Les scientifiques ont mesuré avec succès des échantillons de zinc dans des conditions d'eau profonde. Leur méthode pourrait soutenir l'extraction durable des matières premières des fonds marins.

Les ressources minérales marines ont attiré beaucoup d'attention ces derniers temps, grâce à la demande croissante de matières premières utilisées dans l'électronique intelligente, sciences médicales et produits d'énergie renouvelable. Avec l'épuisement des gisements terrestres de métaux tels que le cuivre, nickel, manganèse, zinc, lithium et cobalt, l'exploitation minière des fonds marins est considérée comme une opportunité d'augmenter les réserves existantes. Cependant, cela pourrait être un processus coûteux qui a également des implications pour l'environnement, en particulier dans la façon dont il affecte la biodiversité et les écosystèmes.

La cartographie et la quantification des minéraux au fond de l'océan pourraient aider les efforts d'exploration. C'est exactement ce qu'une équipe de chercheurs a entrepris de faire dans le cadre du projet ROBUST financé par l'UE. Comme indiqué dans un communiqué de presse, scientifiques du partenaire du projet Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ont mesuré des échantillons de zinc à une pression de 600 bars en utilisant la spectroscopie de rupture induite par laser (LIBS). "Ils ont pu montrer que le système LIBS développé au LZH est adapté à une utilisation en haute mer à des profondeurs d'eau allant jusqu'à 6 000 mètres."

Le LZH a travaillé avec huit autres partenaires européens pour développer un système laser, système de mesure autonome pour utilisation sous-marine. "Le système est censé détecter des échantillons, comme les nodules de manganèse, et analyser leur composition matérielle directement sur le sol sous-marin."

Le même communiqué de presse note que LIBS est une "méthode sans contact et pratiquement non destructive d'analyse des éléments chimiques". Il peut examiner des matériaux solides, liquides et gaz, et est basé sur la génération et l'analyse de plasma induit par laser. "Ici, un faisceau laser à haute énergie est focalisé sur l'échantillon. L'énergie du faisceau laser dans le point focal est si élevée que le plasma est créé. Le plasma émet à son tour un rayonnement spécifique à l'élément, qui est mesuré avec un spectroscope."

Conditions océaniques

L'équipe du projet a conçu et fabriqué une chambre de pression spéciale pour tester le système LIBS dans des conditions de haute mer. Il peut simuler une profondeur d'eau de 6 500 mètres avec une pression allant jusqu'à 650 bars. "La chambre convient à la fois à l'eau douce et à l'eau salée et peut ainsi simuler divers scénarios d'application. À travers une fenêtre de visualisation, le rayonnement laser pénètre dans la chambre de pression avec l'échantillon à analyser, " ajoute le communiqué.

Le projet en cours ROBUST (Robotic subsea exploration technologies) répond au besoin de « développer un fiable, une technologie rentable pour cartographier de vastes terrains, en termes de teneur en minéraux et matières premières, " selon CORDIS. L'équipe pense que la technologie aidera à réduire le coût de l'exploration minérale de manière efficace et non intrusive, avec un impact minimal sur l'environnement. Le site Web du projet explique :" Le véhicule robotique AUV [autonomous aquatic vehicle] plongera, identifier les ressources qui sont ciblées pour la numérisation LIBS grâce à une cartographie 3D en temps réel du terrain (hydro-acoustique, scanners laser, photogrammétrie) et positionner le LIBS aux emplacements requis des gisements minéraux au fond de l'océan pour effectuer de manière autonome des analyses qualitatives et quantitatives."