Représentation, visualisation et modification de modèles volumiques pour les Géosciences

Subsurface volume modeling has may applications in Geosciences. This thesis is concerned with three of the main challenges of volume modeling. First, computer representation of solid models determines how much complex geometries can be accounted for, and how appropriately operations can be carried out. Therefore, an extrusion-based representation for modeling stratigraphie architecture is studied, as well as two more general approaches: - A boundary representation, which appears as a 3D geological map, is made up of continuous spatial regions separated by surfaces.- A cellular representation, or grid, is a collection of polyhedral cells generated from these macro-models for engineering computations. Second,Visualization of volume models has to generate informative images for helping the understanding of the subsurface. New algorithms are presented for efficiently extracting cross-sections and isovalue surfaces or direct volume rendering. Third, general geometrical Modification are defined. Implemented as interactive manipulation techniques, they primary concern is to maintain geologica consistency through the use of constraints.La modélisation volumique du sous-sol a une grande importance dans de nombreux domaines des Géosciences. Cette thèse aborde cette discipline sous trois aspects fondamentaux. Premièrement, la représentation informatique des modèles volumiques détermine les opérations et les types formations géologiques réalisables. Nous étudions ainsi une représentation par extrusion adaptée à la modélisation d'architectures stratigraphiques d'une part, et deux approches plus générales d'autre part: - une représentation continue du sous-sol à base de surfaces (représentation par frontières), équivalente à une carte géologique tridimensionnelle; - une représentation cellulaire (grille), collection de cellules polyédriques générée à partir de ces macro-modèles pour effectuer des calculs d'ingénierie. Le deuxième aspect concerne la visualisation de ces modèles, indispensable à une bonne compréhension du sous-sol. Pour cela, de nouveaux algorithmes sont présentés pour extraire efficacement des coupes, des surfaces d'iso-valeur ou effectuer du rendu volumique. Enfin, des méthodes générales de modification géométrique sont définies. Réalisées dans le cadre de manipulations interactives, elles mettent l'accent sur le maintien de la cohérence géologique du modèle tridimensionnel