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En 1972, un jeune écologiste nommé Hjalmar Thiel s’est aventuré dans une partie reculée de l’océan Pacifique connue sous le nom de zone de Clarion-Clipperton (CCZ). Les fonds marins de cette zone recèlent l’une des plus grandes collections inexploitées d’éléments de terres rares au monde. À quelque 4 000 mètres sous la surface de l’océan, le suintement abyssal de la ZCC renferme des trillions de nodules polymétalliques – des dépôts de la taille d’une pomme de terre chargés de cuivre, de nickel, de manganèse et d’autres minerais précieux.

Thiel s’intéressait à la méiofaune de la région, largement non étudiée – les minuscules animaux qui vivent sur et entre les nodules. Ses compagnons de voyage – de futurs mineurs – étaient plus désireux de récolter ses richesses. « Nous nous sommes beaucoup disputés », dit-il. Lors d’un autre voyage, Thiel s’est rendu en mer Rouge avec des mineurs en herbe désireux d’extraire des minerais potentiellement précieux des boues riches en métaux de la région. À un moment donné, il les a avertis que s’ils poursuivaient leur projet et déversaient leurs déchets à la surface de la mer, ils risquaient d’étouffer les petits nageurs comme le plancton. « Ils étaient presque prêts à me noyer », se souvient Thiel à propos de ses compagnons.

Dans une confrontation ultérieure, Thiel – qui était à l’université de Hambourg en Allemagne – a demandé comment l’industrie prévoyait de tester les impacts environnementaux de l’exploitation minière des fonds marins. On lui a sèchement conseillé de faire son propre test. C’est ce qu’il a fait, en 1989.

Trente ans plus tard, l’essai que Thiel et un collègue ont conçu reste la plus grande expérience jamais réalisée sur les impacts potentiels de l’exploitation commerciale des fonds marins. Appelé DISCOL, cet essai simple consistait à ratisser le centre d’une parcelle d’environ 11 kilomètres carrés dans l’océan Pacifique avec un outil de 8 mètres de large appelé herse de charrue. L’exploitation minière simulée a créé un panache de sédiments perturbés qui s’est abattu et a enseveli la majeure partie de la zone d’étude, étouffant les créatures des fonds marins. L’essai a révélé que les impacts de l’exploitation minière du fond de la mer atteignaient plus loin que quiconque l’avait imaginé, mais il n’a pas réellement extrait de roches du fond de la mer, ce qui aurait en soi détruit encore plus de vie marine.

Il y a eu de nombreuses tentatives pour faire progresser l’approche de base de DISCOL, mais aucune n’a abouti, principalement en raison de difficultés techniques et financières. L’essai d’exploitation minière le plus récent, qui visait à tester une récolteuse de nodules robotisée dans la ZCC en avril dernier, a été annulé à la dernière minute en raison d’une défaillance technique. L’essai, prévu par l’entrepreneur belge Global Sea Mineral Resources, aurait permis aux scientifiques de mieux appréhender les impacts de l’exploitation minière des fonds marins en utilisant un tracteur de 25 tonnes pour labourer le fond de l’océan.

« Il s’agit sans aucun doute d’un revers important, car c’était vraiment la seule occasion d’essayer de ne serait-ce que commencer à voir l’interaction de ces grosses et lourdes machines avec l’environnement marin », déclare Kristina Gjerde, conseillère en politique de haute mer auprès de l’Union internationale pour la conservation de la nature à Cambridge, dans le Massachusetts.

Telle a été la trajectoire troublée de l’exploitation minière en eaux profondes depuis que des industriels enthousiastes ont prouvé, il y a près d’un demi-siècle, qu’il était techniquement possible d’extraire des métaux et des minéraux rares du fond de l’océan. Les entreprises et les nations ont souvent promis qu’elles commenceraient bientôt à tirer des minerais précieux des profondeurs, mais les efforts commerciaux n’ont pas réussi à décoller pour diverses raisons – notamment les énormes coûts initiaux, la valeur historiquement faible des minerais des profondeurs et l’absence de réglementation, qui ont contribué à la méfiance des investisseurs.

« La technologie est disponible – c’est l’incertitude financière et réglementaire qui a freiné l’industrie », déclare Govinder Singh Chopra, fondateur de SeaTech à Singapour, un concepteur de navires de soutien à l’exploitation minière en eaux profondes.

Maintenant, il semble que le temps de cette industrie naissante soit venu. La demande croissante de batteries pour alimenter les voitures électriques et stocker l’énergie éolienne et solaire a fait grimper le coût de nombreux métaux de terres rares et renforcé l’argumentaire en faveur de l’exploitation minière des fonds marins. De plus, la réglementation tant attendue par le secteur – sous la forme d’un code minier – devrait être finalisée d’ici 2020, mettant en place un processus par lequel les entrepreneurs peuvent demander des licences de 30 ans pour exploiter des « zones de revendication » attribuées dans des parties des fonds marins internationaux telles que la CCZ. Des mineurs explorent déjà les richesses potentielles de ces zones, mais aucune extraction commerciale ne commencera avant la mise en place de la réglementation. Les investissements dans cette industrie sont maintenant en augmentation.

Le mois dernier, une start-up appelée DeepGreen à Vancouver, au Canada, a annoncé qu’elle levait 150 millions de dollars US pour commencer à explorer les richesses minérales dans une partie de l’océan Pacifique – un signe de confiance croissante dans l’avenir de l’industrie.

Les scientifiques et les défenseurs de l’environnement, cependant, craignent que la création de règlements encourage l’industrie à commencer l’exploitation minière bien avant qu’il y ait suffisamment d’informations sur la façon dont les opérateurs peuvent éviter de causer de graves dommages à l’environnement. Les rares données existantes suggèrent que l’exploitation minière en eaux profondes aura des effets dévastateurs, et potentiellement irréversibles, sur la vie marine.

Depuis la fin de l’expérience DISCOL, les scientifiques sont retournés sur le site quatre fois, la dernière fois en 2015. Le site ne s’est jamais rétabli. Dans les zones labourées, qui restent aussi visibles aujourd’hui qu’il y a 30 ans, les animaux caractéristiques comme les éponges, les coraux mous et les anémones de mer sont peu revenus. « La perturbation est beaucoup plus forte et dure beaucoup plus longtemps que nous ne l’aurions jamais pensé », dit Thiel.

L’endroit tranquille

La mer profonde – généralement définie comme le royaume en dessous de 200 mètres – est un monde d’extrêmes. Dans de nombreux endroits, les températures proches du fond de la mer oscillent autour de 0 °C, il n’y a pratiquement pas de lumière et les pressions peuvent dépasser 1 000 bars, ce qui équivaut à avoir un couple d’éléphants debout sur votre gros orteil. Et pourtant, la vie y est florissante. Les grands fonds marins contiennent un vaste éventail d’écosystèmes que les chercheurs ont à peine commencé à étudier.

Les mineurs se sont concentrés sur trois types d’environnement à explorer pour une exploitation potentielle. Les plaines abyssales telles que la ZCC sont jonchées de nodules métalliques qui se forment sur des millions d’années lorsque les minéraux précipitent autour des dents de poisson, des os ou d’autres petits objets. Ces régions comptent parmi les écosystèmes les plus calmes et les plus isolés de la planète, où les sédiments fins tombent au rythme d’environ un centimètre tous les 1 000 ans. Cet environnement à faible énergie abrite des vers polychètes, des crustacés, des éponges, des concombres de mer, des étoiles de mer, des brittlestars, des oursins et divers poissons des profondeurs, ainsi que d’innombrables espèces microbiennes et de minuscules créatures vivant dans les sédiments.

Un autre type de gisement minéral est la croûte riche en métaux qui recouvre les monts sous-marins, qui s’élèvent à des milliers de mètres au-dessus des plaines abyssales. Ces revêtements sont bourrés de métaux de grande valeur, comme le cobalt, le platine et le molybdène. L’environnement des monts sous-marins est dominé par des coraux, des éponges et d’autres organismes filtreurs, ainsi que par des thons, des requins, des dauphins et des tortues de mer.

Une troisième forme de gisement minéral qui attire l’attention est celle des sulfures massifs – riches en cuivre, plomb, zinc, or et argent. Ces minerais se forment autour des évents d’eau surchauffée qui se produisent le long des crêtes volcaniques traversant les bassins océaniques. Les cheminées hydrothermales abritent des créatures telles que le petit crabe yéti aveugle (Kiwa tyleri), avec ses poils blonds caractéristiques, et l’escargot à pieds écailleux (Chrysomallon squamiferum), qui blinde son intérieur mou d’une coquille de fer et qui est le premier animal des profondeurs à être déclaré en danger en raison de la menace de l’exploitation minière.

Pendant des années, on a supposé que le premier environnement profond à être exploité serait les cheminées hydrothermales dans les eaux territoriales de la Papouasie-Nouvelle-Guinée. Nautilus Minerals de Toronto, au Canada, poursuivait ce projet, mais des difficultés financières et l’opposition locale l’ont fait dérailler, laissant la ZCC comme le banc d’essai le plus probable pour l’exploitation minière en eaux profondes. Selon les estimations, les nodules de cette région contiennent plus de cobalt, de manganèse et de nickel que l’ensemble des gisements terrestres connus (voir « Trésor englouti »). La ZCC s’étend de Hawaï à la péninsule de Basse-Californie, et est aussi large que les États-Unis contigus.

Les entreprises avancent régulièrement dans leurs projets d’exploitation des minéraux de la ZCC. L’Autorité internationale des fonds marins (AIFM) – un organisme de 168 membres créé par les Nations unies pour à la fois promouvoir et réglementer l’exploitation minière des fonds marins – a, au cours de la dernière décennie, accordé 29 licences d’exploration à des entrepreneurs parrainés par des gouvernements nationaux pour explorer les richesses minérales dans un certain nombre d’emplacements en eaux profondes. Parmi les licences accordées, 16 concernent la ZCC, et celles-ci couvrent environ 20 % de la zone totale.

Depuis la première visite de Thiel dans la région en 1972, les scientifiques l’ont explorée de manière beaucoup plus détaillée. Le biologiste des profondeurs Craig Smith, de l’université d’Hawaï à Honolulu, a passé 30 ans à étudier les communautés de la ZCC, où il a collecté des concombres de mer, des oursins, des coraux mous, des étoiles de mer, des anémones de mer, des vers et bien plus encore. Environ 90 % des espèces animales que son groupe a collectées sont nouvelles pour la science ou non décrites. Parmi celles-ci figurent des espèces rares que l’on ne trouve nulle part ailleurs dans les profondeurs de la mer. Smith pense que, même aujourd’hui, les scientifiques n’ont échantillonné que 0,01 % de la superficie totale de la ZCC.

Dans une seule zone de revendication britannique de 55 000 kilomètres carrés, Smith et ses collègues ont été surpris de collecter plus de 1 000 espèces animales, ce qui, selon eux, représente moins de la moitié du nombre total d’espèces qui y vivent. « Et c’est sans compter les microbes, dont il existe plus de 100 000 espèces différentes », déclare Smith. « Nous pensons qu’il existe des milliers d’espèces uniques à la ZCC », ajoute-t-il. « J’y étudie la biodiversité depuis des décennies, mais nous n’en savons toujours pas autant. » Certaines de ces espèces pourraient avoir de petites aires de répartition, donc si elles venaient à disparaître, il s’agirait d’une extinction mondiale.

Data gaps

Bien que l’exploitation minière en eaux profondes menace certaines de ces espèces, elle a également permis de sensibiliser à la biodiversité de l’environnement des fonds marins. Selon la loi, les entrepreneurs miniers sont tenus d’évaluer ce qui vit dans leur zone de revendication, et Smith et de nombreux autres biologistes des profondeurs mènent des enquêtes écologiques pour aider les entrepreneurs à établir cette base de référence. Et les futurs mineurs peuvent effectuer des tests pour comprendre comment leur équipement aura un impact sur l’environnement dans lequel ils travaillent.

Ces études ont pour but d’aider les mineurs et l’ISA à réduire tout dommage potentiel de l’industrie et à développer des plans de gestion environnementale. Mais de nombreux chercheurs disent que le système n’a pas bien fonctionné dans la pratique, en partie parce que les exigences en matière de données de base sont faibles.

Les données ont été confidentielles, mais elles deviennent accessibles au public ce mois-ci. « Cela va être assez révélateur car nous aurons pour la première fois un aperçu de la qualité et de la quantité des données des entrepreneurs. À mon avis, de nombreux entrepreneurs ne réunissent pas ce que nous considérerions comme une évaluation de base approfondie », déclare Daniel Jones, écologiste des eaux profondes au Centre national d’océanographie de Southampton, au Royaume-Uni.

Les chercheurs s’inquiètent également du fait qu’il n’existe aucune obligation de tester les impacts environnementaux des machines minières géantes avant le début de l’extraction commerciale. Depuis 1970, seuls 12 essais à petite échelle ont été réalisés sur l’exploitation des nodules, la plupart utilisant un instrument étroit d’environ 2,5 mètres de large pour perturber le fond marin. Parmi ceux-ci, DISCOL est considéré comme le plus avancé, principalement en raison de la charrue plus large, de la grande surface couverte et de la longue série de données. « Toutes ces études ont des défauts, et DISCOL, aussi, est imparfait, mais c’est le meilleur que nous ayons », dit Jones.

De nombreux scientifiques et défenseurs de l’environnement disent que la racine de certains des problèmes est que l’ISA a une double responsabilité. Lorsqu’elle a été créée par l’ONU en 1994, l’ISA s’est vu confier deux mandats : protéger les fonds marins internationaux de tout dommage grave, et développer ses ressources, en veillant à ce que leur exploitation profite à l’humanité. (Dans les eaux nationales, les pays peuvent élaborer leurs propres règles concernant l’exploitation des fonds marins, mais elles doivent être au moins aussi strictes que les règles qui seront adoptées l’année prochaine par l’ISA). L' »ISA est à la fois braconnier et garde-chasse », déclare Hannah Lily, juriste maritime au Pew Charitable Trusts à Londres, qui ne parle pas au nom de Pew.

L’ISA a répondu à certaines de ces préoccupations. Elle déclare qu' »un aspect extrêmement important du mandat de l’ISA est de garantir des évaluations et des sauvegardes environnementales appropriées dans les activités qu’elle réglemente », par exemple.

Elle déclare également que « ses décisions sont prises par consensus parmi les 168 pays qui composent ses membres, tous les pays ayant une voix ». Jusqu’à présent, les membres n’ont approuvé que les activités d’exploration.

L’entrepreneur belge Global Sea Mineral Resources a défendu la façon dont les entrepreneurs miniers et l’ISA avancent. Il affirme que l’ISA a été proactive en établissant un plan de gestion environnementale qui comprend la mise en réserve de neuf zones d’intérêt environnemental particulier. L’intention est de garder ces zones – environ 30 % de la CCZ – exemptes d’exploitation minière afin de protéger la biodiversité.

Étouffée par les sédiments

L’exploitation minière dans la CCZ, si elle a lieu, est encore à près d’une décennie, Global Sea Mineral Resources visant à ouvrir une mine commerciale en eau profonde d’ici 2027. Quand elle démarrera, la scène au fond de l’océan ressemblera à quelque chose comme ça : Des machines robotisées aussi grandes que des moissonneuses-batteuses ramperont, ramassant les nodules métalliques et aspirant avec eux les 10 centimètres environ de sédiments mous qui les recouvrent. Comme les nodules se développent très lentement, leur extraction les fera disparaître définitivement des fonds marins, affirment les scientifiques.

Les nodules constituent un habitat irremplaçable pour de nombreuses créatures qui vivent dans la ZCC. « Pour la plupart des animaux qui se trouvent à proximité directe, l’exploitation minière sera mortelle. Elle fera disparaître la plupart des grands animaux et tout ce qui est attaché aux nodules. C’est une évidence, je dirais », déclare Henko de Stigter, un scientifique spécialiste des systèmes océaniques à l’Institut royal néerlandais de recherche sur la mer à Texel, dont l’évaluation est partagée par de nombreux chercheurs.

Mais les impacts de l’exploitation minière dans la ZCC seraient bien plus larges que la simple mort de l’écosystème autour des nodules. En se déplaçant sur le fond marin, les collecteurs remueraient de grands nuages de sédiments mous qui se disperseraient, éventuellement sur des dizaines de milliers de kilomètres, avant de finir par se réinstaller. À des densités élevées, les panaches de sédiments peuvent enterrer et étouffer les animaux au fond de la mer. La distance à laquelle les sédiments se disperseront reste inconnue. « Nous commençons seulement à voir jusqu’où va le panache et nous sommes encore très loin de savoir quel en sera l’effet », déclare M. de Stigter. Le mois prochain, il testera les impacts d’un prototype de récolteur de nodules dans les eaux peu profondes de la Méditerranée.

Les scientifiques effectuent également des simulations en laboratoire et sur ordinateur pour évaluer l’impact des sédiments perturbés. Une étude de modélisation informatique, publiée en janvier (B. Gillard et al. Elem. Sci. Anth. 7, 5 ; 2019), a révélé que les sédiments pourraient prendre jusqu’à dix fois plus de temps pour se réinstaller que ce qui est actuellement supposé, ce qui signifie qu’ils voyageront probablement plus loin dans la colonne d’eau. Et certains chercheurs affirment que même des quantités infimes de sédiments remués par les opérations minières pourraient étouffer la vie des fonds marins très loin.

Dans la ZCC, une fois que les nodules auront été collectés par une moissonneuse, ils seront acheminés par un tube de plusieurs kilomètres de long vers un grand navire de soutien de surface, qui triera des millions de nodules par jour et renverra les déchets de sédiments dans la mer, créant ainsi un autre panache. Pour l’instant, l’endroit où les déchets seront rejetés n’est pas clair, notamment parce que le retour des sédiments au fond de la mer est coûteux et techniquement difficile. Une suggestion consiste à réinjecter le panache à une profondeur de 1 000 mètres, soit encore à des milliers de mètres au-dessus du fond de la mer. Les scientifiques s’inquiètent du fait que cette pratique pourrait nuire ou tuer la vie à des profondeurs moyennes, tout comme Thiel le craignait il y a 30 ans.

Sans plus d’informations sur ces environnements en eaux profondes, les chercheurs ne savent même pas comment définir les risques. « Qu’est-ce qu’un dommage grave ? Il y a des lignes rouges claires, mais il n’y a pas encore de réponse définitive à cette question », déclare Gordon Paterson, l’un des trois écologistes qui siègent à la Commission juridique et technique (CJT) de l’ISA, qui est, en partie, un organe consultatif scientifique. « Nous savons que l’extinction globale est un préjudice grave et nous savons que l’interférence dans la séquestration du carbone est un préjudice grave. Les scientifiques savent que l’exploitation minière entraînera l’extinction locale d’espèces dans la ZCC, mais parlons-nous de l’extinction d’espèces dans toute la ZCC ou seulement dans la zone exploitée ? C’est compliqué », dit-il.

Comment lancer une industrie

Au milieu de cette pénurie de données, l’ISA fait pression pour terminer ses règlements l’année prochaine. Son conseil s’est réuni ce mois-ci à Kingston, en Jamaïque, pour travailler sur un projet de code minier, qui couvre tous les aspects – environnementaux, administratifs et financiers – du fonctionnement de l’industrie. L’ISA affirme qu’elle est à l’écoute des scientifiques et qu’elle tient compte de leurs conseils dans l’élaboration de la réglementation. « C’est la plus grande préparation que nous ayons jamais faite pour une activité industrielle », déclare Michael Lodge, secrétaire général de l’ISA, qui considère que le code minier donne des orientations générales, avec la possibilité de développer des normes plus progressives au fil du temps.

Et de nombreux scientifiques sont d’accord. « C’est bien mieux que ce que nous avons fait par le passé en matière de production de pétrole et de gaz, de déforestation ou d’élimination des déchets nucléaires », déclare Matthias Haeckel, biogéochimiste au centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel, en Allemagne.

L’ISA a été critiquée par certains chercheurs pour avoir demandé l’avis d’experts uniquement aux trois écologistes de LTC. Mais Cindy Van Dover, biologiste des eaux profondes à l’Université Duke de Durham, en Caroline du Nord, affirme que l’ISA reçoit beaucoup d’aide gratuite de scientifiques comme elle. « Il y a beaucoup de science en coulisse qui alimente l’ISA », dit-elle.

Une autre accusation portée contre l’ISA est qu’elle n’est pas transparente sur la façon dont elle prend ses décisions ; les réunions de la commission juridique et technique de l’organisation, par exemple, sont à huis clos, et les rapports de synthèse manquent de détails, disent Gjerde et Jones. En particulier, nombreux sont ceux qui déplorent que les scientifiques ne soient pas davantage consultés lors de l’octroi de licences d’exploration. L’année dernière, par exemple, la Pologne a obtenu le droit d’explorer 10 000 kilomètres carrés de la dorsale médio-atlantique à des fins d’exploitation minière. La zone revendiquée est adjacente à la Cité perdue, un champ hydrothermal unique en son genre qui a été désigné par l’Organisation des Nations unies pour l’éducation, la science et la culture comme site du patrimoine mondial. Des scientifiques et des défenseurs de l’environnement se sont opposés à cette décision. Parmi les critiques, on trouve Gretchen Früh-Green, biologiste à l’École polytechnique fédérale de Zurich, qui faisait partie de l’équipe qui a découvert la Cité perdue en 2000.

Il est également clair que beaucoup aimeraient que l’industrie trouve un meilleur moyen de juger des dommages que l’exploitation minière en eaux profondes pourrait causer avant que l’extraction commerciale ne commence. « En tant qu’inventeur de DISCOL, je dirais que nous avons besoin d’une meilleure expérience », dit Thiel. Mais les entrepreneurs disent que le coût d’un essai d’exploitation minière à grande échelle serait prohibitif.

L’ISA voit un avantage à aller de l’avant. « Une fois que vous avez l’exploitation minière, vous avez la surveillance, alors vous pouvez développer des normes et vous pouvez progressivement renforcer ces normes une fois que vous avez une boucle de rétroaction de la surveillance de votre activité », dit Lodge.

Pas tout le monde est convaincu que cette approche attentiste fonctionnera. « Si l’industrie va si loin, si elle investit de l’argent, elle voudra une certaine sécurité qu’elle puisse faire le minage. Donc, surveiller le test d’exploitation minière ne changera pas grand-chose », affirme M. Thiel. Jones est d’accord. « Les règlements sont assez difficiles à modifier une fois qu’ils sont mis en place », dit-il. « Il faudrait l’accord de nombreuses nations qui ne se réunissent que rarement ».

Pour l’instant, l’ISA a la lourde tâche de faire en sorte que ses 168 nations membres se mettent même d’accord sur le projet de code, dont les défenseurs de la nature et les scientifiques espèrent qu’il obligera l’industrie à se comporter de manière responsable. Après cela, il faudra plusieurs années aux sociétés minières pour trouver des fonds pour leurs projets et pour construire et tester les équipements. Compte tenu de ces contraintes, les scientifiques ont encore la possibilité d’améliorer leur évaluation des risques liés à l’extraction de minéraux du fond de la mer. « On ne peut pas se contenter de faire l’autruche, dit M. Van Dover, en espérant que tout disparaisse ».