Dans le contexte de changement climatique et d’urbanisation du Grand Paris, améliorer la connaissance du sous-sol parisien qui peut devenir un espace à développer, et évaluer les potentiels d’utilisation sont des enjeux essentiels. Le projet S-PASS propose de collecter et d’analyser les données du sous-sol de la métropole du Grand Paris pour en améliorer la connaissance, la partager avec les citoyens et aménageurs grâce à la mise en place d’un modèle numérique 3D associant géologie, géotechnique et infrastructures. Il vise aussi à évaluer les possibilités d’utilisation du sous-sol urbain via la géothermie, et la valorisation de matériaux de construction.
Ressources et usages du sous-sol parisien

Ressources et usages du sous-sol parisien

© BRGM

Enjeux

Le sous-sol représente pour la ville des enjeux fondamentaux pour son développement et son évolution. Il est à la fois le support des fondations des aménagements de surface, un lieu où se réalisent les transports publics, où se concentrent les réseaux (eau, communication, …). Il est également une source d’énergie encore insuffisamment exploitée en zone urbaine : la géothermie. 

Dans le contexte de changement climatique, dont les effets seront particulièrement marqués au cours des prochaines décennies dans les grandes métropoles, le sous-sol peut aussi devenir un nouvel espace à développer, en alternative de l’étalement urbain, que ce soit pour des aménagements tertiaires (commerces, bureaux, espaces culturels, …) voire d’habitation. Le projet S-PASS, projet ciblé n°10 du PEPR sous-sol, bien commun, est construit autour de ces enjeux, sur le périmètre géographique de la métropole du Grand Paris qui s’étend autour de la ville de Paris jusqu’au projet de métro automatique du Grand Paris Express. 

Il s’intéresse aux premiers 200 m du sous-sol et vise :

  • A mieux connaitre les formations géologiques, leurs variabilités associées et les propriétés géomécaniques du sous-sol situé sous la zone fortement urbanisée autour de Paris et à tester de nouvelles méthodes géophysiques en zone urbaine ;
  • A construire une maquette numérique 3D couplant un modèle géologique 3D des formations géologiques cénozoïques, intégrant la variabilité naturelle des formations présentes résultant de leur mode de formation et les infrastructures souterraines existantes de transport en commun. Le couplage de ces deux modèles permettra de créer un prototype de jumeau numérique du sous-sol urbain parisien ;
  • A replacer ces espaces souterrains dans l’imaginaire du grand public et dans sa perception des développements futurs, à analyser l’empreinte environnementale de l’utilisation du sous-sol dans le modèle de développement urbain en comparaison d’aménagements de surface, sur la base des indicateurs de développement durable ;
  • A envisager des méthodologies innovantes pour augmenter les applications d’économie circulaire, à savoir valoriser les terres excavées issues des travaux souterrains et utiliser la chaleur du milieu souterrain grâce aux infrastructures ou aux doublets et sondes géothermales.

Résultats attendus 

Les résultats et livrables des différents sous-projets seront accessibles en science ouverte sous différentes formes (publications scientifiques, cartes paléogéographiques, guides méthodologiques, catalogue de données et de paramètres géomécaniques, plateforme d’information et de visualisation, modèle 3D du sous-sol,…).  

Les objectifs spécifiques sont :

  • Clarifier les relations en termes d'environnements entre les dépôts de faciès carbonatés, marneux et évaporitiques et produire des cartes paléogéographiques pour les périodes clés de l'évolution du Bassin de Paris.
  • Proposer un guide générique pour expliquer les variations latérales de faciès et la répartition des faciès dans le bassin.
  • Réaliser des abaques pour comprendre les dégâts en surface des travaux souterrains.
  • Créer un ouvrage de référence sur les paramètres géomécaniques des formations souterraines parisiennes pour les ingénieurs géotechniciens. Cet ouvrage visera à faire le lien entre les faciès géologiques et les paramètres géotechniques.
  • Présenter les développements et les perspectives de nouveaux outils géophysiques pour l'observation des mouvements du sol et la caractérisation du terrain en zone urbaine.
  • Produire un modèle 3D du sous-sol parisien : un outil de synthèse et de capitalisation des connaissances pour les scientifiques, les aménageurs et les ingénieurs. Ce modèle sera adapté en fonction du public, des usages et des conflits d'intérêts potentiels. Il sera simplifié à des fins d'éducation et de vulgarisation scientifique. Le modèle 3D sera la première brique d'un jumeau numérique du métro du Grand Paris.
  • Fournir une évaluation des échanges entre les différents acteurs de la société et les problèmes du sous-sol urbain en termes de compréhension/perception des citoyens, et en termes d'impact environnemental.
  • Valider ou non la réutilisation des terres excavées pour la création de sols fertiles.
  • Préciser le potentiel géothermique du Grand Paris et donner des orientations sur le dimensionnement des ouvrages et sur les risques liés à l'exploitation de cette ressource dans les ouvrages ou dans les formations géologiques.

Co-responsables

Isabelle Halfon, BRGM

Jocelyn Barbarand, Université Paris-Saclay

 

Partenaires

  • BRGM (établissement coordinateur)
  • Université Paris Saclay
  • Université de Lorraine
  • Université Gustave Eiffel
  • Université de Lille
  • CNRS (Délégation Centre Limousin Poitou Charente) – Université de Poitiers
  • CETU (Centre d’étude des tunnels)
  • Université Grenoble Alpes
  • Université de Reims Champagne Ardenne
  • Ecole Nationale des Ponts et Chaussées
  • RATP

Liens utiles

 

Quelques références bibliographiques :

  • BRIAIS, J., GUILLOCHEAU, F., LASSEUR, E., ROBIN, C., CHATEAUNEUF, J.J., SERRANO, O. (2016). Response of a low-subsiding intracratonic basin to long wavelength deformations: the Palaeocene–early Eocene period in the Paris Basin. Solid Earth, 7: 205–228 [www.solid-earth.net/7/205/2016/]. doi:10.5194/se-7-205-2016.
  • Moreau K., Andrieu S., Briais J., Brigaud B. (2021). Production et faciès carbonatés continentaux du Cénozoïque du Bassin de Paris, RST 2021, Lyon, 1-5 Nov. 2021, https://rst2020-lyon.sciencesconf.org/359900
  • Moreau K., Moreno-Soler M., Brigaud B., Andrieu S., Schnyder J., Briais J., Quesnel F., Merle D., Assayag N., Ader M., Gaillard T., Durand V., (2021). Le forage de Maisse, une nouvelle coupe de référence pour le Cénozoïque du Bassin de Paris, RST 2021, Lyon, 1-5 Nov. 2021, https://rst2020-lyon.sciencesconf.org/360778
  • El Kahi, E., Deck, O., Khouri, M., Mehdizadeh, R., Rahme, P., 2020. A new simplified meta-model to evaluate the transmission of ground movements to structures integrating the elastoplastic soil behavior. Structures. 23, 324-334.
  • Audi, Y., Jullien, A., Dauvergne, M., Feraille, A., D'Aloia Schwartzentruber, L. Methodology and application for the environmental assessment of underground multimodal tunnels. Transportation Geotechnics, Volume 24, 2020, 100389, ISSN 2214-3912.   https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2020.100389.
  • Vidal Beaudet, L., Cannavo, P., Schwartz, C., Séré, G., Bechet, B., Legret, M., Peyneau, P-E., Bataillard, P., Coussy, S., Damas, O., (2017). Using wastes for fertile urban soil construction – The French Research Project SITERRE. Soils within Cities - Global approaches to their sustainable management - composition, properties, and functions of soils of the urban environment, Catena Soil Sciences, 2017, 978-3-510-65411-6
  • Maragna, C., Les Landes Antoine, A., Durst, P., Dupaigne, T., 2022. Cartographie du potentiel de la géothermie de surface sur le territoire de la Métropole du Grand Paris (Rapport final V2 No. BRGM/RP-71139-FR). https://infoterre.brgm.fr/rapports//RP-71139-FR.pdf
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