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Les ressources minérales profondes en Polynésie française / Deep-sea mineral resources in French Polynesia

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Pierre-Yves Le Meur
, 
Pierre Cochonat
, 
Carine David
, 
et al.

Axe I. Connaissance, représentations et économie de la ressource

I-2. Que sait-on du patrimoine géologique sous-marin de la Polynésie française ?

Nicholas Arndt, Pierre Cochonat, Patrice Christmann et Vincent Geronimi

Texte intégral

1Notre connaissance des ressources sous-marines de Polynésie française est très limitée, tant en termes de couverture globale de la ZEE que de qualité de l'information disponible. L’exploration de la ZEE a été conduite très partiellement lors des programmes Polydrag et Zepolyf avec les moyens de l’époque dans les années 1990. Des informations récoltées lors des campagnes Nodules et Nodco dans les années 1970-80 avaient préalablement permis de montrer des indices favorables pour l’existence de ressources minérales potentielles en Polynésie française. Le plus notable sont les encroûtements cobaltifères qui sont connus pour présenter les concentrations qui restent parmi les plus élevées en cobalt sur plancher océanique au niveau mondial, en l’état actuel des connaissances. Une autre possibilité est la présence de nodules polymétalliques abondants au nord ouest de la zone économique exclusive (ZEE). Toutefois, à l'heure actuelle, il est impossible de dire avec certitude si ces métaux peuvent être extraits de manière acceptable tant du point de vue économique qu’environnemental. Beaucoup de recherches et d’explorations marines seront nécessaires avant d'établir la présence de ces ressources.

1. Connaissances générales -ressources marines

2Quelles sont les grandes catégories de ressources minérales marines profondes et les guides géologiques permettant d’orienter les recherches ?

3Quatre principaux types de ressources sont connus sur le plancher océanique (figures 1 et 2). Il s’agit des : 1) encroûtements cobaltifères ; 2) nodules polymétalliques ; 3) amas sulfurés sous-marins ; 4) boues enrichies en terres rares ou en d'autres métaux. En outre, des gisements divers sont exploités dans les eaux côtières peu profondes ; les phosphates, les diamants et les accumulations de minéraux lourds.

Figure 1 – Distribution globale des trois grands types de ressource minérale marine (ISA, 2014a)

Figure 2 – Schéma montrant le contexte tectonique et l'origine des principaux types de ressources marines

1.1 Les encroûtements cobaltifères

4Ce sont des couches d’oxydes de fer et de manganèse, enrichies en métaux comme Co, Ni, Pb, Ti, Pt et les terres rares, qui se forment sur un substrat volcanique ou sédimentaire sur le plancher océanique. Epaisses de quelques centimètres jusqu’à 25 cm (5 à 10 cm en moyenne), ces formations sont associées aux volcans intra-plaques, aux monts sous-marins isolés, aux alignements volcaniques et aux plateformes carbonatées. Ils se trouvent dans la zone de minimum d'oxygène à des profondeurs d’eau variant entre 400 et 4 000 m, essentiellement sur les flancs des édifices volcaniques sous-marins où les courants ascendants empêchent le dépôt de sédiments et fournissent les métaux qui composent les encroûtements. La minéralisation pourraient couvrir des surfaces du plancher océanique de plusieurs kilomètres carrés, jusqu’à une centaine de kilomètres carrés (Bougault et Saget, 2011).

  • 1 Toutes les références de prix données dans cette contribution sont basées sur les cours datant d’a (...)

5Les métaux présents en concentrations élevées dans ces croûtes sont, par ordre de leur valeur dans les ressources in situ sur le plancher océanique : Co, Ni, Ti, Pt, Zr et terres rares (figure 3). Dans des échantillons provenant du bord sud-ouest du Plateau des Tuamotu au nord est de Tahiti, et sur les monts Tarava au sud de Tahiti, la teneur en Co dépasse 1 %, une concentration beaucoup plus élevée que dans la grande majorité de gisements terrestres de Co. A ces métaux s'ajoute le Mn, présent en concentrations supérieures à 20 %, ce qui augmente considérablement la valeur économique totale de la minéralisation, malgré le bas prix du Mn. La valeur totale d'une tonne de minerai est estimée à1 1 083 US $, ou 697 US $ hors Mn (voir la contribution I-4 pour les informations détaillées).

6Les principaux sites d’occurrence d’encroûtements cobaltifères sont montrés sur la figure 3. Ils sont présents dans tous les bassins océaniques, associés aux édifices volcaniques dans les zones éloignées des dorsales et des marges convergentes. Ils se forment préférentiellement sur la croûte océanique ancienne et sont donc absents de la croûte océanique bordant la dorsale océanique. La figure 4 montre la corrélation grossière entre les âges des édifices volcaniques et la superficie de zone de forte réflectivité qui peut être recouverte d’encroûtements cobaltifères.

Figure 3 – Corrélation entre âges des édifices volcaniques et superficie de zone de forte réflectivité. Données de Bonneville 2002 ; valeurs maximales pour surfaces réflectives

7Sur la figure 4, la zone délimitée en jaune est « la zone privilégiée » qui recouvre la plus ancienne croûte océanique du Pacifique nord ouest. Dans cette région, les croûtes sont les plus épaisses et parmi les plus fortement enrichies en métaux recherchés. Dans l'océan Indien les encroûtements cobaltifères sont présents en grande quantité principalement sur les grandes rides volcaniques et plateaux comme la ride « 90-East » et le plateau autour des Iles Kerguelen ; dans l'Océan Pacifique ils sont abondants sur les monts sous-marins de l'archipel de Polynésie française et sur la partie nord ouest de la chaîne Hawaii-Emperor.

Figure 4 – Distribution d’encroûtements cobaltifères (« zone privilégiée » délimitée en jaune) (Source : Hein et al. 2013)

8La répartition d’encroûtements cobaltifères est liée à leur mode de formation. Selon Hein et al. (2013), les croûtes résultent de la précipitation des métaux dissous dans l'eau de mer sur des substrats volcaniques et sédimentaires sur le plancher océanique. Le taux de précipitation est extrêmement lent, estimé à moins de quelques millimètres par million d'années. En conséquence, les encroûtements cobaltifères se trouvent principalement sur des parties très anciennes du plancher océanique dans des endroits où le taux de sédimentation est faible, voire quasiment nul. Une accumulation élevée de sédiments diluerait la précipitation chimique et empêcherait la formation de croûtes riches en métaux. On pense que la présence de fortes concentrations de Co et d'autres métaux est liée aux processus d'oxydo-réduction qui, à leur tour, peuvent être liés à la présence de la « zone de minimum d'oxygène », une zone qui se trouve dans la plupart des océans à des profondeurs variant entre 200 et 1 000 m. Les conditions nécessaires à la génération des croûtes enrichies en Co et d'autres métaux sont donc : la présence de reliefs sous-marins (édifices volcaniques, monts sous-marins, plateformes carbonatées) sur le plancher océanique, un âge élevé de ces édifices, une source de métaux dans l'eau de mer locale et l'action limitée des courants ou d'autres facteurs qui empêchent un taux élevé de sédimentation. Toutes ces conditions sont remplies dans la ZEE de Polynésie française, notamment dans les archipels des Tuamotu et des Australes et sur les monts sous-marins Tarava.

Figure 5 – Modèle de formation des encroûtements cobaltifères (Source : ESCo rapport 2014)

1.2 Les nodules polymétalliques

9Ce sont des concrétions de roche composées essentiellement de couches concentriques des oxydes/hydroxydes de fer et de manganèse. Les nodules varient en taille allant de petites particules à de gros granules de plus de 20 centimètres de diamètre. La plupart varient entre 5 et 10 cm. Leur surface est généralement lisse, parfois rugueuse et irrégulière. On les trouve en grandes concentrations sur la surface des plaines abyssales, souvent recouverts partiellement de sédiments, à des profondeurs d'eau d’environ 3 500 à 6 500 m. Ils sont abondants dans les zones abyssales où les eaux de fond sont oxygénées et le taux de sédimentation faible (moins de 10 cm / 1 000 ans). De petits fragments de roche ou de dents de requins servent de noyau autour desquels le nodule se développe.

10Les nodules polymétalliques sont enrichis en métaux qui sont pour la plupart les mêmes que ceux des encroûtements cobaltifères, mais dans des proportions différentes ; dans l'ordre de leur valeur, il s’agit du Ni, Cu, Co, Mo, terres rares. Une fois de plus, le Mn augmente considérablement la valeur totale de la minéralisation (voir contribution I-4). La valeur totale d'un tonne de minerai est de 1 125 US $, ou 593 US $ sans Mn.

Figure 6 – Modèle de formation des nodules polymétalliques (Source : rapport ESCO Dyment et al., 2014)

11L'origine des nodules polymétalliques est similaire à celle des encroûtements cobaltifères (figure 6). Une fois de plus, les métaux sont censés avoir précipité à partir de l'eau de mer. De nombreux nodules sont partiellement entourés de sédiments, et cela mène à la croissance, soit directement à partir de l'eau de mer (hydrogénétique) si le nodule est à la surface des sédiments, soit à partir de l’eau interstitielle contenue dans les sédiments (diagénètique) si le nodule est enfoui dans les sédiments. Les parties de nodules d'origine diagénétique ont les plus fortes concentrations de Ni, Cu et Mn.

Figure 7 – Distribution des nodules polymétalliques (de Hein et al. 2013)

12La distribution globale des nodules polymétalliques est montrée dans la figure 7. Elle se limite aux parties profondes et anciennes de la croûte océanique, loin des édifices volcaniques et des régions de sédimentation détritique. La région plus favorisée est la zone encadrée par les fractures de Clarion et de Clipperton dans le Pacifique centre-est, où l’Agence internationale des fonds marins (AIFM -International Seabed Authority -ISA) a délivré les permis d'exploration (14 permis) à de nombreux pays (18 au total), dont la France.

1.3 Les amas sulfurés sous-marins

  • 2 Type de minéralisation se présentant sous la forme d'un réseau très densifié de petits filons.

13À la différence des encroûtements cobaltifères et des nodules polymétalliques, qui n'ont pas d'équivalents terrestres, les gisements d’amas sulfurés ont été exploités depuis des millénaires sur terre et restent une source importante des métaux tels que Cu, Zn et Pb. Des gisements de sulfures massifs sous-marins sont situés dans la croûte océanique volcanique, soit le long de dorsales médio-océaniques, soit associés à des arcs insulaires associés aux zones de subduction, ou dans des bassins d'arrière-arc. Un dépôt typique se compose des lentilles de sulfures massifs reposant sur un stockwerk2 de sulfures en veines ou disséminés et flanqués par des sédiments métallifères.

14Les principaux métaux dans des gisements de sulfures massifs sous-marins sont Cu et Au, avec des quantités moins importantes de Zn et Ag. En prenant l'exemple du gisement Solwara 1 et en adoptant des valeurs données par la société Nautilus pour la ressource, la valeur totale des métaux de la minéralisation est environ 760 US $/t (voir contribution I-4).

Figure 8 – Distribution des sources hydrothermales (Source : Hein et al. 2013)

15La répartition mondiale des sources hydrothermales, dont la plupart sont associées à des gisements de sulfures de différentes tailles, est montrée dans la figure 8. Un grand nombre d’entre elles sont alignées le long des dorsales médio-océaniques dans tous les bassins océaniques, et une autre partie est associée à des zones de subduction océanique. Parmi celles-ci, les plus importantes se situent dans l'ouest du Pacifique, mais d'autres exemples se trouvent dans l'Arc de Scotia, dans l'Atlantique sud et dans la mer Méditerranée.

Figure 9 – Modèle de formation des amas sulfurés sous-marins (Source : ESCo rapport 2014)

16L’origine des amas sulfuré sous-marins est relativement bien comprise. La localisation de ce type de gisement aux marges des plaques, soit sur des dorsales médio-océaniques soit sur des arcs insulaires et des bassins d'arrière-arc est liée aux zones de circulation active de fluides hydrothermaux. Les dépôts se développent autour de « fumeurs noirs » où les sources chaudes sortent de la croûte océanique. La circulation de l'eau de mer extrait des métaux de la croûte océanique, et ces métaux se redéposent sous forme de sulfures, lorsque le fluide hydrothermal chaud entre en contact avec l'eau de mer froide.

17Les projets d'exploitation de sulfures massifs sous-marins sont beaucoup plus avancés que ceux des autres ressources sous-marines. La société canadienne Nautilus Minerals a exploré dans la mer de Bismark à l'ouest de la Papouasie Nouvelle-Guinée depuis plus de 10 ans et, en dépit de nombreuses difficultés, prévoit de commencer l'exploitation du gisement de Solwara 1 dans les prochaines années. Le consortium d'universités-industrie « Blue Atlantis » envisage des projets pilotes visant à développer les ressources possibles près des Açores, non loin de la dorsale médio-Atlantique.

1.4 Les boues enrichies en terres rares ou en d'autres métaux

18Le « buzz » autour de la publication de l'article de Kato et al. (2011) est probablement en grande partie injustifié. Ces auteurs ont signalé des concentrations de terres rares dans les boues échantillonnées sur de nombreuses régions de l'océan Pacifique, et ils ont conclu que ce matériel représente une source potentielle importante de ces métaux. Les géochimistes savent depuis des décennies que les terres rares sont concentrées dans ces boues, mais en concentrations faibles. La concentration et le tonnage probable de la ressource sont bien inférieurs à ceux des dépôts terrestres et la valeur totale de la ressource (≈150 US $/t ; voir contribution I-4) est bien inferieure à celle des autres types de minéralisation sous-marine.

Figure 10 – Carte des prélèvements effectués par Kato et al. (2011)

Figure 11 – Les teneurs et les tonnages probables de gisements de terres rares (© BRGM/ P. Christmann -source des données : Kato et al. (2011)

1.5 Autres ressources

19Certains types de ressources ont été exploités dans des eaux peu profondes au large des côtes des continents ou des îles océaniques. Les plus intéressants pour notre étude sont les gisements de diamants au large de la côte de la Namibie, non pas parce que des gisements similaires pourraient être trouvés en Polynésie française (les diamants se forment seulement en milieu continental), mais parce que cette activité représente une bonne analogie avec la mine sous-marine (voir la contribution I-3). D'autres ressources exploitées dans des eaux peu profondes constituent les gisements d'étain en Malaisie, les dépôts de minéraux lourds en Australie et des gisements de phosphate dans de nombreuses régions du monde. Parmi ceux-ci, seule cette dernière est pertinente pour la Polynésie française, mais ce type de gisement se produirait en milieu lagunaire et est donc en dehors du contexte du présent rapport. Un résumé des conditions géologiques, économiques et sociales de ces projets d’exploration et d’exploitation est donné dans l'axe transversal 5.

2. Ressources en Polynésie française

  • 3 Voir glossaire pour la définition d’une ressource supposée, indiquée ou mesurée

20Que sait-on du patrimoine géologique de la PF ? Quels sont des types de minéralisation que l’on peut espérer y trouver ? Quel est l’état de la ressource connue ? Quelle est la proportion de la ZEE de Polynésie française pour laquelle nous disposons d’une connaissance suffisante, au niveau de la ressource (supposée, indiquée, mesurée)3 ?

2.1 Encroûtements cobaltifères

21Une première source d'informations concernant des ressources potentielles de la ZEE de Polynésie française vient de rapports publiés. Des encroûtements cobaltifères ont été découverts dans diverses parties de la ZEE, comme indiqué dans le tableau 1.

Tableau 1 – Estimations de la superficie des secteurs à forte réflectivité et épaisseurs des encroûtements ; résumé des données de Bonneville (2002)

Tableau 1 – Estimations de la superficie des secteurs à forte réflectivité et épaisseurs des encroûtements ; résumé des données de Bonneville (2002)

(a) – données de Clouard et Bonneville (2004)
(b) – "Savannah" dans le tableau de Bonneville (2002)
(c) – données de Bougault et Saget (2012)

22Les parties du plateau de Tuamotu étudiées dans le programme NODCO (Bougault et Saget 2012) sont indiquées dans la figure 12. Sur ce schéma, il est évident que la proportion du plateau qui a été exploré ne représente qu’une petite fraction de tout le plateau des Tuamotu.

Figure 12 – Carte bathymétrique du plateau des Tuamotu, montrant les transects (trait épais) réalisés dans le programme Nodco ainsi que les zones qui ont été étudiées en détail (encadrés rouges) dans ce programme (Source : Bougault et Saget, 2012). NB : ces zones encadrées ne sont pas forcément les sites les plus intéressants. La zone de Kaukura, qui contient des indices de minéralisation, est détaillée dans la figure 13

23La figure 13 montre le secteur de Kaukura en détail, avec la partie jugée favorable pour l'apparition des encroûtements cobaltifères. Ce résultat indique que certaines parties de la ZEE de Polynésie française sont très prometteuses pour ce type de ressources. Toutefois, comme le précise le rapport d'ESCO Impact (Dyment et al., 2014), « une véritable évaluation des potentialités économiques de ces minéralisations ne pourra être réalisée que lorsque des données de terrain permettront de préciser les paramètres nécessaires pour des calculs précis : contrôles géologiques de zones riches ; continuité des dépôts ; influence du substratum sur la dilution au ramassage (Fouquet et Lacroix, 2012). Un point important concerne l’étude de la rugosité du fond afin de déterminer les zones les plus riches et identifier des zones relativement plates et continues sur lesquelles un ramassage des encroûtements serait possible sans les diluer dans un grand volume de substrat stérile. De telles zones potentiellement riches en cobalt ont été identifiées dans la région des Tuamotu où des encroûtements pourraient former un tapis plat et continu sur des formations sédimentaires. Cependant, les prélèvements de roches dans cette vaste zone ont été très ponctuels. On ne sait presque rien de l’extension latérale des zones encroûtées et surtout de l’épaisseur et de la teneur en métaux des croûtes.

  • 4 Remote operated vehicle

24Sur le plan scientifique, des efforts demeurent donc nécessaires pour mieux comprendre la répartition et notamment la continuité des encroûtements, la variabilité des épaisseurs et de la composition en métaux, et les paramètres géologiques et chimiques qui conditionnent la formation des accumulations les plus riches. A ce jour, aucune étude détaillée de terrain par submersible ou ROV4 n’a été réalisée sur ce type de dépôts dans les océans, même si de nombreuses missions de plongées ont été menées sur les volcans sous-marins.

Figure 13 – Carte bathymétrique de la zone Kaukura du plateau de Tuamotu. Les « hachures serrées » représentent la zone d'encroûtements la plus favorable et les « hachurés larges » représentent la zone de présence possible d'encroûtements (Source : Bougault et Saget, 2012)

25Un dessin de Pichocki et Hoffert (1987) (voir figure 14) montre la topographie et la rugosité des zones sur un plancher océanique présentant des encroûtements cobaltifères. À noter : a) la forte irrégularité de la surface ; b) la coexistence d'encroûtements et nodules ; c) la présence d'un substrat de phosphorite. Les deux premiers compliqueront l'exploitation de minerai et sont à prendre en compte dans le planning des programmes. La dernière offre un avantage net car, si la phosphorite est suffisamment épaisse et suffisamment riche en phosphate, elle constitue elle-même un sous-produit précieux (voir Axe III).

Figure 14 – Dessin de Pichocki et Hoffert (1987) de la surface du plancher océanique de la zone Kaukura

Tableau 2 – Analyses chimiques d’encroûtements cobaltifères de Polynésie française (à partir de Bonneville, 2002). Les échantillonnages de NODCO ont été réalisés sur le plateau des Tuamotu ; et ceux de Polydrag sur la chaîne des monts Tarava

Tableau 2 – Analyses chimiques d’encroûtements cobaltifères de Polynésie française (à partir de Bonneville, 2002). Les échantillonnages de NODCO ont été réalisés sur le plateau des Tuamotu ; et ceux de Polydrag sur la chaîne des monts Tarava

2.2 Nodules polymétalliques

26L’existence de ce type de ressource en Polynésie française est indiquée par l'exploration menée à la périphérie de la ZEE (SPC-EU EDF10 Deep Sea Minerals (DSM) Project, Brochure 6) et décrit par Hein et al. (2015). La figure 15 montre une forte abondance de nodules dans la ZEE des Îles Cook et dans une partie d'une extension possible de la ZEE de PF vers le nord-ouest.

Figure 15 – Répartition des nodules polymétalliques dans les régions à l'ouest de la ZEE de Polynésie française (Hein et al., 2015)

27L'abondance de nodules est estimée par Hein et al. (2015) à plus de 25 kg/m2, soit 4 à 5 fois plus élevée que dans la zone Clarion-Clipperton. Les concentrations de certains métaux d'intérêt économique comme Co, Te, Nb, Ti, Ce, ΣREY, Pt, Zr sont plus riches dans les nodules de la ZEE des Îles Cook que dans celles d'autres régions. La figure 16 montre que la grande abondance de nodules s'étend dans la partie ouest de la ZEE de Polynésie française et dans les eaux internationales entre les deux zones.

Figure 16 – Concentrations de métaux dans des nodules polymétalliques dans les régions à l'ouest de la ZEE de Polynésie française (Hein et al., 2015)

2.3 Sulfures massifs

28Il y a peu de chance que les sulfures massifs se trouvent dans des quantités rentables dans la Polynésie française car le contexte tectonique approprié n'existe pas dans la ZEE. En fait, ce type de gisement se trouve seulement près des marges de plaque dans les zones de circulation hydrothermale active, à des dorsales médio-océaniques, des arcs insulaires ou des bassins d'arrière-arc. La totalité de la ZEE de la Polynésie française se situe dans un contexte intra-plaque et par conséquent n'a pas les conditions requises pour la formation de gisements importants de ce type. Des cartes montrant la répartition des sources hydrothermales (figure 17), indiquent trois exemples, mais ceux-ci se trouvent sur les flancs des îles volcaniques ou des monts sous-marins et sont très peu susceptibles d'avoir généré des gisements de sulfures viables. Produire une grande quantité de sulfure nécessite un système hydrothermal de longue durée, tel qu'il existe sur des marges convergentes ; les systèmes sur les îles volcaniques ou monts sous-marins sont éphémères et les précipités de sulfure n’existent alors qu'en quantités infimes.

Figure 17 – Carte de la distribution globale des sources hydrothermales (InterRidge 2009)

3. Où sont situées les ressources minérales susceptibles d’être exploitées à l’horizon des 15-20 ans ?

3.1 L’état actuel de nos connaissances des ressources minérales

29Notre évaluation de la présence potentielle et de l’exploitabilité des ressources minières sous-marines en Polynésie française, en particulier concernant les encroutements cobaltifères, repose sur quatre critères :

  1. la profondeur d’eau ;
  2. la pente du plancher océanique ;
  3. la présence de fonds durs (données de réflectivité) qui indiquent éventuellement une sédimentation faible ;
  4. l'âge des édifices volcaniques.

301) La profondeur d'eau : selon Hein et al. (2013), les encroûtements cobaltifères se forment à des profondeurs comprises entre 400 m et 7 000 m, avec les encroûtements les plus épais et les plus riches en métaux à des profondeurs d'environ 800-2 500 m. Pour notre estimation, nous avons utilisé cette gamme de profondeurs en notant qu’à des profondeurs supérieures à 2 500 m l'exploitation minière serait peu ou pas rentable (difficultés technologiques). Sur les figures 19 et 20, nous avons mis en valeur (en rouge) l’isobathe des 2 500 m de profondeur ; cela permet de voir facilement la localisation et l'étendue des zones d'intérêt potentielles pour l'exploitation des encroûtements cobaltifères.

Figure 18 – Cartographie bathymétrique de la Zone économique exclusive de la Polynésie française

31La figure 18 est une carte bathymétrique de la ZEE de la Polynésie française et les figures 19 à 23 présentent les cartes détaillées des archipels individuels ou des chaînes de monts sous-marins. La superficie estimée de cette zone située entre 0 et 2 500 m de profondeur est de 54 000 km2, soit à peu près 1 % de la superficie totale de la ZEE ou 10 % de la superficie de la France métropolitaine.

Tableau 3 – Estimations des superficies des zones susceptibles pour l'exploitation des encroutements cobaltifères

Localité

Superficie (km2) entre 800 et 2 500m de profondeur

Superficie à pente <10° (km²)

Toute la ZEE

54000

35000

Plateau des Tuamotu

19000

16000

- site Kaukura

3000

2500

Îles de la Société

3200

1500

Îles Australes

7500

7000

Îles Marquises

9500

5000

Monts Tarava

4000

800

32Les cartes détaillées de la figure 20 montrent que la plus grande zone ayant une profondeur d'eau inférieure à 2 500 m et relativement plate se situe sur le plateau des Tuamotu et que les zones favorables dans toutes les autres régions sont plus petites. Ces informations sont résumées dans le tableau 3. Le plateau des Tuamotu, les Australes et les Marquises présentent d'importantes zones ayant une profondeur d'eau appropriée à l’exploitation. Mais cela ne signifie pas forcément qu’il y a présence d’encroûtements cobaltifères.

33Les figures suivantes sont un ensemble de cartes bathymétriques des différents archipels en Polynésie française. Le trait rouge indique la profondeur de 2500 m. Les cartes de l’archipel des Tuamotu et de la chaîne des monts sous-marins Tarava sont complétés par des zooms (encadrés).

Figure 19 – Bathymétrie de la région des Tuamotu

Figure 20 – Bathymétrie du secteur de Kaukura et Niau

Figure 21 – Bathymétrie de la région des monts sous-marins Tarava et des îles de la Société

Figure 22 – Bathymétrie des monts sous-marins 'Ori'o mata et Honu (monts Tarava) (nommés par des élèves des collèges des îles sous le Vent, dans le cadre du programme Zepolyf)

Figure 23 – Bathymétrie de la région des Australes

Figure 24 – Bathymétrie de la région des Gambier

342) Une faible pente du plancher océanique : des informations complémentaires sont présentées sur les cartes montrant les pentes du plancher océanique (figure 25 à figure 30). Ces cartes soulignent les différences de morphologie entre les Tuamotu, qui se composent en grande partie d'atolls submergés sur un ancien plateau de relief adouci, et les édifices volcaniques des Îles de la Société ou les Marquises, qui sont plus petits et plus raides. Lorsque les zones avec des pentes supérieures à 10 degrés sont éliminées (tableau 3), les zones présentant des caractéristiques favorables sont beaucoup plus petites. Pour l'archipel des Tuamotu, la réduction de superficie est d'environ 25 %, et pour les Îles de la Société et Marquises et les monts sous-marins des Tarava, il est supérieur à 30 %. Par contre, relativement peu de surfaces ayant des pentes abruptes sont présentes dans les Australes. Sur la base des surfaces plates dans la gamme de profondeurs ciblées, ainsi que sur la base des âges estimés des édifices volcaniques (figure 31) les régions les plus favorables seraient le plateau des Tuamotu, et les Iles Australes.

35Pour les mêmes archipels et zooms que précédemment, la série de figures suivantes met cette fois en évidence les pentes du plancher océanique.

Figure 25 – Carte des pentes de la région des Tuamotu

Figure 26 – Carte des pentes du secteur de Kaukura et Niau

Figure 27 – Carte des pentes de la région des monts sous-marins Tarava et des îles de la Société

Figure 28 – Carte des pentes des monts sous-marins 'Ori'o mata et Hotu (monts Tarava)

Figure 29 – Carte des pentes de la région des Australes

Figure 30 – Carte des pentes de la région des Gambier

363) Une absence de sédiments. La présence de sédiments empêche la formation d'encroûtements cobaltifères. L'absence de sédiments est indiquée par les données de réflectivité qui enregistrent la présence de fonds durs (tableau 1 ; Bonneville 2002). L'action de forts courants qui remontent le long des flancs des monts sous-marins peut empêcher le dépôt de sédiments. C'est pourquoi la direction et la force des courants doivent être prises en compte lorsqu'on étudie les sites probables d'encroûtements cobaltifères.

374) Un âge élevé des édifices volcaniques. Un résumé des âges des unités volcaniques connues pour la Polynésie française est présenté sur la figure 31. Ces informations sont importantes car l'épaisseur des encroûtements cobaltifères augmente avec l'âge de la structure volcanique. Toutes les études géochronologiques ont porté sur les volcans relativement jeunes des archipels de la Société, des Australes et des Marquises et très peu d'informations sont disponibles pour le plateau des Tuamotu. A partir des âges radiométriques, on observe que les volcans les plus récents se situent dans le sud-est de la Polynésie et les plus anciens, dans le nord-ouest, ce qui concorde avec le déplacement de la plaque du Pacifique vers le nord-ouest. Cependant, contrairement à la chaîne hawaiienne, la progression de l'âge n'est pas systématique et les volcans plus récents se superposent parfois à des plus anciens (exemple dans les Australes). Les âges les plus anciens sont indiqués par Clouard et Bonneville (2004) sur la base de quelques datations de roches draguées sur les monts sous-marins des Tarava (≈ 40 Ma), la partie nord-ouest du plateau des Tuamotu (≈ 40 Ma) et les monts sous-marins de Vaapiti (au sud des Îles de la Société) (≈70 Ma).

Figure 31 – Age des édifices volcaniques en Polynésie française (d'après Clouard et Bonneville, 2004)

38Une indication de l'âge du plateau des Tuamotu est fournie par la morphologie des structures volcaniques. En effet, la plupart du plateau est composé de grands atolls plats qui témoignent d'une longue période d'érosion après la cessation de l'activité volcanique. Cette morphologie est en net contraste avec les volcans plus petits et plus raides des autres archipels. Notamment, un très grand plateau plat entoure les petits édifices abrupts des îles de Fangatau et Fakahina dans la partie nord-est du plateau (figure 19) ; cette structure est sans doute liée à une longue période d'érosion qui pré-date une activité volcanique plus récente qui a construit les petits édifices volcaniques.

3.2 Les sites les plus favorables

39Sur la base des clés de compréhension présentées ci-dessus, on peut déduire que les surfaces immergées les plus anciennes de la ZEE de la Polynésie française, sont celles les plus susceptibles d'être couvertes par des encroûtements cobaltifères épais ; il semble qu’elles se trouveraient sur la partie centrale à nord-ouest et sur la partie nord-est du plateau des Tuamotu.

40En plus des caractéristiques géologiques, d’autres facteurs doivent être pris en compte lors de l'établissement des zones les plus favorables pour l'exploitation éventuelle de ces ressources minières sous-marines. Notre connaissance de la géologie, de la nature du plancher océanique et de la répartition des encroûtements cobaltifères, est la plus complète pour la zone Kaukura et Niau, du plateau de l'archipel des Tuamotu et les monts Tarava. Toutefois, dans cette dernière région, les édifices volcaniques sont relativement petits et les surfaces situées à des profondeurs d'eau favorables et à faible pente sont relativement restreintes (figure 25 à 30).

41D’autre part, les environs de la zone de Kaukura présentent plusieurs zones de populations, ainsi que des zones de tourisme et des zones de pêche et de perliculture. La commune de Fakarava est, de plus, une réserve de biosphère. La partie nord-est du plateau des Tuamotu, en revanche, est très peu peuplée et se trouve loin des centres d'activités économiques et culturelles. Cependant, il est possible que les encroûtements épais identifiés par Bougault et Saget (2011) dans le secteur de Kaukura et Niau, soient liés aux courants ascendants le long du flanc sud-ouest du plateau des Tuamotu et il n'y a aucune garantie que des encroûtements soient présents de manière similaire sur le reste du plateau, présentant des caractéristiques différentes. Seules des campagnes d’exploration pourront vérifier ces suppositions (voir contribution III-2)

42Les avantages et les inconvénients de quatre sites possibles pour l'exploitation des encroûtements cobaltifères et le site de l'éventuelle exploitation de nodules polymétalliques sont résumés dans le tableau 4.

Tableau 4 – Comparaison de quatre sites potentiels d'exploitation de ressources minérales sous-marines

Tableau 4 – Comparaison de quatre sites potentiels d'exploitation de ressources minérales sous-marines
  • * Du point de vue biologique : la différence entre monts sous-marins et plateau c’est surtout la div (...)

43Note*

Bibliographie

4. Bibliographie

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Notes

1 Toutes les références de prix données dans cette contribution sont basées sur les cours datant d’août 2015

2 Type de minéralisation se présentant sous la forme d'un réseau très densifié de petits filons.

3 Voir glossaire pour la définition d’une ressource supposée, indiquée ou mesurée

4 Remote operated vehicle

Notes de fin

* Du point de vue biologique : la différence entre monts sous-marins et plateau c’est surtout la diversité : comme il y a une plus grande gamme de profondeur représentée sur un mont sous-marin que sur un plateau, il y a une plus grande diversité ; mais pas forcément un plus grand endémisme. Par contre, de façon générale dans le Pacifique Sud, plus on s’éloigne du Coral triangle (Papouasie Nouvelle Guinée/Indonésie) vers l’est moins il y a de diversité et plus il y a d’endémisme (voir aussi la contribution IV-1).
Pour l’instant on a constaté autant d’endémisme sur le secteur de Kaukura et Niau que sur les sites des monts Tarava.
Par ailleurs, cet endémisme pourrait être dû en fait une spécialisation en lien avec la présence des encroûtements, de grande ou petite surface.

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