La demande mondiale en minéraux stratégiques, notamment ceux essentiels aux technologies de la transition énergétique telles que les batteries de véhicules électriques, les écrans tactiles de téléphones portables ou les équipements de production d’énergies renouvelables comme les cellules solaires et les turbines éoliennes, connaît une croissance exponentielle. L'Europe, en particulier, dépend actuellement en grande partie des importations de ces minerais pour soutenir ses industries. Face à l'épuisement progressif des gisements les plus accessibles sur le continent, après des siècles d’exploitation minière active, l'attention se tourne de plus en plus vers les vastes réserves inexploitées que recèlent les environnements subaquatiques. Cette quête de nouvelles sources soulève des questions fondamentales sur la faisabilité technique, la rentabilité économique, la gouvernance internationale et, surtout, les implications écologiques d'une telle entreprise, faisant de l'exploitation minière subaquatique un sujet d'une actualité brûlante et d'une complexité sans précédent.
Innovations pour les Mines Terrestres Inondées : La Solution VAMOS
Une approche innovante pour répondre à une partie de cette demande réside dans la réactivation de mines terrestres désaffectées et inondées. L’Europe dispose, en effet, de ressources minérales inexploitées dans ces contextes, à des profondeurs de 500 à 1 000 mètres, d’une valeur estimée à 100 milliards d’euros. Le projet VAMOS (¡Viable and Alternative Mine Operating System !), financé par l’UE, a mis au point un nouveau système d’exploitation minière sous-marine qui promet de rendre ces gisements actuellement inaccessibles exploitables à l'avenir.
Ce système d’exploitation robotisée est spécifiquement conçu pour les mines abandonnées et inondées qui présentent une carrière à ciel ouvert plutôt que des puits. La technologie développée par VAMOS utilise un véhicule minier sous-marin télécommandé. Ce véhicule est capable de découper des roches et d'obtenir des fragments pouvant atteindre 50 mm. Une caractéristique clé de cette innovation est son système de spectroscopie laser intégré, qui permet au véhicule de traiter le minerai en temps réel. Cette capacité de tri à la source réduit significativement la quantité de déchets de roches extraits, optimisant ainsi l'efficacité de l'opération.
Le déploiement et la récupération du véhicule sous-marin sont assurés à l'aide d'un bateau ancré, équipé d'un système de mise à l’eau et de récupération (LARV). Une fois extrait, le matériau minéral est pompé jusqu’au LARV en surface, puis acheminé par un système de canalisations flottantes vers une installation d’assèchement située sur la rive pour y être traité. L’eau excédentaire est ensuite retournée à la mine, bouclant ainsi le cycle.
Les avantages de cette technologie de pointe sont multiples. D’un point de vue économique, elle offre un moyen plus rentable de rouvrir ces mines, principalement parce que l’eau souterraine n’a pas besoin d’être pompée continuellement hors de la mine. Cela se traduit par une consommation énergétique inférieure, permettant un système globalement plus efficient. Sur le plan environnemental, la non-nécessité de pomper l'eau signifie que le niveau de la nappe phréatique locale n’est pas affecté, réduisant ainsi l’impact sur l’environnement immédiat. De plus, cette technologie permet de prolonger la durée de vie des mines à ciel ouvert avec des taux de découverte élevés, où de grandes quantités de déchets de roches devraient autrement être exploitées pour obtenir une quantité donnée de minerai, ou celles présentant des problèmes hydrologiques et géotechniques. À terme, cette approche pourrait même conduire à l’ouverture de nouvelles mines européennes avec une empreinte environnementale moindre, contribuant ainsi à l’approvisionnement durable de minéraux en Europe.
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Les partenaires du projet VAMOS ont déjà démontré la faisabilité de leur système par le biais d'essais sur le terrain. Le premier essai, mené en 2017, a eu lieu sur un chantier de kaolin, à ciel ouvert, inondé et qui n’est plus utilisé, situé à Lee Moor, dans le Devon, au Royaume-Uni. Plus récemment, les équipes ont terminé avec succès leur deuxième essai sur le terrain dans la mine inondée de Magcobar à Silvermines, en Irlande, marquant des étapes cruciales dans le développement et la validation de cette technologie prometteuse.
Les Trésors Minéraux des Grands Fonds Marins : Une Diversité de Gisements
Au-delà des mines terrestres inondées, l'océan, qui couvre 71% de la planète (dont 60% au-delà de 2 000 mètres de profondeur), recèle des ressources minérales non énergétiques peu ou pas exploitées. Ces environnements demeurent largement méconnus, mais constituent potentiellement une future réponse aux besoins croissants en métaux rares et en granulats. Dans ces profondeurs, la majorité des minéralisations sont associées à des processus de circulations hydrothermales.
Trois principaux types de gisements sous-marins sont particulièrement ciblés pour leur potentiel minéralogique :
Les Nodules Polymétalliques : Décrites comme de « grosses pommes de terre », ces concrétions reposent sur le plancher océanique à des profondeurs variant généralement entre 4 000 et 6 000 mètres. Elles sont remarquablement riches, renfermant une grande variété de métaux critiques tels que le fer, le manganèse, le cobalt, le cuivre, le nickel ou le plomb. Cependant, leur processus de formation est extrêmement lent, s'étendant sur des centaines de millions d'années. Comme l'a souligné François Lallier, professeur à Sorbonne Université, « Si les industriels les récoltent, ils ne repousseront pas avant des lustres ! », ce qui soulève des questions fondamentales sur la durabilité de leur exploitation. Les zones favorables à leur formation, caractérisées par de faibles taux de sédimentation et de grandes profondeurs induisant la dissolution des carbonates dans les plaines abyssales, se retrouvent notamment dans les ZEE d’Outre-mer françaises, à l’ouest de la Polynésie, autour des îles Éparses et au nord de l’île de Clipperton.
Les Encroûtements Cobaltifères : Il s'agit de plaques minérales d’une dizaine de centimètres d’épaisseur qui se forment sur les parois des monts sous-marins. Elles sont particulièrement recherchées pour leur richesse en fer, en manganèse et surtout en cobalt. Ces environnements se situent en général loin des continents, dans des zones où les taux de sédimentation sont très faibles. On les retrouve notamment dans la ZEE française de la Polynésie française, des îles Kerguelen, de Mayotte et des îles Éparses. Ces minéralisations connues ou potentielles incluent également des formations de sédiments enrichis en phosphates dans les anciens lagons.
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Les Sulfures Polymétalliques : Ces gisements se forment dans les cheminées hydrothermales, situées à proximité des dorsales océaniques et des volcans sous-marins, à des profondeurs allant de 1 000 à 5 000 mètres. Actuellement, ils constituent la ressource potentielle la plus intéressante de ces zones. Les zones les plus favorables à la formation de sulfures polymétalliques se trouvent à plus de 1 000 mètres de profondeur. En effet, au-dessus de cette limite, le phénomène de séparation de phase se produit en sub-surface, entraînant la précipitation des sulfures sous le plancher océanique. Les fluides les plus salés et les plus chauds ayant les plus fortes capacités à transporter les métaux, la pression et donc la profondeur jouent un rôle central sur la température à laquelle les fluides sont émis sur le plancher océanique. Les zones moins profondes se caractérisent généralement par des dépôts d’oxydes de fer. Ces environnements propices aux minéralisations hydrothermales se retrouvent principalement dans la ZEE française autour des îles de Wallis-et-Futuna, de Saint-Paul et Amsterdam, des îlots de Hunter et Matthews, et des Antilles.
D'autres types de ressources sont également identifiés, comme les placers littoraux riches en chromite près de Terre Neuve. Au sud de la Guyane, des études brésiliennes ont révélé des concentrations en scandium, vanadium, titane et zirconium, ajoutant à la diversité des ressources subaquatiques.
Le Cadre Juridique International et les Défis de la Gouvernance des Fonds Marins
L'exploitation des ressources minérales subaquatiques n'est pas seulement une question de technologie et de géologie ; elle est intrinsèquement liée à un cadre juridique international complexe qui tente de concilier souveraineté nationale, intérêt commun de l'humanité et protection environnementale.
Le droit de la mer est principalement régi par la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (CNUDM), dite de Montego Bay (Jamaïque), signée le 10 décembre 1982. Cette convention, ratifiée par la France le 11 avril 1996, définit les différents espaces maritimes et les droits et obligations des États y afférents. Les océans sont ainsi découpés en plusieurs zones.
D'une part, il y a les eaux territoriales et la zone économique exclusive (ZEE) de chaque État, s'étendant jusqu’à deux cents milles marins de ses côtes. Ces zones sont sous juridiction nationale. Comme le souligne François Lallier, « Chaque État est libre d'autoriser ou d’interdire la pêche comme l'exploitation des grands fonds dans une ZEE. C’est sous juridiction nationale. »
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D'autre part, les eaux internationales, aussi appelées la « Zone », désignent les fonds marins en dehors des eaux territoriales et des ZEE. La Convention de Montego Bay a décidé que ces fonds marins appartenaient au « patrimoine commun de l’humanité ». Cela implique que l’exploitation minière dans ces zones doit être entreprise uniquement dans l’intérêt de l’ensemble de l’humanité. Les États membres sont ainsi engagés à assurer la garde conjointe de ces minerais, signifiant qu'aucun pays ou intérêt privé ne peut les posséder. Douze ans après la signature de la CNUDM, l'ONU a mis en place l’Autorité internationale des fonds marins (AIFM), dont la fonction est d'organiser et de promouvoir l'exploitation minière des fonds marins au-delà des limites de la juridiction nationale, tout en protégeant le milieu marin de tous effets préjudiciables. L’AIFM encadre, délivre et répartit les permis d’exploration et d’exploitation des fonds marins (hors des ZEE) entre les pays. Les bénéfices tirés de cette exploitation, notamment les profits, doivent être partagés équitablement entre toutes les nations, en particulier les pays en développement. L'AIFM a adopté en 2000 un règlement relatif à la prospection et à l’exploration des nodules polymétalliques dans la Zone, applicable à tous les organismes privés et publics ayant signé un contrat avec elle.
Cependant, malgré l'existence de ce cadre, l'exploitation minière en eaux profondes fait face à des défis réglementaires considérables. L'AIFM organise plusieurs fois par an des réunions pour que les gouvernements négocient les règles et réglementations, mais des complexités techniques et des priorités divergentes des États négociateurs laissent de nombreuses questions essentielles en suspens. Ces questions incluent les seuils de dommages environnementaux interdits, les mécanismes de surveillance et de conformité, ainsi que le partage équitable des bénéfices. Des préoccupations persistent également quant à la manière de traiter le patrimoine culturel subaquatique, comme les vestiges et restes humains, et les liens culturels séculaires de divers peuples et communautés autochtones avec l’océan et les fonds marins. Des recherches indiquent que l’AIFM pourrait avoir du mal à générer des bénéfices économiquement significatifs ou à les partager équitablement.
Les Impacts Environnementaux et la Vulnérabilité des Écosystèmes Abyssales
L'exploitation minière subaquatique, en particulier dans les grands fonds marins, soulève des préoccupations environnementales majeures en raison de la nature unique et fragile des écosystèmes abyssaux. Ces grands fonds, qui commencent à 200 mètres de profondeur, abritent une multitude d’organismes résistants à des conditions extrêmes et des écosystèmes uniques qui contribuent à la bonne santé de l’océan mondial.
Les scientifiques, bien que reconnaissant que l'océan reste une partie peu étudiée de la planète, alertent sur le fait que les connaissances de base sur les écosystèmes des grands fonds marins sont encore insuffisantes pour mesurer pleinement l’impact de l’exploitation minière. L'océan est déjà en déclin rapide, confronté à l'acidification, au réchauffement, à la pollution plastique et à la surpêche, des tendances alarmantes que les Nations Unies qualifient d'« urgence mondiale ».
Les experts expriment des inquiétudes spécifiques concernant plusieurs impacts potentiels :
L’impact des panaches d’extraction : En creusant pour ramasser les métaux, les engins d’extraction déplaceraient des particules et créeraient des panaches typiques. Selon François Lallier, ces panaches « pourraient rester en suspension beaucoup plus longtemps que sur Terre », ce qui aurait des conséquences étendues sur la colonne d'eau et les habitats benthiques adjacents.
L’impact sur la faune des grandes profondeurs : Les espèces des abysses se caractérisent généralement par une durée de vie plus longue, une maturité sexuelle plus tardive et une croissance plus lente. Ces caractéristiques les rendent particulièrement vulnérables aux perturbations. Sur les sommets des monts sous-marins, il y a une faune abondante, y compris des coraux profonds et des espèces associées, ainsi que de nombreux poissons. François Lallier souligne que la croissance est extrêmement lente dans ces environnements, et il faudrait « au moins une centaine d'années pour que la faune fixée y repousse ». La question de la recolonisation après l'exploitation est également cruciale : « sur Terre, on peut replanter des arbres après un déboisement. Mais au fond de l’océan, comment fait-on ? » Par ailleurs, les écosystèmes complexes composés d’organismes adaptés à l'environnement particulier des cheminées hydrothermales, où de nombreux animaux s'agglutinent, seraient directement menacés. La technologie permettant une exploitation commerciale des profondeurs océaniques a été très peu testée et présente un risque important de dommages graves pour la faune et la flore marines à croissance lente et à longue durée de vie dans les eaux profondes.
L’impact sur la séquestration de carbone : L'océan joue un rôle vital dans la régulation climatique en absorbant 30 % du CO2 atmosphérique, lequel est ensuite stocké dans les fonds marins. Les perturbations de ces fonds pourraient compromettre cette fonction essentielle.
Compte tenu de ces défis considérables et de l'insuffisance des connaissances scientifiques pour prendre des décisions éclairées, de nombreux experts et organisations préconisent un moratoire, ou une « pause de précaution », sur l'exploitation minière des grands fonds marins. Cela accorderait à l’AIFM le temps nécessaire pour collecter des données scientifiques, mieux comprendre les risques à long terme et les incidences associées - notamment sur les services écosystémiques vitaux comme le bon fonctionnement des pêcheries et la régulation du climat - et élaborer des réglementations robustes, applicables et dotées de mécanismes de surveillance et de gouvernance efficaces, si l'exploitation devait avoir lieu. Des voix s'élèvent, y compris parmi les investisseurs, les banques et les assureurs, pour soulever d’importantes questions quant à la nécessité de ces minerais et à l’intérêt économique réel de leur extraction des fonds marins face aux risques environnementaux.
La Stratégie Française pour les Ressources Minérales Marines : Un Cadre National Spécifique
La France, grâce à ses territoires d’Outre-mer, dispose de la deuxième zone économique exclusive (ZEE) mondiale, s'étendant sur 10,76 millions de km², après celle des États-Unis. Cet immense espace maritime, réparti dans presque tous les océans, confère à la France une biodiversité marine riche, mais aussi une responsabilité significative en matière de gestion de ses ressources.
Dans le cadre du programme EXTRAPLAC, la France revendique auprès de la Commission des Limites du Plateau Continental (CLPC) des Nations Unies une extension du plateau continental de sa ZEE, pour une surface totale estimée à 2,5 millions de km². Les actions actuelles engagées visent à mieux connaître les ressources et les écosystèmes environnementaux associés dans ces zones.
Les Granulats Marins : Une ressource particulièrement pertinente pour la France sont les granulats marins. Grâce à l’étendue et à la configuration de son plateau continental, la France possède des gisements considérables. Les sables et graviers, de nature siliceuse, sont des matériaux complémentaires à ceux extraits à terre, utilisés principalement pour la construction et la réalisation d’ouvrages en béton. Ils se sont accumulés par des processus géologiques continentaux ou marins, formant parfois des dunes hydrauliques dues à la houle et aux courants de marée. Dans les régions à hydrodynamisme fort (comme la Manche), les fonds sont composés de graviers et galets. Les sables calcaires ou coquilliers, formés de morceaux de coquillages ou de restes d’algues (comme le maërl), constituent également des gisements importants. La production annuelle de granulats marins avoisine les 6 millions de tonnes par an.
Le Cadre Réglementaire National : Les ressources minérales non énergétiques marines contenues dans le sous-sol du plateau continental ou de la ZEE française sont réglementées par le Code minier. Tout projet de recherche ou d’exploitation nécessite des autorisations spécifiques. Une pièce maîtresse de tout dossier de demande (Autorisation de Prospections Préalables - APP, Permis Exclusif de Recherches - PER, ou concession) est l’étude d’impact. Son contenu doit être proportionné à la sensibilité environnementale de la zone affectée, à l’importance et la nature des travaux, ainsi qu'à leurs incidences prévisibles sur l’environnement et la santé humaine, conformément à l’article R. 122-5 du code de l’environnement. À l’initiative du secrétariat général de la mer (SGMer), un groupe de travail partenarial a précisé les attentes de l'État en termes d'études d'impact.
La loi n° 2016-1087 du 8 août 2016, relative à la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages, a introduit une redevance spécifique pour l’exploitation des ressources minérales non énergétiques des fonds marins du plateau continental ou de la ZEE. Le calcul de cette redevance tient compte de divers facteurs : les avantages procurés au titulaire de la concession, l’impact environnemental et le risque pour l’environnement, la nature des produits, le continent au large duquel est situé le gisement, la profondeur d'eau, la distance du gisement par rapport à la côte, et le montant des dépenses d'exploration et de développement. Les modalités de calcul ont été définies par le décret n°2017-32 du 12 janvier 2017. Cette nouvelle redevance, évaluée à environ 220 000 euros sur la base des productions de 2015, s'applique pour l'immédiat à seulement trois concessions de granulats marins.
Le Processus d'Exploitation : L'exploitation d'un gisement de granulats marins n’est possible qu’en vertu d’un titre d’exploitation (concession). L'État administre ces gisements, qui appartiennent à la Nation. Un projet d'exploitation implique d'importants investissements et se déroule par étapes :
- Exploration : Travaux pour identifier et caractériser les gisements.
- Étude de faisabilité : Si l’intérêt minier est avéré, une étude technique, économique et environnementale est menée pour définir le modèle de gisement et estimer les réserves.
- Développement : Si l'étude de faisabilité est concluante, l'étape de développement débute, menant à l'exploitation. Des travaux d’exploration sont généralement poursuivis pour trouver des ressources supplémentaires et prolonger la durée de vie du site.
- Fermeture : Une fois le gisement épuisé (au sens technico-économique) ou suite à un verrou environnemental et/ou sociétal, l’exploitation s’achève, marquant une nouvelle étape de réhabilitation du site.
La France a également adopté en 2017 une stratégie nationale pour la mer et le littoral, complétée en 2019 par des documents stratégiques de façade (DSF). Ces documents visent à fournir un cadre de décision pour la gestion durable des projets d’exploration et d’exploitation des granulats marins, en évaluant leur pertinence au regard des composantes environnementales, économiques (en interaction avec d'autres activités anthropiques) et des besoins en granulats à l’horizon 2030.
Potentiels Minéraux dans les ZEE Françaises d'Outre-mer : La Polynésie se caractérise par une immense ZEE qui représente la moitié de la zone maritime française. Les ressources minérales potentielles dans ces diverses ZEE françaises sont significatives. Par exemple, autour des îles de Wallis-et-Futuna, de Saint-Paul et Amsterdam, des îlots de Hunter et Matthews, et des Antilles, des minéralisations potentielles sont associées aux sorties de fluides hydrothermaux, favorables aux sulfures polymétalliques à des profondeurs de plus de 1000 mètres. Pour la Polynésie française, les îles Kerguelen, Mayotte et les îles Éparses, les minéralisations connues ou potentielles incluent les encroûtements enrichis en cobalt et/ou platine et les formations de sédiments enrichis en phosphates. Quant aux nodules polymétalliques, ils se forment dans des environnements très profonds (> 5000 m) où le taux de sédimentation est extrêmement faible, avec des zones connues à l’ouest de la Polynésie, autour des îles Éparses et au nord de l’île de Clipperton.
La France a déjà obtenu un permis « nodules » de l’AIFM en 2001, pour une durée de 15 ans, visant l’exploration des nodules polymétalliques sous-marins dans une zone de l’océan Pacifique près de Clarion-Clipperton, réputée comme l'une des plus favorables au monde. Une demande de prorogation est actuellement en cours d'examen. Un autre permis, attribué par l’AIFM en 2015 pour 15 ans, vise l’exploration des ressources de type sulfures marins, avec trois campagnes d’exploration et d’évaluation des ressources prévues.