Nodule polymétallique

Les nodules polymétalliques, aussi appelés nodules de manganèse, sont des concrétions rocheuses reposant sur le lit océanique ; ils sont formés de cercles concentriques d’hydroxydes de fer et de manganèse autour d’un noyau.

Le noyau peut être microscopique et s’est parfois transformé en minerai de manganèse par cristallisation. Quand il est visible à l’œil nu, ce peut être une petite coquille de microfossile (radiolarien ou foraminifère), une dent de requin phosphatée, des débris de basalte ou même des morceaux de nodules plus anciens.

Les nodules varient en taille de la minuscule particule visible uniquement au microscope jusqu’à des cailloux de plus de 20 centimètres. Cependant, la majorité des nodules fait entre 5 et 10 cm de diamètre. Leur surface est généralement lisse, parfois rugueuse, noueuse ou plus irrégulière encore. Le fond étant enterré dans le dépôt de sédiments est généralement plus rugueux que le sommet soumis à l'érosion sous-marine.

La croissance des nodules est un des phénomènes géologiques les plus lents – de l’ordre du centimètre pour plusieurs millions d’années. Même si leur genèse est loin d’être résolue, 4 origines ont été retenues par Enrico Bonatti (1986) :

• la précipitation de métaux de l’eau de mer (processus hydrogéné)
• la remobilisation du manganèse dans la colonne d’eau (processus diagénétique)
• la dérivation de métaux des sources hydrothermales associées à une activité volcanique, la décomposition de débris basaltiques par l’eau de mer (processus halmyrolitique)
• la précipitation d’hydroxydes métalliques au travers de l’activité de micro-organismes (processus biogénique).

Plusieurs de ces processus peuvent opérer en simultané ou ils peuvent en suivre un autre durant la formation du nodule.

La composition chimique des nodules varie selon le genre de minerais de manganèse, la taille et les caractéristiques du noyau. Les nodules de plus grand intérêt économique contiennent du manganèse (27-30 %), du nickel (1,25-1,5 %), du cuivre (1-1,4 %) et du cobalt (0,2-0,25 %). Les autres composants incluent le fer (6 %), le silicium (5 %) et l’aluminium (3 %), avec de plus faibles quantités de calcium, de sodium, de magnésium, de potassium, de titane, et de baryum, avec de l’hydrogène et de l’oxygène.

Les nodules se trouvent sur le sédiment au fond des océans, partiellement ou complètement enterrés. Ils varient grandement en abondance, parfois se touchant les uns les autres et recouvrant plus de 70 % du sédiment. La quantité totale de nodules polymétalliques sur le plancher océanique a été estimée à plus de 500 milliards de tonnes par A.A. Archer en 1981. On peut les trouver à n’importe quelle profondeur, même dans les lacs, mais les plus grandes concentrations ont été trouvées dans les plaines abyssales, entre -4000 et -6000 m de profondeur.

Les nodules polymétalliques ont été découverts en 1869 dans la mer de Kara, dans l’océan Arctique, à proximité de la Sibérie. Durant l'expédition du Challenger (1872-1876), ils ont été trouvés dans la plupart des océans de la planète. Les nodules ayant un intérêt économique ont été trouvés dans trois zones : la zone centrale de la partie nord de l’océan Pacifique, le bassin du Pérou dans le sud-est du Pacifique et dans la zone centrale du nord de l’océan Indien. Parmi ces dépôts, le plus prometteur en termes d’abondance en nodules et de concentration en métal se situe dans la zone de Clarion-Clipperton,à l’est du Pacifique équatorial, entre Hawaii et l’Amérique centrale.

Le principal problème technique consiste à remonter des minerais se trouvant à plusieurs milliers de mètres de profondeur.

Au milieu des années 1970, un consortium international réussit à collecter des quantités substantielles de nodules et à en extraire des métaux. Il s'agissait surtout de nickel, de cuivre et de cobalt.

Les prix du marché ne permirent pas d'en rendre l'exploitation rentable. Seule la société Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. semble encore s'intéresser à ce marché.

Ironiquement, la plus célèbre tentative d'exploitation constitue en fait un rideau de fumée visant à dissimuler une opération d'espionnage. Howard Hughes affréta en 1972 le Glomar Explorer, officiellement pour prospecter les nodules polymétalliques. En fait il s'agissait de récupérer un sous-marin nucléaire soviétique coulé dans l'océan Pacifique en 1968.

Avec l'augmentation des prix des métaux, l'intérêt pour cette exploitation réapparait périodiquement. Certaines parties des plaines abyssales faisaient en 2008 l'objet de projets et test d'exploitation, ce qui inquiète les experts en biologie marine qui craignent des impacts très négatifs pour la vie fragile qui s'est développée à ces profondeurs .