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Exploiter les profondeurs de l’océan

Exploiter les profondeurs de l’océan

19.06.2014, par
Robot Ifremer Victor 6000
Pince du robot téléopéré de l’Ifremer Victor 6000 à proximité d’un fumeur noir, sur un site hydrothermal de la dorsale médio-atlantique.
Et si la solution à la pénurie annoncée de métaux se trouvait au fond des océans ? Une expertise scientifique du CNRS et de l’Ifremer fait la synthèse des espoirs, des écueils et des mesures de précautions que pourrait susciter l'exploitation des ressources minérales sous-marines.

Dans un contexte international où l’épuisement des matières premières pousse de plus en plus de pays à lancer ou relancer l’exploration des ressources minérales, notamment au fond des océans, la France, qui possède le deuxième territoire maritime mondial, bénéficie d’un accès privilégié aux gisements situés dans les grands fonds océaniques. Présentes dans tous les océans, ces ressources constituent des réserves importantes de métaux (cobalt, fer, manganèse, platine, nickel, or, argent, cuivre, terres rares, etc.), mais elles sont généralement situées à des profondeurs variant de quelques centaines à plusieurs milliers de mètres, ce qui les rend particulièrement difficiles à explorer, encore plus à exploiter. En outre, ces ressources sont systématiquement associées à des écosystèmes spécifiques, dont certains ont été identifiés comme des milieux exceptionnels de diversité au plan mondial.

Forts des connaissances et du savoir-faire qu’ont acquis les laboratoires et les sociétés minières françaises sur les environnements profonds, le ministère chargé de l’Écologie et le ministère chargé de la Recherche ont confié au CNRS et à l’Ifremer la responsabilité de réaliser une expertise scientifique collective (ESCo) sur les impacts environnementaux pouvant résulter de l’exploration et de l’exploitation des ressources minérales profondes. Cette expertise, dont la synthèse est présentée le 19 juin, doit servir de base de travail à l’ensemble des acteurs du monde de la mer (élus, ONG, chercheurs, industriels, etc.), et permettre à la France de convertir ces ressources marines potentielles en véritables opportunités économiques, dans une double perspective de gestion économe des ressources et de développement durable.

Le Nautile
Remontée du submersible Nautile sur le pont du navire l’Atalante.
Le Nautile
Remontée du submersible Nautile sur le pont du navire l’Atalante.

34 milliards de tonnes de métal au fond du Pacifique

« Ce travail d’expertise était devenu nécessaire car, face à l’explosion de la demande en métaux au niveau mondial, les compagnies minières font de plus en plus pression pour obtenir des permis d’exploration et à termes d’exploitation sur trois ressources principales des fonds océaniques : les nodules polymétalliques, les encroûtements et les sulfures hydrothermaux », explique Sylvain Lamare, directeur adjoint scientifique à l’Institut écologie et environnement du CNRS et qui est l’un des pilotes scientifiques de l’expertise1. Les nodules sont des boules d’une dizaine de centimètres de diamètre composés de cristaux d’oxydes de fer et de manganèse dans lesquels sont incorporés du cuivre, du nickel, du cobalt et même des métaux et terres rares (lithium, thallium, molybdène, tellure, etc.). On les retrouve généralement dans les plaines océaniques abyssales entre 3 000 et 5 500 mètres de profondeur.

Les encroûtements sont eux aussi principalement constitués d’oxyde de fer et de manganèse, enrichis en cobalt, en platine et en tellure. Ils constituent également une source de métaux tels que le titane, le vanadium, le cérium, le zirconium et le phosphore. Les dépôts présentant le plus fort potentiel économique sont enrichis en cobalt et en platine, et se situent en Polynésie. Les encroûtements ont jusqu’à 25 centimètres d’épaisseur et couvrent des surfaces de plusieurs km², sur les reliefs sous-marins et près des volcans immergés, à des profondeurs variant de 400 à 4 000 mètres. Certaines estimations affirment que la surface totale des encroûtements s’élève à 6,35 millions de km², soit 1,7 % de la surface des océans.

Enfin, bien que découverts plus récemment, les sulfures hydrothermaux constituent  les minéralisations les plus prometteuses en milieu marin. Cela est lié à leur richesse en métaux de base (cuivre, zinc, plomb), en métaux précieux (argent et or),  mais également parfois en éléments rares (indium, sélénium, germanium, etc.). Les gisements hydrothermaux sous-marins se retrouvent le long des 60 000 kilomètres de dorsales océaniques.

Morceau de sulfures
Morceau de sulfures contenant du chlorure de cuivre vert émeraude, observé sur le site hydrothermal Logatchev par 3 000 mètres de profondeur sur la dorsale médio-atlantique.
Morceau de sulfures
Morceau de sulfures contenant du chlorure de cuivre vert émeraude, observé sur le site hydrothermal Logatchev par 3 000 mètres de profondeur sur la dorsale médio-atlantique.

Pour se faire une idée du potentiel économique de ces ressources sous-marines, l’ESCo relève que, dans la région la plus riche en nodules, la zone de Clarion-Clipperton, qui représente 15 % de la surface de l’océan Pacifique, le poids total des nodules est estimé à 34 milliards de tonnes : ce qui représente 6 000 fois plus de thallium, trois fois plus de cobalt, et plus de manganèse et de nickel que la totalité des ressources avérées hors des océans.

Un écosystème fragile et mal connu

Une véritable manne en ces temps de pénurie annoncée. Actuellement, un total de plus de 1,8 million de km² de fond océanique a déjà fait l’objet de dépôts de permis d’exploration. Cette phase d’exploration permet, entre autres, de recueillir des indices de minéralisation qui, le cas échéant, si la quantité de minerai et sa teneur en métaux est suffisante, conduiront peut-être un jour à une phase d’exploitation minière. Toutefois, à ce jour, les acteurs impliqués dans l’exploitation ne fournissent qu’une information limitée sur les techniques envisagées et leurs conséquences prévisibles. Soit que, faute de retour d’expérience grandeur nature, leurs connaissances demeurent parcellaires, soit qu’ils souhaitent protéger leurs secrets industriels.

Concombre de mer
Les concombres de mer tel ce Psychropotes longicauda sont communs sur les zones à nodules du Pacifique Nord équatorial par 5 500 mètres de profondeur.
Concombre de mer
Les concombres de mer tel ce Psychropotes longicauda sont communs sur les zones à nodules du Pacifique Nord équatorial par 5 500 mètres de profondeur.

Reste que l’écologie des écosystèmes associés à ces ressources minérales est encore très mal connue, de même que les liens et interactions avec les sites plus distants. Les conséquences environnementales réelles que pourrait avoir l’exploitation des ressources minérales restent donc incertaines et doivent faire l’objet de nouvelles études. En effet, les auteurs du rapport ESCo notent que, sur les 5 000 publications consacrées aux fonds marins référencées jusqu’en 2012, seulement 200 concernent directement  l’impact que pourraient avoir l’exploitation minière sur les écosystèmes profonds.

Certains risques
semblent
totalement ignorés
par les exploitants potentiels
ou du moins
très minimisés.

« Nous n’avons pu avoir accès qu’à très peu d’études produites par les industriels sur les techniques d’exploitation envisagées et, dans ce contexte, les conséquences environnementales sont difficilement prévisibles sans la connaissance précise des technologies mises en œuvre, précise Sylvain Lamare. Mais, comme le soulignent aussi certaines ONG, certains risques semblent totalement ignorés par les exploitants potentiels ou du moins très minimisés, comme les perturbations que vont entraîner le rejet dans la mer des déchets miniers : dissémination de métaux lourds, occultation de la lumière utilisée par les espèces photosynthétiques, ensevelissement des espèces vivant dans les fonds océanique…, indépendamment de la profondeur de rejet. »

Les bouleversements liés au brassage, grattage et autres modifications physico-chimiques induites par l’exploitation minière pourraient irrémédiablement déstabiliser des écosystèmes dont on connaît mal la capacité de résilience. « On  a pris conscience que les écosystèmes profonds sont des écosystèmes à "métabolisme lent". Les animaux qui les habitent sont souvent pluri-centenaires, leurs temps de réaction, et donc de résilience éventuelle, sont extrêmement longs. Par ailleurs, la stabilité des plaines abyssales fait que les organismes qui les peuplent sont très fragiles face à des perturbations auxquelles ils ne sont pas préparés. Il faut élargir notre socle de connaissance de ces dynamiques qui sont encore largement inconnues » commente Bruno David2, un spécialiste des mondes marins qui n'a pas participé à la rédaction du rapport.

Sulfures, crinoïdes et corail
Sulfures, crinoïdes et corail sur un site hydrothermal inactif dans le pacifique Sud-Ouest, au large des îles Wallis et Futuna.
Sulfures, crinoïdes et corail
Sulfures, crinoïdes et corail sur un site hydrothermal inactif dans le pacifique Sud-Ouest, au large des îles Wallis et Futuna.

Par exemple, Sylvain Lamare indique « qu'une expérience menée il y a quelques années a montré que les traces de passage laissées à la suite d’un prélèvement de nodules étaient toujours présentes douze ans après ».  Les  nodules, encroûtements et sulfures hydrothermaux sont prélevés sur des habitats stabilisés depuis des milliers voire des millions d’années, possédant une faune endémique, reposant souvent sur quelques espèces ingénieures (telles que les coraux) autour desquelles vont s’installer de nombreuses autres espèces, notamment des poissons.

Une chimère Hydrolagus sp, espèce cousine des requins
Une chimère Hydrolagus sp., espèce cousine des requins et visiteur fréquent des sites hydrothermaux de la dorsale médio-atlantique. Ici, sur le site de Lucky Strike par 1 700 mètres de fond.
Une chimère Hydrolagus sp, espèce cousine des requins
Une chimère Hydrolagus sp., espèce cousine des requins et visiteur fréquent des sites hydrothermaux de la dorsale médio-atlantique. Ici, sur le site de Lucky Strike par 1 700 mètres de fond.

Informer plutôt que prescrire

Les auteurs de l’ESCo soulignent d’ailleurs qu’ il convient également de s’interroger sur l’impact possible de l’exploitation des ressources minérales sur les économies des nations établies à proximité des sites concernés et plus généralement sur les services Écosystémiques rendus par les milieux marins profonds (rôle dans le cycle du carbone, approvisionnement en espèces pêchées, régulation thermique, chimique et détoxification de l’océan, écotourisme, etc.). Là encore, plutôt que prétendre à un diagnostic exhaustif et définitif, l’ESCo fournit un état des lieux rassemblant  les données encore parcellaires sur cette question. « L’objet de cette expertise collective n’est pas de prescrire des solutions ni d’émettre des recommandations, mais de fournir aux différents acteurs concernés – États, chercheurs, industriels, populations, etc. – l’information la plus complète à notre disposition afin de susciter une véritable concertation et permettre une exploitation raisonnée et socialement acceptable des ressources profondes, insiste le chercheur. Le but est notamment d’éviter les fiascos qui ont marqué l’exploitation “sauvage” des OGM et qui semble se reproduire à propos des gaz des schistes. »
 

À suivre :

Seconde édition du forum du CNRS à Grenoble.
Conférence « Dans les profondeurs des océans », samedi 11 octobre 2014, de 13 h 50 à 14 h 50.

Notes
  • 1. L’équipe projet de cette expertise collective était composée de Jérôme Dyment (CNRS), François Lallier (CNRS), Sylvain Lamare (CNRS), Nadine Le Bris (CNRS), Olivier Rouxel (Ifremer), Pierre-Marie Sarradin (Ifremer) comme pilote scientifique, soutenus par Coralie Coumert (CNRS), Marie Morineaux (Ifremer), Julie Tourolle (Ifremer) pour la coordination éditoriale.
  • 2. président du Conseil scientifique du MNHN et directeur de recherche au laboratoire CNRS-Biogéosciences à l’université de Bourgogne

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