Appelés également nodules de manganèse. On les rencontre dispersés sur les fonds océaniques où ils forment des ‘’champs’’ de nodules plus ou moins étendus. Leur densité à l’intérieur d’un champ est variable, ils peuvent localement être en contact. Ces champs sont plus ou moins recouverts de sédiments.
Ils apparaissent comme des concrétions ovoïdes, ellipsoïdales avec des proportions variables, certains se rapprochant de sphères. Dans certains cas, ils peuvent être très aplatis et former de véritables plaques. Leur taille moyenne varie entre 5 et 10 cm, les plus grands nodules connus dépassent les 20 centimètres. Leur surface peut être lisse ou rugueuse et possède une couleur brun-noir.
En coupe, ils montrent une porosité et apparaissent constitués de couches concentriques autour d’un noyau de nature variable (fragment de coquille de mollusque, testTest Enveloppe rigide, de nature variable (carbonate de calcium, silice, agrégats détritiques par exemple), de certains invertébrés (oursins, foraminifères, etc.). de foraminifèreForaminifère Animal unicellulaire surtout marin, s'entourant d'une coquille calcaire. ou de radiolaire, débris d’os de poisson, fragment de roche (basalte, calcaireCalcaire Du latin calcarius. Roche sédimentaire carbonatée contenant au moins 50% de calcite et faisant effervescence au contact d'un acide dilué (Acide chlorhydrique à 10%).), …). Ils peuvent être composites c’est-à-dire formés à partir de deux nodules préexistants sur lesquels se développent à un certain stade des enveloppes concentriques recouvrant les deux nodules ‘’initiaux’’.
Ils se forment suivant plusieurs processus (d’après Enrico Bonatti, 1986) :
- Processus hydrogéné : précipitation de métaux dans l’eau de mer.
- Processus diagénétique : remobilisation du manganèse dans la colonne sédimentaireSédimentaire Qui est constitué de sédiment..
- Processus halmyrolitique : dérivation de métaux issues des sources hydrothermales ou par la décomposition de basalte par l’eau de mer.
- Processus biogénique : précipitation d’hydroxydes métalliques par les micro-organismes. Des bactéries ont été trouvées dans les nodules issus de ce processus.
Plusieurs processus peuvent contribuer à la formation d’un même noduleNodule Masse globuleuse, généralement de quelques centimètres à quelques décimètres, d'une composition ou d'une structure différente du reste de la roche.. Leur genèse est loin d’être parfaitement connue. Leur croissance semble très lente, de l’ordre du centimètre par million d’années. L’âge des nodules de l’Océan Pacifique central est estimé entre 2 et 3 millions d’années.
Les nodules polymétalliques sont essentiellement constitués d’oxyde-hydroxydes de manganèse.
Parmi les métaux présents on trouve principalement : manganèse (27 à 30%), fer (6 %), aluminium (3 %), nickel (1,25 à 1,5 %), cuivre (1 à 1,4 %), cobalt (0,2 à 0,25 %). Le silicium peut atteindre 5 %.
Présents dans le Sud-Est du Pacifique, au Nord de l’océan Indien, dans l’Atlantique au large de la Caroline et de la Floride, au sud de l’Afrique du Sud, à l’Est du Pacifique équatorial entre Hawaii et l’Amérique centrale. Les nodules polymétalliques constituent une ressource minière potentielle et présentent un grand intérêt économique pour l’avenir. La zone la plus riche en nodules polymétalliques se situe dans le Pacifique Nord. En 1981, la quantité totale de ces nodules a été estimée à plus de 500 milliards de tonnes.
Leur exploitation constitue un véritable défi. On les trouve à n’importe quelle profondeur, mais les plus grandes concentrations se trouvent dans les plaines abyssales entre 4000 et 6000 mètres de profondeur.
Des programmes d’exploration sont menés par le Japon, l’Allemagne et la France dans le Pacifique Sud. La phase de ramassage est encore à l’étude, plusieurs systèmes ont été testés :
- Système par benne,
- Système hydraulique,
- Système à préleveurs libres et autonomes.
Hormis, les problèmes technologiques posés et rencontrés, une telle exploitation a un impact environnemental très négatif : raclage des fonds marins, retombées de sédiments en suspension, nuisances acoustiques et lumineuses, pollutions chimiques dues à des fuites des systèmes hydrauliques exploités dans des conditions extrêmes…
Photographe : Gérard Brusseaux.
Source : Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.