Apports de la spectrométrie gamma aéroporté à l’évaluation de gisements

Caractéristiques du satellite Landsat

Le programme Landsat est un des plus anciens programmes d’observation par satellite de la surface terrestre. Sept satellites Landsat ont été lancés depuis le 23 juillet 1972. Le dernier, Landsat 7, a été lancé le 15 avril 1999. Les instruments embarqués sur les satellites Landsat ont fait l’acquisition de plusieurs millions d’images. Elles constituent des ressources uniques pour l’étude des changements climatiques, l’utilisation des sols, la cartographie, la gestion de l’habitat, ainsi que pour de nombreuses autres applications dans les domaines de l’agriculture, la géologie, la sylviculture, l’éducation etc. Le satellite Landsat est composé par :
– Un caméra RBV (Return Beam Vidicon)
– Un radiomètre multispectral MSS
– Radiomètre TM (Thematic Mapper
– Radiomètre ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) depuis 1999 sur Landsat 7

Description de la spectrométrie aéroportée à rayon gamma

La spectrométrie repose sur la mesure de concentrations absolues et relatives des radioéléments K, U et Th qui varient de façon importante et mesurable avec la lithologie. Les enregistrements de la radioactivité s’effectuent à partir des avions est sans égale. Ces enregistrements dépendent de la détection des rayons gamma produits par la décomposition radioactive et sont possibles à cause du fait que l’énergie de la radiation gamma produite par la décomposition d’un nucléide particulier est caractéristique. Si nous mesurons les énergies des rayons gamma enregistrées par les détecteurs montés dans un avion, nous pouvons déterminer l’activité des sources radioactives dans les sols et les roches, ainsi que celle qui repose sur la surface ou celle absorbée dans la végétation. La spectrométrie aéroportée à rayons gamma est la technique dont on se sert pour mesurer le spectre d’énergie et l’intensité de la radiation. Malgré l’existence de nombreux éléments radioactifs naturels, il n’y a que trois d’entre eux qui ont des isotopes émettant de la radiation gamma d’une intensité à un degré tel qu’il est possible de la mesurer avec le spectromètre. Ces trois sources majeures de la radiation gamma sont:
– Potassium-40 qui constitue 0.0118 % du total de potassium
– Produits fils dans la série de décomposition 238U
– Produits fils dans la série de décomposition 232Th

Traitement et interprétation des images Landsat 7

Les images satellites utilisées de Landsat TM sont extraites des scènes 159077 et 158077. Elles nous ont permis de visionner l’ensemble de la zone d’étude et de compiler les différentes bandes spectrales. Avant toute interprétation, l’image enregistrée par les capteurs d’un satellite doit subir des corrections géométriques et radiométriques. La forme numérique des images satellites autorise leur gestion directe et leur traitement dans un environnement informatisé. Deux options pour le traitement sont disponibles : la classification et la composition colorée. La composition colorée sera utilisée pour permettre l’analyse visuelle du site investigué. L’interprétation de la carte a été faite sur la trichomie RVB à partir des images de composition colorées des bandes (7,4, 2) et des bandes ratios (5/7,5/1,5/4×3/4).

Présentation du logiciel Oasis Montaj.7

Oasis Montaj 7.00 de Geosoft est un logiciel de cartographie et de traitement des données. Il permet de gérer, manipuler, visualiser et cartographier les données géoréférencées dans le domaine des Sciences de la Terre. Il fournit un environnement optimal pour l’intégration, la visualisation et la comparaison de grands volumes des données. Il a aussi des extensions qui apportent des fonctions complémentaires telles que l’analyse géophysique, géochimique ou géologique.

CONCLUSION GENERALE

Dans le cadre de la révision de la carte géologique, BRGM a réalisé une étude au SudEst de Madagascar, dans les roches Précambriennes, pour le compte du PGRM en février 2005. Ces travaux comprennent des levés aéroportés géophysiques en spectrométrie gamma et en magnétisme, couvrant toute la Région de l’Anosy. Les données spectrométriques et les images satéllitales du Landsat TM7 ont contribué à des interprétations importantes de la cartographie géologique structurale de la région. Les cartes traitées par composition spectrale et radiométrie ont permis de compléter les données existantes. Notre étude a consisté au traitement des données brutes avant de pouvoir entreprendre les analyses et interprétations en découlant. Dans ce contexte, les images satellitales nous ont permis de mettre en évidence l’identification des différentes failles et fractures. Deux directions majeures ont été mises en évidences tel que N100° et N45° en tant que déformations cassantes dans le centre et à l’est, de la zone d’étude. Les déformations souples sont aussi distinguées et se localisent en général dans les formations de métasédiments. Par ailleurs, quatre unités géologiques ont été distinguées : les formations basaltiques dans l’ouest, les métasédiments dans la partie centrale, les roches anciennes dans le Nord Est et les leptynites et granites dans le Sud Est. Les cartes spectrométriques ont permis de délimiter les formations par leurs concentrations en radioéléments, c’est-à-dire l’uranium, le thorium et le potassium. Les formations riches en uranothorianite se localisent aux environs des déformations, surtout au milieu de la zone d’étude. La présence de phlogopite est probablement liée à la circulation fluide qui est passée dans le secteur de la zone 2. L’exploitation de ces résultats constitue une base solide pour situer les zones à forte potentialité minière dans ce secteur et elle servirait à la recherche de saphir, d’uranium…

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : RAPPELS THEORIQUES ET ACQUISITION DE DONNEES
I.1 La télédétection
I.1.1 Généralités
I.1.2 Caractéristiques du satellite Landsat
I.1.3 Caractéristiques des images LANDSAT
I.2 La radioactivité
I.2.1 Définition
I.2.2 Les rayonnements radioactifs
I.2.2.1 L’émission alpha (α)
I.2.2.2 L’émission bêta (β)
I.2.2.3 Rayonnement gamma (γ)
I.2.3 La désintégration radioactive
I.2.4 Période radioactive ou demi-vie T
I.3 PropriétéS fondamentales de l’Uranium, DU Thorium et DU Potassium
I.3.1 L’uranium
I.3.1.1 Caractéristiques
I.3.1.2 Utilisation
I.3.2 Le thorium
I.3.2.1 Caractéristiques
I.3.2.2 Utilisation
I.3.3 Le potassium
I.3.2.1 Caractéristiques
I.3.2.2 Utilisation
I.4 ACQUISITION DES DONNEES
I.4.1 Description de la spectrométrie aéroportée à rayon gamma
I.4.2 Principe de la spectrométrie à rayon gamma aéroportée
I.4.2.1 Moyen de levé spectrométrique
I.4.2.2 Applications de la spectrométrie gamma aérienne
PARTIE II : CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
II.1 Localisation de la zone d’étude
II.2 Contexte géographique
II.2.1 Hydrographie
II.2.2 Géomorphologie
II.3 Cadre géologique
II.3.1 Le socle cristallin
II.3.1.1 Le socle précambrien ancien
a) Le système Androyen
b) Le système Anosyen
II.3.2 Géologie de notre zone d’étude
II.3.2.1 Concept selon Besairie
II.3.2.2 Concept actuel
II.3.3 Les ressources minières
II.3.4 Tectonique
PARTIE III : TRAITEMENT DE DONNEES ET INTERPRETATION
III.1 Présentation du traitement de données
III.1.1 Image Satellite
III.1.1.1 Présentation du logiciel ENVI.4
III.1.1.2 Traitement et interprétation des images Landsat 7
a) Composition colorée 7-4-2
b) Composition colorée 5/7,5/1,5/4×3/4
III.1.2 Données radiométriques
III.1.2.1 Présentation du logiciel Oasis Montaj.7
III.1.2.2 Traitement et interprétation de données
III.2 Synthèse
III.2.1 Pétrographie
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES