De nouveaux outils d’apprentissage automatique révèlent des ressources minérales cachées dans des terrains complexes
Le pacte vert pour l’Europe et les réglementations connexes visent à rendre le secteur des matières premières plus durable et circulaire. Pour assurer un approvisionnement régulier en matières premières, l’UE se doit d’explorer de nouvelles ressources minérales tout en protégeant l’environnement. La télédétection offre des outils à faible impact pour soutenir toutes les étapes de l’exploitation minière (exploration, exploitation, fermeture et post-fermeture). Son potentiel est toutefois resté inexploité en raison d’une connaissance limitée de son applicabilité au secteur minéral, du manque d’outils conviviaux de traitement des données et d’une vérification insuffisante des résultats de l’interprétation avec les données in situ. Les chercheurs impliqués dans le projet MultiMiner(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, développent des algorithmes avancés de traitement des données afin d’exploiter les technologies d’observation de la Terre (OT) pour la prospection minière et la surveillance des sites miniers. «Nous cherchons à libérer le potentiel des données d’OT, dont Copernicus, les satellites commerciaux, les drones aériens et les données in situ, afin de soutenir l’ensemble du cycle de vie de l’exploitation minière», souligne la coordinatrice scientifique Maarit Middleton. Le projet concentre ses efforts sur la création d’outils innovants d’analyse des données d’OT utilisant des méthodes d’apprentissage automatique faiblement supervisés et auto-supervisées. «Ces approches ne requièrent que peu ou pas de données in situ pour la formation, ce qui les rend idéales pour composer avec les contraintes opérationnelles du secteur minier. Les applications comprennent entre autres la détection des changements subtils de la surface du sol causés par l’exploitation minière et l’amélioration des activités de prospection minière», ajoute Maarit Middleton.
Des approches de haute résolution des géologies complexes
L’approche des données multi-échelles développée par MultiMiner pour l’exploration minière et la cartographie constitue une amélioration notable par rapport aux techniques conventionnelles, offrant des résolutions spatiales et spectrales plus élevées et s’adaptant à des environnements géologiques complexes. Le système de balayage hyperspectral terrestre permet de réaliser des images hyperspectrales in situ de haute résolution directement sur les parois minières, ce qui facilite l’exploration et l’exploitation tout en faisant progresser la recherche géologique. Le système d’imagerie hyperspectrale basé sur un drone introduit des angles de balayage obliques (45 ° et 90 ° par rapport au nadir), ce qui améliore considérablement la visibilité et la couverture des surfaces verticales et en escalier. Avec une résolution au sol de 6 à 8 cm par pixel, il permet une caractérisation très détaillée de la surface.
Des algorithmes de nouvelle génération pour la surveillance continue des sites miniers
Les travaux de MultiMiner contribuent à faire progresser la surveillance des sites miniers de deux manières. Tout d’abord, ils combinent l’analyse de séries temporelles d’images denses et l’imagerie moins fréquente par drone pour une détection avancée des propriétés de la surface. Les modèles sont basés sur des modèles faiblement supervisés conçus pour traiter des faibles volumes de données in situ. Deuxièmement, MultiMiner propose un algorithme générique de surveillance des sites miniers qui intègre des données provenant de multiples sources (par exemple, Copernicus Sentinels, hyperspectrales et drones) à différentes résolutions spatiales, temporelles et spectrales. Cet algorithme prend en charge la surveillance continue, équilibre les sources de données fréquentes et éparses et s’adapte à diverses tâches de surveillance.
Des solutions modulables pour une exploitation minière durable et transparente
MultiMiner entend largement contribuer à l’exploration minière et à la surveillance des sites miniers en fournissant des technologies évolutives qui intègrent de manière homogène les rares données in situ avec des données d’OT multitemporelles et multimodales provenant de toutes les sources pertinentes. Ces solutions innovantes amélioreront l’accès aux matières premières essentielles (MPE), favoriseront l’exploitation minière durable et soutiendront les parties prenantes tout au long du cycle minier, dont les industries d’exploitation minière, d’exploration et de valorisation de l’OT. «Nos outils conviviaux et faiblement supervisés d’exploration et de surveillance basées sur la télédétection permettent une utilisation plus efficace des données d’OT. Cela devrait permettre de découvrir de nouveaux gisements de MPE, d’améliorer la sécurité de l’exploitation minière et de mieux surveiller l’environnement», affirme Maarit Middleton. «Nos solutions améliorent également la transparence des opérations minières, et permettent une détection précoce des impacts environnementaux, tandis que leur faible empreinte environnementale les rend potentiellement plus acceptables sur le plan social.»
