Ressources minérales potentielles des grands fonds océaniques

Ressourcesminéralespotentiellesdesgrandsfondsocéaniques– Intérêtéconomiqueetimplicationsgéopolitiques
YvesFouquet,JoëlEtoubleau,GeorgyCherkashov,NikolayBortnikov
Fumeurs actifs dans le basin de Lau (Iles Tonga – Sud ouest Pacifique )
Lescheminéessurlagauchesontprincipalementconstituéesdesulfuredezincetdecuivreetfortementconcentréesenor.
Copyright Ifremer
Étatdesconnaissances
L'océancouvre71%delaterre,et60%estplusprofondque2000m.Ceténormedomaineestencorerelativementinconnu.Depuistrenteans,lesexplorations
scientifiquesontidentifiédiverstypesdeconcentrationsminéralesquenouscommençonsseulementàapprécierpourleurintérêtéconomique.Lesressourcesminérales
océaniquespeuventunjourdevenircritiquespourlesbesoinsmondiauxenmatièrepremière.
Endomainecontinental,beaucoupdegisementsfortementconcentrésetfacilesàdécouvrirontdéjàétéexploités.Lesnouveauxdépôtsserontplusprofondsetaurontdes
concentrationenmoyenneplusfaible.Ilspeuventdeplusêtresituésdansdespaysinstablesouàtrèsgrandedistancedeszonesd'utilisation.Parexemple,lateneurdes
gisementsdecuivreexploitéssurlescontinentsaprogressivementdiminuéde3%environà0,5%enunsiècle.Ceciimpliqueuneaugmentationdelatailledesdépôts
économiquementintéressants.Uneconséquenceestuneaugmentationencoûténergétiquenécessaireàleurexploitationetunefortehaussedel'impactsur
l'environnement.
Certainsdépôtsocéaniques(sulfurespolymétalliques)sontextrêmementrichesettoussetrouventdirectementsurleplancherocéanique.Encasd'exploitation,ceci
réduiraauminimumlesincidencessurl'environnement.Enoutre,contrairementauxinstallationsminièresterrestres,lesinstallationsspécifiquessurunnaviresontdéplacée
extrêmementplusfacilement.Ainsi,lespetitsdépôtstrèsrichesenmétauxetquineseraientjamaisexploitéssurterre,pourrontavoirunintérêtéconomique.
Actuellement,ondistingue8groupesdematièrespremièresdanslesocéans:
Sulfurespolymétalliqueshydrothermaux
Desdépôtsfortementconcentrésenmétauxseformentsurleplancherocéaniquequandlesfluideshydrothermaux(350°C)sontrapidementrefroidisaucontactdel'eau
demer(2°C).Cetypededépôtselocalisetypiquementlelongdes60000kilomètresdesdorsalesocéanique,lieuxd'uneintenseactivitévolcaniqueettectonique.Les
premièresminéralisationsassociéesàdessaumureschaudes(70°C)ontétéobservéesen1962àl'axedelamerRouge.
Lespremiersfumeursnoirs(350°C)ontétédécouvertssurladorsaleduPacifiqueEsten1977.Après30ansd'exploration,environ150siteshydrothermauxsontconnus
danslesocéansindiquantdesprocessustrèsactifsd'extraction,detransportetdeconcentrationdesmétaux.Defortesdifférencesdetaillesetdecompositionsexistent
entrelessites.Cesdifférencessontcontrôléespardesprocessusphysique(ex:variationdelatempératured'ébullitionselonlaprofondeur),etsurtoutparlanaturedes
rochestraverséesparlescirculationshydrothermales(rochesvolcaniquesvariées,rochesdumanteau,sédiments).
Cetypedemineraiestbienconnudanslesgisementsfossilesexploitésàterreetforméssouslameraucoursletempsgéologiques.Unepartieimportanteducuivre,du
zinc,del'argentetl'orsontproduitsàpartirdecetypedegisements,dontcertainsconcentrentégalementlecobaltetlebaryum.Enraisondel'augmentationdela
températured'ébullitionaveclaprofondeur,lesfluideslesplusprofondsontuneplusgrandecapacitéàtransporterlesmétaux.Dansl'océanactuel,lesdépôtslesplus
riches se trouvent entre 1000 et 4000 m de profondeur de l'eau.
L'envoléeducoursdesmatièrepremièreetdesmétaux(prèsde350%en3anspourlecuivreetlezinc)afortementrelancél'explorationpourdenouveauxgisements.
Lesdomainesocéaniquesnesontpasabsentsdecesexplorations.L'intérêtàcourttermeportesurlesminéralisationstrèsrichestellesquelesminéralisationssulfurées
hydrothermales.
L'industriecommenceàs'intéresseràcesdépôtsdepuisseulementquelquesannées.LacompagnieNautilusréalisedestravauxintensifsd'évaluationdesressourcesau
norddelaPapouasiepardesprofondeursdeprèsde2000m.EllevientdedéposerdesdemandesdepermisautourdesîlesFijietdesIlesTonga.Uneseconde
compagnie,NeptuneMinéral,sefocalisesurlenorddelaNouvelleZélande.LeJaponamenédesinvestigationspousséespourévaluerdesminéralisations
hydrothermalesrichesencuivreetplombdansseseauxéconomiques.LaRussiesoutientunimportantprogrammed'explorationetd'inventairedesressourcesminérales
hydrothermaleslelongdeladorsaleAtlantique.Enfin,laChine(Comra)lanceunprogrammed'explorationspourrechercherlesressourcesminéralesdesgrandsfonds.
Ellevientdedécouvrir(mars2007)unpremiersitehydrothermaldansl'océanIndien.
Touslespermisdéposésontétédéposéssurdeschampshydrothermauxdécouvertsaucoursdecampagnesscientifiques.Cestravauximpliquentdesrecherches
scientifiquesamontvisantàcomprendreladiversitéetlefonctionnementdessystèmes,lescontrôlesgéologiqueconduisantàlaformationdesdépôtslesplusrichesetles
plusgros,etlelienaveclescommunautésbiologiquesetbactériennesinféodéesauxsourceshydrothermalesactives.
En2006,lacompagnieaustralienneNautilusaconsacréquatremoisdecampagnespourévaluerlesdépôtssulfurésassociésauvolcanismesous-marin dans le bassin de
Manus,dansleseauxéconomiquedelaPapouasie.Aucoursdecescampagnes,desopérationsdecartographie,deprélèvementsd'échantillonsàl'aided'unROV,et
d'opérationdegéophysiquevisantàestimerlevolumedesdépôts,ontétéeffectuées.Deuxmoisdecampagnes(4millionsdedollars)ontétéconsacrésàdesforages
pourévaluerlacompositiondesdépôts.Lesrésultatsindiquentdesminéralisationsparticulièrementrichesencuivreetor.
A l'issue de ces travaux, fin 2006, la compagnie Nautilus vient d'annoncer la mise en construction d'un navire de 190 m (le Jules Verne). L'objectif est de lancer
l'exploitationdesgisementsdubassindePapouasieàpartirde2009.Cetteexploitationconstitueraainsilapremièreopérationmondialed'exploitationminièredansles
grandsfonds.LesgisementsdubassindeManussesituentàdesprofondeursprochede2000m.
Enparallèle,audébutdumoisdejanvier2007,18nouveauxpermisd'explorationviennentd'êtredéposéssurlessiteshydrothermauxàl'ouestdeîlesFijietprèsdesîles
Tonga.Lechoixdeszonesestbasésurladécouvertedecessitesaucoursdesannées90danslecadredecoopérationsfranco-Japonaise et franco-allemande.
Cheminéericheenminérauxdecuivre(jaune)forméàpartird'unfluidede350°C.
Bassin de Lau - sud-ouest Pacifique
Copyright Ifremer – campagne Nautilau
Unpointimportantconcernelalégislationdansleseauxnationalesetinternationalesetlacoordinationdesactionsindustriellesetdel'explorationscientifiquemenéessurles
mêmeszones.L'ISA(InternationalSeabedAuthority)mèneactuellementuneréflexionetuneanalysepourréguleruneexploitationéventuelledecesressources
hydrothermales(minéralesetbiologiques)dansleseauxinternationales.
Lesdépôtsconnussontàdifférentsniveauxd'investigationsscientifiques.Considérantqueseulsquelquespourcentagesdel'océanprofondontétéexplorés,ilest
nécessairedecontinuerlesinvestigationsscientifiquesvisantàcomprendrelesprocessusgéologiques,chimiquesetbiologiquescontrôlantlaformation,latailleetla
diversitédecesminéralisations.Unautreaspectconcernelesétudesd'impact.Ladéfinitiond'unétatderéférencebiologiquevisantàcomprendrel'impactdes
exploitationséventuellessurl'activitébiologiquedesgrandsfondsestuneétapeimportantedel'arrivéedel'industriedanslesgrandsfonds.
Toutescesrecherchesnepourrontêtremenéesparunseulpays.Lescoopérationssontimportantes.L'Europedevrasepositionnerdupointdevuegéopolitiquepar
rapportauxautresgrandspolemondiaux,etfinancerenfindesrecherchesdansleseauxinternationalesaulieudeserestreindre,commec'estlecasactuellement,àses
seuleseauxéconomiques.
Actions durant Serpentine
LesactionsdelacampagneSerpentines'intéressentplusparticulièrementauxdépôtsassociésauxrochesdumanteau.Lesrésultatsobtenusaucoursdelacampagne
confirmentquecesdépôtssontparticulièrementrichesencuivreetzincparrapportauxdépôtsassociésauxrochesvolcaniques.Ladécouvertedusiteleplusprofond
connudanslesocéanspermettraégalementdemieuxcomprendrel'influencedelapressionsurledépôtdesmétaux.Enfin,l'explorationdusiteKrasnov,leplusgros
dépôtdesulfuresmassifactuellementconnudanslesocéans,etlaréalisationdescartesbathymétriqueshauterésolution,nouspermettrad'avancersurlacompréhension
dulienentrelesactivitésvolcaniquesettectoniques,etlaformationdesaccumulationssulfuréeslesplusrichesetlesplusimportantes.
Type Localisation Matièrepremière
exploitable Profondeur Statut minier Intérêtéconomique
1- Sel côtier sel rivage opérationnel modéré
2- Sables et graviers littoral sable et gravier peu profond opérationnel élevé
3- Diamants marge continentale diamants < 250 m opérationnel élevé
4- Placer marins plages, eaux peu
profondes
étain,or,chrome,
zirconium, terres rares,
titane peu profond opérationnel modéré
5- Phosphates eaux peu profondes et
anciens volcans phosphate peuprofondàprofondeur moyenne nonopérationnel faible
6- Nodules grandes plaines abyssales cuivre, cobalt, nickel 4500à5500m ressources potentielles modéré
7- Croûtede
manganèse
Anciens volcans
intraplaques cobalt, cuivre, platine 1000à2500m ressources potentielles modéréàélevé
8- Sulfures
hydrothermaux rides volcaniques cuivre, zinc, argent, or, cobalt, plomb 1000à4000m ressources potentielles élevé

Ressourcesminéralespotentiellesdesgrandsfondsocéaniques– Intérêtéconomiqueetimplicationsgéopolitiques
YvesFouquet,JoëlEtoubleau,GeorgyCherkashov,NikolayBortnikov
Fumeurs actifs dans le basin de Lau (Iles Tonga – Sud ouest Pacifique )
Lescheminéessurlagauchesontprincipalementconstituéesdesulfuredezincetdecuivreetfortementconcentréesenor.
Copyright Ifremer
Étatdesconnaissances
L'océancouvre71%delaterre,et60%estplusprofondque2000m.Ceténormedomaineestencorerelativementinconnu.Depuistrenteans,lesexplorations
scientifiquesontidentifiédiverstypesdeconcentrationsminéralesquenouscommençonsseulementàapprécierpourleurintérêtéconomique.Lesressourcesminérales
océaniquespeuventunjourdevenircritiquespourlesbesoinsmondiauxenmatièrepremière.
Endomainecontinental,beaucoupdegisementsfortementconcentrésetfacilesàdécouvrirontdéjàétéexploités.Lesnouveauxdépôtsserontplusprofondsetaurontdes
concentrationenmoyenneplusfaible.Ilspeuventdeplusêtresituésdansdespaysinstablesouàtrèsgrandedistancedeszonesd'utilisation.Parexemple,lateneurdes
gisementsdecuivreexploitéssurlescontinentsaprogressivementdiminuéde3%environà0,5%enunsiècle.Ceciimpliqueuneaugmentationdelatailledesdépôts
économiquementintéressants.Uneconséquenceestuneaugmentationencoûténergétiquenécessaireàleurexploitationetunefortehaussedel'impactsur
l'environnement.
Certainsdépôtsocéaniques(sulfurespolymétalliques)sontextrêmementrichesettoussetrouventdirectementsurleplancherocéanique.Encasd'exploitation,ceci
réduiraauminimumlesincidencessurl'environnement.Enoutre,contrairementauxinstallationsminièresterrestres,lesinstallationsspécifiquessurunnaviresontdéplacée
extrêmementplusfacilement.Ainsi,lespetitsdépôtstrèsrichesenmétauxetquineseraientjamaisexploitéssurterre,pourrontavoirunintérêtéconomique.
Actuellement,ondistingue8groupesdematièrespremièresdanslesocéans:
Sulfurespolymétalliqueshydrothermaux
Desdépôtsfortementconcentrésenmétauxseformentsurleplancherocéaniquequandlesfluideshydrothermaux(350°C)sontrapidementrefroidisaucontactdel'eau
demer(2°C).Cetypededépôtselocalisetypiquementlelongdes60000kilomètresdesdorsalesocéanique,lieuxd'uneintenseactivitévolcaniqueettectonique.Les
premièresminéralisationsassociéesàdessaumureschaudes(70°C)ontétéobservéesen1962àl'axedelamerRouge.
Lespremiersfumeursnoirs(350°C)ontétédécouvertssurladorsaleduPacifiqueEsten1977.Après30ansd'exploration,environ150siteshydrothermauxsontconnus
danslesocéansindiquantdesprocessustrèsactifsd'extraction,detransportetdeconcentrationdesmétaux.Defortesdifférencesdetaillesetdecompositionsexistent
entrelessites.Cesdifférencessontcontrôléespardesprocessusphysique(ex:variationdelatempératured'ébullitionselonlaprofondeur),etsurtoutparlanaturedes
rochestraverséesparlescirculationshydrothermales(rochesvolcaniquesvariées,rochesdumanteau,sédiments).
Cetypedemineraiestbienconnudanslesgisementsfossilesexploitésàterreetforméssouslameraucoursletempsgéologiques.Unepartieimportanteducuivre,du
zinc,del'argentetl'orsontproduitsàpartirdecetypedegisements,dontcertainsconcentrentégalementlecobaltetlebaryum.Enraisondel'augmentationdela
températured'ébullitionaveclaprofondeur,lesfluideslesplusprofondsontuneplusgrandecapacitéàtransporterlesmétaux.Dansl'océanactuel,lesdépôtslesplus
riches se trouvent entre 1000 et 4000 m de profondeur de l'eau.
L'envoléeducoursdesmatièrepremièreetdesmétaux(prèsde350%en3anspourlecuivreetlezinc)afortementrelancél'explorationpourdenouveauxgisements.
Lesdomainesocéaniquesnesontpasabsentsdecesexplorations.L'intérêtàcourttermeportesurlesminéralisationstrèsrichestellesquelesminéralisationssulfurées
hydrothermales.
L'industriecommenceàs'intéresseràcesdépôtsdepuisseulementquelquesannées.LacompagnieNautilusréalisedestravauxintensifsd'évaluationdesressourcesau
norddelaPapouasiepardesprofondeursdeprèsde2000m.EllevientdedéposerdesdemandesdepermisautourdesîlesFijietdesIlesTonga.Uneseconde
compagnie,NeptuneMinéral,sefocalisesurlenorddelaNouvelleZélande.LeJaponamenédesinvestigationspousséespourévaluerdesminéralisations
hydrothermalesrichesencuivreetplombdansseseauxéconomiques.LaRussiesoutientunimportantprogrammed'explorationetd'inventairedesressourcesminérales
hydrothermaleslelongdeladorsaleAtlantique.Enfin,laChine(Comra)lanceunprogrammed'explorationspourrechercherlesressourcesminéralesdesgrandsfonds.
Ellevientdedécouvrir(mars2007)unpremiersitehydrothermaldansl'océanIndien.
Touslespermisdéposésontétédéposéssurdeschampshydrothermauxdécouvertsaucoursdecampagnesscientifiques.Cestravauximpliquentdesrecherches
scientifiquesamontvisantàcomprendreladiversitéetlefonctionnementdessystèmes,lescontrôlesgéologiqueconduisantàlaformationdesdépôtslesplusrichesetles
plusgros,etlelienaveclescommunautésbiologiquesetbactériennesinféodéesauxsourceshydrothermalesactives.
En2006,lacompagnieaustralienneNautilusaconsacréquatremoisdecampagnespourévaluerlesdépôtssulfurésassociésauvolcanismesous-marin dans le bassin de
Manus,dansleseauxéconomiquedelaPapouasie.Aucoursdecescampagnes,desopérationsdecartographie,deprélèvementsd'échantillonsàl'aided'unROV,et
d'opérationdegéophysiquevisantàestimerlevolumedesdépôts,ontétéeffectuées.Deuxmoisdecampagnes(4millionsdedollars)ontétéconsacrésàdesforages
pourévaluerlacompositiondesdépôts.Lesrésultatsindiquentdesminéralisationsparticulièrementrichesencuivreetor.
A l'issue de ces travaux, fin 2006, la compagnie Nautilus vient d'annoncer la mise en construction d'un navire de 190 m (le Jules Verne). L'objectif est de lancer
l'exploitationdesgisementsdubassindePapouasieàpartirde2009.Cetteexploitationconstitueraainsilapremièreopérationmondialed'exploitationminièredansles
grandsfonds.LesgisementsdubassindeManussesituentàdesprofondeursprochede2000m.
Enparallèle,audébutdumoisdejanvier2007,18nouveauxpermisd'explorationviennentd'êtredéposéssurlessiteshydrothermauxàl'ouestdeîlesFijietprèsdesîles
Tonga.Lechoixdeszonesestbasésurladécouvertedecessitesaucoursdesannées90danslecadredecoopérationsfranco-Japonaise et franco-allemande.
Cheminéericheenminérauxdecuivre(jaune)forméàpartird'unfluidede350°C.
Bassin de Lau - sud-ouest Pacifique
Copyright Ifremer – campagne Nautilau
Unpointimportantconcernelalégislationdansleseauxnationalesetinternationalesetlacoordinationdesactionsindustriellesetdel'explorationscientifiquemenéessurles
mêmeszones.L'ISA(InternationalSeabedAuthority)mèneactuellementuneréflexionetuneanalysepourréguleruneexploitationéventuelledecesressources
hydrothermales(minéralesetbiologiques)dansleseauxinternationales.
Lesdépôtsconnussontàdifférentsniveauxd'investigationsscientifiques.Considérantqueseulsquelquespourcentagesdel'océanprofondontétéexplorés,ilest
nécessairedecontinuerlesinvestigationsscientifiquesvisantàcomprendrelesprocessusgéologiques,chimiquesetbiologiquescontrôlantlaformation,latailleetla
diversitédecesminéralisations.Unautreaspectconcernelesétudesd'impact.Ladéfinitiond'unétatderéférencebiologiquevisantàcomprendrel'impactdes
exploitationséventuellessurl'activitébiologiquedesgrandsfondsestuneétapeimportantedel'arrivéedel'industriedanslesgrandsfonds.
Toutescesrecherchesnepourrontêtremenéesparunseulpays.Lescoopérationssontimportantes.L'Europedevrasepositionnerdupointdevuegéopolitiquepar
rapportauxautresgrandspolemondiaux,etfinancerenfindesrecherchesdansleseauxinternationalesaulieudeserestreindre,commec'estlecasactuellement,àses
seuleseauxéconomiques.
Actions durant Serpentine
LesactionsdelacampagneSerpentines'intéressentplusparticulièrementauxdépôtsassociésauxrochesdumanteau.Lesrésultatsobtenusaucoursdelacampagne
confirmentquecesdépôtssontparticulièrementrichesencuivreetzincparrapportauxdépôtsassociésauxrochesvolcaniques.Ladécouvertedusiteleplusprofond
connudanslesocéanspermettraégalementdemieuxcomprendrel'influencedelapressionsurledépôtdesmétaux.Enfin,l'explorationdusiteKrasnov,leplusgros
dépôtdesulfuresmassifactuellementconnudanslesocéans,etlaréalisationdescartesbathymétriqueshauterésolution,nouspermettrad'avancersurlacompréhension
dulienentrelesactivitésvolcaniquesettectoniques,etlaformationdesaccumulationssulfuréeslesplusrichesetlesplusimportantes.
Type Localisation Matièrepremière
exploitable Profondeur Statut minier Intérêtéconomique
1- Sel côtier sel rivage opérationnel modéré
2- Sables et graviers littoral sable et gravier peu profond opérationnel élevé
3- Diamants marge continentale diamants < 250 m opérationnel élevé
4- Placer marins plages, eaux peu
profondes
étain,or,chrome,
zirconium, terres rares,
titane peu profond opérationnel modéré
5- Phosphates eaux peu profondes et
anciens volcans phosphate peuprofondàprofondeur moyenne nonopérationnel faible
6- Nodules grandes plaines abyssales cuivre, cobalt, nickel 4500à5500m ressources potentielles modéré
7- Croûtede
manganèse
Anciens volcans
intraplaques cobalt, cuivre, platine 1000à2500m ressources potentielles modéréàélevé
8- Sulfures
hydrothermaux rides volcaniques cuivre, zinc, argent, or, cobalt, plomb 1000à4000m ressources potentielles élevé