C’est une découverte étonnante. A environ 40 milles des côtes landaises, en bordure du plateau continental, entre le gouf de Capbreton et le bassin d’Arcachon, des chercheurs de l’Ifremer ont découvert un vaste système actif de plus de 2600 sorties de méthane. Des bulles de gaz s’en échappent sur une zone de 375 km2, soit plus de trois fois la superficie de Paris. Un site unique en France et rare de par ses nombreuses spécificités. Après une publication dans la revue Geophysical Research Letters, Stéphanie Dupré, géologue et géophysicienne à l’Ifremer, revient avec Mer et Marine sur ce travail qui a mobilisé une quarantaine de chercheurs, techniciens et ingénieurs de l’Ifremer, du CNRS et de l’IFPEN.
MER ET MARINE : Comment en êtes-vous arrivés à investiguer ce site ?
STEPHANIE DUPRE : Depuis plusieurs années, nous suspections quelques sorties, en raison de données acoustiques de nos collègues chercheurs en halieutique. Tous les ans, ils font des campagnes de reconnaissance pour faire des estimations de stocks de pêche. Nous utilisons les mêmes outils, à savoir des sondeurs multifaisceaux équipant les navires. En géosciences, ils mesurent le relief des fonds marins, c’est la bathymétrie. Mais la technologie permet aussi d’imager tout ce qu’il y a dans la colonne d’eau grâce à des ondes acoustiques qui traversent le liquide. Ainsi, dès qu’il y a une présence de plancton, de bulles de gaz ou de poissons, on arrive à distinguer une anomalie. Elle est ensuite interprétée : soit en termes de biomasse, soit de bulles de gaz. En fait, nous étudions les mêmes données mais nous ne recherchons pas la même chose.
Ils nous avaient dit : « C’est bizarre, mais dans le Golfe de Gascogne nous avons des anomalies qui nous dérangent pour compter nos poissons ». Nous étions quasiment sûrs qu’il s’agissait de fluides, de l’eau ou du gaz. Ce qui nous a particulièrement intrigué c’est qu’ils observaient ça tous les ans, à quelques endroits précis, moins de dix sites. Il n’y avait pas juste un enregistrement à un endroit. Il y avait quasiment 15 ans d’enregistrement récurrents. Ça nous a titillé. Nous avons donc monté un projet pour mener plusieurs campagnes et aller investiguer toute cette partie du plateau aquitain afin de voir ce qui sortait.
Comment se sont-elles déroulées ?
Nous avons mené ces campagnes en 2013 avec le même type d’outil, mais nous avons réalisé une couverture importante de la pente et du plateau.
Nous avons eu la chance d’enchaîner deux missions. D’abord une mission de reconnaissance et d’exploration acoustique qui a duré une quinzaine de jours, puis la réalité terrain conduite avec le robot Victor 6000 pour aller voir au fond. Nous avons fait une quarantaine d’heures de plongée avec le ROV pour faire des enregistrements vidéo et regarder le paysage, mais, surtout, nous avons effectué des prélèvements. Nous avons échantillonné les bulles de gaz, les roches et les sédiments.
Et qu’avez-vous découvert ?
Qu’il y avait plus de 2600 sorties de méthane avec des chapelets de bulles de gaz sur 375 km2. Le méthane est « cassé » lors de réactions bio-géochimiques par le biais de micro-organismes, des microbes, qui vont permettre la précipitation et la formation de roches dures carbonatées. Nous les appelons « authigènes dérivés du méthane », car elles précipitent grâce à la circulation de méthane dans le sédiment. Avec le temps, ces roches peuvent affleurer. Elles forment des structures subcirculaires plus ou moins coalescentes, tout le long du plateau sur environ 80 km en Nord-Sud entre les deux grands systèmes de canyons que sont Cap Ferret et Capbreton.
Tout le fond marin est couvert d’un dallage quasiment continu de ces carbonates. Pour nous, c’est le témoin d’une activité qui dure depuis quelques millénaires au moins. C’était un peu une surprise, parce que c’est une zone qui, depuis quelques dizaines d’années, est bien investiguée d’un point de vue scientifique. Or, ces émissions étaient absolument inconnues.
Comment expliquer qu’une zone aussi vaste soit passée inaperçue jusqu’à maintenant ?
C’est lié en partie à la résolution des sondeurs. Le site s’étend sur près de 400 km2 et il est quasiment plat. En hauteur, les structures des carbonates authigènes dérivés du méthane ne dépassent pas de 2 mètres au-dessus du fond de mer. La plupart sont en deçà du mètre. C’est pour cette raison qu’elles n’étaient pas visibles, jusqu’à présent, par les sondeurs des navires cartographiques scientifiques. C’est aussi l’apport technologique, et notamment celui de l’imagerie acoustique par sondeurs multifaisceaux de la colonne d’eau, qui fait que cette découverte n’arrive que maintenant.
Et d’où vient ce méthane ?
Il est généré à des températures entre 40 et 80 degrés. Nous pensons donc, en connaissant un peu la zone, que son origine est peu profonde, probablement dans les premiers 500 mètres et grand maximum 1 km sous le fond. Il est généré à partir de sédiments riches en matière organique, comme des débris végétaux. Nous penchons pour de la matière organique d’origine continentale. On suppose qu’elle serait liée aux apports sédimentaires qui ont créé ce plateau continental. Les systèmes de progradation forment de grands corps sédimentaires qui se déposent et se superposent. Les débris du continent enfouis sont riches en matière organique. Quand cette matière organique est un peu chauffée, elle va créer ce type de méthane.
En quoi ce site est-il particulièrement rare ?
C’est surtout la nature du gaz émis et l’origine de ce méthane, la vaste étendue des émissions, 375 km2, la préservation du système et l’importante quantité de méthane qui s’échappe en fond de mer estimée à 144 tonnes par an, qui en font un site rare. Ces environnements, il y en a beaucoup en domaine profond. Là, nous sommes certes à 60-70 km des côtes, mais nous ne sommes pas dans le domaine profond.
Le méthane qui s’échappe en fond de mer est microbien. Nous n’avons pas encore de certitude au niveau de la source, le niveau sédimentaire au sein duquel ce méthane est généré, mais ce n’est pas lié à un système pétrolier profond. En général, ce genre de système microbien ne produit pas de méthane en très grande quantité. En tout cas, c’est ce que nous pensions jusqu’à récemment. Or, il n’y a pas juste deux ou trois sites, mais plus de 2600 sorties qui s’étendent sur 375km2 et qui laissent échapper 144 tonnes de méthane par an. D’autres sites dans le monde ont ce type de méthane qui crée des carbonates authigènes, mais ils sont assez restreints, dans de petites zones. Le système aquitain, lui est extrêmement bien préservé permettant quasiment de l’observer sur le plateau aquitain dans sa globalité.
Quelle est la faune que vous avez pu observer ?
Il y a différents types de faune. Une faune d’opportunité qu’on rencontre dans des environnements littoraux et qui trouve un habitat avec ces dallages. C’est principalement une faune benthique avec énormément de crustacés, d’huîtres, d’éponges mais aussi des poissons qui peuvent se réfugier sous ces dallages.
(© IFREMER)
A part cette faune « classique », il y a une faune spécifique à ces sorties de méthane, qui, comme dans les environnements de dorsales océaniques, ne vit pas sur la photosynthèse. C’est ce qu’on appelle une faune chimiosynthétique. Elle tire son énergie de tout ce qui vient du profond, en l’occurrence du méthane, et des transformations bio-géochimiques associées. On peut trouver notamment des bivalves, ou des animaux de la famille des vers. Nous avons pu en observer, mais nous n’avons pas encore pu en prélever pour les étudier. Mais nous avons des évidences de tapis bactériens que nous avons prélevés, et que nous rencontrons classiquement dans d’autres zones dans le monde, souvent associés à des sorties de méthane dans des endroits plus profonds dans l’océan. Sur le plateau aquitain, cette faune chimiosynthétique ne semble pas être abondante et les individus sont de relativement petite taille. Etant sur le rebord du plateau, ils ne sont pas seuls et il y a beaucoup de prédation, sans compter que les courants peuvent être relativement importants. Les conditions environnementales ne sont peut-être pas très favorables mais les conditions physico-chimiques sont réunies pour que cette vie existe et se développe.
Le méthane étant un important gaz à effet de serre, ces sorties ont-elles un impact sur le climat ?
Nous nous posons la question. La vision sur les océans reste parcellaire. Nous en connaissons à peine 1%. Dans les zones littorales et côtières, nous sommes un peu aveugles. Des missions conduites en domaine côtier récemment, sur la base de quelques indices, conduisent à la découverte de sites d’émissions naturelles de méthane par petits fonds, c’est-à-dire à moins de 200 mètres de profondeur d’eau. Nous nous demandons si d’autres sites ne vont pas être découverts, peut-être de plus en plus nombreux.
Ensuite, est-ce que ce méthane passe l’interface océan-atmosphère ? S’il passe en grande quantité à l’échelle mondiale, il va forcément contribuer à modifier le bilan global du carbone, dans l’équation qui comprend aussi les émissions anthropiques, les bovins... Par grand fond, les émissions de méthane n’ont pas un tel impact direct. Mais quoi qu’il en soit, cela implique des interrogations sur la chimie même de l’océan et l’acidification des océans. Cette découverte suscite plus d’interrogations que de réponses pour l’instant.
Quelles recherches envisagez-vous de mener désormais pour y répondre ?
Nous nous intéressons d’une part à la source du méthane microbien, à ce qu’il y a en dessous. Pour l’instant, nous travaillons sur de la sismique pour identifier les zones en profondeur et surtout essayer de quantifier tout ce gaz qui est encore piégé dans les sédiments. Nous aimerions pouvoir faire un forage mais c’est très couteux et très long d’un point de vue purement académique à mener. Nous aimerions aussi travailler sur le devenir du méthane dans la colonne d’eau et savoir s’il y a un passage ou non dans l’atmosphère. Enfin, nous nous intéressons aux écosystèmes. Nous prévoyons de retourner sur place avec le robot Ariane, de l’Ifremer, pour rééchantillonner les carbonates et la faune chimiosynthétique. C’est un programme multidisciplinaire qui combine chimistes, géologues, géophysiciens, biologistes et microbiologistes. Il va donc y avoir de prochaines campagnes. Nous allons travailler sur un appel d’offres de la flotte hauturière française cette année, pour envisager une nouvelle mission en 2022.
© Propos recueillis par Gaël Cogné, mai 2020. Un article de la rédaction de Mer et Marine. Reproduction interdite sans consentement du ou des auteurs.
