De la « détection de minéraux sous nos pieds » à « l'exploration des minéraux depuis l'espace », la télédétection hyperspectrale révolutionne l'industrie minière.

Ils ont parcouru montagnes et vallées à la recherche de traces, bravant le vent et la pluie pour trouver des filons minéraux.Pour beaucoup, l'exploration minière est synonyme de difficultés, d'épuisement et de lenteur, et est même perçue comme sujette aux erreurs d'appréciation. Non seulement elle est chronophage et laborieuse, mais elle risque aussi de passer à côté de gisements cachés. Cependant, le satellite hyperspectral de l'Académie chinoise des sciences (CAS) Xiguang Aerospace bouleverse cette idée reçue. Cet « œil dans le ciel » hyperspectral, sillonnant l'espace, utilise une technologie de pointe pour transformer l'exploration minière, passant d'une approche basée sur la chance à une approche très précise, ouvrant ainsi un nouveau chapitre dans l'application des satellites de télédétection hyperspectrale à l'industrie minière.

On pourrait se demander : comment un satellite peut-il « voir » des minéraux souterrains ? La réponse est en réalité assez simple : les satellites hyperspectraux ne « voient » pas directement les gisements de minerais métalliques. Ils fournissent plutôt des indices essentiels à l’exploration minière en identifiant précisément les assemblages de minéraux d’altération à la surface et à proximité de la surface terrestre. C’est là leur principe fondamental.

La lumière que nos yeux humains peuvent percevoir n'est que rouge, orange, jaune, verte, cyan, bleue et violette, tout comme un appareil photo ordinaire qui ne peut distinguer que quelques couleurs de base ; mais un système hyperspectral est comme un « analyseur spectral » ultra-précis capable de décomposer la lumière du soleil en des centaines de bandes étroites et continues, couvrant tout le spectre, de la lumière visible à l'infrarouge à ondes courtes, sans manquer aucune différence spectrale infime.

Tout comme les empreintes digitales de chaque individu sont uniques, chaque minéral possède également sa propre « signature spectrale ». Plus précisément :

Lumière visible et proche infrarouge (VNIR, 0,4-0,9 micromètres) :Cette gamme est sensible aux minéraux contenant du fer (tels que l'hématite et la limonite), aux hydroxydes et à certains éléments de terres rares, et est souvent utilisée pour identifier les zones d'oxydation, les croûtes d'altération et les informations sur l'altération liées à la minéralisation.

Infrarouge à ondes courtes (SWIR, 0,9-2,5 micromètres) :L'imagerie SWIR, sans doute la plus utilisée en exploration minière, excelle dans l'identification des minéraux d'altération tels que les phyllosilicates (argile et mica), les hydroxysilicates, les sulfates, les carbonates et les minéraux d'ammonium. Ces minéraux d'altération sont souvent étroitement associés à l'activité hydrothermale à l'origine des gisements, répartis spatialement autour du gisement et constituent des indicateurs importants pour la localisation de gisements dissimulés.

Infrarouge à ondes longues (LWIR, 7,7-11,8 micromètres) :Cette technologie émergente représente le nec plus ultra en matière de télédétection géologique. L'imagerie hyperspectrale LWIR complète les données VNIR-SWIR en détectant les vibrations moléculaires des minéraux constitutifs des roches, tels que le quartz et le feldspath – des minéraux qui ne présentent pas de caractéristiques distinctives aux longueurs d'onde plus courtes. Cette capacité permet aux géologues de distinguer différents types de roches, comme le marbre, le quartzite ou les roches intrusives de différentes générations, qui apparaissent identiques sur les photographies classiques.

Source : https://doi.org/10.3390/rs10091366

Les satellites de télédétection hyperspectrale de la série Xiguang, représentés par le satellite Xiguang-1 YZ (Tanli), sont devenus un pilier technologique essentiel pour la nouvelle génération d'exploration minière grâce à leur capacité d'identification spectrale des minéraux. Ils permettent un guidage spatial efficace pour l'exploration énergétique et minière, et concrétisent véritablement le passage d'une exploration minière basée sur l'expérience à une exploration minière intelligente et pilotée par les données.

Les satellites de télédétection hyperspectrale ne sont pas destinés à remplacer l'exploration géologique traditionnelle, mais plutôt à servir d'« assistant technique » puissant dans l'exploration minière.« Dépistage initial, enquête détaillée en phase intermédiaire et vérification en phase finale »Trois étapes clés permettent une autonomisation complète du processus et résolvent les problèmes du secteur.

Sélection préliminaire : du « ratissage à grande échelle » au « ciblage précis » pour améliorer l’efficacité

La première étape de l'exploration minière consiste à délimiter les « zones cibles » potentielles au sein d'une vaste région. Selon le modèle traditionnel, les équipes géologiques doivent prélever des échantillons point par point et effectuer des levés topographiques, ce qui représente une perte de temps considérable dans les zones « non minéralisées ».

Grâce aux satellites hyperspectraux, tout devient plus simple. Ils permettent de réaliser un balayage hyperspectral complet d'une zone en un temps record, d'identifier avec précision les anomalies liées à la minéralisation grâce à la cartographie des minéraux d'altération, et de délimiter directement les zones à fort potentiel d'exploration minière. On gagne ainsi un temps précieux et on réduit considérablement les coûts d'exploration.

Ciblage à moyen terme : passer des « anomalies floues » à une « analyse qualitative précise », pour une meilleure efficacité.

En exploration traditionnelle, les méthodes géophysiques et géochimiques permettent de découvrir des « zones d'anomalies », mais il est souvent difficile de déterminer rapidement si l'anomalie est liée à une minéralisation. Les données hyperspectrales, en revanche, peuvent fournir des preuves directes d'un point de vue minéralogique, permettant ainsi de restreindre efficacement la zone cible.

Les données hyperspectrales peuvent résoudre ce problème. Elles permettent non seulement de localiser les anomalies, mais aussi d'analyser la composition minérale de la zone concernée. Cette capacité d'analyse qualitative précise permet aux équipes géologiques de cibler directement les zones d'exploration clés, d'éviter les forages à l'aveugle et d'améliorer considérablement le taux de réussite de la prospection minière.

Validation post-implémentation : du « déploiement aveugle des sites » à une « implémentation ciblée », pour réduire les coûts.

La dernière étape de l'exploration minière consiste à vérifier les résultats par des forages et des tranchées. Dans le modèle traditionnel, afin de « ne manquer aucun gisement », on utilise souvent une approche « dispersée », qui est non seulement coûteuse, mais aussi extrêmement inefficace.

Les données hyperspectrales fournissent des données précises pour une vérification ultérieure. Les équipes géologiques peuvent ainsi concentrer leurs opérations de forage et de tranchées sur les zones les plus prometteuses, en se basant sur les anomalies identifiées par ces données. Il en résulte une vérification optimale avec un nombre réduit de projets. Parallèlement, les données validées sur le gisement peuvent servir à recalibrer les modèles d'interprétation satellitaire, ce qui améliore la précision de la technologie et forme un cycle complet : « télédétection – vérification sur le terrain – optimisation du modèle ».

Satellite Xiguang-1 YZ (Tanli)

En combinant les trois grandes étapes de l'exploration minière – la sélection préliminaire, l'orientation à moyen terme et la vérification finale – le rôle déterminant des satellites de télédétection hyperspectrale se manifeste à chaque étape, formant ainsi un cycle d'exploration complet. Grâce à cela, l'Académie chinoise des sciences (CAS) de Xi'an, spécialisée dans l'aérospatiale, a déjà collaboré avec des unités d'exploration géologique des provinces du Shanxi et du Shaanxi, mettant en œuvre cette technologie dans des domaines tels que l'exploration des ressources minérales et la surveillance écologique des zones minières, et démontrant ainsi sa praticité et sa fiabilité.

Les performances exceptionnelles des satellites hyperspectraux s'appuient sur le plan à long terme de Xi'an Xiguang Aerospace pour le déploiement de constellations de télédétection hyperspectrale. L'objectif ultime est de créer la constellation de satellites de télédétection hyperspectrale la plus vaste, la plus complète, la plus conviviale et la plus pratique de Chine – la « Série Xiguang » – afin de répondre aux besoins de cinq grands secteurs : l'agriculture, la foresterie, les ressources en eau, les minéraux et le captage du carbone.

Selon le plan, la constellation de satellites de télédétection hyperspectrale « série Xiguang » comprend 108 satellites hyperspectraux à usage général + des satellites de surveillance infrarouge, 40 satellites hyperspectraux de surveillance du carbone double et 10 satellites hyperspectraux fonctionnels (pour l'océan, l'agriculture, la foresterie et les minéraux), réalisant finalement la construction prévue d'une constellation de 158 satellites en orbite.

Planification de la constellation « Série Xiguang »

Ces trois constellations ont chacune leur propre domaine d'application et collaborent pour répondre précisément aux besoins applicatifs de différents secteurs. Parmi elles, la constellation la plus étroitement liée à l'exploration minière comprend 108 satellites hyperspectraux généraux, des satellites de surveillance infrarouge et 10 satellites hyperspectraux fonctionnels.

À l'avenir, avec l'achèvement complet de la constellation « Série Xiguang », CAS Xiguang Aerospace continuera de soutenir la transformation numérique, intelligente et efficace des technologies minières, agricoles, forestières, hydrauliques et liées au carbone de mon pays, de consolider les fondements du développement de l'industrie aérospatiale commerciale de télédétection de mon pays, de promouvoir l'intégration profonde de la technologie aérospatiale et de l'économie réelle, de contribuer au développement de haute qualité de l'industrie aérospatiale de mon pays, de démontrer la force du « Made in China » et d'écrire un nouveau chapitre dans le soutien apporté par l'industrie aérospatiale au développement national dans la nouvelle ère.