activités humaines impactent de plus en plus les systèmes
naturels. La croissance démographique fait peser un poids sans
précédent sur l’environnement. L’urbanisation va concerner 65 %
de la population mondiale vers 2050. Et le changement climatique
amplifie certains risques naturels notamment en matière de
disponibilité des ressources en eau ou d’événements extrêmes.
Ces évolutions aggravent la vulnérabilité de certains territoires.
Des combinaisons nouvelles doivent aussi être trouvées entre
la gestion d’aménagements anciens (cavités, mines, friches, etc.) et
les besoins futurs (bâti, eau, transport, réseaux, énergétique urbaine…).
> Une transition écologique s’amorce dans nos sociétés reposant
sur les concepts d’économie circulaire et de transition énergétique.
La question de l’accès et de la disponibilité des ressources minérales
se pose et il sera nécessaire de concevoir des schémas et technologies
innovants avec un impact environnemental moindre, tout en
accompagnant la transition écologique.
Ces grandes questions constituent le fondement de la stratégie
scientifique revue par le BRGM. La stratégie revue en profondeur
donnera une cohérence et une meilleure lisibilité pour mieux
aborder les enjeux du sous-sol au XXIe siècle. 

Une focalisation de l’action autour de
8 programmes scientifiques

Les atouts principaux du BRGM résident dans le développement
d’une recherche finalisée vers des enjeux sociétaux où
les géosciences ont une valeur ajoutée scientifique importante.
Son modèle original de recherche, fondé sur une culture mixte
d’ingénieurs et de chercheurs, place le BRGM comme un acteur

12 BRGM — Service géologique national

Stratégie scientifique

privilégié permettant de couvrir un large spectre scientifique DES PROGRAMMES SUR LA
depuis une recherche fondamentale, ou en partenariat avec CONNAISSANCE GÉOLOGIQUE LIÉS
les industriels au travers de son activité Carnot, jusqu’à À LA TRANSITION NUMÉRIQUE
l’expertise en appui aux politiques publiques que ce soit en
France ou à l’international. La stratégie scientifique du BRGM
La nouvelle programmation décline des orientations de est désormais organisée autour de
recherche définies à 10 ans, car c’est bien souvent le pas de temps 8 programmes destinés à couvrir
nécessaire en science pour avoir un impact socio-économique. à la fois des enjeux transverses
Elle passe de 42 à 8 programmes pour la période 2018-2022. comme la connaissance géologique,
Il s’agit de rendre la recherche du BRGM plus lisible, pertinente et le développement du numérique pour
efficace. Les priorités scientifiques sont connectées aux nouveaux les problématiques des géosciences
besoins qui nécessitent des approches plus systémiques et et des enjeux de finalités que sont les
pluridisciplinaires. risques naturels, la gestion des impacts
anthropiques, les ressources en eau
« La stratégie revue en souterraine, les ressources minérales
profondeur donnera au et la transition énergétique.
BRGM une cohérence et « Connaissance des systèmes
une meilleure lisibilité pour géologiques » : mieux comprendre
mieux aborder les enjeux les processus et mieux décrire les objets
du sous-sol au XXIe siècle. » géologiques notamment à grande échelle.
« Imagerie et modélisation du sous-sol » :
0m les outils et méthodes d’investigation du
50 m sous-sol, et les représentations numériques
100 m pour différents usages.
150 m « Données, services et infrastructures
200 m numériques » : capitaliser, gérer et diffuser
250 m les données géo-environnementales.
1700 m « Eaux souterraines et changement
1750 m global » : gérer durablement les nappes.
1800 m « Risques naturels et résilience des
territoires » : évaluer et anticiper les risques
naturels sur des temps et à des échelles
variées selon une approche intégrée.
« Gestion des impacts miniers et
industriels sur le sol et le sous-sol » :
la gestion raisonnée des anciens sites et
la reconquête des sols urbains délaissés.
« Ressources minérales et économie
circulaire » : appliquer une démarche
prédictive au cycle des ressources
minérales primaires (mines) et
secondaires (technosphère) ;
développer l’intelligence minérale.
« Transition énergétique et espace
souterrain » : contribuer à des solutions
de moyen et long terme pour des énergies
décarbonées.

Exemple d'une ville durable,
les géosciences apportent des
clés de développement pour
l'aménagement et la gestion des
ressources de zones urbaines.

© BRGM

rapport d’activité 2018 13

14 BRGM — Service géologique national

Géologie et connaissance
du sous-sol
—

Vue du canyon d'Ordesa dans 15

le Parc national d'Ordesa et
du Mont-Perdu dans les Pyrénées.

© Herrerojorcas - Fotolia

rapport d’activité 2018

Géologie et connaissance du sous-sol

Enjeu scientifique générique, la production
d’une information de référence sur le sous-sol est
au cœur des missions du BRGM. L’établissement
s’attache à mettre à jour une information géologique
exploitable pour fournir des réponses adaptées
aux défis contemporains.

1 — Dans les projets BathySAT La connaissance du sous-sol et la compréhension des systèmes géologiques
(Carnot) et BathySENT apportent les fondements pour une meilleure utilisation des ressources (eau, éner-
(ESA/BRGM), l’équipe de gie, minéraux, métaux) et une prise en compte des risques naturels. La mise à jour
télédétection satellitaire du permanente de l’information géologique est donc déterminante et au cœur de la
BRGM a développé une méthode mission du BRGM, service géologique national. L’information géologique ne cesse
originale pour extraire des cartes d’évoluer pour intégrer les avancées des technologies numériques, en particulier la
de bathymétrie côtière à partir 3D, et les demandes de données sur les formations géologiques du proche sous-sol,
d’images satellitaires quasi en particulier la zone critique interagissant avec l’atmosphère, l’hydrosphère et les
synchrones, acquises par le satellite écosystèmes soumis à de nombreuses sollicitations anthropiques et climatiques.
SPOT 5 (CNES) ou par satellite
Sentinel2 (EU – Copernicus). C’est ce à quoi s’emploie le BRGM à travers le programme Connaissance des
Ci-dessus, un exemple sur systèmes géologiques, transverse à l’ensemble des autres programmes : il vise
le golfe du Lion avec Sentinel2. notamment à les alimenter en informations scientifiques sur l’architecture du
Contains modified Copernicus sous-sol, depuis les questionnements de recherche jusqu’aux besoins en expertise
Sentinel data. dans le domaine de la géologie. 

© BRGM - M. de MICHELE Enrichir et exploiter le patrimoine de données géologiques

Il s’agit tout d’abord de renforcer l’acquisition, la capitalisation et la mise à
disposition de connaissances géologiques sur le sous-sol. Cette mission d’observa-
toire est mise en œuvre dans le cadre du programme de Référentiel géologique de
la France (RGF), qui associe étroitement le BRGM et ses partenaires académiques.
Initié en 2013, le RGF a restitué en juin 2019 les résultats pour les Pyrénées, pre-
mière région considérée. Le travail se poursuit aujourd’hui autour des systèmes
géologiques des Alpes et du Bassin parisien.

La démarche consiste à exploiter pleinement le patrimoine de données exis-
tantes, poursuivre son enrichissement et sa numérisation et le mettre à disposition
dans des formats adaptés aux besoins. Ces données permettront de mieux caractéri-
ser les géométries et les propriétés du sous-sol, en exploitant tout particulièrement
la 3D. Les cartes géologiques numériques multi-échelles ont ainsi vocation à évoluer
vers des systèmes d’information 3D, qui intégreront des données complémentaires
sur le sous-sol et constitueront la base de services numériques nouveaux qui
permettront de répondre à des questions précises, de réaliser des traitements…

Toutes ces informations concourront à une meilleure compréhension, quali-
fiée et quantifiée, des processus géologiques et de leur impact sur l’architecture

0m

AB 14 m

16 BRGM — Service géologique national

Faits marquants 2018

Anomalie de Bouguer (mGal) A Anomalie magnétique réduite aux pôles (nT) B

-264,7 -18,2 23,4 194,0 2955,0 2972,1 2980,7 2988,7 3006,5 3206,6

43 43

N N

Légende Légende
Villes Villes
Forages Forages
Bathymétrie (500m) Bathymétrie (500m)
Trait de côte Trait de côte

42 0 12,5 25 50 km 42 0 12,5 25 50 km
3
4 5 345

2 — Carte d’anomalie de du sous-sol, incluant les transferts de fluides et d’énergie. Cet objectif implique
Bouguer (A) et carte d’anomalie de mettre en œuvre des travaux de recherche autour de concepts nouveaux sur
magnétique réduite au pôle (B) des massifs montagneux anciens et récents, les domaines de bassins sédimen-
du Golfe du Lion. taires et les domaines de surface. Depuis 2015, le projet Orogen par exemple, qui
associe Total, le CNRS-Insu et le BRGM, vise à réviser les concepts et préciser les
© BRGM - Albane Canva paramètres qui régissent la formation et l’évolution des chaînes de montagnes et
des bassins sédimentaires associés à l’échelle de 100 millions d’années. Il s’agit
59 de mieux comprendre les processus géologiques à l’œuvre afin de modéliser plus
finement la géométrie et le contenu des objets géologiques, dans une démarche
cartes au 1/50 000 de géosciences prédictives.
intégrées au chantier
RGF Pyrénées. Le BRGM va poursuivre, en partenariat, son investissement dans d’ambitieux
programmes d’acquisition sur des zones, en France mais aussi à l’international,
3 qui présentent un fort enjeu sociétal et économique. C’est le cas des travaux qui
se sont achevés fin 2018 en République démocratique du Congo. Soutenu par la
brevets déposés par le Banque mondiale, le projet Promines auquel le BRGM a participé a permis de déve-
BRGM sur le thème de lopper la connaissance de l’infrastructure géologique et des ressources minérales
l'imagerie du sous-sol. de trois zones géographiques en vue de favoriser le développement du secteur des
mines dans le pays.
Près de
Des moyens d’imagerie plus performants
30
L’enrichissement des connaissances s’appuie sur un second programme,
projets de recherche complémentaire, composé d’actions de R&D à forte dimension technologique.
actifs sur la géologie et la Celles-ci visent à développer les moyens d’investigation de l’espace souterrain
connaissance du sous-sol. depuis la surface, à différentes échelles et de mieux caractériser le sous-sol, en
priorité le sous-sol anthropisé, impacté par ses différents usages. L’enjeu est de
rapport d’activité 2018 produire une connaissance à la fois plus diversifiée et de meilleure résolution,
qui renseigne sur des paramètres plus pertinents, avec des incertitudes mieux
maîtrisées. Il s’agit aussi de disposer de cette connaissance à moindre coût, selon
des modes de représentation – conceptuelle, 3D ou encore maillée – adaptés aux
utilisations attendues en aval.

Le BRGM s’attache ainsi à déployer des moyens d’imagerie du sol et du sous-sol
à la fois plus performants, diversifiés et multi-échelles. Cela passe par des adap-
tations de capteurs existants qui permettent la production de nouveaux types
d’images, de résolution plus grande, une mise en œuvre plus rapide, des fréquences
de répétition plus élevées, etc. De nouvelles configurations de mesure sont éga-
lement conçues et expérimentées, parfois co-développées avec Iris Instruments,
filiale d’instrumentation géophysique du BRGM, autour notamment des émetteurs
de forte puissance et des récepteurs multiples pour s’adapter au milieu urbain.

17

Géologie et connaissance du sous-sol

4E COLLOQUE EUROPÉEN Profondeur pour ces travaux qui ont permis
SUR LA MODÉLISATION 3D 0,1 l’analyse structurale du golfe du Lion
Organisé par le BRGM avec le soutien -0,8 et la modélisation de la structure
de la région Centre-Val de Loire, -1,8 géologique à l’origine de l’anomalie
le 4e colloque de la communauté -2,7 magnétique catalane.
européenne pour la modélisation -3,7
géologique 3D s’est tenu à Orléans, -4,6 MEB-RAMAN :
du 21 au 23 février 2018. Ces journées -5,6 L’IMAGERIE CORRÉLATIVE
ont rassemblé 135 participants venus -6,5 ET 3D POUR L’AMIANTE
de plus de dix pays européens et -7,5 ENVIRONNEMENTAL
outre-Atlantique. Elles ont donné lieu à -8,4 Développée par le BRGM pour
7 sessions, 48 communications orales, -9,4 caractériser l’amiante environnemental,
8 conférences invitées, 30 posters et l’utilisation couplée d’un MEB/EDS et
3 tables rondes. -10,4 de l’imagerie Raman est une nouvelle
-11,3 méthode, non destructive, qui permet
DE POTENTIELS AQUIFÈRES -12,3 de localiser et identifier in situ des
IDENTIFIÉS DANS LE FOREZ -13,3 fibres minérales submicrométriques
En 2017 et 2018, le BRGM a effectué -14,2 dispersées au sein d’une matrice
pour le compte de la Société anonyme -15,2 minérale et d’en déterminer
des eaux minérales d’Évian des l’éventuel caractère asbestiforme.
études géologiques, géophysiques, -16,4 L’imagerie Raman, en 3D, permet
hydrochimiques et hydrogéologiques en outre d’obtenir des informations
pour la recherche en eau dans la -17,6 sur la morphologie des fibres et leur
plaine du Forez, en recourant à des distribution dans le volume.
techniques de prospection pétrolière. -18,7
Le modèle conceptuel des dépôts COMBINER DES DONNÉES
sédimentaires ainsi bâti a permis de -19,9 MASSIVES AVEC UN MODÈLE
prédire la localisation de corps sableux 35 GÉOLOGIQUE
potentiellement aquifères. Sept forages Figure 3 / Face à l’acquisition de
sont prévus en 2019 pour explorer mis en avant le rôle que le sous-sol, volumes massifs de données par des
certaines des cibles identifiées. au-delà de sa fonction de « support », scanners 3D mobiles se pose la question
est susceptible de jouer de par de leur intégration dans des modèles
POLLUTEC : SOUS-SOL URBAIN ses propriétés. Les géosciences géologiques. Le BRGM a réalisé une
ET VILLE RÉSILIENTE répondent ainsi à un enjeu « preuve de concept » sur une galerie
Le BRGM a organisé, sur le salon d’aménagement du territoire mais du sous-sol orléanais numérisée
Pollutec, une table ronde sur la aussi d’anticipation et de résilience sous la forme d’un nuage de points
géologie urbaine. Rappelant le face aux changements climatiques. (Point Cloud) : en informant le nuage
caractère universel et inéluctable de de points avec la formation géologique
l’urbanisation et la nécessité d’exploiter PYRÉNÉES-ORIENTALES : dans laquelle il se trouve et en
la dimension verticale pour freiner UN INVENTAIRE ET UN approximant ce nuage de points par une
l’étalement urbain, les interventions ont GUIDE SUR LE PATRIMOINE surface triangulée puis en intersectant
GÉOLOGIQUE le modèle géologique et cette surface.
Photo 4 / Cofinancé par la Dreal
Occitanie et le BRGM, l’inventaire BATHYSAT : LA BATHYMÉTRIE
du patrimoine géologique des CÔTIÈRE À PARTIR DE DONNÉES
Pyrénées-Orientales a été finalisé SATELLITAIRES
en 2018. Il présente 51 sites Figure 1 / Déterminer la topographie
particulièrement démonstratifs et du fond de la mer à partir des
pédagogiques, pour informer le grand caractéristiques de houle obtenues
public mais aussi favoriser la mise grâce à des données optiques
en place de politiques de gestion, satellitaires : c’est l’objet du
de préservation et de mise en valeur. projet Bathysat, qui a permis le
Paru en 2018, le guide des curiosités développement d’un algorithme
géologiques des Pyrénées-Orientales spécifique et donné lieu au dépôt
s’appuie sur ce travail. d’un brevet. Un projet financé par
l’Agence spatiale européenne
OROGEN : MODÉLISATION DE (ESA) et le BRGM vise aujourd’hui à
L’ANOMALIE CATALANE « industrialiser » cet algorithme en vue
Figure 2 / Le projet Orogen mené de la production semi-automatisée
depuis 2015 par le BRGM, Total de cartes bathymétriques à partir de
et le CNRS (Insu) vise à améliorer, données satellitaires.
à partir de l’étude de la chaîne
pyrénéenne et de ses avant-pays,
la connaissance des conditions de
formation et d’évolution des bassins
sédimentaires en montagne. Le BRGM
a mis en œuvre des données issues
de la banque gravimétrique de
France et de la base nationale de
données géophysiques aéroportées,

18 BRGM — Service géologique national

3 — Vue du nuage de points 3D De nouvelles méthodologies d’acquisition de données sont enfin développées
pour une approche multi-échelle. Utiliser les capteurs, pour observer le sous-sol,
de la galerie de la cavité du non plus seulement depuis la surface mais aussi depuis des drones, des avions,
sous-sol orléanais numérisé. voire des satellites ou encore dans des forages permet notamment de couvrir diffé-
rentes échelles, de la plus proche à la plus globale. Le projet Bathysat, par exemple,
© BRGM a conduit à une nouvelle approche permettant d’extraire la bathymétrie côtière à
partir de données satellitaires.
4 — Présentation du guide
des « Curiosités géologiques Une information exploitable par les utilisateurs
des Pyrénées-Orientales »
sur le site emblématique Ces instruments d’imagerie permettent de recueillir des signaux que le BRGM
des orgues d'Ille-sur-Têt. est en capacité de décoder pour interpréter les informations qu’elles fournissent
sur les propriétés du sous-sol. Et ce grâce au développement de traitements avan-
© BRGM cés qui permettent de décrire finement la complexité de l’objet, une étape clé du
processus de modélisation. Le but est de restituer des modèles du sol et du sous-sol
aussi riches et réalistes que possible, en optimisant l’intégration des signaux et des
informations disponibles et en évaluant les incertitudes associées.

Les efforts du BRGM se portent enfin sur la production d’une information
géologique numérique en 3D qui, dans une perspective de diffusion scientifique et
de transfert vers les applications aval, soit exploitable par les utilisateurs, experts
ou non, auxquels elle est destinée. L’établissement s’attache ainsi à améliorer et à
diversifier ses capacités en géomodélisation en privilégiant les services rendus.

rapport d’activité 2018 19

Géologie et connaissance du sous-sol

Exploration en République
démocratique du Congo

Partie prenante du programme Promines en République démocratique
du Congo (RDC), le BRGM a contribué à améliorer la connaissance
de l’infrastructure géologique et des ressources minérales du pays,
dans une perspective de développement du secteur minier.

YANNICK
CALLEC

—

GÉOLOGUE

C réation d’emplois, recettes fiscales, déve- couverture géophysique, géologique et géochimique homo-
loppement d’infrastructures (routes, gène et exhaustive sur de vastes zones, constituant une couche
énergie, écoles, dispensaires) : les retom- de référence pour le service géologique de la RDC, tout en défi-
bées socio-économiques d’un secteur nissant de nouvelles zones d’intérêt minier basées sur une
minier actif et prospère sont déterminantes prospection multi-substances (métaux de base, précieux et de
pour l’essor et la stabilité de la République haute technologie), susceptibles d’intéresser les industriels »,
démocratique du Congo (RDC). Aussi le pays poursuit Yannick Callec.
a-t-il lancé, avec le soutien de la Banque Les résultats de ces travaux ont pris la forme, notamment, de
mondiale, un programme de renforcement 12 cartes géologiques à l’échelle 1/200 000 accompagnées de
et de diversification de son secteur minier leurs notices explicatives, de 3 cartes de synthèse à 1/500 000
et de cartes géochimiques mono-élémentaires pour chaque
(Promines). Pluridisciplinaire, Promines a zone prospectée. L’ensemble des données a été restitué dans
une géodatabase, la Base nationale des données géoscien-
mobilisé différents acteurs, dont le BRGM tifiques (BNDG), développée en parallèle par la direction
des Infrastructures et Services numériques du BRGM. Deux
pour les études géologiques (géologie géothèques provinciales ont également été mises en place.

et géochimie en sédiments de ruisseau) Une première expérience professionnelle

réalisées sur trois zones cibles : Katanga nord, Katanga Dernière composante du projet, les actions de formation à
destination des étudiants congolais ont permis de renforcer
sud et Équateur ouest. Programmés sur 18 mois jusqu’à les moyens éducatifs auprès des universités collaboratrices
et, pour le BRGM, de disposer du personnel nécessaire à
décembre 2018, les travaux de cartographie, de prospection la prospection géochimique. « Après une formation théo-
rique de deux semaines, les étudiants sélectionnés ont pu
géochimique et une campagne de forage, visant à acquérir de acquérir, grâce à nos campagnes de terrain, une première
expérience professionnelle qui leur servira de tremplin dans
nouvelles données géoscientifiques, ont été menés en paral- leurs recherches d’emploi », fait valoir Yannick Callec. Quelque
600 manœuvres et une vingtaine de chauffeurs ont en outre
lèle et en interaction avec les autres volets du programme été nécessaires pour chaque campagne de prospection et de
lever cartographique.
Promines. Cette démarche intégrée a permis de fournir au service géo-
logique de la RDC des résultats consistants pour la promotion
Une base nationale des des ressources potentielles sur les trois zones cibles. Ces résul-
données géoscientifiques tats ont fait l’objet d’une présentation à la DRC Mining Week
de juin 2018.
« L’approche combinée et multidisciplinaire d’interprétation
des données géophysiques, géologiques et géochimiques a
permis de préciser le bâti géologique de chaque zone cible,
de discriminer et de caractériser les anomalies géochimiques
en comparaison du fond géochimique régional moyen »,
explique Yannick Callec, géologue et chef du projet pour le
BRGM. L’élaboration des cartes géologiques s’est nourrie des
observations de terrain, des données historiques, dont celles
du BRGM issues de ses travaux antérieurs, et des données géo-
physiques aéroportées acquises dans le cadre du programme.
« Il s’agissait de mettre à la disposition de l’État congolais une

20 BRGM — Service géologique national

Projet phare 2018

1
2

1 — Stage pratique
« principes et méthodes de
la prospection géochimique
en sédiments de ruisseau ».
Ici apprentissage de la technique
de la batée. Université de Lubumbashi
(Province du Haut-Katanga).

© BRGM - M. Chevillard

2 — Carte d'emprise des 3 zones cibles
du projet Promines.

© BRGM

3 — Supervision du forage F3 KTGSAK (Province du
Haut-Katanga). Description des carottes du forage.

© BRGM - Y. Callec

3

rapport d’activité 2018 21

22 BRGM — Service géologique national

Gestion des eaux
souterraines
—

Source karstique de 23

Fontestramar dans
les Pyrénées-Orientales.

© Philippe Crochet

rapport d’activité 2018

Gestion des eaux souterraines

Dans un contexte de changement global,
l’eau est un sujet de tensions grandissantes et
d’interrogations sociétales aiguës. La gestion
intégrée et durable des aquifères et de leurs usages
pose aux scientifiques et aux décideurs des défis
nouveaux et considérables. Le BRGM se veut
en première ligne pour y répondre.

1 — À gauche, systèmes Avec le changement climatique, l’évolution de la consommation à l’échelle
de déploiement pour les mondiale et les problèmes liés à la pollution, l’enjeu premier pour les ressources
échantillonneurs passifs pour en eau souterraine concerne leur gestion durable et intégrée. Il est nécessaire d’en
polluants apolaires. améliorer toujours la connaissance quantitative et qualitative, mais pas seulement.
À droite, déploiement des Les champs scientifiques sont vastes et multidisciplinaires. Mieux comprendre les
échantillonneurs passifs en rivière processus de transfert et de transformation des contaminants, mieux caractériser
pour la campagne nationale de et développer les techniques de marquage par ADN environnemental pour disposer
démonstration. de bio-indicateurs sur l’évolution de la qualité des eaux sont ainsi des directions
de recherche clés au BRGM. Sans oublier les outils de prévision, de gestion active
© BRGM - Anne Togola - Nathalie Guigues et de gouvernance.

Des tensions croissantes et un impact sociétal
de plus en plus sensible

Les tensions sur l’exploitation des ressources ne cessent en effet de s’accroître.
En France, les eaux souterraines constituent l’essentiel de l’alimentation en eau
potable (67 %), et sont aussi vitales pour l’agriculture et l’industrie. Le changement
climatique et la demande croissante, parfois supérieure à la recharge des aquifères,
peuvent entraîner des phénomènes locaux ou régionaux graves et irréversibles
tels que des problèmes de qualité des eaux, d’intrusion saline ou encore d’assecs
de cours d’eau connectés. Avec l’augmentation de la fréquence des inondations, les
aquifères alluviaux et les nappes phréatiques en particulier peuvent être davantage
exposés à des pollutions.

Dans le même temps, les conséquences des activités humaines sur les res-
sources en eau ne cessent de s’aggraver. Aux pollutions venant de l’agriculture
liées aux nitrates ou aux pesticides, viennent s’ajouter celles issues de l’industrie
avec les déchets organiques, les métaux lourds ou les nanoparticules. Quant aux
rejets des eaux usées domestiques, ils polluent aussi à un degré variable : polluants

24 BRGM — Service géologique national

7 200 000 Faits marquants 2018
7 000 000
6 800 000 Année de l'épisode le plus intense
6 600 000  Autres - (sur 249 points de suivis)
 1993 - (sur 13 points de suivis)
 1994 - (sur 13 points de suivis)
 1996 - (sur 16 points de suivis)
 1997 - (sur 22 points de suivis)
 1998 - (sur 32 points de suivis)
 2003 - (sur 28 points de suivis)
 2005 - (sur 80 points de suivis)
 2006 - (sur 67 points de suivis)
 2007 - (sur 49 points de suivis)
 2009 - (sur 26 points de suivis)
 2010 - (sur 14 points de suivis)
 2011 - (sur 51 points de suivis)
 2012 - (sur 50 points de suivis)
 2014 - (sur 7 points de suivis)
 2017 - (sur 96 points de suivis)
 2018 - (sur 44 points de suivis)

6 400 000

6 200 000 N 2 — Sévérité

Système de projection : RGF Lambert 93 des sécheresses
hydrogéologiques.
0 75 150 300 km Année de l'épisode
le plus intense.
6 000 000
90 000 © BRGM

290 000 490 000 690 000 890 000 1 090 000

3,7 Mds émergents, bactéries et virus antibio-résistants, résidus médicamenteux… À ce
contexte déjà préoccupant, il faut ajouter que le changement global sera parti-
de m3/an d’eaux culièrement marqué sur les zones côtières, notamment les régions autour de la
souterraines en Méditerranée, et plus généralement dans les pays en développement. Une montée
France pour l’AEP des conflits sur les usages de l’eau entre secteurs d’activité, ou entre territoires,
(Approvisionnement voire entre pays est à craindre.
eau potable).
Une gestion durable et intégrée des ressources en eau est donc plus que jamais
10 à 25M nécessaire. Elle doit considérer ressource, usages et écosystèmes associés dans une
vision à long terme. La recharge des aquifères en est un exemple avec des travaux
de m3/an infiltrés sur importants menés par le BRGM en 2018.
un site de recharge
artificielle par injection Des outils nécessaires et des sujets prioritaires
directe.
Les préoccupations scientifiques liées à ces constats sont nombreuses et asso-
30,1 % ciées à un besoin de gouvernance nouvelle (nouveau modèle économique, gestion
des usages, partage de l’eau). Citons la gestion dynamique et contrôlée des aquifères
des eaux douces à l'échelle (la recharge artificielle, l’optimisation des pompages), ou l’amélioration de la com-
globale sont des eaux préhension des processus de transfert et de transformation des contaminants
souterraines. dans les aquifères.

rapport d’activité 2018 Des outils de modélisation pour la gestion de la recharge et la compréhension
de l’impact des événements extrêmes sur les eaux souterraines sont nécessaires.
Le stockage saisonnier est un sujet important, de même que l’amélioration de la
qualité de l'eau ainsi que des écosystèmes aquatiques associés (cours d’eau, zones
humides). La ré-infiltration des eaux pluviales via une limitation des zones imper-
méabilisées, les infrastructures dédiées et les eaux usées traitées constituent enfin
une question majeure pour la prochaine décennie.

Lever des verrous organisationnels et scientifiques

Tant la gouvernance (nouvel instrument économique et cadre institutionnel,
exploration de plans d’adaptation…), que la gestion conjointe des ressources en
eaux superficielles et souterraines au niveau des projets de territoire de gestion de
l'eau et l’amélioration de la compréhension des processus de transfert et de trans-
formation des contaminants dans les aquifères, doivent faire l'objet de recherche.

Pour aider à lever ces verrous, le BRGM se donne trois objectifs scienti-
fiques. Il cherche d’abord à affiner la compréhension des processus physiques

25

Gestion des eaux souterraines

DÉVELOPPEMENT adaptée. Avec le projet TrEauDo, référence pour la surveillance des
D'INDICATEURS POUR le BRGM augmente ses capacités milieux aquatiques a réalisé entre
LA CARACTÉRISATION de traçage de la présence de ces 2017 et 2019 un exercice national
D’ÉVÉNEMENTS EXTRÊMES effluents en couplant de façon visant à démontrer l’intérêt et la
Figure 2 / En collaboration avec innovante micropolluants organiques faisabilité d’un déploiement à large
l'Association française pour la et traceurs isotopiques. La pertinence échelle d’EIP (Échantillonneurs
biodiversité (AFB), le BRGM, à et l’applicabilité de la méthodologie intégratifs passifs). L’exercice
partir de l’Indicateur piézométrique développée a été testée via une a permis de mettre en place de
standardisé IPS a défini des étude exploratoire à l’échelle de larges campagnes d’acquisition
indicateurs innovants pour la la Région Centre-Val de Loire. de données de surveillance par
caractérisation de la résilience L’exemple de l’AMPA, à la fois produit des échantillonnages ponctuels et
des aquifères à des événements de transformation d’un herbicide, passifs sur de nombreux polluants
extrêmes. Les chercheurs ont le glyphosate, et de phosphonates réglementés. Au total sur deux années,
développé des outils pour calculer la contenus dans les détergents et donc plus de 120 prélèvements et des
durée et l’intensité des événements. potentiellement présents dans les analyses sur environ 250 paramètres
eaux usées, a permis de confirmer ont été réalisés par les laboratoires du
AMÉLIORATION DES le bien-fondé de cette approche. BRGM, de l’Irstea (Institut national de
CONNAISSANCES SUR recherche en sciences et technologies
LA QUALITÉ DES EAUX EXERCICE NATIONAL pour l'environnement et l'agriculture),
SOUTERRAINES EN EUROPE DE SURVEILLANCE de l’IFREMER (Institut français de
Démarré en juillet 2018, rassemblant RÉGLEMENTAIRE DES recherche pour l'exploitation de la
33 partenaires de 28 pays, le projet MASSES D’EAU mer) et du LNE (Laboratoire national
européen GEOERA HOVER coordonné Photo 1 / Comment mieux répondre de métrologie et d’essais), notamment
par le BRGM doit améliorer les aux enjeux de la surveillance sur des éléments traces métalliques,
connaissances sur les processus réglementaire des masses d’eau des composés phytosanitaires et
hydrogéologiques et les contextes de surface ? Le BRGM a participé des substances pharmaceutiques.
géologiques à travers l'Europe à un vaste exercice rassemblant En complément, d’autres outils
contrôlant la dissolution des éléments plusieurs instituts sur de larges d’intérêt pour la surveillance ont été
géogéniques ou anthropiques dans campagnes et de multiples testés sur les mêmes stations comme
les eaux souterraines en relation avec actions. Dans le cadre du réseau des bio-essais et des techniques de
la santé humaine et la biodiversité. de surveillance prospective mis en screening non ciblé. Les résultats de
place par le ministère de la Transition cet exercice sont attendus pour la fin
ÉVALUATION DE LA RECHARGE écologique et solidaire et l’Association de l’année 2019 avec l’organisation
DANS LE CADRE DU française pour la biodiversité (AFB), d’un colloque de restitution pour
CHANGEMENT CLIMATIQUE AQUAREF, laboratoire national de les acteurs de la surveillance.
À L'ÉCHELLE DE L'EUROPE
Figure 4 / Le projet européen
GEOERA TACTIC (12 pays) a pour
objectif de développer des outils
pour l'évaluation de l'impact du
changement climatique sur les
eaux souterraines et des stratégies
d'adaptation. Le BRGM pilote l'action
sur les outils pour l'estimation
de la recharge des aquifères et
la vulnérabilité au changement
climatique.

CLÔTURE DU PROJET DE
TRAÇAGE DE LA PRÉSENCE
D’EFFLUENTS DE STATIONS
D’ÉPURATION
Photo 3 / Il est important de
connaître les sources et les voies
de transfert des contaminants en
présence d’effluents de stations
d’épuration dans les eaux de surface
et souterraines, pour mettre en
place des actions de prévention

26 BRGM — Service géologique national

2597,5 Cellules de 500 mètres
2588,05
Boismont Zoom Cellules de 100 mètres Bassin versant de l'Avre
2578,6 Stations_hydrométriques
2569,15 Piézomètres

2559,7 Somme Abbeville Forages AEP (m3/an) Forages indus (m3/an) Forages agricoles (m3/an)
2550,25 < 10 000 < 10 000 < 10 000
Nièvre Etoile 10 000 à 50 000 10 000 à 50 000 10 000 à 50 000
2540,8 Somme Hangest 50 000 à 100 000 50 000 à 100 000 50 000 à 100 000
2531,35 100 000 à 500 000 100 000 à 500 000 100 000 à 500 000
>500 000 >500 000 >500 000
2521,9
2512,45 Hallue Ancre Bonnay Bray Eclusier Somme Peronne N
Lamotte Brebière
2503
528 Selle Plachy

Avre Moreuil

Avre Et Mard

0 5 10 km

544 560 576 592 608 624 640 656 672 688

4 — Modèle hydrogéologique et ­biogéochimiques du fonctionnement des aquifères à différentes échelles. Il
intégré du bassin de la Somme s’agit concrètement de caractériser et de modéliser les processus de transfert et
et interaction entre aquifère de transformation physique et biogéochimique des polluants organiques dont les
calcaire et le réseau fluvial. émergents et les nanoparticules dans et vers les aquifères avec un focus sur les
processus et la biodiversité microbienne, de l’échelle expérimentale à l’échelle de
© BRGM la masse d’eau souterraine. Le BRGM va aussi développer les méthodes de discri-
mination des sources de pollution et d’évaluation de la dégradation des masses
3 — Prélèvement d’une eau d’eau avec notamment l’ADN environnemental, la biodiversité microbienne des
aquifères. Enfin le BRGM développe des approches d’estimation des ressources des
souterraine dans un puits aquifères à partir de moyens géophysiques, à l’échelle d'un bassin ou d’un pays, à
pour la recherche de polluants partir de données 2D et 3D, géologiques et hydrogéologiques avec la valorisation
d’effluents de station en particulier des données piézométriques d'ADES (portail national d’accès aux
d'épuration. données sur les eaux souterraines).

© BRGM - E. Petelet-Giraud Il faut aussi développer des outils de modélisation et d’aide à la gestion des eaux
rapport d’activité 2018 souterraines en conditions extrêmes. La recherche s’oriente ici vers la création ou
l’adaptation de logiciels maillés, conceptuels ou fonctionnels, pour la prévision de
l’état des ressources des aquifères et des eaux de surface connectées à l’échelle de
masses d’eau ou de grands bassins versants, en considérant l’état de surface et de
d’occupation des sols. De nouveaux indicateurs de sécheresse des eaux souterraines
et d’alerte vis-à-vis des crues karstiques, de ruissellement par refus d’infiltration
et par remontée de nappe sont nécessaires dans le contexte actuel de changement
climatique. Ajoutons le besoin de modèles hydro-économiques intégrés au service
de la décision, permettant d’optimiser les stratégies d’adaptation pour la gestion
intégrée des ressources en eau dans le cas de sécheresses.

Le BRGM développe enfin des solutions technologiques nouvelles fondées sur
la nature, comme ce fut le cas en 2018 dans le bassin Rhône Méditerranée Corse ou
avec le projet FRAME (cf. pages 28 et 29). Il œuvre à de nouveaux modes de gou-
vernance pour améliorer la gestion intégrée des ressources en eaux souterraines à
l’échelle territoriale. Ici nous parlons de cadres décisionnels plus inclusifs à l’échelle
territoriale intégrant des modèles multiples sur la demande, les ressources et les
services écosystémiques rendus par les eaux souterraines, les infrastructures, les
organisations, les sociétés. Le BRGM intègre aussi dans ses travaux des approches
hydro-géophysiques et d’identification de bio-indicateurs pour suivre l’efficacité
et la durabilité des systèmes de recharge ; de nouvelles approches couplant les
résultats de modèles prédictifs et ceux de la prospective participative à l’échelle
d’un territoire pour explorer des plans d’adaptation.

Cette démarche est ambitieuse. Elle est au cœur des Objectifs de développement
durable (ODD) de l’agenda des Nations Unies de 2030, et de l’agenda stratégique
de recherche et d’innovation de la JPI Water au niveau européen !

27

Gestion des eaux souterraines

Vers une indispensable gestion maîtrisée
de la recharge des eaux souterraines

La recharge des eaux souterraines dans les aquifères pose des questions
aussi bien quantitatives que qualitatives. Sa gestion est un domaine
pluridisciplinaire, comme en témoignent deux projets BRGM sur la recharge
artificielle et la réutilisation indirecte d’eaux usées traitées.

JEAN-CHRISTOPHE MARIE
MARÉCHAL PETTENATI

— —

HYDROGÉOLOGUE, CHEF DE PROJET,

RESPONSABLE DE L’UNITÉ NOUVELLES HYDROGÉOCHIMISTE

RESSOURCES EN EAU

L e changement climatique et la pression crois- le s­ outien d'étiage de rivières, etc. Le BRGM a développé une
sante sur les ressources en eau, font de la méthode d'analyse cartographique innovante pour identi-
gestion maîtrisée de la recharge des aquifères fier les zones les plus favorables à la recharge artificielle. Les
une question clé. Elle appelle des expertises chercheurs ont procédé à une analyse spatiale multicritères
très variées. Le BRGM a ainsi mené dans ce à partir d’informations déjà disponibles, et ont pu cartogra-
domaine deux projets significatifs. Il a déve- phier les potentialités de recharge avec un outil SIG (Système
loppé une méthode d'analyse cartographique d’information géographique).
pour identifier les zones les plus favorables Une analyse économique a également été réalisée pour
à des dispositifs de recharge artificielle d'un appréhender la sensibilité du coût d'un tel dispositif à un
point de vue hydrogéologique sur le bassin certain nombre de paramètres. Un guide de recommanda-
tion va être produit et la technique pourrait être appliquée
Rhône Méditerranée Corse (RMC). D’autre à d’autres bassins.

part, les chercheurs ont pu créer un outil et Eaux usées traitées : comment les utiliser
dans la recharge artificielle ?
un guide d’évaluation des différentes pratiques
Autre thématique : les eaux usées dans la recharge artificielle.
de réutilisation indirecte d’eaux usées traitées Démarré en 2015, le projet européen Water JPI-FRAME vise
quant à lui à établir des modèles du traitement et du trans-
pour la recharge, via le projet FRAME (JPI Water), avec des port de contaminants qui se retrouvent dans les aquifères,
lors de processus de recharge naturelle ou artificielle par
résultats sur le rôle du sous-sol, les temps de transit et de bassin d’infiltration.
Objectif : mieux gérer la réutilisation indirecte des eaux
stockage, les réactions entre eau et roche, etc. De quoi facili- usées pour l’eau potable : Indirect Potable Reuse (IPR). Le sujet
est important, du fait de la présence potentielle lors de la
ter la décision des collectivités, des usagers, agriculteurs ou recharge de contaminants émergents provenant de résidus
pharmaceutiques, de pesticides… Il est indispensable de por-
encore industriels. ter une attention aux effets potentiellement néfastes sur
l’environnement et la santé humaine de ces contaminants :
Recharge artificielle : une méthode que deviennent ces polluants lors de l’infiltration puis du
cartographique innovante transport à l’occasion de la recharge ?
Le projet FRAME a défini une nouvelle approche pour gérer
Le bassin Rhône Méditerranée Corse (RMC) est connu pour l’IPR. Le BRGM a mis au point un modèle simulant des écoule-
ses besoins importants en eau pour satisfaire de nombreux ments en fonction de paramètres locaux, afin de déterminer
usages notamment en période estivale, aussi bien pour l’ali- le temps de résidence des polluants. Il s’agit d’un outil d’aide
mentation en eau potable que pour l’irrigation agricole. Les à la décision pour des bureaux d’études, ou à usage également
eaux souterraines représentent évidemment une ressource pédagogique, qui permet une première analyse de la qualité
essentielle, mais certaines nappes d’eau souterraine et les de l’eau en sortie d’un site de recharge, après transit dans
cours d’eau associés se trouvent régulièrement en situation le milieu souterrain. Le modèle créé est générique et peut
de déséquilibre quantitatif. être aisément paramétré en fonction de situations locales,
La recharge artificielle, qui consiste à réalimenter les aquifères des propriétés hydrogéologiques de l’aquifère réceptacle.
via des bassins d’infiltration ou à l’aide de forages, est une
réponse adaptée à ce type de situation. La technique existe de
par le monde, elle est même très utilisée dans certains pays
mais reste relativement marginale en France.
La méthode, permettant d'augmenter la recharge naturelle
avec une recharge artificielle à partir d’eaux de surface, pré-
sente l’avantage de prélever dans le milieu naturel en période
de hautes eaux pour restituer en période d'étiage, au ser-
vice de multiples besoins en eau potable, pour l’irrigation,

28 BRGM — Service géologique national

Projet phare 2018

Rejets
urbains

Irrigation

Rejets Eau potable
industriels
Zone
STEP non
saturée
Échanges Zone
nappe-rivière saturée

Bassin d'infiltration

Niveau piézométrique

Zone
hyporhéique

1 Eaux souterraines

2

1 — FRAME (water JPI), description schématique
d'un système de réutilisation indirecte pour
l’eau potable (IPR).

© BRGM - M. Pettenati

2 — Test de traçage pour caractériser les
paramètres hydrodynamiques dans la zone de
recharge de la roselière d’Agon-Coutainville.

© BRGM

3 — Carte de la potentialité à la recharge
artificielle indirecte (par bassin d’infiltration)
de la nappe de la Vistrenque et des Costières de
Nîmes établie sur la base de critères physiques
(caractéristiques du sol et du sous-sol, pente,
épaisseur de la zone non saturée).

© BRGM

3

N Légende
Note
0 1,75 3,5
 Défavorable
 Peu favorable
 Relativement favorable
 Favorable

7 10,5 14km

rapport d’activité 2018 29

30 BRGM — Service géologique national

Risques et aménagement
du territoire
—

Vue par drone des falaises 31

de Mesnil et Criel-sur-Mer.

© BRGM - T. Dewez

rapport d’activité 2018

Risques et aménagement du territoire

Comment rendre durables les territoires
et leurs aménagements, alors même que
le contexte du changement global crée des
tensions croissantes ? Impactée par les risques
naturels ou liée à l’action de l’Homme, une telle
« durabilité » nécessite de nouvelles approches
de recherche plus systémiques. Un changement
d’angle de vue pour le BRGM.

1 — Ancienne mine de Préoccupations sociétales, mise à jour de nouveaux besoins… la gestion des
plomb-zinc de la province risques et l’aménagement en lien avec les géosciences sont à un tournant, que le
du Hunan, Chine. BRGM a amorcé dès 2018 et que la stratégie scientifique de l’établissement vient
renforcer autour de la résilience des territoires. La « durabilité » des territoires
© F. Battaglia nécessite désormais des approches systémiques nouvelles, complexes car appuyées
sur des facteurs qui peuvent être interdépendants. Le BRGM, et les géosciences en
général, doivent passer d’une recherche purement technique et verticalisée à une
autre, plus transversale et plus interdisciplinaire. Les questions sociétales, quant à
elles, font évoluer les problématiques de géosciences axées sur le comportement
du sol et du sous-sol vers des interfaces nouvelles comme les sciences de l'envi-
ronnement ou la gestion de crise. Bref, que ce soit pour améliorer la résilience des
territoires face aux risques naturels ou pour gérer les impacts miniers et industriels,
les deux piliers du BRGM en la matière, une nouvelle donne stratégique se met en
place afin de participer à un aménagement plus durable des territoires…

RISQUES NATURELS ET RÉSILIENCE
DES TERRITOIRES 

Les problématiques relatives aux risques naturels sont un enjeu considérable
pour le développement de nos sociétés. Le BRGM se focalise sur les aléas du sol,
comme les instabilités gravitaires, le retrait-gonflement ou l’érosion, mais aussi
ceux du sous-sol avec les séismes et les effondrements, et du littoral (submer-
sion, érosion du trait de côte). En matière de résilience des territoires, sur le plan
méthodologique, le BRGM évalue et anticipe ces risques du court au long terme,
à des échelles locales à régionales – voire transfrontalières – et dans une approche

32 BRGM — Service géologique national

Faits marquants 2018

Limite de modélisation

2 — Aléa de la submersion

marine sur la commune de
Kourou dans le cadre de
la stratégie de gestion du
littoral de Kourou.

© BRGM

N

Légende 1 km
 Aléa fort
 Aléa modéré
 Aléa faible

0 0,5

5 à 10M intégrée comme le montre en 2018 le projet phare « De meilleures synergies pour
prévenir les catastrophes à l’échelle européenne » (lire page 36). Pour mieux contri-
de tonnes de terres excavées buer à la résilience des territoires, le BRGM aborde des questions de recherche
extraites de friches multiples, depuis la compréhension des phénomènes physiques jusqu’à l’éva-
industrielles en France chaque luation et la réduction de leurs impacts sociétaux. De nouveaux outils sont aussi
année (source ADEME). nécessaires, comme des modèles numériques ou des capteurs dont l’exploitation
devrait permettre de mieux préparer la réponse aux futures crises, d’anticiper des
Plus de catastrophes issues d’aléas à évolution lente (érosion, remontée du niveau marin,
glissements-coulées) comme rapide (séismes, submersions, chutes de blocs).
7 000
Des scénarios prédictifs réalistes pour une meilleure
sites dans la base BASOL des prévention des risques naturels
sites potentiellement pollués
nécessitant une intervention Pour aborder tous ces aspects des géosciences de demain liés aux risques et
des pouvoirs publics. à la résilience, il est prépondérant de construire des scénarios prédictifs réalistes
pour une meilleure stratégie de prévention des risques. Les travaux portent d'abord
Près de sur la compréhension des processus physiques contrôlant les aléas sismiques et
hydro-gravitaires, dans les terres comme sur le littoral, et vers le développement
63 % de modèles phénoménologiques. Ces derniers sont intégrés dans des outils de
simulations numériques permettant d’évaluer les impacts en utilisant des don-
des sols métropolitains nées d’observations, et en prenant en compte les incertitudes. Il faut d’autre part
montrent des prédispositions développer des méthodologies d’estimation de la vulnérabilité face aux aléas
au retrait-gonflement des naturels. Ces dernières sont intégrées dans des plateformes numériques permet-
sols argileux. tant de mettre en œuvre nos modèles prédictifs et de produire des cartographies
d’évaluation de dommages multirisques.
rapport d’activité 2018
De nouveaux outils d’aide à la gestion de crise

Les chercheurs du BRGM créent également des outils d’aide à la gestion de crise,
pour des prises de décision en temps réel et des réponses rapides afin de faire face
à une demande accrue de la société en termes de réactivité des pouvoirs publics.

Exemples : des systèmes de capteurs, comme développé plus haut ; des modèles
pour caractériser rapidement un événement extrême, exploitable pour antici-
per la crise en vue d’éclairer la décision des autorités. Mais aussi des outils pour
comprendre l’évolution de cette crise en temps réel, toujours orientés vers l’aide
à la décision. Et, pour finir, des solutions pour une récupération rapide du terri-
toire impacté.

33

Risques et aménagement du territoire

INDICATEURS DE MESURE DIAGNOSTIC DE POLLUTION submersion marine et de projection du
DE LA BIODIVERSITÉ PAR GÉOPHYSIQUE SUR LE SITE trait de côte à horizon 2050, ainsi que
Le projet RECORD (BRGM, DE LA COURNEUVE différents modes de gestion différés
BIOTOPE, Vertigo LAB) propose des Photo 3 / Le SID (service de dans le temps. Les solutions proposées
indicateurs pour suivre l’avancée l’Armée), qui a engagé un diagnostic par le BRGM sont de différentes
d’une restauration écologique environnemental dans le cadre de natures : ralentir le transit sédimentaire,
ou une remédiation de milieux la rétrocession à la ville de l’ancien accompagner le phénomène avec
dégradés. Un outil pour sélectionner centre de ravitaillement des Armées du rechargement, ou encore revoir
ces indicateurs de suivi les plus de La Courneuve, a confié au BRGM les enjeux par un scénario de
appropriés – fonctions écologiques l’étude géophysique de la zone, relocalisation. 
ou services – a été développé. couplant sismique et électrique,
laquelle a révélé l’extension de IDENTIFICATION DU
APPLICATION D’OUTILS DE la pollution de la nappe. RISQUE DE RECUL DU TRAIT
BIOLOGIE MOLÉCULAIRE SUR DE CÔTE EN SEINE-MARITIME
UN SITE POLLUÉ FONDS PÉDO-GÉOCHIMIQUES Photo 4 / Le trait de côte entre
Avec BioDISSPOL, le BRGM, avec ANTHROPISÉS URBAINS POUR Dieppe et Pourville-sur-Mer court
l’ADEME, l’université de Strasbourg, ORIENTER LES DÉCIDEURS un risque majeur de recul, avec des
le CNRS et Genoscreen, s’est L’ADEME a conduit un groupe conséquences sur l’habitat. Une étude
appuyé sur les caractéristiques de travail pour la détermination géophysique a été menée par le BRGM
des solvants chlorés pour obtenir des Fonds pédo-géochimiques sur le front de falaise : ont été décelées
de nouvelles données précises anthropisés (FPGA) urbains. Le BRGM des anomalies gravimétriques,
sur la biodégradation in situ de en est un acteur clé, et ces FPGA interprétées comme la signature de
ces polluants. Des résultats qui sont fondamentaux pour orienter les poches argilo-sableuses. Des sondages
peuvent aider à orienter la gestion, décideurs, notamment en matière de de vérification ont conforté l’approche
la surveillance et le suivi du gestion de terres excavées en zone géophysique, permettant dans le même
traitement de ce type de pollution. urbaine et de reconversion des friches temps de réaliser des cartes du recul du
industrielles. La méthode, encore en trait à différentes échéances.
STRATÉGIE D'ATTÉNUATION développement, a été appliquée dans
DANS LA ZONE MINIÈRE le cadre d’un projet pilote à Toulouse, COUPLAGE
D’AOTOUSHAN EN CHINE la métropole devenant la première en MICROGRAVIMÉTRIE-SCANNER
Photo 1 / Le Centre de France à disposer d’un jeu de données LASER MOBILE 3D POUR
recherche et de développement interprété. LA RECHERCHE DE CAVITÉS
ASEM Water, le BRGM et Méthode géophysique la plus
l'université de Tours viennent de STRATÉGIE DE GESTION DU couramment utilisée pour la
boucler le projet ATIM-Hunan LITTORAL À KOUROU recherche et la détection de cavités
(Éco-remédiation, prévention Figure 2 / Suite à des phénomènes souterraines oubliées ou inconnues,
et contrôle des eaux de mines). d’érosion et de submersion marine la microgravimétrie permet de déceler
Objet : mettre en place une stratégie connus en 2016, la ville de Kourou, des anomalies de densité dans
pour atténuer l'impact de la zone en Guyane, a décidé d’engager une le sous-sol. Le BRGM a montré que,
minière d’Aotoushan sur les eaux stratégie de gestion à moyen et long couplé à cette technique, le levé
souterraines et de surface ainsi que terme sur son littoral. Le BRGM a topographique 3D au scanner
sur les sédiments dans la région du réalisé une enquête de terrain auprès laser mobile pourrait permettre
Hunan. Un diagnostic géochimique, des riverains pour caractériser les une détection exhaustive des
minéralogique et microbiologique enjeux, et élaboré des cartes de vides souterrains.
a pu être réalisé sur des sites
affectés. Il a immédiatement BRGM — Service géologique national
conduit à l'élaboration de procédés
de remédiation.

GUIDE SUR LA SURVEILLANCE
DES EAUX SOUTERRAINES DES
INSTALLATIONS CLASSÉES
Le BRGM a rédigé, avec l’INERIS,
le guide « Surveillance de la qualité
des eaux souterraines appliquée
aux ICPE et sites pollués ». Son
but : contribuer à la sécurisation
des installations classées pour la
protection de l’environnement.

34

3 — À gauche, installation Renforcer la résilience des territoires

d’une ligne de tomographie Il est par ailleurs nécessaire de développer des solutions pour renforcer l’adapta-
électrique dans le parc aux tion et la résilience des territoires eux-mêmes, et leur adaptation aux changements
abords du site pollué de globaux. La recherche est centrée ici sur des stratégies robustes pour installer le
La Courneuve. concept de résilience. Il faut alors identifier des indicateurs pour évaluer de façon
intégrée les impacts physiques et économiques en termes de dommages sur les
© BRGM - N. Coppo bâtis et les fonctions du territoire, ainsi que des solutions techniques (naturelles,
géotechniques) permettant la re-fonctionnalisation, la récupération du territoire,
À droite, indice de pollution l'augmentation de sa robustesse voire la création de valeur… On le voit, l’éventail
visible sur le site. des travaux de recherche est large.

© BRGM - A. Colombain

GESTION DES IMPACTS MINIERS ET INDUSTRIELS

SUR LE SOL ET LE SOUS-SOL 

Autre sujet clé, la gestion du passé minier et industriel. Couplé à la croissance
de l’espace urbain, à l’artificialisation rampante des surfaces agricoles (+ 0,8 %
par an) et à la perte de la biodiversité, notre passé industriel et minier refait surface.
Sa prise en compte dans une optique de développement durable est cruciale. Elle
passe par une gestion raisonnée des anciens sites et la reconquête de sols urbains
souvent délaissés. Un sujet qui témoigne de nombreuses innovations techniques.

Les processus physiques, chimiques et biologiques qui contrôlent le devenir
des polluants sont complexes mais essentiels à connaître pour être en mesure
d’anticiper leur devenir et permettre ainsi de mieux orienter les choix de gestion.
Ces choix doivent tenir compte du contexte général du changement climatique,
avec notamment des événements plus violents et plus fréquents, qui déstabilisent
plus encore les sites dégradés et en augmentent les risques associés.

Concrètement le BRGM développe, à différentes échelles, des méthodes et outils
pour la mesure in situ de l’impact des environnements miniers ou industriels
dégradés, pour la caractérisation du potentiel de « traitabilité » des sols anthropi-
sés et des effluents miniers dégradés, ou encore des indicateurs du potentiel de
résilience de ces milieux.

Sols et sous-sols dégradés : quelles remédiations
et refonctionnalisations ?

Au-delà de cette compréhension des mécanismes et de la caractérisation des

- 5 milieux, le BRGM développe également des techniques pour la remédiation et la

refonctionnalisation des sols et sous-sols dégradés, ainsi que des méthodes pour

-4

suivre les performances de ces techniques in situ. Parmi les travaux : l’utilisa-

- 3 tion de tensioactifs pour dépolluer des sols de certains composés organochlorés

- 2 particulièrement nocifs et persistants ; la stabilisation des polluants de terres

- 1 excavées ou de sédiments dragués pour bloquer les transferts ; la reconstitution
de sols fonctionnels à partir de terres polluées ; le traitement d’eaux de mines par

- 0 des solutions utilisant les fonctions naturelles (biologiques et semi-passives) et le

- -1 confinement pérenne de sources de pollution…

- -2 Mais la complexité de certains sites miniers et industriels dégradés amène à

- -3 repenser les stratégies de traitement et de gestion pour rechercher des approches
plus systémiques, pluridisciplinaires et multipartenaires. C’est une orientation de
- -4 recherche qui doit être renforcée. Parmi les autres axes de recherche on citera la

- -5 collecte et l’organisation interopérable de données géo-environnementales asso-
150 ciées aux environnements miniers et industriels dégradés, comme le montre en

2018 le projet phare « Mine urbaine : la reconversion des friches industrielles nécessite

des compétences multiples » (lire page 38). Ou encore de nouvelles approches dites

systémiques comme des méthodologies d’aide à la décision, de reconquête des

4 — Changement de relief de anciens sites miniers ou industriels dans un contexte de planification urbaine.

la falaise de Dieppe reconstruit La compréhension des phénomènes est aussi couplée à une dimension socié-

à partir de photos aériennes tale : les changements sociaux entraînent une vision nouvelle, une redéfinition
obliques du 22 juillet 2013 et du des usages et des expertises alternatives. Ce changement d’angle de vue, assorti
16 avril 2014. Les tons rouges de nouvelles approches systémiques, renforce aussi le contexte spécifique de
montrent les zones en érosion missions régaliennes où le BRGM accompagne l’État dans la mise en place de ses
entre 2013 et 2014. politiques publiques.

© BRGM - T. Dewez

rapport d’activité 2018 35

Risques et aménagement du territoire

De meilleures synergies pour prévenir
les catastrophes à l’échelle européenne

Les frontières physiques n’arrêtent pas les catastrophes naturelles !
Avec le projet ESPREssO, mené entre autres par le BRGM, l’Europe se dote
d’une vision stratégique pour la recherche future sur les priorités de Sendai,
l’accord pour la réduction des risques de catastrophes dans le cadre des
Nations Unies, et pour la gestion des crises transfrontalières.

GILLES AUDREY
GRANDJEAN BAILLS

— —

DIRECTEUR DU PROGRAMME RISQUES INGÉNIEUR CHEF DE PROJET RISQUES

NATURELS ET RÉSILIENCE DES TERRITOIRES CÔTIERS ET CHANGEMENT CLIMATIQUE

C hangement climatique, urbanisation galo- Synergies for disaster PRevention in the EurOpean union),
pante, dépendance toujours grandissante afin d’améliorer ces synergies pour la prévention. De 2016 à
aux technologies et aux infrastructures fin 2018, un groupe de travail dirigé par AMRA Scarl (Italie) a
(qui ne sont pas sans impacts) : l’Europe rassemblé, outre le BRGM, ses homologues GFZ (Helmholtz
est de plus en plus vulnérable aux risques Centre Potsdam) et DKKV (German Committee for Disaster
naturels. Face aux catastrophes naturelles Reduction) en Allemagne, ETH Zurich pour la Suisse, l’uni-
telles que les séismes, les inondations, ou les versité de Huddersfield au Royaume-Uni et l’université de
mouvements de terrain, il est indispensable Copenhague au Danemark.
de travailler de manière transfrontalière et Cette coopération a porté sur la gestion transfrontalière des
à un niveau global et intégré pour parvenir catastrophes naturelles mais pas seulement. ESPREssO a
à une gestion plus efficace des risques et un travaillé sur 3 types de « frontières » : celles des États, pour
renforcement de la résilience des territoires. améliorer la gestion des catastrophes qui affectent plusieurs
pays simultanément ; celle des mondes de la recherche et
10 milliards d'euros perdus chaque année des politiques publiques, afin d’identifier les verrous et
d’améliorer la communication et la compréhension entre
L’enjeu est lourd. En 40 ans, les pertes économiques résultant scientifiques et décideurs ; mais aussi et surtout celle des
de catastrophes naturelles ont presque décuplé, et pèsent communautés de l’adaptation au changement climatique
environ dix milliards d'euros chaque année rien qu’au sein et de la réduction des risques de catastrophes.
de l’Union européenne. Mais la prise de conscience est forte :
les risques ne peuvent être réduits véritablement que dans … et une autre vision stratégique
le cadre d’une approche globale. « L'augmentation attendue
du nombre de catastrophes causées par des phénomènes Ce travail fournit aussi une vision stratégique. Il propose des
naturels en Europe, ainsi que l'aggravation de leurs consé- moyens pour créer des approches cohérentes aux niveaux
quences, engendrent la nécessité d'une action coordonnée national et européen en matière de réduction des risques,
entre les États membres pour renforcer la résilience de leurs d'adaptation au changement et de renforcement de la rési-
actifs matériels et leurs communautés, ainsi que leur capacité lience. Il tente de réduire les écarts de conception et de gestion
à réagir aux multiples types de dangers » indique le document de ces risques aux niveaux local et national, d'identifier les
d’orientation ESPREssO sur les futures stratégies de recherche lacunes et de dépasser les limites entre différentes stratégies
reprenant le cadre d'action de Sendai pour la réduction des de réduction.
risques de catastrophe 2015-2030 (accord pour la réduction Au final, les capacités elles-mêmes de gestion des risques en
des risques de catastrophe dans le cadre des Nations unies). sortent renforcées. Concrètement le projet a donné naissance
De fait, ce sont de nouvelles frontières qui s’ouvrent à la à deux documents : des lignes directrices opérationnelles sur
recherche pour l'élaboration des politiques publiques. la gestion des risques de catastrophes, et une vision sur les
futures stratégies de recherche sur le même sujet.
De nouvelles frontières scientifiques… Une activité de collaboration qui s’est étendue au-delà des
partenaires du consortium à une large communauté scien-
Des partenaires de 7 pays européens se sont réunis en consor- tifique et à d’autres parties prenantes concernées.
tium au sein du projet de recherche ESPREssO (E­ nhancing

36 BRGM — Service géologique national

Projet phare - Risques naturels

1

Simulations
complexes,
modèles et outils

MITIGA TION PRÉPA RATION Facilité Outils de
d’utilisation pointe
MEILLEURE
ÉVALUATION DES Appui Aide à la
RISQUES ET DES technique et décision

IMPACTS politique

SSEMENT ONSE RÉP

RÉTABLI Big data et
données satellites/
Échelle de télédétection
mondiale

Échelle
régionale et

locale

Évaluation Évaluations
fiable des de haut
pertes niveau

Danger Analyse Caracté- Infra-
Exposition multi- risation structures
Vulnérabilité risque standard
Économiques
Niveaux et 2
groupes de Humaines
vulnérabilité
Installations
Incertitudes

Recherche
sur les
risques
isolés

3

rapport d’activité 2018 1 — Le projet ESSPREssO vise à
améliorer la synergie et la coopération
européenne pour la prévention
des risques dans une approche
transversale et globale.

© BRGM

2 — Document produit dans le cadre
de la coopération du projet ESPREssO.

© AMRA, BRGM, UCPH

3 — Rue principale d'Amatrice après
la crise sismique d'août 2016 (Italie,
juillet 2017).

© BRGM - D. Monfort

37

Risques et aménagement du territoire

Reconvertir les friches industrielles
nécessite des compétences multiples

Friches industrielles, terres excavées : le BRGM produit de l’information
et développe des outils d’aide à la décision pour les professionnels en
charge de la gestion des sites concernés.

ELSA JEAN-FRANÇOIS SAMUEL
LIMASSET BRUNET COUSSY

— — —

INGÉNIEUR ENVIRONNEMENT CHEF DE PROJET CHEF DE PROJET

L e sujet a le vent en poupe : il faut renouveler chimique des sols à l’échelle locale ou des territoires ainsi
la réflexion et les actions de valorisation des que la bancarisation des analyses de sols à l’échelle nationale
friches industrielles qui constituent une véri- dans BDSolU (www.bdsolu.fr).
table ressource. Dans ce domaine, le BRGM est À cette panoplie d’informations et d’outils pour les profes-
un acteur majeur : il crée des outils pour les sionnels en charge de la gestion de ces sites viennent s’ajouter
décideurs. des outils d’aide à la décision en contexte de reconversion de
friches : SelecDEPOL (www.selecdepol.fr) pour optimiser le
Les friches urbaines : une ressource choix des techniques de dépollution, REFRINDD ou SOLENV
dans les projets d’aménagement pour apprécier la durabilité ou l’impact environnemental
d’une technique en particulier.
En effet, comment concilier pression immo- Parmi les autres résultats à l’actif du BRGM en 2018 : le projet
RECORD (page 34), à la fois étude bibliographique et outil
bilière et préservation des espaces naturels et pour suivre l’efficacité d’une restauration écologique ou une
remise en état des sols en prenant en compte la biodiversité.
agricoles ? Avec l’accroissement de la démo-
Terres excavées : passer du statut de déchet
graphie (en France, une augmentation de à celui de matériau à valoriser

1,2 million d’habitants est prévue entre 2015 et Autre sujet important : tout nouvel aménagement va entraî-
ner des terrassements et déblais. Ces terres excavées pouvant
2020, pour 6,2 millions à l’horizon 2050), les enjeux du foncier être polluées, comment les gérer ? Le BRGM, expert du
domaine, définit des règles pour permettre de valoriser les
deviennent stratégiques. Si l’on veut promouvoir le dévelop- terres excavées en toute sécurité, que ce soit sur le plan sani-
taire ou environnemental. Il apporte expertise et conseil en
pement durable dans une logique d’économie circulaire, il est proposant des outils opérationnels pour accompagner les
aménageurs, les entreprises de travaux publics et les pou-
nécessaire de recenser, caractériser et puis valoriser les friches voirs publics.
Rédacteur, avec l’INERIS, du « Guide de valorisation hors site
urbaines dans les projets d’aménagement. des terres excavées issues de sites et sols potentiellement
pollués dans des projets d’aménagement », le BRGM s’est vu
Pour ce faire, le BRGM réalise des inventaires et produit des confier par l’État l’élaboration de la plateforme interactive
Terrass. Cette plateforme bancarise les données (origine, qua-
informations utiles à la planification urbanistique et à la lité et quantité de terres, usages, modalités de transport et de
réutilisation…) et met en contact, via sa Bourse aux terres, les
protection de la santé publique et de l'environnement. Il sites producteurs et receveurs pour optimiser la valorisation.
Le BRGM se place clairement, dans ce vaste cadre, aux côtés des
développe aussi des techniques innovantes de remédiation collectivités. En 2018, il a notamment réalisé, pour le compte
de la Ville de Paris, une étude générale de faisabilité et de défi-
des milieux impactés, ou de refonctionnalisation des sols. nition opérationnelle de valorisation des terres pour favoriser
l’économie circulaire dans les projets d’aménagement.
Autant de réponses pertinentes, appuyées sur des compé-

tences multiples, aux enjeux d’aménagement du territoire,

dans un souci de maîtrise des risques environnementaux

et sanitaires.

Des bases de données aux référentiels

Résultats : L’Observatoire des friches de Vendée auquel le
BRGM a contribué en s’appuyant sur des données BASIAS du
territoire a été finalisé sous web service pour l’Établissement
public foncier Vendée et les collectivités du département. Ces
acteurs locaux peuvent consulter les fiches récapitulatives
pour les friches recensées en appui au réaménagement de
leur territoire et de leur stratégie foncière. Citons aussi les
travaux de développement méthodologique conduits avec
l’ADEME pour la définition de référentiels de la qualité géo-

38 BRGM — Service géologique national

Projet phare - Risques anthropiques

1 — Gestion des terres excavées sur un ancien site industriel
dans le cadre du projet de réaménagement NOVACIERIES.

© BRGM

2 — Le site SelecDEPOL, est un outil d'aide à la décision.
Selon les critères renseignés par l'utilisateur, l'outil orientera
vers les techniques de dépollution les plus adaptées.

1 © BRGM

3 — Aperçu d’une friche industrielle et du type de déblais
à traiter pour sa remédiation.

© BRGM - P. Bataillard

2

rapport d’activité 2018 3

39

Risques et aménagement du territoire

Après-mine. Outre la prise en charge d’anciennes installations minières,
le DPSM, département Prévention et Sécurité minière du BRGM, se doit
de tenir compte de plus en plus de l’environnement. Le renouvellement
des compétences permet d’y faire face, ainsi qu’à des sujets émergeants
tels que les mines polymétalliques. Des retours d’expériences sont aussi
nécessaires pour optimiser la sécurité, qui va de pair avec une gestion
précise et rationnalisée des installations comme le montre le projet phare
ci-dessous (bassin du Nord-Pas de Calais), emblématique des actions
du BRGM en matière de sécurité après-mine.

Bassins houillers : comment mieux
gérer dans la durée des installations
hydrauliques de sécurité

FABRICE GREGORY
QUIRIN IURETIG

— —

INGÉNIEUR TRAVAUX INGÉNIEUR EAU ET ENVIRONNEMENT

Gestion de la sécurité publique, mais aussi innovations du havage qui permet d’éviter les pompages dans la nappe
techniques et gestion environnementale : ainsi peuvent se et la déstabilisation des sols environnants. Ou encore des
résumer les actions déployées par le DPSM dans l’ancien travaux à venir sur la SRE Godion, avec un choix de pompes
bassin houiller du Nord-Pas de Calais. permettant une quasi-continuité du flux hydraulique. Par-
fois, ce sont des réparations d’urgence de fuites sur des
52 stations de relevage des eaux à gérer canalisations de refoulement, comme sur la SRE Bernicourt,
qui mobilisent des solutions nouvelles dans le respect de
Ce bassin, l’un des plus étendus de France, a vu la fin de l’ex- l’environnement. Autant d‘exemples emblématiques de la
ploitation minière dans les années 90. Le relief y est plat, valeur ajoutée du DPSM : un couplage d’ingénierie et de pilo-
la pente des cours d’eau très faible. L’extraction du charbon tage de projet.
a créé des affaissements localisés en surface modifiant les
réseaux hydrographique et d’assainissement, créant des 1
points bas susceptibles d’accumuler des eaux (de surface et
pluviales). Face aux risques d’inondation, l'exploitant minier
a mis en place des Stations de relevage des eaux (SRE), dont la
fonction est de relever les eaux des cuvettes d’affaissement.
Ces SRE appartiennent aujourd’hui à l’État et sont classées
par arrêté ministériel comme Installations hydrauliques de
sécurité (IHS).
On trouve ainsi 52 stations, gérées par le DPSM. Un sujet
sensible et durable car la zone est fortement peuplée, les
installations doivent fonctionner en continu et faire face à
des événements pluvieux intenses accentués par l’effet du
changement climatique. Cette gestion mêle de façon intime
des actions essentielles de surveillance et de maintenance
courante, avec l’aide de sous-traitants, à d’autres, plus inno-
vantes, pour améliorer l’intégration de ces stations dans leur
écosystème, tout en optimisant le parc.
En témoigne dans le Nord, la réalisation d'un ouvrage de
génie civil profond pour la SRE Charlieu, par la méthode dite

40 BRGM — Service géologique national

Après-mine

1 — La Station de relevage des eaux (SRE) 3
Vallée de Scarpe (département du Nord).

© BRGM - F. Quirin

2 — Résultat 3D obtenu d'une galerie à May-sur-Orne
(Calvados) à l'aide du dispositif mobile ZEBrevo.

© BRGM

3 — Opération de comblement d'une cavité de l'ancienne
mine de plomb argentifère du Pradal (Hérault) grâce à
l'injection de 600 m3 de billes d'argile expansée.

© BRGM

2

Cote 263 - 3D Cote 263

RÉFECTION D’UN SAUMODUC par mortier ou coulis de ciment, par le DPSM, a été réalisée à
SOUS L’ANCIEN CANAL limitant les risques de pertes de l’aide d’un dispositif mobile
RHIN-RHÔNE produit de comblement. de type ZEBrevo (qui permet
Depuis plusieurs décennies, les de restituer une image
chlorures sont extraits de la nappe TRAVAUX D’URGENCE tridimensionnelle de la cavité),
d’Alsace à l’aval des terrils du bassin APRÈS LES INTEMPÉRIES calée avec la surface. Résultats :
potassique. Les saumures pompées EXCEPTIONNELLES DE SALSIGNE la création d’une référence
sont rejetées au Rhin via le saumoduc, Le nord et le centre du département « état zéro » des cavités qui
un canal bétonné d’une longueur de de l’Aude ont vécu des précipitations pourra être comparée avec
20 km. À Munchhouse (Haut-Rhin), exceptionnelles au mois d’octobre de nouvelles campagnes ;
ce saumoduc passe sous le canal 2018 avec de nombreux dégâts une indication précise du volume
Rhin-Rhône par un tunnel en béton de et des victimes dans le bassin des vides pour des projets de
55 mètres qui présentait des fissures. versant de l’Orbiel. Suite à cette mise en sécurité et un outil
Afin d’arrêter les fuites, une conduite catastrophe, le DPSM a très d’aide à la décision pour favoriser
en acier de 1 200 mm de diamètre a rapidement procédé à une série la poursuite et l’évolution de
été introduite à l’intérieur du tunnel, de contrôles et de mesures afin la surveillance ou la réalisation
l’espace résiduel entre la conduite d’apprécier l’impact des précipitations de travaux de mise en sécurité.
et l’ouvrage d’origine ayant été empli sur les ouvrages miniers, ainsi
de béton. qu’en matière environnementale. MISE EN SÉCURITÉ D’UN
Il a fallu engager en urgence toute DÉPÔT DE RÉSIDUS DE
COMBLEMENT D’UNE une palette de travaux de mise en TRAITEMENT DE MINERAI
ANCIENNE MINE PAR DES sécurité, notamment sur la digue de À PONTGIBAUD
BILLES D’ARGILE EXPANSÉE protection de la lagune d’infiltration Le district métallifère de Pontgibaud
Photo 3 / L’ancienne mine de plomb de la station de traitement des eaux, (Puy-de-Dôme) comporte
argentifère du Pradal (Hérault), qui s’est révélée fortement entamée des dépôts de résidus issus du
exploitée entre le Xe et le XVe siècle, par la crue de l’Orbiel. Des travaux qui traitement de minerai de plomb
présente des cavités à faible seront suivis d’autres opérations de argentifère, provenant de l’activité
profondeur sous les habitations. confortement en 2019. minière de la seconde moitié du
La grande cavité, la moins profonde XIXe siècle. Ils présentent une forte
(à environ 4 m), a fait l’objet d’une CARTOGRAPHIE 3D DE concentration résiduelle en métaux
mise en sécurité par comblement : GALERIES À MAY-SUR-ORNE (plomb, arsenic…). Le DPSM a
600 m3 de billes d’argile expansée AVEC ZEBREVO réalisé en 2018 les travaux de mise
ont été injectées. La réussite de Photo 2 / Une cartographie 3D en sécurité du site de Barbecot,
cette opération ouvre une solution de galeries du bassin ferrifère de clôturant le cycle des interventions
alternative aux injections classiques May-sur-Orne (Calvados), surveillé engagées sur le district depuis 2010.

rapport d’activité 2018 41

42 BRGM — Service géologique national

Ressources minérales
et économie circulaire

—

Les déchets d'équipements 43

électriques et électroniques
représentent un gisement de
métaux stratégiques.

© BRGM

rapport d’activité 2018

Ressources minérales et économie circulaire

Face à une pression croissante sur
les ressources minérales, le BRGM œuvre pour
accompagner la sécurisation des approvisionnements,
l’optimisation des flux et stocks de matière et la gestion
des impacts environnementaux liés au cycle de vie des
métaux et matériaux. Il promeut le développement
d’une économie plus circulaire, associée à une activité
extractive responsable.

1 — À gauche, mise au point Le BRGM est l’un des principaux organismes publics français à pouvoir couvrir
d'un bioprocédé pour la génération l’essentiel du cycle de vie des matières minérales, depuis l’identification des gise-
de fer ferrique pour faciliter ments (mines et carrières) jusqu’à la mise en place de leur recyclage (mine urbaine).
l'extraction des métaux. Ses compétences scientifiques en amont pour faciliter l’exploration (métallogénie,
prédictivité) comme en procédés de traitement (minéralurgie, métallurgie, recy-
© ORANO clage) de la matière primaire (minerais) et secondaire (déchets miniers, industriels
et urbains) se doublent d’une capacité à développer une vision globale sous un
2 — À droite, formation en angle économique et environnemental (intelligence minérale, analyse de cycle
géosciences en Afrique dans le de vie, suivi des flux de matière…). L’exemple de la filière du lithium montre que
cadre du projet PanAfGéo encadré le BRGM sait mobiliser des compétences variées sur l’ensemble du cycle de vie de
par le BRGM, notamment sur l’un des principaux composants métalliques pour la transition énergétique. Son
les ressources minérales. attention se porte également sur l’approvisionnement en géomatériaux pour
accompagner des approches d’écologie industrielle et territoriale.
© Nicolas Charles
Développer des approches prédictives

L’accès aux ressources minérales est un enjeu majeur, d’autant que celles-ci
sont de plus en plus difficiles à explorer et exploiter car issues de gisements moins
riches, plus complexes, plus dispersés. En tant que service géologique, le BRGM est

44 BRGM — Service géologique national

Faits marquants 2018

Lithologie simplifiée de la France Provins
 Argiles
 Calcaires, marnes et gypse Massif armoricain
 Craie
 Grès 2 — Carte de France
 Sables
 Basaltes et rhyolites des carrières de
 Granites kaolin et d'argiles.
 Ophiolites
 Gneiss © BRGM
 Micaschistes
 Schistes et grès

Carrières en France Centre-Berry Nièvre
 Kaolin, Massif armoricain (7) Limagne
 Kaolin, Beauvoir (1)
 Argiles kaoliniques, Charentes (10) Beauvoir
 Argiles kaoliniques, Provins (7)
 Argiles kaoliniques, Limagne (5) Charentes Velay Hostun
 Argiles kaoliniques, Hostun (3)
 Argiles kaoliniques, Centre-Berry (4) Fumel
 Argiles kaoliniques, Fumel (10) Montagne Noire
 Argiles kaoliniques, Montagne Noire (1)
 Argiles kaoliniques, Nièvre (1)
 Argiles kaoliniques, Velay (1)

0 125 250 km sollicité pour fournir à des États un conseil
sur la présence et la disponibilité des res-
184 Mds sources minérales dans le cadre d’un appui
aux politiques minières visant à valoriser
de tonnes, c'est la projection leur sous-sol. Les approches d’économie
d’extraction de matières circulaire ne pourront satisfaire seules aux besoins croissants de la société. Des
premières minérales à l’horizon matières minérales primaires doivent être réinjectées dans le cycle. Le BRGM entend
2050 à l’échelle mondiale, développer des approches prédictives qui facilitent la détection de potentielles
soit une augmentation de ressources minérales primaires et secondaires, principalement à l’échelle régionale.
120 % par rapport à 2015. L’objectif est de cibler au mieux les investissements d’exploration.
Cette démarche d’optimisation passe entre autres par une meilleure compré-
3,5 M hension des processus de minéralisation à l’origine de la formation des gisements.
Une thèse menée au BRGM et soutenue en décembre 2018 a par exemple permis de
de tonnes par an de Déchets reconstruire les processus de formation des gisements à étain-tungstène dans les
électriques et électroniques environnements d’intrusions granitiques. Le BRGM cherche également à compléter
(DEEE) sont collectés ses outils dans le domaine de la cartographie prédictive appliquée aux ressources
en Europe. minérales, par la combinaison de ses savoir-faire historiques avec des approches
basées sur l’exploration de données et en s’orientant vers les approches d’intelli-
8 % gence artificielle. Ses compétences accompagnent l’évolution des actions associées
à l’optimisation de l’exploration. Dans le cadre du projet H2020 Solsa par exemple,
des métaux et matériaux l’établissement participe à la conception d’un scanner de carottes qui fait appel à
utilisés en Europe sont une méthode d’intégration des données analytiques acquises permettant d’extraire
issus du recyclage. automatiquement les caractéristiques géologiques des échantillons scannés et de
favoriser ainsi l’identification rapide des zones d’intérêts.

Promouvoir les chaînes de valeur vertueuses pour les métaux

Observateur du cycle des matières minérales, le BRGM accentue ses efforts de
recherche sur les méthodes et les outils de modélisation des analyses de flux de
matière dans l’économie. Son analyse intègre les facteurs environnementaux et
sociaux afin d’appuyer le développement d’une économie plus circulaire et d’une
mine plus responsable. L’établissement entend également compléter son approche
analytique du suivi des dynamiques économiques et technologiques qui façonnent
le marché des matières premières par une dimension prospective intégrant des
scénarios d’offre et de demande sous différentes hypothèses (politiques, écono-
miques, techniques, réglementaires, sociales et environnementales). Cela implique
d’être en capacité de bâtir ces scénarios avec des méthodes et des outils adaptés,
mais aussi d’en évaluer les impacts économiques et environnementaux, d’envisager
les risques d’approvisionnement et d’identifier des stratégies de compensation
(recyclage, substituabilité…) pour les matières premières minérales.

Une attention particulière est portée aux chaînes de valeur favorisant la tran-
sition écologique et celles présentant le plus d’intérêt pour les industriels français
et européens. Dans le projet Intmet par exemple, qui portait sur le développement

rapport d’activité 2018 45

Ressources minérales et économie circulaire

KAOLIN ET ARGILES les sédiments et de les valoriser INTMET OU LA PRISE EN
KAOLINIQUES : LE MÉMENTO comme matériaux de construction COMPTE DES ASPECTS
DE LA FILIÈRE FRANÇAISE de systèmes de protection dans ENVIRONNEMENTAUX
Figure 2 / Près de 400 000 tonnes les ports, les canaux et sur les côtes Le projet européen Intmet,
de kaolin et d’argiles kaoliniques sont au nord-ouest de l’Europe. achevé en janvier 2019,
extraites chaque année en France à consistait à développer des
partir de 41 carrières. Un mémento IRONBIOX POUR LA solutions techniques innovantes
dédié à ces ressources a été publié par COPRODUCTION D’URANIUM pour le traitement des minerais
le BRGM en février 2018. Il présente ET DE FER FERRIQUE polymétalliques complexes. Outre
des connaissances actualisées sur Photo 1 / Le BRGM et la société les aspects technologiques, le BRGM
l’activité extractive de ces substances Orano développent conjointement, était chargé d’analyser les procédés
et sur l’ensemble de leurs filières depuis 2018, un bioprocédé visant développés du point de vue de
d’usage sur le territoire national. à améliorer l’efficacité des usines leurs impacts environnementaux,
de production d’uranium par la bio- calculés selon la méthodologie
HYDRODYNAMIQUE DES génération d’un oxydant de lixiviation, de l’analyse de cycle de vie.
SYSTÈMES MINÉRALISÉS le fer ferrique. La preuve de concept a Les résultats ont mis en évidence
PÉRI-GRANITIQUES été établie au laboratoire par le BRGM. une contribution significative de
Les gisements à étain-tungstène de Le projet s’est poursuivi par une phase l’utilisation des réactifs à l’impact
type veine et greisen fournissent près pilote au Sepa, à Bessines, avant environnemental global.
de 50 % de la production mondiale d’être transféré à l’échelle d’un pilote
de tungstène. Ils se forment au toit et industriel sur un des sites du groupe. SOLSA : LA FUSION DE
en bordure des coupoles d’intrusions DONNÉES POUR UN SCANNER
granitiques. Une thèse réalisée au LE TRAITEMENT DES DE CAROTTES
BRGM par Gaëtan Launay et soutenue DÉCHETS ÉLECTRIQUES Figure 3 / Dans le cadre du projet
en décembre 2018 a permis, par la ET ÉLECTRONIQUES (DEEE) H2020 Solsa (Sonic On-Line Drilling
prise en compte de la perméabilité AU CAMEROUN and Sampling Analysis), le BRGM
dynamique, de reconstruire les Photo 4 / Le projet Weeecam a pour participe à la conception d’un
paléo-circulations des fluides ainsi objectif de mettre en œuvre, au scanner de carottes permettant, de
que les processus de formation de Cameroun, une activité soutenable manière automatisée, d’effectuer
ces gisements. et reproductible de collecte et de sur site des analyses en continu
traitement des DEEE dans les grandes et d’extraire des propriétés
PANAFGEO : zones urbaines. Dans ce cadre, le BRGM physico-chimiques cohérentes afin
455 GÉOSCIENTIFIQUES développe, à travers un volet spécifique d’identifier les zones d’intérêt via
FORMÉS EN 2018 de R&D, une série de schémas de un logiciel de traitement numérique.
Photo 2 / En 2018, PanAfGeo procédés innovants destinés à produire Une méthode d’intégration des
a formé 455 géoscientifiques des matières premières de recyclage et données analytiques acquises,
africains dans 10 pays du participe à l’identification de leurs voies appelée fusion de données, a été
continent. Le BRGM a animé 5 des de valorisation. développée dans ce cadre.
17 formations organisées, sur les
ressources minérales (Cameroun), PR-RGB 3D Data PR-VNR 3D Data PR-VNR 3D Data
la cartographie géologique (Maroc) et Fusion image Fusion image Fusion image
les systèmes d’information (Sénégal,
Cameroun, Togo). PanAfGeo a déjà 150
formé près de 700 personnes issues
de 44 services géologiques d’Afrique 150 150
depuis fin 2016.
Z (mm)100 100
SURICATES : VERS LE RÉEMPLOI Z (mm)
DES SÉDIMENTS
Associant plusieurs partenaires Z (mm)
européens dont le BRGM, le projet 100
Interreg Suricates (2017-2021) 50 50
vise à accroître le réemploi de 400 50 400
sédiments pour la lutte contre les 400
inondations et l’érosion côtière. 300 300
Lancés en 2018, les travaux portent 300
sur le développement de démarches 200 200
innovantes permettant de récupérer 200 Y (mm)
Y (mm) Y (mm)
100 100
100
0 0 50 0 0 50
-50 0 X (mm) -50 X (mm)
-50
0
X (mm) 50

46 BRGM — Service géologique national

4 — Centre de tri de déchets de solutions techniques innovantes pour le traitement des minerais polymétal-
électriques et électroniques liques complexes, le BRGM avait aussi la responsabilité d’analyser les impacts
de Yaoundé. À terme, le Cameroun environnementaux de ces procédés.
souhaite développer sa capacités
de collecte et de traitement des Le BRGM expérimente en outre de nouveaux indicateurs d’efficacité des res-
DEEE et leurs valorisations. sources. Cela rend mieux compte des transferts d’impacts à tous les niveaux de
décision (entreprise, secteur industriel, gouvernement) et permet de promouvoir
© BRGM les chaînes de valorisation les plus vertueuses. La traçabilité des matières miné-
rales tout au long de leur cycle permet également d’appréhender le caractère
3 — Les données acquises par responsable de leur approvisionnement. Ce champ, déjà investi par le BRGM, est
en plein développement.
le scanner de carottes sont
intégrées en temps réel dans un Proposer des solutions innovantes
méga-fichier unique grâce à un
modèle spatio-temporel 3D qui En matière d’extraction et de traitement des ressources minérales primaires
génère une description métrique et secondaires, le BRGM cible des technologies aux impacts environnementaux et
des carottes. Différents algorithmes aux consommations énergétiques réduits. Il focalise ses recherches sur les matrices
traitent alors les données fusionnées complexes, notamment les déchets miniers, du BTP, industriels ou les objets en
obtenues (forme et taille des grains, fin de vie de type Déchets des équipements électriques et électroniques (DEEE).
identification des minéraux…) pour Les axes de développement incluent des méthodes d’aide au broyage sélectif et à
extraire et corréler automatiquement la fragilisation de la matière, comme l’électro-fragmentation et les micro-ondes,
les caractéristiques géologiques, le traitement des particules fines, des méthodes (bio)hydrométallurgiques plus
et construire une cartographie des « douces » et l’extraction d’éléments d’intérêt dans des fluides naturels, comme le
carottes scannées. lithium dissous dans les saumures géothermales qui fait l’objet du projet européen
EuGeLi. L’étude des méthodes de biolixiviation est par ailleurs un champ d’excel-
© BRGM lence du BRGM qui souhaite compléter ses travaux par une approche technologique
autour de la conception de nouveaux bioréacteurs.
rapport d’activité 2018
Enfin, parce qu’il existe un lien entre le traitement des minerais et le recyclage
des matières minérales, le BRGM s’attache à transférer à la mine urbaine, essen-
tiellement les DEEE et en particulier les cartes électroniques riches en métaux, les
compétences minières et minéralurgiques qu’il développe. Quant à sa plateforme
technologique Plat’Inn, pilier des actions de valorisation de la matière, elle permet
le passage du concept de laboratoire à l’échelle du démonstrateur. Toujours dans
l’optique de proposer des solutions intégrées innovantes.

47

Ressources minérales et économie circulaire

Toute l’expertise du BRGM
autour du lithium

L’augmentation du nombre de batteries au lithium pour l’électromobilité engendre
une forte demande pour ce métal. Le BRGM mobilise différentes compétences
pour améliorer l’exploration et l’exploitation des gisements primaires en Europe
de sorte à sécuriser, avec le recyclage, son approvisionnement.

ÉRIC KATHY ROMAIN ARNAULT
GLOAGUEN BRU MILLOT LASSIN

— — — —

GÉOLOGUE INGÉNIEURE CHERCHEUR, GÉOCHIMISTE

MÉTALLOGÉNISTE PROCÉDÉS GÉOCHIMISTE MODÉLISATEUR

ISOTOPISTE

D e par ses compétences pluridisciplinaires, ­développée par l’entreprise suisse Selfrag, pour le traitement
jusqu’à l’intelligence minérale, le BRGM d’un minerai portugais contenant du lithium. « Par rapport
intervient sur l’ensemble de la chaîne de au broyage utilisé traditionnellement dans le domaine minier,
valeur du lithium, qui fait l’objet d’une l’électro-fragmentation présente l’avantage d’améliorer la libé-
demande exponentielle. Plusieurs pro- ration des minéraux, ce qui permet de consommer moins
jets de recherche visent ainsi à mieux d’énergie et de générer moins de particules fines », fait valoir
comprendre les processus de minérali- Kathy Bru, ingénieure procédés.
sation à l’origine de la formation de ces
gisements, en vue d’une exploration Un Institut européen du lithium en 2019
minière mieux ciblée, plus efficace et
L’extraction du lithium dissous dans les saumures géo-
davantage respectueuse de l’environne- thermales, qui constituent des gisements alternatifs, fait
également l’objet de travaux de recherche. En 2018, le projet
ment. « Les minerais contenant le lithium, EuGeLi (European Geothermal Lithium), financé par l’EIT Raw
Materials, a été remporté par le BRGM et ses partenaires. Il
parce qu’ils ne présentent pas de proprié- s’agit de mettre en œuvre, à des fins d’industrialisation, la
technologie innovante (12 brevets) de l’industriel français
tés physiques particulières, sont difficiles Eramet, à l’échelle d’un pilote sur un forage géothermique
alsacien fournissant chaleur et électricité. « Nous cherchons à
à trouver, explique Éric Gloaguen, géologue métallogéniste. produire en même temps du lithium, sachant que les quantités
extraites pourraient être très importantes », souligne Romain
Comprendre leur processus de formation facilitera la détection Millot, chef du projet pour le BRGM. Le projet expérimental
GeoLi avait permis, en 2018, de valider la faisabilité et l’in-
de nouveaux gisements. » térêt du procédé. « L’enjeu est cependant d’assurer, grâce à
un outil de pilotage, un rendement optimal à tout moment,
Les enjeux d’une filière européenne avance Arnault Lassin, géochimiste. Nous essayons donc de
bâtir un modèle géochimique du comportement du lithium
Les gisements sous forme de roche dure font l’objet de tra- vis-à-vis du matériau de captage, en fonction de la composition
vaux d’inventaire. Dans le cadre de ses actions de service géochimique de l’eau, par nature variable. » Un dernier volet
public, le BRGM a remis en 2018 au ministère de la Transition porte sur la réalisation d’un inventaire des eaux géothermales
écologique et solidaire une synthèse des ressources et du européennes susceptibles d’accueillir ce genre d’installation.
potentiel en lithium de la France métropolitaine. Achevé Fort de son expertise, le BRGM compte enfin parmi les
la même année, un post-doctorat a permis de dresser un membres fondateurs de l’Institut européen du lithium
premier inventaire des ressources en lithium, cette fois à (eLi : www.lithium-institute.eu) qui sera créé officiellement
l’échelle européenne, et d’évaluer la possibilité d’une filière courant 2019. L’année 2018 a été consacrée à la mise sur
européenne de production primaire de lithium. Ce travail se pied de cette association qui souhaite fédérer l’ensemble
poursuit dans le cadre du projet européen H2020 Geo-ERA des acteurs de la chaîne de valeur du lithium et optimiser la
FRAME. Initié en 2018, celui-ci vise à améliorer la connais- dynamique et les projets autour de ce métal, en favorisant
sance des gisements et occurrences de lithium, entre autres l’accès aux connaissances et les échanges.
métaux, et à en établir une cartographie européenne qui
sera finalisée en 2020.
Le BRGM œuvre également au développement de procédés
de traitement des minerais répondant à des enjeux tech-
niques, économiques et environnementaux. Dans le cadre
du projet H2020 Fame, conclu en 2018, l’établissement a étu-
dié le potentiel de l’électro-fragmentation, une technique

48 BRGM — Service géologique national