Géosciences Marines

LES MATERIAUX MARINS

(article paru dans la revue Mines & Carrières, volume 73, décembre 1991) Claude AUGRIS IFREMER, Département Géosciences marines, B P 70 - 29280 - PLOUZANE Alain-Philippe CRESSARD IFREMER 155 rue Jean-Jacques Rousseau 92138 - ISSY LES MOULINEAUX

Introduction

Lorsque les ressources terrestres s’épuisent, les hommes se tournent tout naturellement vers la mer ; qu’il s’agisse en premier lieu des ressources alimentaires de base, mais également des produits minéraux ou fossiles.

Le plateau continental, prolongement naturel des terres, est susceptible de receler les mêmes ressources ; l’exploitation des hydrocarbures sous-marins en est un exemple concret. Il renferme également du charbon, du gaz mais aussi divers types de substances minérales.

Les plateformes continentales sont caractérisées principalement par leur épaisse couverture de sédiments meubles. Elle contient souvent des substances exploitables : sables et graviers siliceux et calcaires, algues calcaires, sables minéralisés, dépôts d’origine chimique.

Parmi les substances minérales extraites en France, les granulats tiennent, en quantité, la première place. Actuellement les vallées alluvionnaires situées près des grands centres industriels et des zones urbanisées sont activement exploitées, et on assiste à une diminution voire un épuisement des ressources, qui dans certaines régions posent un réel problème d’approvisionnement. A la fermeture de certains gisements alluvionnaires terrestres, on peut substituer, dans certaines conditions, des sites marins. Ainsi les travaux de prospection réalisés, sur le plateau continental français (métropole et départements antillais d’outre-mer), depuis 1969, par l’IFREMER, permettent-ils d’envisager ce transfert géographique d’activités.

1 - Origine des matériaux

Les substances sous-marines extraites actuellement en France sont les sables siliceux et calcaires, et les algues calcaires (maërl).

Elles se sont accumulées à la faveur de processus continentaux ou marins. Dans le premier cas, il s’agit le plus souvent d’alluvions. Ils résultent de l’altération et de l’érosion de roches, puis de leur transport et dépôt dans les vallées d’un ancien réseau fluviatile, creusé au cours des phases de régressions (périodes glaciaires) du Quaternaire, lorsque le plateau continental était émergé. Ce phénomène a permis l’accumulation de sédiments de toute origine, mais aussi de minéraux lourds tels que l’étain, le titane, le platine, l’or, le diamant, etc. Il peut s’agir également d’anciens cordons littoraux établis aux cours des régressions mentionnées ci-dessus et témoins des différents niveaux de remontée de la mer. Ces dépôts sont constitués de galets ou de sables graveleux, et sont plus importants sur les plateaux continentaux ayant un gradient de pente faible.

Dans le second cas, ce sont des dunes hydrauliques, d’importance variable, dues aux courants de marée qui ont redistribué une partie des sédiments. Dans les régions à hydrodynamisme fort (la Manche, par exemple), les fonds sont composés de graviers et galets dans lesquels vivent des organismes dont les tests calcaires sont, à la mort de l’animal, repris par les courants et déposés dans des zones de moindre énergie. Ces accumulations prennent la forme de dunes et sont essentiellement calcaires.

2 - Techniques de reconnaissance

Les techniques de reconnaissance utilisées pour la mise en évidence de gisements de matériaux marins reposent sur deux types de méthodes : indirectes et directes.

2 - 1 - Les méthodes indirectes

Elles correspondent à la réalisation d’une prospection à l’aide d’outils géophysiques, visant à la cartographie systématique de la couverture sédimentaire meuble. Elles permettent de s’affranchir de l’effet de masque engendré par la tranche d’eau.

L’intérêt des informations acquises par sonar latéral pour la reconnaissance des gisements, et portées sur des cartes des formations superficielles, réside dans :

• - la délimitation précise des secteurs exploitables en individualisant les ensembles sableux des autres faciès sédimentologiques ;

• - la définition d’un état de référence des fonds marins directement concernés par le projet d’exploitation, mais aussi des fonds environnants ;

• - la connaissance des conditions hydrodynamiques (courants, houles) et des directions de transit sédimentaire permettant d’évaluer le risque de l’extraction sur la stabilité du littoral ;

• - l’apport d’informations pratiques pour le dragage ultérieur : morphologie et courant sur le fond.

2 - 2 - Les méthodes directes

Elles permettent de vérifier les hypothèses de l’étude par sismique réflexion et sonar latéral, et de connaître la nature des constituants. Il s’agit essentiellement du carottage, mais aussi de prélèvements ponctuels à l’aide d’une benne et de l’observation par caméra vidéo du fond.

Selon la composition et la dureté du terrain, on peut utiliser trois types d’outils de carottage : un carottier à gravité, un vibro-carottier ou un système de fonçage.

3 - Les répercussions sur l’environnement

L’exploitation du fond de la mer, quelque soit son objectif et les précautions prises, entraîne des modifications temporaires ou permanentes du milieu marin. Ce système est complexe et l’interdépendance des facteurs physiques, chimiques et biologiques est telle que la modification de l’un d’eux peut entraîner une évolution irréversible du milieu.

Au cours de l’extraction de granulats, l’eau est le premier milieu altéré par création d’une turbidité : en profondeur par le passage du bec d’élinde, en surface par le rejet des particules fines avec l’eau de la surverse. Si faible soit-elle, on ne peut tenir cette turbidité pour négligeable du fait de ses implications sur la flore et la faune benthiques. Les particules fines vont former un panache qui, entraîné par les courants se déposera à nouveau soit en mer, soit sur le littoral.

A la suite de l’extraction, il y aura un changement de la morphologie du fond qui pourra modifier le régime des courants de fond au voisinage du site exploité. En modifiant ainsi l’équilibre des sédiments superficiels, auxquels on peut rattacher dans certains cas les sables littoraux, ces extractions pourront provoquer ou aggraver l’érosion côtière, particulièrement dans le cas d’exploitation à proximité des côtes et par faible profondeur d’eau. Les excavations peuvent, de plus, rendre ces secteurs temporairement impropres au chalutage.

Les effets des exploitations sur les ressources biologiques seront soit immédiates et donc évidentes, soit à long terme et seul un suivi sérieux permettra d’en mesurer l’importance.

Parmi les répercussions immédiates, la destruction du peuplement benthique dans la zone d’exploitation est indéniable. Cette destruction affecte essentiellement les invertébrés directement exploitables par l’homme ou sources de nourriture pour certains poissons. Il convient de citer également le risque de destruction des frayères pour les espèces qui pondent sur le fond (hareng en Manche orientale et en Mer du Nord), dont l’intérêt commercial est important et des nourriceries où se concentrent les jeunes individus.

Les répercussions à plus long terme sont moins aisées à mettre en évidence. Elles sont difficiles à différencier, avec certitude, des variations saisonnières ou annuelles naturelles. En cas d’exploitation extensive, les changements notables dans la répartition des différents substrats modifieront les relations avec les peuplements qui leur sont associés. En particulier les creusements effectués à travers des dépôts de sédiments fins pour atteindre les graviers sous-jacents laissent des traces durables ; or les peuplements les plus productifs se trouvent sur ces sédiments fins. La sédimentation de particules fines, remises en suspension lors du dragage et concentrées par les courants de fond, peuvent également changer la nature du substrat.

C’est pourquoi une étude d’impact détaillée doit être effectuée avant toute exploitation de granulats marins. Elle doit comportée au moins :

une reconnaissance géologique précise du site et de ses ressources ;
des mesures des conditions hydrodynamiques ;
une détermination de la richesse benthique ;
une enquête sur les activités halieutiques ou aquacoles.