L’exploitation minière des fonds marins : enjeux techniques et perspectives industrielles

L’exploitation minière des fonds marins est en plein essor. Alors que s’ouvre le 3^e forum mondial sur les océans, présentant de cette activité essentielle.

L’exploitation minière des fonds marins, ou exploitation minérale en eaux profondes, est une activité en plein essor visant à extraire des ressources minérales situées sur ou sous le plancher océanique. Elle mobilise des technologies de pointe et représente un défi majeur pour l’ingénierie sous-marine. Avec la croissance des besoins en métaux stratégiques, cette nouvelle frontière industrielle attire l’attention des États et des grandes entreprises minières.

Ressources cibles

Les gisements miniers sous-marins se concentrent principalement dans trois types de formations géologiques :

1. Nodules polymétalliques
   • Profondeur : 4000 – 6000 mètres
   • Principaux métaux : manganèse (30-40 %), nickel (1-1,5 %), cobalt (0,2-0,5 %), cuivre (1-1,5 %)
   • Répartition : plaines abyssales, notamment la zone Clarion-Clipperton (Pacifique)
2. Encroûtements cobaltifères
   • Profondeur : 800 – 3000 mètres
   • Métaux : cobalt, nickel, cuivre, terres rares
   • Répartition : monts sous-marins, dorsales océaniques
3. Sulfures polymétalliques
   • Profondeur : 1500 – 4000 mètres
   • Métaux : cuivre, zinc, plomb, or, argent
   • Répartition : systèmes hydrothermaux actifs et fossiles

Technologies d’exploitation

L’extraction en grande profondeur requiert des systèmes robustes et automatisés capables de résister à des pressions extrêmes (jusqu’à 600 bars) et à des températures basses (environ 2 °C). Voici les principales technologies utilisées :

1. Plateformes de soutien

• Navires spécialisés de grande capacité (> 200 mètres de long)
• Équipés de grues pour le déploiement de robots et de systèmes de levage
• Positionnement dynamique pour une stabilité en mer

2. Systèmes de collecte

• ROV (Remotely Operated Vehicles) : robots téléopérés pour les travaux de précision
• Collectors : engins automoteurs équipés de têtes d’aspiration et de rouleaux pour ramasser les nodules ou fraiser les encroûtements/sulfures
• Débits de collecte visés : 2000 à 6000 tonnes par jour

3. Transport vertical

• Riser Systems : colonnes montantes de plusieurs kilomètres de long
• Pompes hydrauliques ou à air pour le transport des matériaux
• Conception renforcée pour la résistance à l’abrasion et à la pression

4. Traitement en surface

• Tri et broyage des minerais à bord des navires
• Séparation gravimétrique, flottation ou traitement chimique pour concentrer les métaux
• Stockage temporaire avant le transfert vers la terre ferme

Données économiques et industrielles

• Investissements initiaux : 1 à 3 milliards USD par projet
• Durée d’exploration : 5 à 10 ans
• Durée de vie des projets : 20 à 30 ans
• Production annuelle attendue : plusieurs centaines de milliers de tonnes de minerai concentré
• Coût de production estimé : compétitif par rapport à l’exploitation terrestre pour certains métaux (notamment cobalt et nickel)

Acteurs majeurs et état des lieux

• Entreprises impliquées : The Metals Company, Lockheed Martin, Global Sea Mineral Resources, China Ocean Mineral Resources R&D Association
• Technologies développées par : Allseas, Soil Machine Dynamics, Subsea 7
• Zones de prospection principales : zone Clarion-Clipperton, océans Indien et Atlantique, mers territoriales de certains États insulaires
• À ce jour, plus de 30 contrats d’exploration ont été délivrés par l’Autorité internationale des fonds marins (AIFM).
• La phase de production industrielle devrait débuter dans la seconde moitié des années 2020, sous réserve de l’adoption d’un cadre réglementaire international.