En géologie, il est également nécessaire d’étudier le sous-sol des fonds marins et d’y prélever des échantillons. Ce sont les forages offshores (au large des côtes) qui donnent accès au sous-sol sous une grande profondeur d’eau. Ces programmes de recherches sont réalisés actuellement par l’I.O.D.P. (Integrated Ocean drilling project ou projet de forage océanique intégré). Cet organisme de recherche, qui a succédé à l’O.D.P. (Ocean drilling project) au 1er Octobre 2003, est financé par 13 pays européens, les Etats-Unis, le Japon, la Chine, la Corée du Sud, l’Australie, la Nouvelle Zélande et l’Inde (en 2013).
Les objectifs :
- La recherche de ressources énergétiques (pétrole, gaz).
- Les recherches sur l’expansion des fonds océaniques (plaques tectoniques, dérive des continents).
- L’étude géochimique du plancher océanique.
- L’étude des variations climatiques du passé.
- L’étude des précédentes extinctions biologiques de masse.
- L’étude des zones sous-marines d’impact de météorites.
Ces travaux sont réalisés avec un navire de forage océanique : ici le JOIDES resolution (JOIDES de l’anglais JointJoint Du latin jungere : unire. En géologie : Discontinuité sur la surface d'un terrain de même nature pétrologique, ou d'une roche, qui a été généré par un déplacement, une cassure (faille etc.). Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling), (image 1 et 2), d’une longueur de 143m et d’une largeur de 21m. Le derrick est placé dans la partie centrale, sa tête est à 61,5m au-dessus du niveau de l’eau. Sur ce navire, la longueur maximale du forage est de 9200m, il est divisé en tronçons de 28,5m, pour un poids de 874 Kg chacun. La profondeur maximale de sous-sol océanique est autour de 2000 m. La partie scientifique de ce navire est constituée de 12 laboratoires accueillant en base de vie 50 scientifiques et techniciens (et 65 membres d’équipage) travaillant 24 heures sur 24. L’I.O.D.P. organise avec ce navire six expéditions par an qui durent deux mois.
Pour pouvoir effectuer un forage de plusieurs centaines de mètres de profondeur dans le sous-sol, le navire doit se maintenir parfaitement à la verticale du puits (image 7 à gauche), à l’aide d’une balise acoustique immergée près du puits. Quand la distance entre la balise et le bateau augmente par dérive, le rééquilibrage se fait par l’ordinateur de bord qui reçoit les signaux de la balise, et ainsi actionne les moteurs pour repositionner le navire de forage correctement. Le bateau reçoit aussi des informations des satellites. Les sondages les plus profonds peuvent atteindre 7000m de profondeur d’eau et 2000m de profondeur dans la lithosphèreLithosphère Couche épaisse et solide recouvrant notre planète (jusqu'à 150 km environ d'épaisseur sous les continents) et comprenant les croutes océaniques et continentales, ainsi qu'une partie du manteau supérieur : le manteau lithosphérique. océanique.
Le travail commence d’abord par celui des plongeurs qui vont fixer la balise sur le fond marin, puis le cône de guidage au niveau de l’endroit choisi et descendre la caméra. Ensuite les tronçons du tube de forage seront assemblés à partir du bateau jusqu’au plancher océanique, puis vont s’y enfoncer. A l’extrémité du forage le carottier (images 5 et 6) découpe un cylindre de sédimentSédiment Ensemble constitué par la réunion de particules plus ou moins grosses ou de matières précipitées, ayant séparément subi un certain transport. (la carotte), emprisonné au cœur de l’outil de forage.
La carotte est remontée par tronçons de 9,5m, puis débitée en sections de 1,5m, qui seront découpée longitudinalement. Une moitié de la carotte est analysée à bord, l’autre moitié est stockée, photographiée et utilisée en référence.
Note : en pétrolière, c’est un trépan (un tricône à molettes en carbure de tungstène) qui abrase la roche et permet l’avancée du forage ; les débris de roche sont entrainés vers la surface par une circulation de boue et donnent les informations sur la nature des niveaux traversés.
Précisions techniques : Jacques Thibiéroz, Milieux environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydro-systèmes et les Sols (METIS) – UMR 7619 -, Sorbonne Université, Paris.
Photographes : Equipe O.D.P. leg 207 (2003), (images 03 à 12), et site internet O.D.P. (2003) (images 01 et 02).
Source : Equipe O.D.P. leg 207 et site internet O.D.P. (2003).