Il sépare le fluide de l’eau

Seringues, aspirateur, pinces, thermomètres, carottiers et récipients en tous genres. À chaque plongée, le robot Victor embarque avec lui une multitude d’outils scientifiques. L’un d’entre eux, Pépito, est destiné au prélèvement par pompage du fluide hydrothermal diffusé aux alentours des édifices actifs de Lucky Strike. « L’idée est d’identifier les gaz comme le méthane et le dioxyde de carbone, la matière organique, les nutriments, par exemple l’azote et le phosphore et les métaux, notamment le fer, le cuivre, le cobalt, et le zinc présents dans le milieu(1) », explique Benoît Pernet-Coudrier, chimiste à l’IUEM(2), à Brest.

La température au sommet de la cheminée

Quarante-cinq minutes avant chaque mise à l’eau du robot, Benoît Pernet-Coudrier et son équipe installent Pépito dans le module scientifique du robot. Une fois au fond de l’océan, l’appareil est manipulé à distance depuis la cabine de pilotage. Il s’agit avant tout de prendre la température maximale au sommet d’une cheminée, là où le fluide dégagé ne s’est pas encore mélangé à l’eau de mer. Puis, les chercheurs établissent le protocole de l’expérience, de sorte que quinze prélèvements puissent être réalisés dans un gradient situé entre 4 et 100 °C.

« C’est dans ce gradient que se déroule la majorité des réactions chimiques qui affectent la disponibilité des éléments vis-à-vis des organismes. Au-delà de 100 °C, elles sont moins importantes et en plus les poches de prélèvements risqueraient de fondre ! », précise le chercheur.

Deux heures de prélèvements

Douze des quinze poches sont dotées d’un filtre à 0,45 µm pour différencier les métaux. À 1700 m de profondeur, certains d’entre eux sont dissous dans le fluide et ont tendance à se diffuser aux alentours. D’autres existent sous forme particulaire, ils sédimentent et se déposent sur le fond. « Mais lors de la remontée, les changements de pression et de température font précipiter les métaux dissous, biaisant ainsi les mesures. La filtration in situ est donc le seul moyen de les différencier des métaux particulaires sans erreur, ce qui est primordial car les organismes ont souvent une préférence.»

Les prélèvements de fluide dans les profondeurs marines prendront environ deux heures.

À la fin de la plongée, les chimistes récupèrent leur matériel afin d’entamer l’échantillonnage et les premières analyses. Dans le laboratoire du bord, Benoît Pernet-Coudrier mesure le pH des poches, qui varie de 3 à 8 en fonction de leur composition. « Le magnésium est un traceur beaucoup plus fiable, sa concentration est exactement proportionnelle à la quantité de fluide hydrothermal dans l’eau de mer, dit-il. Mais comme pour la plupart des autres paramètres, la mesure de ce métal ne sera faite qu’à terre car elle nécessite du matériel sophistiqué. » La caractérisation des différents éléments se fera par spectromètre de masse. En revanche, la matière organique n’est pas mesurable directement. Une toute nouvelle méthode par chromatographie liquide est utilisée par les chimistes depuis septembre dernier. Elle permet d’identifier les familles de complexes moléculaires qui constituent la matière. « La machine détecte également la concentration en carbone et en azote de chaque complexe », ajoute Benoît Pernet-Coudrier. Ces nouvelles connaissances, mises en perspective avec les données écologiques, aideront à mieux comprendre les interactions entre la chimie des fluides et la faune abyssale du volcan Lucky Strike.