Comment les câbles sous-marins peuvent affecter la vie marine

Jul 12, 2023

Des dizaines de milliers de kilomètres de câbles sillonnent nos mers profondes, transportant des données entre les continents et acheminant l'énergie renouvelable des plates-formes énergétiques offshore vers la terre. Ces structures artificielles serpentantes peuvent servir d'abri à une vaste gamme d'animaux marins vivant au fond de l'eau : des anémones, des éponges, des coraux, des étoiles de mer, des oursins, des vers, des bivalves, des crabes et d'autres invertébrés ont élu domicile sur ou à proximité du sous-marin. câbles.

Mais les scientifiques marins pensent que nous devons mieux comprendre comment les champs électromagnétiques (EMF) générés par les câbles électriques sous-marins peuvent affecter certaines de ces créatures délicates, dont beaucoup dépendent de leur propre sens interne du nord magnétique pour naviguer ou utiliser des champs électriques pour les aider. chasse. Étant donné que le nombre de câbles sous-marins ne fera que se multiplier à mesure que le secteur des énergies marines renouvelables se développera, quelles menaces font-ils peser sur la vie sous-marine, l'un des derniers endroits sur Terre largement épargné par l'homme ?

Les câbles sous-marins peuvent être divisés en deux grandes catégories : les câbles de télécommunication et les câbles électriques à haute tension. Les câbles de télécommunications sont posés à la surface du fond marin où ils traversent les mers profondes, tandis que les câbles électriques, qui ont tendance à se trouver plus près du rivage, sont généralement enfouis sous les sédiments pour leur protection. Aujourd'hui, environ 380 câbles de télécommunications sous-marins sont en service dans le monde, couvrant une longueur de plus de 1,2 million de kilomètres (745 000 milles). Cette carte montre tous les câbles de télécommunications à fibre optique sous-marins actifs - dont beaucoup portent des noms fantaisistes comme Apricot, Concerto, Topaz, Polar Express ou Meltingpot.

Les câbles de télécommunications fournissent les voies d'information pour plus de 95 % des données internationales. Et les centrales éoliennes et hydrocinétiques offshore reposent également sur des câbles sous-marins. Au cours des dernières décennies, alors que les projets d'énergie renouvelable prolifèrent, les chercheurs ont commencé à étudier leurs effets sur l'environnement.

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Pendant la majeure partie de son parcours au fond de l'océan, un câble de télécommunications est à peu près aussi large qu'un tuyau d'arrosage, ses filaments porteurs de données numériques n'ayant pas plus de diamètre qu'un cheveu humain. Les câbles d'alimentation sont généralement de plus grande taille (entre 7 et 30 cm/2,75 et 12 pouces) et sont gainés de quelques couches de métal pour une meilleure protection. Les câbles sous-marins sont soigneusement acheminés pour éviter les dangers qui pourraient les endommager, tels que les tremblements de terre et les glissements de terrain sous-marins. Pour minimiser tout dommage accidentel pouvant survenir dans des eaux moins profondes (par exemple, les dommages causés par les activités humaines telles que la pêche, le chalutage en mer et l'ancrage), les câbles doivent être enfouis sous le fond marin.

Dans les eaux moins profondes, il peut être interdit aux bateaux de s'approcher des câbles, ce qui peut se traduire par des stocks de poissons plus sains (Crédit : Ingunn B Haslekaas/Getty Images)

"Lors de l'installation sous-marine, les entreprises essaieront d'enterrer un câble [d'alimentation] sous le sédiment pour le protéger", explique Bastien Taormina, chercheur à l'Institut norvégien de recherche marine de Bergen. "Cela a un impact beaucoup plus important sur l'habitat environnant." Taormina est l'auteur principal d'une étude souvent citée sur les effets des structures artificielles sur les écosystèmes marins, publiée dans le Journal of Environmental Management. Pendant cinq ans, lui et son équipe ont étudié le câble électrique sous-marin d'un test d'énergie marémotrice, prenant des photos des espèces qui ont colonisé le câble et les structures associées.

L'installation d'un câble perturbe les fonds marins environnants. Un peu paradoxalement, cela peut conduire à une plus grande biodiversité initiale, dit Taormina. "Les espèces opportunistes survivront, mais cela ne signifie pas que c'est un bon écosystème, car ces espèces, bien que diverses, ne resteront pas." Ce phénomène est ce qu'on appelle la succession écologique : le processus par lequel les communautés se remplacent progressivement jusqu'à ce qu'une « communauté climacique » - comme un récif corallien mature - soit atteinte, ou jusqu'à ce qu'une perturbation, comme un incendie (ou dans ce cas une électrification câble sous-marin), se produit.

Avec la quasi-totalité des transactions Internet et bancaires dans le monde effectuées via des câbles sous-marins, on s'inquiète de plus en plus de leur vulnérabilité.

En janvier 2022, les Tonga ont été coupées du reste du monde après l'explosion du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha'apai et la rupture d'un câble Internet sous-marin. La connexion complète n'a été rétablie qu'en février, lorsque le câble le reliant aux Fidji a été réparé.

Il y a aussi d'autres menaces. Des chercheurs ont récemment découvert des "rivières" sous-marines coulant le long des fonds marins. Un courant au sud de Terre-Neuve traverse de nombreux câbles reliant les États-Unis à l'Europe. En 1929, 23 câbles télégraphiques sous-marins ont été coupés lorsqu'une ruée de sédiments a dévalé le chenal de la rivière. (En savoir plus ici.)

Aujourd'hui, les câbles sous-marins pourraient être la cible d'États désireux de saboter l'économie de leurs rivaux, menaces accentuées par la tension croissante avec la Russie.

Une autre conséquence possible des câbles électriques sous-marins est leur génération de champs électromagnétiques (EMF). L'intensité de l'EMF est une fonction directe du courant traversant un câble et de la profondeur à laquelle il est enterré, ainsi que de la distance entre les câbles (si plusieurs câbles passent à proximité, par exemple). Les CEM peuvent déformer le champ géomagnétique naturel sur lequel les organismes marins s'appuient pour naviguer, en particulier s'ils nagent ou dérivent à 10 mètres près des câbles.

"Il est nécessaire d'étudier plus avant les espèces sensibles aux ondes électromagnétiques", déclare Michael Clare, responsable des géosystèmes marins au Centre national d'océanographie. « Quel est le seuil auquel les CEM présentent un problème pour ces créatures marines ? » La plupart des institutions et des scientifiques (y compris Clare) hésitent à établir un lien de causalité entre les câbles sous-marins et le comportement des organismes marins.

"Il a été suggéré que les mouvements comportementaux d'organismes tels que les raies et les homards peuvent être affectés par les CEM, mais s'ils sont affectés par les intensités des CEM générées par les câbles électriques, cela reste incertain et fait l'objet de recherches en cours", ajoute Clare.

Après avoir terminé plusieurs études d'impact, le département américain de l'Intérieur a noté qu '"une brève activité persistante à proximité des câbles sous-marins a été observée, les données ne permettent pas actuellement de conclure que les capacités globales de navigation des poissons sont altérées". Une grande partie des études de terrain révisées par des pairs disponibles et réalisées à ce jour appuient également cette affirmation.

Les câbles de télécommunications fournissent les voies d'information pour plus de 95 % des données internationales (Crédit : Boris Horvat/Getty Images)

Dans des études expérimentales réalisées dans des aquariums, il a été démontré que les organismes marins sensibles aux champs magnétiques présentent des réponses comportementales aux CEM, bien qu'à des niveaux d'exposition bien supérieurs à ceux émis par les câbles électriques. Mais les requins, les raies et les chimères, par exemple, sont connus pour avoir des organes évolués extrêmement sensibles aux champs électriques : les ampoules de Lorenzini. Ces électrorécepteurs forment un réseau de pores remplis de mucus dans la peau des poissons cartilagineux - des organes hautement spécialisés optimisés pour détecter les proies et qui ont un seuil de sensibilité inférieur à un seul microvolt.

"Les futures études sur le terrain - en particulier celles qui représentent une collaboration entre les chercheurs océanographiques et les câblo-opérateurs et les propriétaires - aideront à approfondir notre compréhension", déclare Clare. L'étude de Taormina suggère que les animaux qui migrent le long des plateaux continentaux pourraient être affectés par le champ électromagnétique d'un câble, s'éloignant soit de la côte soit du large de leur trajectoire normale, mais il convient également qu'une étude plus approfondie sur les champs électromagnétiques est nécessaire.

Bien que les études sur les grands fonds marins soient coûteuses, chronophages et gourmandes en ressources, elles peuvent aider à combler ce manque d'informations. Il y a près de deux décennies, des chercheurs du Monterey Bay National Marine Sanctuary, en collaboration avec la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ont mené une enquête sur un câble de thermométrie de mont sous-marin sur le fond marin profond au large des côtes du centre de la Californie – une enquête considérée comme unique à l'époque pour étudier l'impact biologique des câbles sous-marins. Des véhicules télécommandés (ROV) ont transporté des systèmes électroniques de repérage de câbles dans les eaux profondes de Half Moon Bay, permettant aux chercheurs de trouver des parties du câble qui avaient été enfouies sous les sédiments (le câble a été initialement posé en 1995 dans le cadre d'une expérience visant à détecter les changements de température des océans en surveillant la vitesse des ondes sonores en haute mer). Alors que les ROV scannaient la longueur d'environ 95 kilomètres (59 miles) du câble, les scientifiques ont collecté des échantillons de sédiments, des vidéos et des images fixes d'animaux vivant sur ou à proximité du câble.

Dans les zones limoneuses, les effets biologiques les plus évidents du câble étaient les lignes nettes d'anémones de mer que les chercheurs ont découvertes poussant sur le câble lui-même. Souvent, ces anémones de mer étaient attachées directement à des parties du câble qui avaient été enfouies sous la boue ou le limon. Les chercheurs ont conclu que ces anémones n'auraient probablement pas été en mesure de coloniser ces zones à fond mou sans la présence du câble du fond marin, qui a fourni une base solide aux animaux. Le retrait de ces câbles affecterait donc un petit écosystème de créatures marines qui habitent ce câble.

Certaines créatures marines, comme les requins et les raies, semblent être plus sensibles aux signaux électriques émis par certains câbles (Crédit : Sean Scott/Getty Images)

Au-delà des dommages ou de la perte localisés de l'habitat, les câbles électriques et de communication sous-marins peuvent avoir un impact temporaire ou permanent sur l'environnement marin par la chaleur, la turbidité (lors de l'enfouissement des câbles), le risque d'enchevêtrement et l'introduction de substrats artificiels. Pourtant, les zones traversées par les câbles sont souvent désignées comme protégées, ce qui signifie que les ancres, les chaluts de fond et même la pêche peuvent être restreints. La zone de protection des câbles du détroit de Cook (CPZ) en Nouvelle-Zélande, par exemple, limite la pêche à proximité des câbles, créant ainsi une réserve et améliorant ainsi les stocks de poissons.

Et les câbles sous-marins ne polluent pas : ce sont des structures stables et inertes qui peuvent même être récupérées et recyclées après avoir fait leur temps (environ 20 à 40 ans en moyenne). "L'empreinte carbone est en fait relativement faible par rapport à la plupart des infrastructures Internet", déclare Nicole Starosielski, professeure associée à NYU. Son livre, The Undersea Network, examine les dimensions culturelles et environnementales des systèmes de câbles transocéaniques, et elle ajoute une importante perspective de sciences sociales à la discussion. "Nous avons en fait plaidé pour plus de câbles, connectant de grands centres de données terrestres sur des réseaux renouvelables, afin de minimiser la consommation de combustibles fossiles."

En effet, les petits États insulaires en développement sont étroitement liés à ces systèmes câblés élaborés, sans lesquels ils auraient du mal à obtenir de l'énergie verte, des télécommunications, des technologies de travail à distance, de la médecine électronique et d'autres services numériques. La vie océanique - et son interaction souvent complexe avec les activités humaines - est truffée d'inconnues ; pour les écologistes soucieux de la préservation de l'environnement, ces câbles sous-marins restent un point d'interrogation serpentin.

Mais, comme l'explique Clare : « Il y a de la valeur dans la recherche, qui aidera les chefs de file de l'industrie, les décideurs, les câblodistributeurs et d'autres parties de l'économie bleue au sens large à s'efforcer de garantir que tout développement du fond marin soit aussi durable que possible.

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