Construction de modèles géologiques 3D par co-raffinement de surfaces

Construction of 3D geological models by surfaces co-refinement

• Auteur / Autrice : Nicolas Emmanuel Guiard
• Direction : Michel Perrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie de l'’ingénieur
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Grilles (analyse numérique)

Modèles en géologie

Mots clés libres

Topologie

Géologie

Résumé

Le travail présenté dans cette thèse concerne le développement d’outils géométriques à base topologique permettant la construction de modèles géologiques 3D. La construction de tels modèles nécessite l’utilisation d’outils permettant de calculer les intersections entre des surfaces géologiques et de les assembler de manière à obtenir un modèle composé de plusieurs volumes. Cependant, la plupart des algorithmes d’intersection existants permettent uniquement de gérer des volumes isolés. Pour résoudre ce problème, nous proposons dans un premier temps des algorithmes de co-raffinement en dimensions 2 et 3. Ces algorithmes permettent de modéliser la subdivision de l’espace correspondant à la composition de plusieurs subdivisions. Ainsi, ils offrent la possibilité de calculer des intersections entre des objets dont la dimension topologique est équivalente à celle de leurs plongements géométriques. Nous expliquons aussi comment il est possible à partir de tels algorithmes d’obtenir les résultats fournis par des opérations plus classiquement utilisées en CAO qui sont les opérations booléennes. Dans un second temps, nous présentons le domaine de la modélisation géologique ainsi que les différents problèmes existants et proposons des solutions pour les résoudre. Nous expliquons de quelle manière nous utilisons les précédentes opérations de co-raffinement pour assembler des surfaces correspondant à des objets géologiques 3D, et obtenir ainsi un modèle structural topologiquement cohérent correspondant à l’interprétation du géologue.

The goal of the work is the design of topological based geometrical tools, which allow the construction of 3D geological models. The construction of such models needs the use of tools which allow to compute the intersections between geological surfaces and to assemble them in order to obtain a model composed of several volumes. However, most of the existing intersection algorithms only deal with isolated volumes. In order to solve this problem, we first propose co-refinement algorithms in dimensions 2 and 3. These algorithms allow to build the space subdivision corresponding to the composition of several subdivisions. Thus, they offer the possibility to compute intersections between objects whose topological dimension is equal to the dimension of their geometrical embeddings. We also explain how such algorithms can be used for obtaining the results currently provided in CAD by boolean operations. We then present the geological modeling domain as well as the current related issues and we propose solutions to solve them. We explain how the co-refinement algorithms can be used for assembling surfaces corresponding to 3D geological objects, and for thus obtaining a 3D consistent structural model in correspondence to the geologist’s interpretation.