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Nouvelle ère en cartographie géologique


Par Ludovic Bigot, géo., MSc, et Ludovic Legros, géo. stag., MSc.

De nos jours, l’imagerie satellite multispectrale rend possible la télécartographie prédictive de haute précision pour de vastes territoires, partout dans le monde. En mesurant le signal électromagnétique dans certaines fenêtres du rayonnement solaire, communément le visible et l’infrarouge, les satellites optiques multispectraux permettent d’identifier une variété de minéraux, entre autres les oxydes de fer, les silicates ferro-magnésiens, les argiles, les micas, les carbonates et la silice. Des méthodes analytiques de pointe comme celles mises au point par Effigis viennent par ailleurs accroître considérablement la précision du ciblage, ce qui constitue un avantage de taille pour les activités d’exploration. Cette capacité extraordinaire à évaluer la géologie d’un territoire et son potentiel minier est le fruit de près de 50 ans d’évolution technologique.

Histoire du satellite mutlispectral – Landsat et ASTER

Dès 1972, la NASA lançait le premier satellite multispectral de la mission Landsat. Depuis, la place de la télédétection dans l’exploration minière, et plus largement les géosciences, n’a cessé de croître. L’arrivée en 1999 du satellite multispectral ASTER, toujours de la NASA, marque une étape disruptive, puisqu’elle amène la télécartographie prédictive à un niveau de précision bien supérieur, autant sous l’angle de la variété de minéraux cartographiés que sous celui de la résolution spatiale.

À titre d’exemple, le satellite ASTER a la particularité d’avoir plusieurs bandes spectrales étroites dans les fenêtres du proche et court infrarouge (NIR et SWIR), qui sont cruciales pour l’identification de minéraux tels que les oxydes de fer, argiles, micas, silicates ferro-magnésiens et carbonates. De plus, les résolutions spatiales sont d’entre 15 et 30 mètres pour la plupart des minéraux. Plus de 99 % des masses terrestres étant couvertes par les images ASTER, ce satellite est devenu un incontournable pour l’évaluation géologique d’une région, particulièrement celles qui sont difficiles d’accès .

Un tournant – WorldView-3

Un tournant arrive en 2014 au moment de la mise en service du satellite mutlispectral de haute-résolution WorldView-3, opéré par DigitalGlobe. Comptant 16 bandes spectrales positionnées dans le proche et court infrarouge, WorldView-3 permet d’identifier un éventail plus large et plus précis de minéraux, notamment dans les altérations hydrothermales associées aux systèmes minéralisés. L’élément disruptif est ici principalement la résolution spatiale, d’entre 1,25 et 3,7 mètres pour l’analyse minérale.

Approche novatrice pour améliorer la connaissance géologique

WorldView-3 est désormais un incontournable pour l’analyse minérale. En vue de tirer le maximum des images de ce capteur et d’atteindre une grande précision analytique, Effigis a mis au point une approche novatrice qui intègre le traitement des images satellite à l’analyse des bases de données disponibles, qu’elles soient géologiques, géophysiques et géochimiques.

L’exemple du secteur Cuprite Hills

Effigis a réalisé une étude minérale dérivée de l’analyse spectrale des données de WorldView-3 pour le secteur de Cuprite Hills, au Nevada. Cette étude a permis d’identifier avec précision des minéraux spécifiques : la calcite, la muscovite, la kaolinite, la dickite, l’alunite et l’opale (figure 1). Pour parvenir à ces résultats, l’équipe a d’abord calibré son analyse en recourant à des mesures spectrales de terrain et à des signatures minérales provenant de librairies spectrales. Elle a ensuite fait appel à des outils innovants de traitement de données pour reconnaître les domaines minéraux. Enfin, pour valider l’étude, elle a comparé les zones minérales interprétées à des points de contrôle de terrain. Le résultat est d’une précision remarquable : la méthode analytique mise au point par Effigis a abouti à un taux de corrélation supérieur à 80 %.

Cette méthode distinctive, qui allie satellites de dernière génération et méthodes analytiques innovantes, rend l’exploration minière plus intelligente, en ce qu’elle permet de réduire le risque tout en optimisant les efforts et les coûts. De ce point de vue, une telle approche marque un changement de paradigme dans le domaine de la télécartographie prédictive.

Figure 1: Carte minérale dérivée de l’analyse spectrale de données WorldView-3 (50 cm). Secteur de Cuprite Hills, Nevada.

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