Quelles ressources minières se cachent sous le sol français ?

La pla­ni­fi­ca­tion éco­lo­gique pré­sen­tée en sep­tembre 2023 par le gou­ver­ne­ment com­porte de nom­breux volets, dont l’un porte sur la sécu­ri­sa­tion de l’accès aux matières pre­mières. Lithium, cobalt ou encore nickel sont des élé­ments indis­pen­sables à la tran­si­tion éco­lo­gique, dont quelques pays détiennent le mono­pole. De quelles res­sources dis­pose-t-on sur le ter­ri­toire fran­çais ? Pour répondre à cette ques­tion, un nou­vel inven­taire du poten­tiel en res­sources miné­rales va être réa­li­sé par le BRGM. Il fait suite au der­nier inven­taire mené entre 1975 et 1992.

Mat­thieu Che­villard. Durant le pré­cé­dent inven­taire, envi­ron 30 % des zones pros­pec­tives (pré­sen­tant un poten­tiel minier) n’ont pas été cou­vertes. Le nou­vel inven­taire vise à cou­vrir l’ensemble du ter­ri­toire métro­po­li­tain d’intérêt. Cela concerne les anciens mas­sifs mon­ta­gneux (Mas­sif armo­ri­cain, Mas­sif cen­tral, Vosges, Maures, Ardennes, Corse) et les chaînes de mon­tagnes récentes (Alpes et Pyré­nées). L’enjeu est de cou­vrir les zones qui n’ont jamais été étu­diées, mais aus­si de rééva­luer celles déjà cou­vertes lors du pré­cé­dent inven­taire : nous consti­tue­rons ain­si un jeu de don­nées uni­forme inédit.

Un autre enjeu impor­tant concerne les métaux recher­chés. La liste des sub­stances consi­dé­rées comme « cri­tiques » (dont l’Europe est lar­ge­ment dépen­dante) s’allonge d’année en année. À l’époque, nombre de ces sub­stances – uti­li­sées dans les éner­gies renou­ve­lables, les appa­reils élec­tro­niques, etc. – n’avaient pas été ana­ly­sées : l’enjeu est d’évaluer le poten­tiel du ter­ri­toire. Seuls 22 élé­ments avaient été recher­chés, contre une cin­quan­taine aujourd’hui. La plu­part des métaux cri­tiques, comme le lithium, les terres rares, le gal­lium et le ger­ma­nium, seront cette fois analysés.

Pierre-Alexandre Renin­ger. Oui, nous allons nous appuyer sur la géo­phy­sique aéro­por­tée, une tech­nique jamais employée pour cet objec­tif et à cette échelle, en France. Elle apporte des infor­ma­tions sur la nature des roches pré­sentes – pos­si­ble­ment jusqu’à plu­sieurs kilo­mètres de pro­fon­deur – sans aucune inci­dence sur le milieu, contrai­re­ment aux forages par exemple. C’est un peu l’équivalent d’un exa­men par IRM.

Nous allons uti­li­ser trois méthodes géo­phy­siques dif­fé­rentes : le magné­tisme, la spec­tro­mé­trie gam­ma et l’électromagnétisme. Cha­cune mesure dif­fé­rentes pro­prié­tés du sous-sol, qui ren­seignent les géo­logues sur sa struc­ture géo­lo­gique. Les ins­tru­ments sont embar­qués à bord d’un avion pour les zones plates ou val­lon­nées ou d’un héli­co­ptère au-des­sus des reliefs. Le sys­tème élec­tro­ma­gné­tique que nous uti­li­sons pré­sente une réso­lu­tion éle­vée unique au monde : il a été déve­lop­pé par l’Université d’Aarhus au Dane­mark et est mis en œuvre par la socié­té Sky­TEM. Il se pré­sente sous la forme d’une grande boucle de 300 m² que nous fai­sons voler à 50 mètres au-des­sus du sol. Nous avons déjà vali­dé son uti­li­sa­tion grâce à plu­sieurs pro­jets en France et dans le monde.

La géo­phy­sique donne des indices sur les struc­tures géo­lo­giques en pro­fon­deur, mais elle doit être com­plé­tée par des mesures en surface.

M. C. Un pro­gramme de géo­chi­mie régio­nale sur les sédi­ments de ruis­seaux sera mis en œuvre dans un pre­mier temps. La méthode consiste à pré­le­ver des échan­tillons de sédi­ments – des par­ti­cules issues de l’altération des roches – dans de petits cours d’eau. Leur ana­lyse chi­mique en labo­ra­toire vise à mesu­rer leur conte­nu en métaux d’intérêt : 49 élé­ments chi­miques seront mesu­rés simul­ta­né­ment. Ces don­nées nous ren­seignent sur la pré­sence d’éventuelles miné­ra­li­sa­tions, qui devront être étu­diées plus pré­ci­sé­ment par la suite. Nous allons faire de nou­veaux pré­lè­ve­ments sur les zones qui n’ont jamais été cou­vertes, mais aus­si réana­ly­ser les échan­tillons du pre­mier inven­taire minier, qui sont en par­tie pré­cieu­se­ment conser­vés au BRGM.

Cette méthode n’est pas nou­velle, elle a été mise en œuvre lors du pre­mier inven­taire. Mais grâce à l’amélioration des tech­niques ana­ly­tiques, nous sommes capables de détec­ter des élé­ments chi­miques dont la concen­tra­tion est beau­coup plus faible qu’à l’époque du pre­mier inventaire.

M.C. En géo­chi­mie, les limites de détec­tion sont 100 à 1 000 fois plus faibles depuis l’inventaire minier his­to­rique. Nous sommes, par exemple, capables de détec­ter des concen­tra­tions de 0,2 ppm de cuivre ou de nickel, contre 10 ppm à l’époque. Cette amé­lio­ra­tion tech­no­lo­gique per­met éga­le­ment d’analyser de nou­veaux élé­ments métal­liques d’intérêt majeur aujourd’hui.

P‑A R.  Les trois méthodes géo­phy­siques mises en œuvre ren­seignent sur des gammes de pro­fon­deurs de plus en plus impor­tantes : nous allons obte­nir des don­nées pré­cises de la très proche sur­face jusqu’au pre­mier kilo­mètre envi­ron. La méthode élec­tro­ma­gné­tique offre l’énorme avan­tage de four­nir des don­nées en 3D de la struc­ture du sous-sol. Et sur­tout, les temps d’acquisition sont incom­pa­rables aux tech­niques clas­siques de géo­phy­sique, qui consistent à déployer des ins­tru­ments au sol. Nous pou­vons cou­vrir des mil­liers de kilo­mètres en une semaine !

M.C. Ce sont aus­si des méthodes dont le rap­port coût/surface d’investigation/valorisation est par­ti­cu­liè­re­ment avan­ta­geux. Ce pre­mier scan de l’ensemble du ter­ri­toire métro­po­li­tain néces­site un inves­tis­se­ment consé­quent, mais rela­ti­ve­ment rai­son­nable par rap­port à l’utilité des don­nées acquises. Ces don­nées par­ti­cipent à une meilleure connais­sance du sous-sol et seront utiles à d’autres sec­teurs : études envi­ron­ne­men­tales, hydro­géo­lo­giques, éva­lua­tion des risques natu­rels, ou encore études d’infrastructures pour l’aménagement du territoire.

P‑A R.  La géo­phy­sique aéro­por­tée est une méthode connue depuis le milieu du XX^ème siècle. En France, plu­sieurs cam­pagnes ont été réa­li­sées par les indus­triels pétro­liers dans les années 60 à 80 au-des­sus des Bas­sins pari­sien et aqui­tain. Puis la France a for­te­ment ralen­ti ses acti­vi­tés pétro­lières et minières, et il y a eu un arrêt net de l’utilisation de cette méthode, contrai­re­ment aux grands pays miniers comme l’Australie, le Cana­da ou la Fin­lande. La géo­phy­sique aéro­por­tée a ensuite été redé­ployée dans le cadre d’un pro­gramme d’acquisition de don­nées d’infrastructure sur le sous-sol. En 1996, la Guyane a été cou­verte et en 1998 le mas­sif armo­ri­cain. Plu­sieurs acqui­si­tions ont été conduites depuis 2010.

M.C. Lors du pre­mier inven­taire minier, les don­nées issues de la géo­phy­sique et de la chi­mie étaient par­fois inter­pré­tées sépa­ré­ment par les géo­logues. Main­te­nant, celles-ci sont inter­pré­tées conjoin­te­ment grâce, par exemple, aux outils de car­to­gra­phie pré­dic­tive inno­vants déve­lop­pés par le BRGM. Un algo­rithme d’intelligence arti­fi­cielle com­bine l’ensemble des infor­ma­tions – géo­chi­mie, géo­phy­sique, mais aus­si géo­lo­gie et gise­ments déjà connus – pour réa­li­ser des cartes de poten­tiel miné­ral pour les dif­fé­rentes sub­stances d’intérêt. Nous réflé­chis­sons à la pos­si­bi­li­té de dépas­ser l’analyse car­to­gra­phique 2D et faire de la pré­dic­ti­vi­té 3D, en par­ti­cu­lier à par­tir des don­nées géo­phy­siques électromagnétiques.

M.C. La géo­phy­sique aéro­por­tée et la géo­chi­mie sont les seules méthodes qui per­mettent de cou­vrir de grandes sur­faces rapi­de­ment, une pre­mière étape indis­pen­sable au nou­vel inven­taire. Elles four­nissent énor­mé­ment d’informations ! Dans un second temps, des zones d’intérêt ciblées seront ana­ly­sées plus en détail à l’aide d’autres tech­niques. En plus des méthodes géo­chi­miques clas­si­que­ment mises en œuvre, des outils inno­vants, par­fois encore expé­ri­men­taux, pour­ront alors être employés. Je pense par exemple à la bio­géo­chi­mie à l’aide des végé­taux, ou encore à l’hydrogéochimie. 

P‑A R. Cette échelle plus locale est clas­si­que­ment cou­verte par des outils au sol, déployés à pied. Actuel­le­ment, de nom­breuses équipes tra­vaillent à déve­lop­per des outils fiables de géo­phy­sique embar­qués sur des drones. Ce domaine est en plein essor, cer­tains outils sont déjà au point (comme le magné­tisme), et d’autres sont encore à l’état de pro­to­types. Les avan­cées sont tel­le­ment rapides que cer­tains seront pro­ba­ble­ment opé­ra­tion­nels d’ici la mise en œuvre de la 2^ème étape de l’inventaire.

Anaïs Maréchal