Opération décryptage des anciens fonds marins du Canada

Je me trouve avec un groupe de scientifiques et de techniciens qui utilisent un petit véhicule télécommandé pour filmer les fonds marins dans la baie de Sydney, située au large de la côte nord-est de l’île du Cap-Breton, une zone incluse dans le plan de mise en valeur des énergies renouvelables de la province. Un nombre croissant de données géophysiques donne à penser que cette zone du plancher océanique comporte de vastes affleurements rocheux exposés.

Nous étudions la nature et la structure de ce substrat rocheux afin de mieux évaluer la manière dont le fond marin pourrait réagir à l’aménagement de futures infrastructures, tout en contribuant à d’autres axes de recherche et à des travaux collaboratifs. Parmi les questions à l’étude : Le forage serait-il requis? Le fond marin est-il lisse ou accidenté? Fragile ou rocheux? Les images vidéo obtenues par le véhicule sous-marin fournissent des confirmations tangibles et observables de nos interprétations issues d’autres jeux de données. Ces observations font également progresser les travaux d’autres chercheurs, notamment des biologistes marins, des océanographes et des cartographes. (Vidéo de Laura Broom, à bord de l’expédition 2025004 du navire James Cook de la Commission géologique du Canada)

Notre équipe de scientifiques et de techniciens utilise un pénétromètre conique en chute libre. Il s’agit d’un instrument de collecte rapide de données dont les capteurs à l’extrémité mesurent en temps réel la résistance et la force du sol. L’appareil est d’abord descendu lentement dans l’eau, puis, lorsqu’il se trouve à environ 30 à 40 mètres au-dessus du fond marin, il est relâché. À partir de ce moment, la gravité prend le relais et propulse l’instrument directement dans le plancher océanique afin de recueillir des données essentielles.

En 2025, les techniciens et scientifiques de la Commission géologique du Canada ont remis en fonction des équipements qui n’avaient pas été utilisés depuis des années, ce qui nous a permis de recueillir de grandes quantités de données et d’obtenir une image plus claire et plus détaillée des propriétés géotechniques partout dans les provinces de l’Atlantique. Ces données contribueront à aiguiller d’éventuels projets d’infrastructures, notamment pour les câbles sous-marins, les éoliennes et les pipelines en mer. À plus long terme, nous prévoyons de mettre au point un modèle d’IA capable d’estimer les caractéristiques géotechniques des différents types de fonds marins. (Photo : Jordan Eamer)

Une sonde d’exploration des fonds marins est mise à l’eau depuis la poupe du navire, puis relâchée à la surface d’où elle descend sur plusieurs centaines de mètres jusqu’au fond de l’océan – idéalement sans encombre. Une fois en place, la sonde demeure sur le fond marin pendant des mois, voire des années. Dotée de caméras ainsi que de divers capteurs pour observer les conditions océaniques et le plancher marin, la sonde permet de suivre les déplacements de sédiments dans la zone. Ces données servent à valider des modèles de circulation des masses d’eau, ainsi que de température et de pression.

Les sondes et les ancrages – qui déploient des instruments fixés le long d’une longue ligne suspendue dans la colonne d’eau – sont également utilisés en collaboration avec d’autres organismes scientifiques, notamment Pêches et Océans Canada, afin de recueillir des données importantes sur des espèces marines comme les baleines. La surveillance à long terme joue un rôle clé pour évaluer les zones susceptibles d’accueillir des projets d’énergie éolienne en mer. (Photo : Brendan Smith, schéma : Alexandre Normandeau, vidéo : Jordan Eamer)

La compréhension des fonds marins est une tâche de longue haleine qui nécessite souvent de multiples expéditions. Au début de 2024, le navire de recherche Coriolis II a permis d’obtenir la toute première image haute résolution des fonds marins du banc du milieu (Middle Bank), à environ 100 kilomètres au large de la côte est de la Nouvelle-Écosse. Cette image à elle seule a révélé que la zone était beaucoup plus complexe que ne le laissaient supposer les anciennes cartes : le fond marin, que l’on croyait plutôt uniforme, était en fait une surface complexe composée de rides de sable sous l’eau, de gravier et de débris de coquillages fragmentés.

Une année s’est écoulée avant que nous retournions au site à bord du navire de recherche James Cook. Un mini sous-marin télécommandé a permis de mettre en lumière d’autres caractéristiques : une falaise riche en argile, des traces de sédiments boueux, diverses couches sédimentaires et une grande biodiversité. Et, surprise supplémentaire : une carotte prélevée dans la couche supérieure a révélé un sédiment noir et huileux déroutant qu’aucun des membres du laboratoire n’avaient vu auparavant!

Cette hétérogénéité, ou composition variée, des sédiments de fonds marins a une incidence importante sur les infrastructures en mer, notamment en ce qui a trait au développement éolien. D’un point de vue scientifique, ces sédiments peuvent également livrer un témoignage fascinant sur le paysage il y a des milliers d’années. S’agissait-il d’un marais salé au-dessus des vagues? D’un lac? D’un delta? Ou bien aurait-il même pu s’agir d’un lieu de rassemblement mi’kmaq autrefois relié au territoire du peuple des Mi’kmaq il y a plusieurs milliers d’années? (Photo de la carotte : Cameron Greaves)

À la fin de 2024, je travaillais au sein d’une équipe de recherche avec l’Université Dalhousie et des techniciens de la Commission géologique du Canada dont l’objectif était de recueillir des sédiments le long du littoral dans le comté de Guisborough, en Nouvelle-Écosse. Nous faisions voler des drones équipés de capteurs LiDAR et réalisions des levés par radar à pénétration de sol. Notre objectif était de cerner les systèmes côtiers actuels que l’on pouvait comparer aux formations anciennes que nous découvrions au large, dont certaines se sont formées il y a des milliers d’années. En étudiant les similitudes et les différences entre les formations côtières modernes et anciennes, nous pouvons mieux interpréter les fonds marins au large et prévoir les propriétés de leurs sédiments. Ces connaissances contribuent à éclairer les décisions relatives à la gestion des ressources océaniques du Canada.

Certains emplacements côtiers sont difficiles d’accès. Comme on ne peut pas s’y rendre en véhicule, on doit transporter le radar sur notre dos, porter notre équipement GPS et marcher pour atteindre notre destination. Mais les trajets à pied sont une excellente occasion de faire des observations en chemin! (Photo de la plage : Angus Robertson; photo du camion : Jordan Eamer)

À la fin de 2025, alors que nous travaillions dans le comté de Richmond, en Nouvelle-Écosse, nous nous sommes servi d’une nouvelle petite embarcation de recherche de l’Université Dalhousie pour recueillir des données et des échantillons dans des zones côtières peu profondes auparavant difficiles d’accès. Notre équipe de quatre personnes, composée de trois employés de RNCan et d’un étudiant au doctorat de l’Université Dalhousie, a installé un appareil de profilage sous-marin qui émet des ondes sonores vers les fonds marins. Nous avons ainsi été en mesure de recueillir des données sur les sédiments des fonds marins dans des zones où la profondeur ne dépasse pas deux mètres. Nous nous sommes concentrés sur les zones côtières où l’on pourrait, un jour, installer des câbles sous-marins au large. Les données recueillies permettent aux chercheurs de comparer les littoraux actuels aux anciennes zones côtières qui se trouvent désormais plus loin au large et qui ressemblent à des littoraux submergés ou gorgés d’eau.

Dans cette région principalement connue pour la pêche, notre ponton a beaucoup attiré les regards, d’autant plus que nous étions tous regroupés autour d’un ordinateur sous la pluie et la neige, et que nous nous déplacions selon un schéma en grille, tout en surveillant les données en temps réel. (Photo et vidéo : Jordan Eamer)

Pour être en mesure de recueillir des carottes de sédiments à partir de cette petite plateforme flottante dans les eaux très peu profondes du comté de Richmond, l’équipe a dû mettre au point une approche pratique fort novatrice. L’un des défis de travailler dans ces eaux peu profondes est que nous devions réaliser le plus gros du travail manuellement. L’équipe s’est servie d’un vibrocarottier : un appareil qui, malgré sa petite taille, peut peser plus de 90 kg lorsqu’il contient une carotte. Le vibrocarottier émet des vibrations de faible amplitude pour que le tube s’enfonce dans les fonds marins et puisse ainsi prélever une carotte de sédiments, témoin des couches de sédiments qui se sont formées au fil du temps. Ces prélèvements de sédiments marins sont ensuite analysés en laboratoire.

Lors de cette expédition, nous avons recueilli un échantillon complet de deux mètres qui comprend, à la base des différentes couches, ce qui ressemble a priori à de l’argile glaciaire. Il pourrait s’agir d’une découverte importante, puisqu’il est rare de disposer d’un enregistrement complet de la façon dont les couches sédimentaires se sont formées après la dernière période glaciaire, en particulier dans un milieu côtier, et nous sommes impatients d’examiner cet échantillon en laboratoire. (Photo : Brendan Smith; vidéo : Cameron Greaves)

Nous nous sommes également servi du vibrocarottier pour recueillir des prélèvements d’un marais salé moderne dans le comté de Richmond, dans des conditions météo parfois très difficiles. Le marais est situé derrière un cordon littoral dans une zone relativement protégée, ce qui permet de reconstituer assez fidèlement son évolution, puisque les niveaux de la mer et le littoral ont changé au cours du temps. Nous analyserons en laboratoire les échantillons et sédiments recueillis à la recherche de microfossiles et de signatures chimiques sous forme d’isotopes afin de mieux comprendre l’environnement dans lequel ils se sont formés. Ces échantillons modernes peuvent servir d’indicateurs, ou de points de référence, pour l’interprétation des paléoenvironnements que nous étudions au large, afin de déterminer si certains de ces paysages étaient autrefois des marécages.

Nous pouvons également analyser les caractéristiques géotechniques des sédiments de marais afin de déterminer si ces fonds marins pourraient poser des difficultés pour la construction d’infrastructures extracôtières. Le travail sur le terrain à cet endroit a exigé une planification minutieuse : l’équipe a dû traverser le canal à marée basse, recueillir les échantillons, et revenir avant que la marée ne remonte.

La dernière photo illustre une belle réussite : l’enfoncement complet du vibrocarottier! Et maintenant, l’étape de la récupération : une petite victoire, mais ô combien importante, dans des conditions difficiles. (Photos et vidéo : Jordan Eamer)