Quelques mètres à peine séparent le laboratoire de la mer. Depuis son bureau, Jean Mascle peut voir tanguer les premiers bateaux dans le port de la Darse. D'ici, on entend même les mouettes… Jean Mascle est chercheur au laboratoire « Géosciences Azur » de l'Observatoire océanologique de Villefranche-sur-Mer, à mi-chemin entre Nice et la frontière italienne. Un cadre de rêve pour ce spécialiste de géologie marine. Mais c'est à une autre région de la Méditerranée, située à quelques milliers de kilomètres de là, qu'il se consacre depuis maintenant plus de six ans : la Méditerranée orientale, et en particulier l'immense delta sous-marin du Nil, domaine de près de 500 km de long sur 200 km de large, surprenant à bien des égards et où, pour la première fois en septembre dernier, d'étranges phénomènes ont été observés : volcans de boues, cheminées gazeuses et « pock-marks¹ », autant de paysages abyssaux qui semblent tout droit sortis d'un film de science-fiction. Depuis 1998, l'équipe de Jean Mascle étudie en effet, en collaboration avec d'autres scientifiques, la marge continentale égyptienne, cette zone sous-marine qui s'étend entre le rivage égyptien et les grands fonds. Elle correspond, comme toutes les marges continentales, à une région de la croûte continentale amincie et recouverte de sédiments. Là, les chercheurs étudient, à la fois, les caractéristiques du delta profond du Nil qui recouvre la marge, et les conséquences de la déformation des sédiments à l'endroit où la plaque africaine passe progressivement sous la plaque européenne (zone de subduction que l'on appelle la ride Méditerranéenne). Sous l'effet de températures, de pressions et de contraintes tectoniques importantes, l'épaisse couche de sédiments qui se déposent depuis près de 150 millions d'années se déforme et libère peu à peu des fluides (eau, gaz, peut-être des hydrocarbures, etc.) qui proviennent de la décomposition de ses composants, en particulier de la matière organique. Depuis quelques millions d'années, cette couverture sédimentaire s'est d'ailleurs considérablement épaissie en raison de l'apport des produits de l'érosion de l'Afrique, que transporte le Nil et qui transitent par son delta aérien et sous-marin.

Pour analyser ces phénomènes, trois campagnes successives ont déjà été réalisées entre 1998 et 2002 par le laboratoire, avec l'aide de moyens fournis par l'Ifremer. Mais ni forage, ni plongée. C'est uniquement à l'aide des mesures géophysiques enregistrées depuis la surface, grâce à la bathymétrie (mesure de profondeurs marines), à la réflectivité² du fond de mer ou encore à la sismique marine que ces recherches ont été conduites. Ces données ont notamment permis la réalisation de cartes bathymétriques ultra précises des régions étudiées. En les analysant, les chercheurs ont constaté l'existence de structures étranges au fond de la mer, qui se traduisent par la présence de petits cercles, ou encore de tâches de réflectivité marquées… Est-ce la preuve que des fluides remontent des profondeurs vers la surface ? C'est ce que les scientifiques supposent. Mais encore faut-il que leur hypothèse soit confirmée. 

C'est alors que le programme Mediflux, soutenu par l'European science foundation (ESF)³, qui porte précisément sur la marge continentale égyptienne et ses sources de fluides, est lancé. L'équipe de Jean Mascle n'est pas étrangère à ce projet puisqu'elle en a fourni les données de base. Programmé sur trois ans, Mediflux⁴, piloté par Jean-Paul Foucher, chercheur au département de Géosciences marines de l'Ifremer et avec qui l'équipe de Villefranche collabore depuis longtemps, a pour objectif l'étude des émanations de fluides et leurs impacts sur les écosystèmes profonds. Trois nouvelles campagnes ont été programmées ; la première, Nautinil, a eu lieu en septembre 2003. 22 plongées scientifiques ont été réalisées par des profondeurs variant de 700 à 3 000 mètres dans deux régions de Méditerranée orientale, l'une au sud de la Crête, au sein de la Ride méditerranéenne, l'autre au niveau du delta profond du Nil, au large de l'Égypte. « Ce sont nos travaux antérieurs, explique Jean Mascle, l'un des co-responsables de Nautinil, qui ont permis de localiser les volcans de boue, les cheminées gazeuses et les pock-marks et donc de définir les sites des plongées ». À l'aide du navire océanographique l'Atalante et du submersible, le Nautile de l'Ifremer, les chercheurs ont d'abord exploré une région de volcans, située dans une vaste dépression circulaire à 3 000 mètres de profondeur décelable sur la carte bathymétrique à l'ouest du delta. Lors de ces plongées, les premières images de volcans de boue ont donc été obtenues : des monticules, d'un diamètre variant de quelques centaines de mètres à un kilomètre, formés par les fluides qui, lorsqu'ils remontent vers la surface à travers une faille, ramènent de la vase. Là où ils se situent, on peut observer des lacs de saumures où se développent, par dégradation des hydrocarbures légers présents dans les fluides, des bactéries qui forment de grands voiles blanchâtres. L'Atalante s'est ensuite dirigé vers le rebord du plateau continental du delta profond, où avaient été auparavant localisées des cheminées gazeuses. Édifices circulaires, les cheminées s'étendent sur plusieurs kilomètres. Ici, la pression des fluides qui arrivent au niveau du plancher océanique est plus importante, de sorte que le système, beaucoup plus actif, voire explosif, ne favorise pas la prolifération des voiles blanchâtres même si les bactéries sont toujours abondantes. Enfin, sur la pente continentale du delta à environ 2 000 mètres de profondeur, un nouveau paysage s'est offert aux yeux des plongeurs : dans cette région, les remontées de fluides participent à la construction d'encroûtements sédimentaires ; ils forment des plaques qui se disposent sur le fond en une sorte de mosaïque et dont les amas constituent les pock-marks. Là, les fluides – essentiellement du méthane semble-t-il – sortent de manière très diffuse. En ces lieux fantomatiques, au sein de ces empilements de plaques carbonatées, facilement reconnaissables, prolifèrent outre des populations bactériennes, d'autres espèces animales comme des vers pogonophores⁵, des mollusques lamellibranches ou encore des oursins.  À l'issue de cette campagne, les scientifiques vont alors tenter d'éclaircir les liens qui existent entre ces émissions, le dépôt sédimentaire et la tectonique. Des analyses des fluides prélevés sont déjà en cours. Elles permettront de mieux cerner leur nature, leur origine, leur volume mais aussi leurs impacts microbiologiques, biologiques ou géochimiques. Dans le  cadre de Mediflux, deux autres campagnes sont prévues, en 2004 et en 2005. Pas de plongée cette fois-ci, mais de nouvelles mesures géophysiques et de nouveaux prélèvements biologiques, microbiologiques et sédimentologiques près des sorties de fluides. Grâce à Nautinil, le delta du Nil, le premier grand delta profond au monde à être connu dans le détail sur presque toute sa superficie (près de 100 000 km² !), devient un formidable terrain d'études de ces fluides qui émergent du fond des eaux.

Stéphanie Belaud