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Extraction durable de matières premières des profondeurs océaniques

Les technologies renouvelables comme les éoliennes, les panneaux solaires et les voitures électriques nécessitent de grandes quantités de «métaux stratégiques». Indispensables pour l’avenir de l’économie européenne, ces métaux sont en demande croissante, une demande que l’exploitation minière terrestre ne peut satisfaire et qui pourrait entraîner un risque de pénurie.
Extraction durable de matières premières des profondeurs océaniques
Les gisements de minerais des mers profondes constituent une source alternative de matières premières pour le secteur européen des énergies renouvelables. Avec l’augmentation des prix des produits de base, les investisseurs voient l’exploitation minière des fonds marins comme une solution de plus en plus attrayante. Cependant, les conditions extrêmes qui règnent dans les profondeurs océaniques posent des défis techniques et environnementaux majeurs tout à fait différents de l’exploitation minière terrestre.

Le projet BLUE MINING, financé par l’UE, a permis de relever les défis liés à l’exploitation des ressources minérales des grands fonds marins, depuis l’exploration et l’évaluation jusqu’au cadre juridique et réglementaire nécessaire en passant par les technologies d’exploitation. «Le consortium a fourni des solutions révolutionnaires pour une chaîne de valeur durable en matière d’exploitation minière en eau profonde en développant les capacités techniques nécessaires pour prospecter, évaluer et procéder à l’extraction, de manière adéquate et rentable, de gisements de minéraux à des profondeurs pouvant aller jusqu’à 6 000 m», déclare le Dr Jort van Wijk, coordinateur du projet.

Les chercheurs cherchaient à effectuer des levés d’exploration plus fiables et plus précis des dépôts de sulfures massifs sous-marins (SMS), de SMS éteints (eSMS) et de nodules de manganèse des fonds marins (SMnN). De nouvelles technologies de capteurs ont donc été mises au point pour détecter rapidement les dépôts en eau profonde et évaluer leur taille avec plus de précision.

Nouveaux outils et capteurs

De nouveaux outils géophysiques, de meilleures techniques de cartographie prédictive et d’échantillonnage ont permis une cartographie et une modélisation rapides et fiables des ressources potentielles. L’équipe a élaboré des approches sur la façon de mesurer la durabilité des opérations minières à l’aide d’indicateurs et de favoriser un comportement positif et responsable de la part des entrepreneurs par le biais de mesures incitatives. D’autres outils permettent la gestion spatiale et le contrôle du fond marin, et l’utilisation durable de ses ressources. Ces outils peuvent servir de modèle pour les études de faisabilité de l’exploitation minière des grands fonds marins.

Au cours de leurs missions de recherche, les scientifiques ont testé un nouveau capteur combinant mesures de potentiel spontané et magnétiques monté sur un système remorqué en profondeur, et ont utilisé les résultats pour dresser la plus grande carte des fonds océaniques obtenue grâce à des véhicules sous-marins autonomes. «Notre nouveau modèle indique que bon nombre de petits gisements sont susceptibles d’être plus viables économiquement que ne le laissent suggérer les estimations fondées uniquement sur la taille des monticules», affirme le chercheur principal du projet, le Dr Bramley Murton.

BLUE MINING a développé et validé des codes informatiques par le biais d’expériences en laboratoire et effectué des simulations détaillées de la mécanique des risers et des processus de remontée de la pulpe de minerai. D’après M. van Wijk, «Ces tests sont nécessaires pour valider les outils d’aide à la décision et donner un aperçu des problèmes éventuels lors de la remontée de grandes quantités de pulpes.»

Remontée du minerai depuis le plancher océanique

Les chercheurs ont conçu un système de conduites et de pompage sous-marin pour remonter à la surface les ressources minérales prélevées depuis une profondeur pouvant atteindre 6 000 mètres. «Le système de remontée hydraulique verticale a été testé et surveillé depuis une plateforme spécialement construite à cet effet et disposant d’un riser de 125 m de long, ce qui en fait la plus grande plateforme d’essai d’Europe en matière de remontée verticale destinée à l’exploitation minière en eau profonde», affirme M. van Wijk. «Une technologie de transbordement de navire à navire a également été mise au point pour assurer le transbordement, du minéralier vers le navire de transport, des matières prélevées dans les fonds marins.»

Lors de la conception du système de remontée verticale, une attention particulière a été apportée aux stations de surpression, ce qui a donné lieu à la mise au point et à l’essai d’un prototype spécial de moteur de haute mer. «Le moteur est rempli d’eau et refroidi à l’eau en raison de sa structure ouverte et n’a donc pas besoin de lubrifiants, ce qui réduit au minimum son impact environnemental», précise M. van Wijk.

BLUE MINING garantira l’accès aux matières premières, ce qui permettra de réduire la dépendance de l’UE à l’égard des importations de ressources et de renforcer le secteur minier européen et ses fournisseurs de technologie. Le projet permettra également à l’UE de devenir un leader mondial en matière de technologie associée à l’exploration et à l’extraction durable de minéraux des grands fonds marins.

Mots-clés

BLEUE MINING, riser, sulfures massifs sous-marins (SMS), exploitation minière des fonds marins, pulpe, dépôts de SMS éteints (eSMS), nodules de manganèse des fonds marins (SMnN), station de surpression