CNRS La lettre innovation

Pour modéliser numériquement des gisements pétroliers ou des réservoirs géologiques de gaz, les spécialistes de l'exploration des hydrocarbures utilisent des maillages volumétriques (3D) du sous-sol, constitués de millions de cellules hexaédriques empilées. À ces données géométriques s'ajoutent des données physiques sur les caractéristiques des couches géologiques (porosité, résistance, température...). Ce modèle 3D, obtenu à partir des résultats de l'exploration sismique, fournit une forme d'échographie du sous-sol et constitue une masse de données qu'il faut pouvoir non seulement stocker, mais aussi transmettre, manipuler et visualiser. Cela représente un vrai problème pour l'industrie pétrolière : même avec des serveurs informatiques très puissants, le travail s’effectue souvent sur des coupes 2D de ces modèles. Pour faciliter la manipulation des modèles 3D, des chercheurs du Laboratoire d'informatique, signaux et systèmes de Sophia-Antipolis¹, en collaboration avec IFP Energies nouvelles, ont inventé une méthode brevetée de compression de maillages et de données. « Notre méthode permet de passer progressivement d'une représentation à une autre, par la sélection de niveaux de résolutions différents selon les besoins » explique Marc Antonini, responsable de l'équipe MediaCoding au laboratoire. Par exemple, lors de la visualisation du modèle complet, une résolution basse sera utilisée, alors qu’une résolution plus détaillée sera préférée lors d’un zoom sur une zone d’intérêt (près d’une faille par exemple). De même, dans un contexte de calcul de type simulation, on pourra valider un jeu de paramètres sur une maille grossière, puis le rejouer sur des résolutions plus élevées afin d’affiner les résultats.

Cette collaboration avec IFP Energies nouvelles, démarrée en 2014 avec le travail d'un post-doctorant sur la compression multi-résolutions, a permis de développer des méthodes de manipulation des données géométriques — empilement des cellules hexaédriques — mais également les données physiques caractérisant le sous-sol. La compression multi-résolutions mise au point tient son origine de compétences fortes du laboratoire en techniques de traitement et de compression d'images issues de la théorie des ondelettes qui a valu le prix Abel à Yves Meyer en 2017 et la Médaille de l’innovation du CNRS à Stéphane Mallat en 2013.

IFP Energies nouvelles a déjà intégré ces nouveaux outils dans ses logiciels de manipulation et de visualisation de modèles 3D. Par ailleurs, la collaboration avec le laboratoire se poursuit. Une thèse va démarrer en novembre 2017 pour de traiter également des aspects dynamiques : l'évolution des données géométriques et physiques du sous-sol au cours du temps.

¹ CNRS / université Nice Sophia Antipolis