La récupération de nodules métalliques n’est encore qu’au stade de projet. Mais certains industriels, comme l’Américain Impossible Metals, envisagent cette possibilité à moyen terme. L’entreprise vient de tester une troisième version de son robot sous-marin autonome dans un grand lac canadien. L’étape suivante se fera en eau profonde, au large des Etats-Unis, sur le plateau continental.
Au Canada, à Collingwood, trois bras robotisés soulèvent au fond du lac Huron de gros galets, avec délicatesse, mais à un rythme soutenu. Récupérés un à un, ils sont stockés dans la partie haute du robot. Dans une salle en surface, les employés de la société californienne Impossible Metals supervisent l’opération. Ils reçoivent les images de cette collecte en temps réel sur leurs écrans de supervision.
L’exercice se déroule dans l’Ontario dans le cadre d’une série de tests que le robot doit subir avant un possible déploiement dans l’océan pour collecter des nodules polymétalliques. La technologie utilisée est singulière : ce prototype de robot est stationnaire dans l’eau et ne touche pas le fond, ce qui « permet de ramasser les matériaux de manière sélective », explique Jason Gillham, cofondateur d’Impossible Metals.
Cette société créée en 2020 est devenue la première à demander officiellement au président des Etats-Unis, Donald Trump, un permis pour explorer les eaux américaines autour des Samoa, dans le Pacifique, et ailleurs dans les eaux internationales en ignorant un traité que le pays n’a pas signé. L’idée d’Impossible Metals est de faire un tri pour ne prélever que ce qui est nécessaire, contrairement aux engins sur chenilles qui avalent tout, nodules, crustacés, échinodermes et bivalves vivant sur le fond. Dans les profondeurs, ce robot autonome sous-marin allume ses lampes et, grâce à des caméras et à l’intelligence artificielle, s’affaire à distinguer les nodules de la vie aquatique.
Encore plus gros
L’entreprise a développé en 2020 un premier modèle de robot, appelé Eureka I, puis l’a fait breveter l’année suivante. Un deuxième exemplaire a été testé en 2024 dans les eaux profondes. Celui utilisé au Canada est la troisième version, la plus aboutie, les deux premières ayant permis de définir le concept d’engin autonome. Affichant presque 5 t sur la balance, l’Eureka III peut emporter jusqu’à 4 t de matériaux, plonger jusqu’à 6 000 m, et récupérer des galets grâce à ses 11 bras. Il est équipé d’une batterie de 135 kWh.
Le prochain véhicule sous-marin en cours de développement, l’Eureka IV, sera opéré au sein d’une flottille. Il aura une charge utile beaucoup plus importante (12 t) et sera équipé de 16 bras, et de plus de capteurs. Plus lourd aussi, son poids dépassera les 11 t, et il sera équipé d’une batterie de 400 kWh. Entièrement autonome, il pourra se propulser par lui-même. Cette version industrielle sera de la taille d’un conteneur maritime.
Surnager au-dessus du fond
Le véhicule est mis à l’eau depuis un navire à l’aide d’un treuil à grande vitesse, le câble de ce dernier servant également de câble de communication avec l’outil de positionnement. Ce dernier localise le robot au fond de l’eau, qui évolue de manière autonome, sans câble.
Deux modes de fonctionnement coexistent : avec le premier, le robot collecte 90 % des nodules sur un linéaire de 300 m tandis qu’avec le second, il ne récupère que 50 % sur 200 m. Par contre, la passe est toujours la même : 2,25 m de large.
La « récolte sélective » est réalisée grâce à l’intelligence artificielle pour identifier les organismes vivants et les éviter. Eureka ne touche pas le fond mais se maintient au-dessus, la seule perturbation des sédiments est provoquée par le ramassage des galets par les bras de l’engin. Pour Douglas McCauley, spécialiste en biologie marine à l’université de Californie à Santa Barbara, cette approche est moins brutale et réduit certains risques environnementaux. « Les techniques conventionnelles ramassent tout le plancher océanique à l’aide de collecteurs, explique-t-il. Tout est ensuite remonté jusqu’au navire, où les nodules sont séparés du reste, qui est rejeté dans l’océan. Ce qui crée de grands panaches de sédiments et de toxines avec une multitude d’impacts possibles. »
©Impossible Metals
Or les nodules abritent eux-mêmes des organismes vivants, et « les prélever, même avec une technique sélective, détruit cet habitat », souligne l’expert. Les écosystèmes des grands fonds marins sont particulièrement fragiles avec une vie qui se déplace, se reproduit et grandit très lentement, à l’image des nodules métalliques : ils grandissent de quelques millimètres par dizaine de milliers d’années. En comparaison, les continents bougent de plusieurs centimètres par an. D’après Florian Besson, ingénieur géologue à l’Ifremer, « il s’agit très certainement d’un des phénomènes géologiques les plus lents ».
Impossible Metals admet que sa technologie ne permet pas de détecter la vie microscopique, mais l’entreprise affirme avoir comme politique de ne pas toucher à 60 % des nodules. « Quoiqu’il arrive, il y aura toujours un impact avec l’exploitation minière, confie Oliver Gunasekara, directeur général et cofondateur d’Impossible Metals. Mais nous avons besoin de beaucoup plus de minerais critiques pour tout électrifier. »
Le Bureau of Ocean Energy Management des Etats-Unis a approuvé dernièrement la demande d’Impossible Metals de lancer le processus de concession pour l’exploration minière en eaux profondes au large des Samoa américaines.
©Impossible Metals
Rester dans le cadre
Impossible Metals se sent confortée par le décret publié le 24 avril dernier aux Etats-Unis, intitulé “Libérer les minéraux et ressources critiques offshore de l’Amérique”. Elle attend un feu vert américain, et espère d’ici deux à trois ans finaliser sa technologie, procéder à des tests dans l’océan, construire une flotte et opérer grâce à des partenariats ailleurs dans le monde. Car le temps presse. L’entreprise a levé 15 M$ (13 M€) auprès d’investisseurs pour construire et tester une première série de son robot en 2026.
Du côté de l’Autorité internationale des fonds marins (ISA), sa secrétaire générale, Leticia Reis de Carvalho, a pris note du décret et de la soumission d’entreprises comme Impossible Metals et The Metals Company USA de récupérer des minéraux sur les grands fonds marins en vertu du Code minier des fonds marins des Etats-Unis. Cependant, elle s’interroge sur « ce qui est en jeu lorsqu’un pays n’a pas ratifié la Convention des Nations unies sur le droit de la mer [CNUDM, ndlr], qui ne fait donc pas partie de l’Autorité internationale des fonds marins, et tente de délivrer potentiellement des permis d’exploitation commerciale des ressources minérales des grands fonds marins dans la “zone”, qui est le nom de tous les fonds marins, planchers océaniques et sous-sols de la Terre au-delà de la juridiction nationale. » Pour elle, les activités d’exploration et d’exploitation dans la zone doivent être menées sous le contrôle de l’ISA, c’est-à-dire dans le cadre d’un contrat établi avec elle et conformément aux règles qu’elle constitue. « Aucun Etat n’a le droit d’exploiter unilatéralement les ressources minérales de la zone en dehors du cadre juridique établi par la CNUDM », précise Leticia Reis de Carvalho. Il est communément admis que cette interdiction est contraignante pour tous les Etats, y compris ceux qui n’ont pas ratifié la CNUDM. « L’ISA n’a pas pour vocation d’entraver les progrès, précise-t-elle. Son travail constitue le fondement permettant de garantir que toute activité dans la zone bénéficie à l’humanité entière, aux générations présentes et futures, tout en protégeant le milieu marin. »
Expérience encore non concluante
A l’Ifremer, on estime que les impacts de l’exploitation des nodules polymétalliques sont encore mal connus. Ces milieux sont difficiles à étudier, leur biodiversité et leur fonctionnement restent encore à identifier. Il est d’autant plus difficile d’anticiper les effets d’une exploitation minière. « Dans les années 1970, des tests de collecte ont été réalisés avec des prototypes d’engin d’exploitation. Des études récentes ont montré que dans ces zones perturbées, la faune reste très différente des zones non impactées. La biodiversité n’a pas retrouvé son état initial, même plus de 40 ans après les tests. »
En 2021, l’Ifremer a participé avec d’autres partenaires européens au suivi environnemental de tests de collecte de nodules sur une zone très réduite. L’évaluation des effets prendra plusieurs années. L’Ifremer étudie la zone d’impact, mais aussi les alentours. Car les scientifiques souhaitent connaître jusqu’à quelle distance les nuages de sédiments soulevés lors de la récolte peuvent impacter la biodiversité environnante.
Que sont les nodules polymétalliques ?
Ce sont de gros galets mesurant entre 5 et 10 cm de diamètre. On les appelle aussi nodules de manganèse. Ils sont constitués en majorité de manganèse et de fer, mais contiennent aussi d’autres éléments comme le silicium, l’aluminium, le cobalt, le nickel ou encore le cuivre.
Les nodules sont localisés à la surface du sol des plaines abyssales, entre 4 000 m et 6 000 m de profondeur. Ils se forment par précipitation des métaux dissous dans l’eau de mer dans des couches concentriques autour d’un noyau (fragment de roche, dent de requin…).
A ces profondeurs, il n’y a pas de lumière. En l’absence de photosynthèse, la vie dépend des plantes et des animaux qui tombent depuis la surface. Seuls 1 à 5 % de ce qui est produit en surface atteint ces grands fonds. Des crustacés, des échinodermes, des vers marins et parfois des bivalves vivent sur le fond ou enfouis dans les sédiments superficiels du fond marin. On estime que 90 % des espèces de cette zone sont nouvelles pour la science.
Jean-Pierre Le Port
Image : Robot autonome sous-marin Eureka 3 d’Impossible Metals. Il est autonome et identifie les nodules à récupérer grâce à l’IA.
©Impossible Metals