Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Ces dernières décennies, l’étude des tills et de leurs minéraux est devenue un outil clé pour l’exploration minérale dans les anciennes régions glaciaires. Le comptage de minéraux indicateurs est alors nécessaire, et requiert l’observation de millions de grains dont seulement 2% d’entre eux seront indicateurs de minéralisations. Les méthodes conventionnelles de reconnaissance des minéraux en grains sont effectuées par un géologue et consistent à étudier de façon séquentielle les grains sous un microscope binoculaire. En plus d’être fastidieuses, ces méthodes sont couteuses et sujettes à l’erreur humaine. La présente étude introduit l’imagerie multispectrale comme une nouvelle approche pour la reconnaissance optique des minéraux en grains. Cette technologie mesure les bandes spectrales contigües du domaine optique, pour ensuite analyser leur signature spectrale. Celle-ci permet de caractériser et de quantifier des composants au spectre similaire, mais différenciable. L’imagerie multispectrale apparait comme un procédé viable pour l’identification de minéraux en grains et pourrait apporter une piste de solution à l’optimisation du comptage de grains, en traitant simultanément une grande quantité de matériel, tout en améliorant la qualité de l’information. Les succès obtenus pour la reconnaissance automatique de grains d’or à partir de l’analyse d’images en Rouge-Vert-Bleu ont motivé la réalisation de ce projet. L’objectif principal de cette étude est d’étendre cette méthode à l’identification des sulfures et des oxydes en grains à l’aide de l’imagerie multispectrale. Comparés à l’or, ces minéraux présentent des caractéristiques optiques moins distinctives, c’est pourquoi l’analyse de plus de 3 bandes spectrales est requise. L’imagerie multispectrale est déjà utilisée pour la caractérisation de carottes de forage, et donc de surfaces minérales planes. La complexité de cette étude réside dans le fait que les échantillons choisis sont des grains et qu’ils présentent des surfaces irrégulières qui influencent directement leurs signatures spectrales. Les grains sélectionnés pour cette étude proviennent de tills et d’échantillons minéralogiques concassés. L’acquisition des spectres de réflectance des différents minéraux est réalisée à partir d’un spectromètre optique et d’une caméra multispectrale sur des grains polis et de forme irrégulière. Le spectromètre optique permet d’obtenir un spectre quasi-continu sur le domaine du visible jusqu’au proche infrarouge, alors que la caméra multispectrale est capable d’étudier en simultané 11 bandes du domaine du visible. Les mesures obtenues avec le spectromètre servent de référence validant les spectres obtenus avec la caméra multispectrale. Les résultats indiquent que les spectres acquis avec la caméra multispectrale présentent de grandes variations de réflectance qui doivent être corrigées par une normalisation spatiale (une correction des valeurs des sous-pixels par rapport à leurs plus proches voisins) pour améliorer leur accord avec les spectres acquis avec le spectromètre optique. Ces variations de spectres sont d’autant plus marquées sur les minéraux en grains que sur les sections polies. Cependant, même après avoir appliqué cette correction, la distinction des spectres pour chaque minéralogie reste difficile.