III.- ENGIN DOUBLE - ED1

(Poster 4)

Aussi connu sous le nom de prèleveurs et caméras "boomerang", l'engin ED1 a été développé dans le cadre des études menées en commun par le CNEXO et la Société Le Nickel pour réaliser l'exploration des gisements de nodules polymétalliques dans l'océan Pacifique. Il permet simultanément l'échantillonnage et la prise de photographies.

III.2.1.- Engin ED1

Description de l'équipement. L'engin ED1 se compose essentiellement de trois parties:

 

• un ensemble de flottabilité équipé d'un système de repérage (pavillon, balises radio et lumineuse).
• un préleveur qui assure le ramassage des échantillons superficiels et leur transport au retour ainsi qu'un lest perdu qui assure le fonctionnement de l'ensemble.
• une caméra, placée au dessus du préleveur, permettant la prise de vue légèrement oblique par rapport à la verticale.

Principe.-

 

L'engin, largué depuis la surface, descend de façon autonome gràce à son lest. Le temps de parcours complet de la surface au fond varie de 2 à 4 heures pour une profondeur de 4 à 5.000 m. Il effectue automatiquement son prélèvement dès le contact avec le fond (échantillonnage une surface de 0.18 m2) à l'interface eau-sédiment, prend une photo légèrement oblique d'environ 1 mm2 du fond et, puis, en lâchant son lest, commence son retour vers la surface.
A son apparition en surface, il est repéré par la présence du pavillon et du flash de nuit ainsi que par goniométrie grâce à la balise radio.

Application.- Exploration des fonds supérieurs à 3.000 mètres.

Utilisation.- Utilisé pour le prélèvement de nodules et de sédiments de surface, il été largement employé au début de l'exploration des nodules dans l'océan Pacifique.

Mise en oeuvre.- Mise en oeuvre aisée à partir des moyens à la mer modestes, sans équipements spéciaux.

 

Avantage.- Une grande rapidité dans la conduite de l'exploration. Prix de revient peu élevé. Engin mécanique avec peu d'électronique, simple d'emploi. Peu de perte d'engins, leur localisation en surface et leur récupération s'effectuent rapidement et sans difficultés. Peut être largué et récupéré de nuit.

Inconvénients.- Positionnement aléatoire du prélèvement sur le fond. Suivant la manière dont l'engin double touche le fond, les problèmes suivant peuvent être recontrés: - prélèvement d'une partie seulement de la surface, - impossibilité de ramasser les plus gros nodules et perte des plus petits nodules. En conséquence, le résultat des évaluations de la quantité de nodules sera inférieure à la réalité.
Les photographies ne permettent que l'observation de la surface apparente des nodules.

III.2.2.- Les différents faciès morphologiques des nodules

L'examen des photographies obtenues par l'engin ED1 a permis de reconnaître différents faciès morphologiques.
Une comparaison entre les photos et les analyses chimiques des nodules a montré qu'il existe une relation entre leur morphologie et leur composition chimique.
Ceci a permis de classer les nodules en trois principales familles (ou faciès) géochimiques en s'appuyant sur les critères suivant:

• la répartition des nodules sur le fond,
• le diamètre moyen estimé,
• les relations entre les sédiments et les nodules,
• la présence ou non de stérile.

Faciès. A - Il est principalement composé (70 à 100 %) de petits nodules accolés (nodules composés) de formes complexes et à surface lisse. On trouve également des débris anciens (0 à 30 %) de nodules de ce type.
Les nodules ne sont pas enfoncés dans le sédiment. Ils sont accompagnés de débris de roches d'origine volcanique et fréquemment associés à des affleurements rocheux ou des encrožtements.
La forte teneur en silice (12 à 23 %) se traduit par la présence d'un noyau et d'impuretés d'origine volcano-sédimentaire.
Les hydroxydes ferromanganésifères sont mal cristallisés avec des structures confuses ou laminaires.

Faciès B. - La plupart des nodules est ovoïde. On trouve encore quelques polynodules et des débris anciens. Leur surface est lisse, parfois mamelonnée. Ils sont encore associés à des ponces et des débris de roches encrožtées.
Les nodules ne sont pas envasés et sont distribués sur le fond de manière homogène.
Les hydroxydes sont encore mal cristallisés avec des structures laminées ou pas organisées.

 

Faciès C. - Les nodules sont beaucoup plus gros, avec un bord équatorial très net. Ils sont enfoncés dans le sédiment jusqu'à ce bord et souvent recouverts d'une légère couche de sédiments qui peut les masquer en partie.
Leur répartition sur le fond est plus hétérogène.
Les hydroxydes sont bien cristallisés et présentent les mêmes caractéristiques que le faciès B.
La limite entre les faciès B et C n'est pas franche. Le passage de l'un à l'autre se fait de manière progressive.

 

III.2.3.- Conclusion

FACIES	A	B	C
Diamètre (b)* (mm)	20-30	30-70	50-100
Rotondité (b/a)*	Formes	0,74	0,69
Aplatissement (c/b)*	complexes	0,64	0,75
Population (%)	28	31	13
Abondance (kg/m2)	5,2	11,8	7,8
Mn (%)	19-26	28-31	25,4-31,2
Fe (%)	6-10	5,5-6,5	4,6-6,8
Ni (%)	0,5-0,9	1,15-1,3	1,05-1,25
Cu (%)	0,25-0,35	0,26	0,23
Co (%)	0,25-0,35	0,26	0,23
Si02 (%)	12-23	12-17	12-14

* avec a > b > c: les trois axes d'un nodules représenté comme un ellipsoïde aplati.  

Principales caractéristiques des différents faciès de nodules.

Les photographies prises par l'engin ED1 ont permis l'étude de la morphologie et de la densité de nodules sur le fond marin, données importantes pour le calcul de la concentration des nodules en kg/mm2.
Quant aux prélèvements, outre le renseignement qu'ils fournissent sur la morphologie des nodules, ils rendent possible leurs analyses chimiques à terre. Ces deux paramètres (morphologie et géochimie) permettent le calcul de la quantité (en pourcentage) des éléments utiles tels le Mn-Ni-Cu-Co.
Ainsi, connaissant la géochimie des trois faciès géochimiques, il est aisé, par l'interprétation des photos, de déterminer des secteurs d'intérêt économique. C'est pourquoi AFERNOD a remplacé les prélèvements ponctuels par des photographies sous-marines continues du fond avec d'autres engins (Cf. Poster 7).