LE BRGM AU SERVICE DES GÉOTECHNICIENS

Dans le cadre de ses missions, le BRGM développe et met à disposition du public les outils numériques et données nécessaires à la gestion du sous-sol, notamment au travers des sites
InfoTerre et Géorisques*, en partenariat avec le ministère de la Transition écologique, tous les deux bien connus des géotechniciens.
Les données géotechniques, bien que collectées depuis des décennies dans le cadre de campagnes de reconnaissances pour des aménageurs publics ou privés, sont jusqu’à présent peu réutilisées et rarement partagées en dehors du projet pour lequel elles ont été acquises. La bancarisation et le partage de ces données sont aujourd’hui au coeur d’un projet de système d’information géotechnique, nouvelle brique du système d’information du BRGM. Les enjeux de ce projet sont multiples :
scientifiques, économiques, écologiques et même pédagogiques.
Des verrous technologiques, juridiques ou culturels existent également et devront être levés pour concrétiser ce projet. Après un premier travail collaboratif visant à caractériser et standardiser la description des données géotechniques, une enquête a récemment été lancée par le BRGM auprès de la communauté géotechnique française pour obtenir un état des lieux des pratiques actuelles en matière de gestion des données géotechniques et recueillir les attentes, besoins et suggestions des professionnels.

LE BRGM ET LES DONNÉES GÉOSCIENTIFIQUES

La politique de gestion des données et de développement de services numériques du BRGM s’appuie sur les principes fondamentaux de science ouverte et d’inter-opérabilité. La science ouverte consiste à rendre la recherche scientifique et les données qu’elle produit accessibles à tous. Elle vise également à faciliter le partage et l’échange de données à l’aide d’outils collaboratifs. L’inter-opérabilité est une notion complémentaire : c’est la capacité que possède un système à fonctionner avec d’autres produits ou systèmes informatiques. Elle nécessite l’existence de données structurées et de formats d’échanges reconnus et validés par les fournisseurs et éditeurs d’outils informatiques. L’application des deux règles de science ouverte et d’inter-opérabilité conduit aux principes FAIR : Facile à trouver, Accessible, Interopérable, Réutilisable (en anglais : Findable, Accessible, Interoperable, Re-usable).
Aujourd’hui le site InfoTerre, portail d’accès aux données géoscientifiques, permet la mise à disposition libre et gratuite des cartes géologiques de la France et leur notice, la consultation et le téléchargement de rapports scientifiques publics, de coupes lithologiques et stratigraphiques de forages (BSS : banque du sous-sol), de données sur la qualité des eaux souterraines (BSS eau et base de données ADES), la localisation et les caractéristiques d’anciens sites industriels (base de données BASIAS), la cartographie et données sur les aléas « cavités souterraines », « mouvements de terrain », « remontées de nappes » et « sismicité ».
L’alimentation de ces bases de données est à l’heure actuelle principalement effectuée par le BRGM, à partir de données collectées dans le cadre de la surveillance de sites, d’acquisitions nouvelles, ou encore de missions d’expertises. Dans le cas de la BSS, les applications en ligne Duplos et Dialog, permettent respectivement la déclaration des forages souterrains de plus de 10 m, conformément à l’article L411-1 du Code minier, et la saisie de la description géologique du forage concerné, par le « foreur » c’est-à-dire l’entreprise ayant réalisé le forage ou son mandataire.
Dans le but de faciliter la saisie des données et surtout d’harmoniser les vocabulaires, le BRGM a également établi et mis en ligne des registres, faisant office de référentiel sémantique (https://data.geoscience.fr/ncl/). Les registres publiés portent sur de multiples sciences de la terre, parmi lesquelles on retrouve lithologie, chronostratigraphie, fossiles, minéraux, ou encore méthodes, propriétés observées et unités de mesure, dans lesquels on retrouve de nombreuses entrées liées à la géotechnique (essais in situ, essais en laboratoire, propriétés géomécaniques et unités associées).

VERS LA GESTION DES DONNÉES GÉOTECHNIQUES

Les enjeux de la création d’une plateforme de dépôt et diffusion de données géotechniques sont multiples. Ils sont tout d’abord économiques puisque la connaissance de données existantes au droit ou à proximité d’un futur projet permettrait une optimisation certaine dans le programme d’investigations, en ciblant mieux les problématiques. Des pays voisins, comme le Royaume-Uni, en ont pris conscience : le BGS (British Geological Survey, équivalent britannique du BRGM) a en effet évalué entre 150 et 200 M£/an la perte pour la société, de données géotechniques non partagées. D’autres enjeux sont à souligner : le gain de temps dans les projets, notamment pour les études amont qui pourraient être étayées par les données géotechniques existantes, la diminution de l’empreinte
carbone des investigations et des aménagements à construire, grâce à une meilleure connaissance du sous-sol, l’aide à la décision, la « démocratisation » du sous-sol pour les citoyens, ou encore des ressources pour la recherche scientifique ou l’enseignement.
Le Code minier qui régit le droit du sous-sol en France, révisé en 2021, impose la déclaration de tous les ouvrages souterrains de plus de 10 m de profondeur (article L411-1), que ce soient des ouvrages à but géotechnique, géologique, géothermique ou hydrogéologique. Il précise également que le BRGM est habilité par les services de l'État (article L. 412-1), à se faire remettre tous échantillons et se faire communiquer tous les documents et renseignements d'ordre géologique, géotechnique, hydrologique,
hydrographique, topographique, chimique ou minier recueillis à l'occasion de sondages, ouvrages souterrains ou travaux de fouilles. Dans le cas de données sensibles, un délai de confidentialité allant jusqu’à 10 ans peut être demandé (article L413-1) avant mise à disposition du public.
Si la déclaration des forages de plus de 10 m est obligatoire, la fourniture des données de sondages reste, à l’exception de la commande publique pour laquelle elle est obligatoire, déclarative et ne fait pas l’objet de contrôle. Elle permet toutefois l’enrichissement permanent de la BSS, bien commun de tous les usagers du sous-sol : aménageurs, entreprises, bureaux d’études, chercheurs, particuliers. La transmission de ces informations est aujourd’hui facilitée par l’outil de saisie Dialog, évoqué précédemment.
D’autres aspects juridiques ou organisationnels peuvent constituer un frein à la fourniture des données géotechniques au BRGM. Ces données appartiennent en effet au maître d’ouvrage qui les a commandées. Celui-ci doit donc donner son accord pour leur transmission au BRGM, ou mieux : le demander à son prestataire dans le cadre contractuel de sa commande.
La responsabilité juridique des données pourrait également poser question.
Du point de vue technologique, le développement d’une base de données géotechniques doit intégrer différentes contraintes et exigences liées d’une part à la nature très diverse des données géotechniques (diagraphies, essais in situ, essais en laboratoire, sur échantillons intacts, reconstitués, avec des modes opératoires normalisés ou non) et d’autre part à la nécessité de collecter toutes les mesures et paramètres bruts de l’essai, pour donner la possibilité à l’utilisateur de juger de leur validité et de les exploiter dans les meilleures conditions. Par exemple, les paramètres de résistance au cisaillement (cohésion et angle de frottement) n’ont une valeur scientifique que si l’on connaît la procédure d’essai utilisée et que l’on possède tous les paramètres des éprouvettes testées. La récupération et la saisie de toutes les données brutes peuvent s’avérer très fastidieuses et chronophages. Il apparait ainsi indispensable de prévoir des procédés de récupération des données à la source, automatisées, à partir des systèmes d’acquisition in situ ou au laboratoire, auprès des prestataires géotechniques en charge des investigations. Pour les données plus « anciennes » uniquement disponibles en format papier ou PDF, la récupération sous format numérique des données brutes est plus problématique. Des solutions à l’aide de logiciels de fouille de documents sont actuellement étudiées.
Afin de mieux connaître la pratique actuelle en France concernant la gestion des données géotechniques et pour mieux appréhender les besoins et attentes des différents acteurs, le BRGM a lancé une enquête au cours de l’été 2023. Près de 200 réponses de différents types d’acteurs ont été reçues, permettant une bonne représentativité de la communauté géotechnique et montrant l’intérêt de la profession pour ce sujet.
Les résultats montrent que l’archivage numérique des rapports et des données d’essais est aujourd’hui largement pratiqué.
Pour les données, cet archivage est encore majoritairement sous format PDF, les formats numériques étant encore peu employés. Il en est de même pour les échanges de données, pour lequel le format PDF reste très présent. Les professionnels de la géotechnique se montrent particulièrement
intéressés par le projet de banque de données géotechniques : ils sont presque unanimes à se déclarer prêts à la consulter et nettement majoritaires à accepter de l’alimenter.

En termes de contenu, les géotechniciens ont manifesté leur intérêt pour tous les types d’essais ainsi que pour les rapports d’ingénierie, les essais in situ (notamment les essais pressiométriques) arrivant en tête.
En termes de fonctionnalités, les attentes comportent bien sûr la possibilité d’extraction en lot, selon des requêtes ciblées, et selon différents types de formats (Excel, AGS, IFC, etc.), la connexion possible avec d’autres outils ou logiciels, et bien entendu l’accès aux données brutes, la géolocalisation de l’essai, etc.

PLATEFORME DE DONNÉES GÉOTECHNIQUES : DU CONCEPT À LA RÉALISATION

À partir de 2018, le BRGM s’est penché sur la question de la standardisation des données géotechniques. L’opportunité d’aborder le sujet fut offerte par projet national MINnD dont la finalité principale portait sur l’extension des capacités des standards de l’OpenBIM, notamment l’IFC, pour la description des infrastructures dans leur environnement. Pour la géotechnique, le travail s’est fait en collaboration avec plusieurs organismes de la profession parmi lesquels on retrouve : Andra, CAN, CETU, EDF, Egis, Geolithe, Geos, Setec, Systra, Terrasol, Vinci Concessions.
Avec la vocation d’aboutir à la définition d’un format d’échange des données ayant une sémantique commune entre les outils SIG et BIM, le groupe s’est focalisé sur l’identification des données
échangées, leur description et leur organisation. Les standards de l’OpenGIS portés par l’Open Geospatial Consortium (OGC) notamment utilisés pour la géologie et l’hydrogéologie ont servi de base à ces travaux. Les extensions pour la géotechnique ont visé à suivre les normes (ex : NF P 94-500) ou encore les recommandations existantes (ex : GT32 de l’Aftes).
Aujourd’hui un projet pilote, baptisé OpenGeotech, est en cours de développement au BRGM. Visant à donner corps aux travaux de standardisation entrepris précédemment, il propose d’étendre l’application Dialog à la collecte et description d’essais géotechniques. Au stade actuel de développement, les paramètres de forages (diagraphies instantanées) ainsi que trois types d’essais ont été ciblés : l’essai pressiométrique Menard, l’essai SPT et le CPT.
Enfin, ce projet va bénéficier d’une opportunité majeure. Le BRGM et la Société du Grand Paris ont signé début 2023 une convention permettant la récupération de la base de données « Songe » qui rassemble la totalité des sondages géotechniques et environnementaux du Grand Paris Express. Le
contenu sera progressivement transmis au BRGM au fur et à mesure de l’avancement des travaux et de la livraison des différents lots. À terme, d’ici quelques années, plusieurs milliers de sondages géotechniques viendront ainsi peupler la BSS et les essais géotechniques associés pourront être mis à disposition des utilisateurs dans la future plateforme.
D’autres maîtrises d’ouvrages publiques devraient suivre, le BRGM se tenant à leur disposition pour faciliter les échanges.

CONCLUSION

Dans la continuité de sa politique « science ouverte », le BRGM propose d’améliorer le partage et la réutilisabilité des données géotechniques. Des actions de travail collaboratives ont été menées avec différents acteurs du métier afin d’identifier et standardiser la description des données. Ces travaux ont contribué à la définition de standards internationaux OpenBIM et OpenGIS pour la géotechnique.
La seconde étape porte sur la proposition de solutions numériques implémentant ces standards. Des développements sont en cours dans l’outil Dialog afin d’ajouter aux fonctionnalités actuelles de description de forage et observations géologiques, la possibilité d’y adjoindre des essais géotechniques (essai pressiométrique, CPT, SPT…). En parallèle, des actions de recueil
des besoins et attentes des utilisateurs sont engagées afin de calibrer l’offre de services souhaitables dans le domaine. Les résultats d’une première enquête ont montré un fort intérêt de la communauté géotechnique pour le projet.

*https://infoterre.brgm.fr/  - https://www.georisques.gouv.fr/

Isabelle Halfon, responsable de projet géotechnique
Mickaël Beaufils, architecte interopérabilité et sémantique Direction du numérique pour les géosciences
Etienne Taffoureau, chef de projet systèmes d’information Unité production opérationnelle des projets numériques Direction du numérique pour les géosciences