Techniques d'exploration minérale - Chapitre 4 et 4 - PDF

Chapitre 4 PROSPECTION GÉOCHIMIQUE  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions La prospection géochimique consiste en la mesure systématique du contenu en un ou plusieurs éléments en traces des roches, des sols, des sédiments de ruisseau, de la végétation de l'eau ou des gaz. Le but d...

Chapitre 4 PROSPECTION GÉOCHIMIQUE  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions La prospection géochimique consiste en la mesure systématique du contenu en un ou plusieurs éléments en traces des roches, des sols, des sédiments de ruisseau, de la végétation de l'eau ou des gaz. Le but de ces mesures est la mise en évidence d'anomalies géochimiques c'est-a-dire de concentrations anormales en certains éléments contrastant nettement avec leur environnement qui représente le fond géochimique ou background. La formation des anomalies résulte de la mobilité et de la dispersion des éléments concentrés dans la minéralisation. Une anomalie peut être définie comme toute teneur plus élevée ou plus basse (anomalie négative) que le fond géochimique. Son origine n'est pas exclusivement métallogénique mais peut provenir de pollutions tout à fait étrangères comme les pollutions en cuivre par le sulfatage des vignobles, de contamination par les déblais d'une exploitation minière ancienne ou récente. Il existe enfin des anomalies dites formationnelles provoquées par un élément lié de façon tout à fait préférentielle à une formation géologique déterminée (Cu des roches basiques, Pb-Zn des dolomies) mais sous une forme minéralogique (silicates à Cu) ou gitologique (dispersion fine) qui ne le rend pas économiquement récupérable.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions Cette distinction entre anomalie « vraie » et anomalie « formationnelle » ou de pollution est un des objectifs majeurs du géochimiste. Deux types de dispersion sont à envisager : ‣ Une dispersion primaire liée aux phénomènes de mise en place de la concentration minérale, comme par exemple l'altération hydrothermale. L'étude des auréoles primaires ainsi formées est utile dans la reconnaissance de gisements et se fait au moyen de prélèvements de roches (carottes de sondage, cuttings). Des éléments caractéristiques dits « traceurs sont choisis soit parmi les éléments majeurs de la roche encaissante, soit parmi les éléments métalliques de la minéralisation et permettent de tracer des auréoles et de déterminer des gradients et des polarités dans l'environnement d'un gite ;  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions Cette distinction entre anomalie « vraie » et anomalie « formationnelle » ou de pollution est un des objectifs majeurs du géochimiste. Deux types de dispersion sont à envisager : ‣ Une dispersion secondaire liée aux phénomènes d'altération superficielle et de géomorphologie. Cette dispersion, à la fois mécanique et chimique, à partir du stock métal déstabilisé dans la zone d'oxydation, provoque des auréoles et trainées secondaires qui couvrent une surface plus grande que l'intersection par la surface d'érosion d'une concentration minérale cachée par des recouvrements divers, Dans tous les cas de prospection stratégique ou tactique, ce sont ces auréoles secondaires que la prospection géochimique cherche à mettre en évidence par l'analyse chimique de prélèvements de sols, de sédiments de ruisseau ou de roche plus ou moins désagrégée.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions Dans certaines conditions, des éléments associés dans un gisement pourront avoir des mobilités totalement différentes, et ne pas donner d'anomalies superposables. Exemple : Pb et Zn sont très fréquemment associés dans les gisements; or, en milieu silico-alumineux, dans les conditions d'altération superficielle, le zinc est beaucoup plus mobile que le plomb. Le zinc sera donc beaucoup plus facilement lessivé alors que le plomb donnera une anomalie à l'aplomb de la minéralisation. Le chimisme d'une anomalie secondaire n'est pas le reflet direct du chimisme du gisement sous-jacent, mais le résultat du concours des phénomènes suivants : ‣ Chimisme primaire ; ‣ conditions d'oxydation et de mobilité. ‣ conditions de piégeage. Attention à ne pas tirer des conclusions gitologiques au seul vu des « paragenèses anomales »  Chapitre 4 Prospection Géochimique 1. Définitions Il ne sera question dans la suite que des types d'approche dans les sols, les sédiments de ruisseau ou tes roches. car ce sont de beaucoup les plus utilisés de façon systématique. Cependant, d'autres types d'approche existent et doivent être envisagés dans certains cas particuliers : ‣ Approche hydrogéochimique par analyse des eaux mais qui se heurte à un problème de seuil analytique (traces au niveau du ppb). Elle est couramment utilisée pour le fluor et l'uranium ; ‣ Approche phytogéochimique, analyse des cendres après grillage de certains végétaux. ‣ Approche par analyse des concentrés de batée dans le cas de prospection plus spécialement orientée pour certains métaux.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 2. Stades de développement minier La prospection géochimique s'applique aux différentes phases de la prospection en général : ‣ reconnaissance générale, ‣ prospection stratégique, ‣ prospection tactique ou de détail, fondées principalement sur la mise en évidence d'anomalies secondaires. Enfin la géochimie peut encore être utile pour la reconnaissance et le développement des indices (étude des auréoles primaires). La reconnaissance régionale consiste à parcourir une région peu connue par des itinéraires large maille et vise à recueillir les premières données de caractère : - géographique (réseau hydrographique, relief, voies d'accès) - géologique (nature des formations rencontrées : sédimentaire ou socle. etc.); - pédologique (type d'altération, nature des sols, présence de sédiments de ruisseau. etc.). L'échantillonnage effectué le long d'itinéraires et coupes de reconnaissance n'est ni systématique ni tout à fait irrégulier. On s’attachera dans la mesure du possible à orienter ces coupes perpendiculairement aux formations et à collecter des prélèvements d'une manière assez continue le long des coupes pour mettre en évidence les variations des fonds géochimiques  Chapitre 4 Prospection Géochimique 2. Stades de développement minier ‣ La prospection stratégique est une prospection systématique, qui doit donner une information continue sur toute l'étendue de la surface prospectée, Son rôle est de mettre en évidence, dans une région déterminée des zones anomales en relation probable avec des minéralisations. ‣ La prospection géochimique détaillée ou tactique est aussi une méthode systématique. Elle précise dans les zones des anomalies stratégiques, l'origine de celles-ci. leur extension superficielle, et les niveaux de teneur atteints. Il faut bien noter qu'a ces trois stades on n'obtient par des renseignements de surface, que l'image plus ou moins déformée de l'intersection du gite avec la surface d'altération : anomalies secondaires.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Suivant les objectifs fixés la mission et les conditions climatiques, la conception de la prospection géochimique à effectuer devra se faire avec l'aide d'un géochimiste conseil. Trois questions principales se posent : ‣ type de prélèvement, ‣ densité, ‣ éléments à analyser.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements Les prélèvements porteront sur des sédiments de ruisseau, des sols ou des roches. Pour ces trois types, on fait généralement une étude méthodologique préalable pour déterminer la meilleure tranche granulométrique à analyser ou pour voir s'il existe une phase porteuse privilégiée des métaux (hydroxydes, oxydes) qui pourrait être isolée et dont l'analyse permettrait d'obtenir des niveaux de teneurs et des contrastes géochimiques (teneurs anomales/ teneur fond) plus élevés. Cette étude peut être faite dès le stade de la reconnaissance générale au cours de laquelle on essaie tous les types de prélèvements.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements Dans le cas d'une prospection stratégique, on prélève la plupart du temps des sédiments de ruisseau (stream-sediments), technique qui, à l'heure actuelle, parait la mieux adaptée. On peut toutefois être conduit pour différentes raisons, à prélever partiellement des échantillons de sols. Il faudra alors augmenter la densité d'échantillonnage et prélever les sols en zones basses plutôt qu'en zones de crête. Pour certains métaux. particulièrement ceux dont les minéraux sont sous forme d'oxydes (W, Sn) l'analyse du concentré de batée couplée avec son examen optique fournit des résultats moins dispersés a des niveaux de teneurs plus élevés.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements Dans le cas d'une prospection stratégique, on prélève la plupart du temps des sédiments de ruisseau (stream-sediments), technique qui, à l'heure actuelle, parait la mieux adaptée. On peut toutefois être conduit pour différentes raisons, à prélever partiellement des échantillons de sols. Il faudra alors augmenter la densité d'échantillonnage et prélever les sols en zones basses plutôt qu'en zones de crête. Pour certains métaux. particulièrement ceux dont les minéraux sont sous forme d'oxydes (W, Sn) l'analyse du concentré de batée couplée avec son examen optique fournit des résultats moins dispersés a des niveaux de teneurs plus élevés.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements Toute prospection tactique est basée sur l'échantillonnage en sol, normalement à la base de l'horizon. La présence d'une altération particulière, cuirasse latéritique, ou d'un recouvrement plus ou moins allochtone peut obliger l'emploi de techniques spéciales de prélèvement par exemple prélèvement des fractions grossières du sol en pays désertique à recouvrements éoliens possibles, prélèvement dans l'horizon à la tarière en cas de recouvrements allochtones caractérises.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Types de prélèvements  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Densité de prélèvements La densité d'échantillonnage varie suivant l'échelle de la prospection et suivant la taille des cibles recherchées. En prospection stratégique, on travaille généralement à une échelle variant de 1 / 200 000 à 1/50 000. L'échantillonnage se fait à large maille avec une densité de 1 à quelques prélèvements au km2, s'il s'agit de sédiments de ruisseau, La notion d'espacement des prélèvements suivant le réseau doit céder le pas à la notion de densité moyenne, beaucoup plus importante pour obtenir une information continue. Dans le cas de prélèvements mixtes sols et sédiments de ruisseau, la densité devra être augmentée. Quoi qu'il en soit une densité de prospection stratégique ne devrait pas descendre en dessous d'un èch./km2. Une telle maille vise à « accrocher » directement des anomalies liées à des concentrations minérales. Cette densité permet en outre une visualisation satisfaisante du fond géochimique local, Tout point anomal, même isole devra être pris en considération. Au stade tactique, les prélèvements étant faits suivant une grille régulière, on ne parlera plus de densité au km2, mais de maille- Celle-ci sera variable en fonction de la substance recherché. Une maille carrée 200 m x 200 m est normalement suffisante pour une première localisation d'anomalies Pb. Zn ou Cu, mais il faudra choisir une maille 50 m x 50 m dans le cas d'anomalies Sb ou W. Un resserrement ultérieur est toujours préférable un « surmaillage » initial.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Analyse Le choix d'une technique plutôt qu'une autre pourra changer totalement l'efficacité et la signification de la campagne envisagée. La technique utilisée doit être à la fois sensible, reproductible et peu coûteuse. Deux grandes stratégies se dégagent : ‣ Adopter des méthodes simples permettant une utilisation sur le terrain, par exemple appareils portatifs: Scintillomètre, DRX portatif; ‣ Choisir une technique plus sophistiquée, disponible dans un laboratoire central.  Chapitre 4 Prospection Géochimique 3. Conception d’une campagne de prospection Géochimique Analyse Méthodes d'analyse les plus courantes Spectrométrie d'émission à partir d'une source plasma : 12 élements prioritaires: Cu, Pb, Zn, Ag, W, Sb, Ba, Ni. Mn, Fe, Cr, Sn; 10 éléments utiles, soit en tant qu'éléments accompagnateurs, soit pour la cartographie géologique V, P, As, Mo, B, Be, Cd, Co, Ni, Y Spectrométrie d'émission optique à lecture directe : quantomètre, qui dose simultanément 7 éléments majeurs et 26 éléments traces (SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, Cao, Nao, K2O, Mn, P, Ti, Zr, B, Ba, Sr, La, Y, Nb, Pb, Cu, Ag. Cd, As, Sb, Bi, Li, Sn, Mo, Cr, Co, V, Ni) Pour les analyses courantes mono-élementaire la technique la plus employée est l'absorption atomique. Les résultats des analyses sont généralement donnés en p.p.m. (partie par million, c'est-à-dire gramme par tonne), parfois en p.p.b (partie par milliard). Pour les éléments majeurs, ils sont donnés en % Chapitre 5 TÉLÉDÉTECTION ET IMAGERIE SATELLITAIRE  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 1. Principes de la Télédétection dans la prospection des substances utiles Le mot télédétection peut être devisé en deux parties : Télé (à distance) et détection. La télédétection peut être définie comme l’Ensemble des connaissances et des techniques permettant de déterminer certaines caractéristiques physiques et biologiques de points observés à partir de mesures effectuées à distance, sans contact matériel avec ceux-ci. La télédétection est de plus en plus utilisée en géosciences, depuis les photographies aériennes jusqu’aux drones super équipés, la notion de télédétection a passé d’un outil d’observation à un outil d’investigation et de prospection. Elle s’appuie sur la physique quantique (rayonnement électromagnétique) et les sciences informatiques (algorithmes de traitement des images).  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 1. Principes de la Télédétection dans la prospection des substances utiles Un système de télédétection est formé de cinq (05) éléments essentiels : 1. La source d’énergie : À l'origine de la majorité des processus de télédétection se trouve une source d'énergie naturelle pour illuminer la cible. Le soleil est considéré comme source d’énergie naturelle, il éclaire la surface de la Terre durant la journée. 2. La cible : la surface éclairée par la source va interagir avec l’énergie (rayonnement) qu’elle reçoit. L’énergie réfléchie par cette surface va être captée par un capteur, donc cette surface est considérée comme cible du capteur 3. Le capteur : un capteur est un appareil qui reçoit l’énergie réfléchie par la surface éclairée, les satellites sont des capteurs permettant de transformer l’énergie captée en informations utiles (signal). 4. Le récepteur : l’information envoyée par un satellite sera reçue par un récepteur « antenne », l’antenne transforme le signal en données sous forme d’images brutes. 5. Station de traitement de données : Une station de traitement de donnée transforme les images et les signaux aux images exploitables avec toutes les corrections des erreurs liées au capteur.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 2. Rayonnement Electromagnétique C’est l’ensemble de radiations de natures similaires mais dont les longueurs d’ondes sont différentes. Les rayonnements électromagnétiques sont plus souvent appelés lumière, que celle-ci soit visible par l’homme (lumière blanche) ou non (Ultraviolet, Infrarouge, rayon...etc.). Le rayonnement électromagnétique est constitué de radiations monochromatiques caractérisées par une longueur d’onde ‘λ’ et une fréquence ‘v’. Une onde électromagnétique est un ensemble de deux vecteurs orthogonaux indissociables se propageant dans l’espace et dont l’amplitude varie périodiquement (sinusoïdalement) avec le temps, il s’agit des vecteurs E (Vecteur de champs électrique) et de B (Vecteur de champs magnétique). Lors de la propagation des ondes électromagnétiques, les deux vecteurs E et B vibrent d’une manière perpendiculaire à la direction de propagation.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 2. Rayonnement Electromagnétique L’éclairement solaire atteignant la surface de la Terre sera réfléchie (réflexion), absorbé (absorption) et diffusé (diffusion) par les objets. On appelle réflectance la quantité d’énergie réfléchie par un objet, elle est conditionnée par plusieurs paramètres dont les plus importants sont la composition chimique et la texture. Dans la nature tous les objets réfléchissent une partie du rayonnement reçu et absorbent une autre partie. Rares sont les cas où un objet Terrestre réfléchi ou bien absorbe toute l’énergie incidente. La réflectance peut être mesurée selon l’équation suivante :  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière La surface de la Terre est recouverte dans sa majeure partie par trois types de couvertures, il s’agit d’une couverture végétale, d’une couverture rocheuse et d’une couverture hydrique. Dans le domaine visible, ces trois types de couvertures ont des réflectances variables. Ainsi, l’eau à tendance à réfléchir plus dans le domaine bleu (0.42-0.58 µm) que dans les domaines de vert (0.52-0.56 µm= et rouge (0.64- 0.69 µm), d’où la couleur bleu des plans d’eau. La végétation réfléchie plus dans le vert et les roches dans le rouge, d’où la couleur verte des végétaux et marron à ocre pour les roches. Le satellite capte l’énergie réfléchie par ces trois types de couvertures selon trois capteurs (BVR) et convertit cette énergie en valeurs radiométriques « valeurs en niveau de gris » dans le système 8 bit « exemple de Landsat 7 ». On obtiendra alors trois bandes (1, 2 et 3). Chaque bande est une image formée par des pixels, et chaque pixel contient une valeur radiométrique. Le schéma suivant illustre ce principe.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les satellites produisent 3 bandes dans le domaine visible, chaque bande contient des pixels avec des valeurs radiométriques et des couleurs grises « niveaux de gris ». Selon le principe de la colorimétrie, trois couleurs principales « bleu, vert et rouge » sont nécessaires pour créer d’autres couleurs. En imagerie, pour afficher une image en couleur, il nous faut trois bandes. Par définition, la signature spectrale est la représentation graphique d'une réflectance caractéristique d'un objet en fonction de la longueur d'onde. Elle se représente par une courbe : Réflectance = F(Longueur d'onde). En télédétection visible et infrarouge proche, les surfaces naturelles se caractérisent par de très importantes variations de la réflectance selon la longueur d'onde. Elle permet donc de discriminer les principaux types de surfaces terrestres ou d'analyser plus finement les propriétés de ces surfaces.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les bandes d’absorption sont les intervalles dans le spectre « intervalle radiométrique » où la signature spectrale présente des valeurs faibles « pique d’absorption ». En l’absence d’absorptions, la réflectance serait maximale donnant ainsi une signature sous forme de ligne passant par la valeur 255. Ces bandes d’absorption sont bien visibles dans l’intervalle du spectre allant du Proche infrarouge (Near Infrared NIR en anglais) à l’infrarouge à courtes longueurs d’ondes « en anglais Short Wave Infrared SWIR »  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les absorptions sont liées aux caractéristiques physico-chimiques des objets, dans ce cours on va aborder uniquement les absorptions liées à la composition chimique des objets. Dans le cas des roches on parlera de la composition minéralogique, c’est cette composition qui conditionne le taux d’absorption dans chaque intervalle du spectre. Selon la longueur d’onde de la lumière incidente on peut distinguer deux types d’absorption, une absorption liée aux transitions électroniques dans les domaines visible et NIR, et une absorption liée aux vibrations électroniques dans le domaine SWIR.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les transitions électroniques Les absorptions liées aux transitions électroniques se produisent dans le domaine visible et PIR. Dans ces deux intervalles les longueurs d’ondes sont courtes, donc elles interagissent avec les atomes. Un atome contient des orbites « niveaux énergétiques » sur lesquels on trouve des électrons avec des électrons de valence sur l’orbite externe « couche externe ». À l’état d’équilibre les atomes gardent leur position dans les orbites et ils forment ainsi la structure atomique caractéristique d’un atome. Cependant, à l’état excité les électrons vont changer d’orbite « transition ». Si l’énergie d’excitation est suffisante, l’électron passe d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau d’énergie supérieur, cette transition consomme l’énergie avec laquelle l’électron a été excité et on parlera donc de l’absorption. A la fin de l’excitation l’électron va rejoigne son niveau d’énergie initial, il passe donc d’un niveau supérieur à un niveau inférieur en libérant une énergie et on parlera dans ce cas de l’émission. Les ondes électromagnétiques (OEM) sont constituées de photons, un photon étant l’unité de base d’une OEM. C’est le photon qui va interagir avec l’électron en l’excitant avec une énergie variable suivant la longueur d’onde. L’atome de fer possède une absorption caractéristique dans l’intervalle allant de 0.9 à 1.1 µm.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les vibrations moléculaires Les vibrations moléculaires sont des phénomènes qui se produisent à l’échelle de la molécule, notamment les molécules diatomiques telles que la molécule d’eau (H2 O, les oxydes et les hydroxydes (exemple de MgO). Les vibrations se produisent dans l’intervalle allant de 1.1 à 2.4 µm (SWIR), dans cet intervalle les longueurs d’ondes sont importante et elles entrent en interaction avec la molécule et non pas l’atome. L’absorption sera donc conditionnée par le taux de vibration, à chaque fois que les ondes sont longues, on aura des vibrations importantes et donc des absorptions considérables. La présence d’eau dans les objets naturels se traduit par deux bandes d’absorption caractéristiques autour de 1.4 et 1.9 µm. Les transitions électroniques et les vibrations moléculaires deux phénomènes à l’origine des absorptions qui se produisent dans le domaine allant de 0.4 à 2.4 µm, ces absorptions sont traduites sur la signature spectrale d’une surface naturelle par des bandes d’absorption.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 3. Interaction rayonnement matière Les vibrations moléculaires Cette figure montre des courbes de réflectance spectrale en fonction de la longueur d'onde pour trois types de surfaces : l'eau, la végétation et les sols. ‣ Environ 1,4 µm et 1,9 µm, on observe des baisses de réflectance Voici une interprétation détaillée : attribuées à l'absorption par l'eau contenue dans les tissus des 1. Eau (courbe en ligne fine) : plantes. ‣ La réflectance de l'eau est faible dans toutes les longueurs ‣ Dans le proche infrarouge (0,7 - 1,3 µm), il y a une forte d'onde, ce qui est typique, car l'eau absorbe la lumière dans le augmentation de la réflectance, ce qui est caractéristique des plantes proche infrarouge (IR) et le visible. en bonne santé, car les cellules végétales réfléchissent fortement dans cette gamme. ‣ La réflectance diminue encore plus dans le proche IR et l'IR moyen, ce qui peut être lié à l'absorption intense par les 2. Sols (courbe en tirets) : molécules d'eau dans ces plages de longueurs d'onde. ‣ Les sols ont une réflectance qui augmente progressivement du 2. Végétation (courbe en ligne épaisse) : visible à l'infrarouge moyen. Ce comportement peut varier en fonction de la composition minéralogique et de l'humidité des sols. ‣ Dans le domaine visible (0,4 - 0,7 µm), on observe une faible réflectance autour de 0,6 µm due à l'absorption de la ‣ Contrairement à la végétation, les sols ne montrent pas de pic chlorophylle, particulièrement dans les bandes rouge et bleue. marqué dans le proche infrarouge, ce qui permet de les distinguer des surfaces végétales dans les analyses spectrales.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 4. Les satellites de Télédétection L'observation de la Terre reste l'une des applications les plus prisées dans le domaine des satellites. En fonction de la mission à accomplir, on choisira plutôt tel ou tel satellite placé sur telle ou telle orbite. Les satellites de télédétection représentent un intérêt dans plusieurs domaines comme l'agriculture, la cartographie, la foresterie, la géologie, la conservation de la nature et le contrôle de la biodiversité, assistance lors des missions humanitaires, gestions des risques majeurs, surveillance marine et côtière ainsi que dans les systèmes d'informations géographiques. Comme satellites de télédétection, on peut nommer Spot (France), Landsat (USA) entre autres. Caractéristiques des satellites de télédétection La résolution spatiale d’un satellite est définie par la taille du pixel de ses images. Le pixel étant l’élément le plus petit dans une image et il est généralement un carré. La résolution spatiale est dite forte lorsque la taille du pixel est petite, une forte résolution nous permet de voir le détail des objets.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 4. Les satellites de Télédétection Caractéristiques des satellites de télédétection La résolution radiométrique dépend du système de stockage ou bien d’encodage, ces systèmes sont exprimés en nombres de bits. Les images de bonne résolution radiométrique correspondent aux images stockées avec un système en nombres de bits important. Plus le nombre de bits est important plus on aura plusieurs niveaux de gris, donc la perception devient meilleure.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 4. Les satellites de Télédétection Caractéristiques des satellites de télédétection La résolution spectrale est conditionnée par les détecteurs d’un satellite, ces détecteurs captent l’énergie réfléchie par une surface naturelle selon différents intervalles du spectre électromagnétique. Ensuite ils stockent cette information dans des bandes spectrales « plusieurs bandes forment une image numérique ». La résolution spectrale est définie par le nombre de bandes d’un satellite, plus les nombres de bandes est important plus cette résolution est bonne. Il faut noter que la répartition des bandes dans le spectre est très importante, un satellite qui possède 100 bandes réparties dans le domaine visible uniquement n’est pas considéré comme un satellite de bonne résolution spectrale. On peut classer les satellites de télédétection, suivant la résolution spectrale de leurs images, en trois types : Satellites à images multispectrales (généralement 4 à 30 bandes), satellites à images hyperspectrales (plus de 100 bandes) et enfin les satellites à images ultraspectrales (plus de 1000 bandes).  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 4. Les satellites de Télédétection Caractéristiques des satellites de télédétection La résolution temporelle est conditionnée par l’orbite du satellite et par l’objectif de sa mission, c’est le temps que fait un satellite (généralement en unité de jour) pour qu’il repasse (capte une image) sur la même région (On parle aussi de la répétitivité). Plus ce temps est court plus la résolution temporelle est bonne. Les satellites à bonne résolution temporelle sont les plus utilisés pour le suivi et l’analyse des catastrophes naturelles telles que les inondations  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 5. Traitement et visualisation des Images Satellitaires À l’ère des technologies de pointe, la plupart des données de télédétection sont enregistrées sous forme numérique, si bien que le processus d’interprétation et d’analyse des images comprend presque toujours des éléments de traitement numérique. Divers procédés peuvent être utilisés dans le traitement numérique des images, notamment la visualisation en niveaux de gris et en couleur, les opérations mathématiques, l’analyse en composantes principales et plusieurs autres traitements. Notion d’image numérique Une image numérique est un fichier comportant plusieurs bandes spectrales. Le nombre de bandes est suivant la résolution spectrale du satellite. Une image Landsat 7 est formée de 9 bandes spectrales : trois dans le domaine visible, une bande dans le proche infrarouge « NIR », deux dans le SWIR, deux dans le TIR et une bande panchromatique « panchromatique c’est le domaine du visible entier ».  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 5. Traitement et visualisation des Images Satellitaires Traitement des images Le traitement des images numériques de télédétection est une étape très importante, elle permet d’extraire une information initialement invisible dans les données brutes. La première étape de traitement d’images est la visualisation qui peut se faire en deux modes : en niveaux de gris et en couleurs ‣ Visualisation en niveaux gris La visualisation en niveaux de gris se fait sur une seule bande et on peut donc voir les teintes « variations du gris » des surfaces et on peut déjà avoir une idée sur les objets a teintes claires et ceux avec les teintes sombres. Cette étape ressemble à la photogrammétrie lors de l’analyse de la photographie aérienne.  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 5. Traitement et visualisation des Images Satellitaires Traitement des images ‣ Visualisation en couleur La visualisation en couleur passe forcément par ce qu’on appelle Compositions colorées, elle consiste à afficher en mode couleur RGB (Red, Green et Blue) trois bandes à la fois. Les logiciels de traitement d’images (ENVI, ERDAS, IDRISSI, ESA SNAP…etc) disposent de trois canaux (Red, Green et Blue) pour permettre l’affichage en ce mode RGB. Lorsque le mode d’affichage s’accorde avec le domaine spectral des bandes (Bande bleu du satellite on l’affiche dans le canal bleu du logiciel, la bande verte dans le canal vert et la bande rouge dans le canal rouge) on parlera de composition en lumière naturelle. Cette composition nous permet de voir les objets comme on les voit à l’œil nu  Chapitre 5 Télédétection et Imagerie Satellitaire 5. Traitement et visualisation des Images Satellitaires Traitement des images ‣ Visualisation en couleur Il faut noter que cette notation 321 est différente selon la nomination des bandes du satellite, si on travaille avec Landsat 7 ETM+ (Enhanced Thématic Mapper Plus) la bande 01 est la bande bleu, Bande 02 c’est la bande verte et la bande 03 est la bande rouge, dans ce cas la notation de la composition en lumière naturelle sera 321. Lorsqu’on travaille avec des images Landsat OLI 8 (Operational Land Imager) cette notation devient 432 (on verra ça lors de l’Application). Toutes les autres compositions qu’on affiche hors la composition 321 sont considérées comme des compositions en fausse couleur. Le choix des bandes à afficher en fausse couleur nécessite une réflexion de l’utilisateur et elle dépend des résultats de la visualisation en lumière naturelle et en niveaux de gris. L’homme par nature est sensible à la couleur rouge, il la détecte plus facilement des autres. On essaye toujours de mettre la bande où la cible possède les valeurs de réflectance les plus élevées dans le canal rouge pour assurer que cette cible va avoir une couleur rouge à l’affichage. Il existe des algorithmes permettant le choix assisté de la meilleure composition en fausse couleur (OIF| Optimum Index Factor (Chavez et al, 1982), mais le choix basé sur l’analyse visuelle reste le plus efficace