Les rayons cosmiques, qui proviennent du tréfonds de l'espace, pourraient bientôt être utilisés dans les profondeurs de la Terre. En effet, une jeune entreprise innovante canadienne vient de mettre au point une nouvelle méthode de localisation des gisements miniers souterrains reposant sur les particules subatomiques produites par ces rayons.

Anciennement connue sous le nom de CRM Geotomography, et issue de la scission du laboratoire national canadien TRIUMF abritant l’accélérateur de particules sur le campus de l'université de la Colombie-Britannique (UBC), la société Ideon Technologies basée à Vancouver se prépare à présenter ses détecteurs de gisements miniers reposant sur la « tomographie par muons d’origine cosmique ». D'après Ideon, cette technique permet de « réduire les activités de forage d'exploration d'environ 10 fois et d'identifier les cibles d'exploration avec une certitude de 95 %, voire plus ».

Les détecteurs sont conçus pour renforcer, et non remplacer le forage d'exploration traditionnel. Une fois qu'une société a creusé un trou et récupéré les carottes, le détecteur peut ensuite être inséré dans ce trou de forage pour créer une image en 2D des gisements miniers dans la zone environnante jusqu'à une distance d'un kilomètre sous terre. En utilisant plusieurs détecteurs dans plusieurs trous, on peut créer une image en 3D afin de localiser et de définir avec précision le gisement minier.

Ces détecteurs mesurent les muons, des particules subatomiques créées lorsque les rayons cosmiques (des protons à haute énergie et des noyaux atomiques) provenant de l'extérieur du système solaire pénètrent l'atmosphère terrestre, entrent en collision avec des atomes et des molécules élémentaires tels que l'oxygène et l'azote, puis se décomposent en particules secondaires radioactives plus petites, qui se répandent dans notre atmosphère à la vitesse de la lumière. Si les explications scientifiques à l'origine des détecteurs paraissent complexes, le vice-président des produits d'Ideon, Don Furseth, expliquait que la façon dont les détecteurs trouvent des gisements miniers est similaire à une procédure médicale courante que nous connaissons tous.

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« Les radiographies permettent de voir les os et les structures du corps humain », déclarait M. Furseth à l'équipe du CIM Magazine. « Notre méthode fonctionne de manière très similaire ; comme lorsque les rayons X traversent de la matière, par exemple des os, on peut voir l'endroit où la matière est plus dense en regardant l'image. Le processus est exactement le même, seule l'échelle est différente. C'est le sol et non le corps humain que l'on explore, et au lieu de quelques centimètres, on pénètre plusieurs centaines de mètres. »

Grâce à ces détecteurs de trous de forage, les sociétés pourront être plus sélectives quant à l'endroit qu'elles décident de forer, expliquait M. Furseth, ce qui pourrait s’avérer très utile pour une industrie qui, selon la société, « a investi 198 milliards de dollars américains dans l'exploration au cours des dix dernières années, pour un retour sur investissement d'[environ] 45 %. »

« Si l'on explore la zone plutôt que de forer une multitude de trous, on peut être plus sélectif », indiquait M. Furseth. « On peut effectuer un dixième du nombre de trous et les espacer davantage, puis observer d'un trou à l'autre si l'on détecte une matière dense. »

Les détecteurs sont en cours de développement depuis plusieurs années, et étaient jusqu'ici trop gros pour rentrer dans un trou de forage, ce qui limitait énormément leur utilité. D'après Gary Agnew, le nouveau président et chef de la direction de la société, la réduction de la taille du détecteur était décisive.

« Ce produit pour trou de forage nous éloigne vraiment d'une solution qui fonctionne [uniquement] dans des sites miniers désaffectés avec une infrastructure existante de puits de mine », déclarait M. Agnew. « Nous étions quelque peu coincés dans ce domaine de l'industrie, mais le détecteur par trous de forage nous ouvre de tout nouveaux horizons en matière de forage précis des sites miniers non exploités et désaffectés. »

Ideon a procédé à plusieurs études de cas avec des sociétés minières, par exemple le gisement de plomb-zinc MX700 de Teck Resources à la mine Pend Oreille à Washington, aux États-Unis, ainsi que le gisement de zinc-cuivre Price de Nyrstar à sa mine souterraine de Myra Falls en Colombie-Britannique. Durant la dernière étude de cas de la société à la mine d'uranium McArthur River d'Orano et Cameco en Saskatchewan, les détecteurs ont localisé un gisement d'uranium à haute teneur sous 600 mètres de grès.

« Ce type de corps minéralisé est extrêmement compact, c'est un peu comme si l'on cherchait une aiguille dans une botte de foin. De fait, les techniques classiques ne permettent pas de trouver ces [gisements] », indiquait M. Furseth. « Ils sont difficiles à localiser, aussi cette découverte est une excellente nouvelle pour [Cameco et Orano]. »

Le détecteur par trous de forage est encore soumis à des essais, et la société prévoit de le commercialiser dans le courant de l'année 2021.Traduit par Karen Rolland