NORD (MER DU)

NORD (MER DU)

Mer épicontinentale peu profonde, grande comme la France, riche en poisson, bordée par des pays densément peuplés dont l’activité industrielle est ancienne, la mer du Nord est plus un lien qu’une frontière entre les pays riverains: à plusieurs reprises, des États supranationaux ont rassemblé des territoires situés de part et d’autre, et l’entrée de la Grande-Bretagne et du Danemark dans le Marché commun a fait de la mer du Nord une sorte de lac de la Communauté européenne. La découverte de gisements de produits minéraux (pétrole, gaz) a considérablement accru son intérêt économique pour l’Europe.

1. Limites et nomenclature

La mer du Nord est bordée à l’ouest par la Grande-Bretagne, les îles Orcades et les îles Shetland, à l’est par la Belgique, les Pays-Bas, l’Allemagne, le Danemark et la Norvège. Au sud, le détroit du pas de Calais la sépare de la Manche. Au nord, les limites sont moins précises: à la différence des autres détroits danois, le Skagerrak est généralement considéré comme un golfe de la mer du Nord; quant à la limite avec la mer de Norvège, on peut la tracer, assez arbitrairement, le long du parallèle 61⁰ N, entre la région de Bergen et les Shetland.

Dans ces limites (fig. 1), la mer du Nord a 1 100 km du nord au sud, avec une largeur habituellement comprise entre 500 et 600 km, mais qui atteint 900 km entre la côte suédoise et le fond du Firth of Forth. La superficie est de l’ordre de 550 000 km².

La partie centrale n’a pas de nom particulier: elle est accidentée par le Dogger Bank, relief très étendu fréquenté par les chalutiers, et par des dépressions allongées dont la plus marquée est le Devil’s Hole. La partie sud, resserrée entre les Pays-Bas et l’Est-Anglie, porte le nom de «baie Flamande», tandis que celui de «baie Allemande» est donné au secteur enserré entre le Danemark et la Frise. Au pied des côtes norvégiennes, une profonde dépression est appelée «auge Norvégienne»: les profondeurs y dépassent partout 200 m, atteignant localement 700 m, alors que partout ailleurs elles n’atteignent que rarement 100 m, et se tiennent généralement autour de 50 m.

La tendance à l’affaissement qui affecte toute la partie nord-est de la mer du Nord a entraîné la submersion d’une partie de la plaine côtière (qu’un ressaut d’une vingtaine de mètres sépare des fonds pré-littoraux); c’est ainsi que derrière les îles Frisonnes qui jalonnent l’ancien littoral se trouve un vaste estran sablo-vaseux connu sous le nom de «mer des Wadden».

2. Géologie, histoire quaternaire et géomorphologie

La mer du Nord occupe une dépression structurale, qui s’étend vers le sud jusqu’au Massif schisteux rhénan et au seuil, voilé de sédiments, qui le raccorde aux chaînes Pennines, et vers le nord jusqu’à la chaîne calédonienne arasée qui joint la Norvège à l’Écosse. Dans cette dépression, des sédiments épicontinentaux se sont déposés depuis la fin du Primaire, sur une épaisseur qui dépasse peut-être, localement, 7 000 m. La mer du Nord semble n’avoir été ouverte en permanence que vers le nord, et n’avoir été reliée à la Manche que de façon épisodique; au Pléistocène inférieur encore, elle en était coupée et n’était donc qu’un golfe de la mer de Norvège.

Lors de la première glaciation généralisée, probablement contemporaine de celle de Mindel, la calotte glaciaire scandinave s’est étendue jusqu’aux côtes anglaises, où elle a apporté des roches norvégiennes; le golfe était ainsi fermé de toutes parts, et sa partie non englacée fut occupée par un lac proglaciaire (fig. 2), dont l’émissaire a amorcé le creusement de l’actuel pas de Calais. C’est probablement alors qu’au cours d’une phase de retrait a été édifié le vallum morainique du Dogger Bank, qui, depuis, a été tantôt nappé d’argiles lacustres ou de sables marins et tantôt raviné par les eaux de fonte des glaciers venus buter contre lui. Chacun des épisodes glaciaires suivants a apporté une nouvelle surcharge morainique, surtout sur la moitié nord de la mer, et un enfoncement isostatique généralisé s’est produit; il a été considérable au pied des montagnes norvégiennes: là, une faille majeure, située dans le prolongement de l’une des zones de fracture de la mer de Norvège (cf. océan ATLANTIQUE), sépare le continent de l’auge Norvégienne, qui semble le résultat d’un affaissement du précontinent de même nature que ce qui est connu en mer de Barents ou dans l’archipel Arctique Canadien (cf. océan ARCTIQUE).

Au cours de la dernière glaciation, le lac proglaciaire qui existait au sud du Dogger Bank se déversait dans l’océan, vers le nord, par un émissaire parallèle aux côtes écossaises: une ria «en bouteille», qui existait lorsque le niveau de la mer était une centaine de mètres au-dessous de l’actuel, a provoqué le surcreusement d’un ombilic qui s’est très bien conservé et porte le nom de Devil’s Hole (fig. 2). Lors de la transgression, le même phénomène s’est reproduit à d’autres niveaux, et d’autres dépressions allongées, comme les Silver Pits (fig. 3), semblent avoir aussi cette origine. Lors de plusieurs stationnements de la transgression holocène, des vases d’eaux saumâtres et des tourbes se sont déposées dans des fonds d’estuaires; après la submersion totale, toutes les formations quaternaires ont été superficiellement remaniées par la mer, et les sables fins arrachés aux reliefs (où ne subsistent plus que des graviers et des cailloux) se sont répandus sur la plus grande partie de la mer, les anciennes vallées abritant seules des fonds vaseux issus du remaniement des argiles proglaciaires.

Dans plusieurs régions, la plaine côtière était, à l’état naturel, largement envahie à marée haute. Ces zones inondables, lieu d’une sédimentation vaseuse active qui y est encore favorisée par la pratique des «jardins de vase», ont été souvent conquises à la culture, par endiguements successifs protégeant les prés-salés des ingressions marines. Les plus vastes de ces polders se trouvent aux Pays-Bas, mais l’Angleterre, la Belgique, le Danemark et l’Allemagne en possèdent aussi.

3. Hydrologie

Marées

Les marées de la mer du Nord (fig. 4) sont dues, pour l’essentiel, à l’onde lunaire principale semi-diurne, qui pénètre par le nord-ouest et longe les côtes britanniques avant de se scinder en deux branches, dont l’une tourne en baie Flamande autour d’un point amphidromique situé entre Yarmouth et le Helder, alors que l’autre tourne autour d’un point amphidromique situé au large du Jutland. Les marnages sont systématiquement plus forts du côté britannique, mais des deux côtés ils subissent des renforcements locaux dans les estuaires et les baies: ils ne dépassent 6 mètres que dans les baies britanniques, atteignent 4 mètres dans les baies du continent, sont sensiblement plus faibles sur les côtes d’Est-Anglie et de Hollande, et très faibles sur les côtes norvégiennes et dans les détroits danois.

Les courants de marée, faibles au centre et sur les côtes du Nord-Est, sont plus vigoureux le long des côtes britanniques, où leur direction est méridienne, et le long des côtes de Frise, où elle est zonale; là, ils dépassent un nœud (0,5 m/s); dans la baie Flamande, ils atteignent 2 nœuds, et peuvent dépasser 3 nœuds.

De grands cataclysmes résultent en mer du Nord des ondes de tempête engendrées par les vents du nord et de l’ouest dus à des dépressions passant sur le nord de la mer: les eaux repoussées vers le sud, puis vers l’est, par ces vents peuvent provoquer des surélévations de niveau supérieures à 2 mètres, qui sont catastrophiques lorsqu’elles coïncident avec des pleines mers de vive-eau. Les inondations qui ont affecté la Zélande le 1^er février 1953 ont été les plus dévastatrices du siècle, et ont incité à prendre des mesures protectrices de très grande ampleur.

Vents et houles

Les perturbations du front polaire règlent la circulation des vents, qui sont surtout de secteur ouest, avec, en outre, des vents du nord au printemps et en été. Les houles qu’ils soulèvent ont une course trop brève pour pouvoir contrebalancer l’action morphologique des houles longues atlantiques, qui, entrées de part et d’autre des Shetland, viennent du nord-ouest ou du nord.

Salinités et températures

Les eaux océaniques pénètrent en mer du Nord, toute l’année, par la région des Shetland; il en entre aussi, en quantité dix fois moindre, et surtout en hiver, par le pas de Calais (fig. 5). Au printemps et en été, des eaux dessalées parviennent dans le Skagerrak et en baie Allemande. Les eaux océaniques forment deux langues salées dont chacune longe le littoral situé à sa droite, encerclant un tourbillon sénestrogyre complexe centré sur le Dogger Bank, tandis que les baies sont le siège de tourbillons accessoires.

La répartition des salinités (fig. 5) est surtout liée au courant venu des Shetland, et les eaux les plus salées (plus de 35 p. 1 000) sont au nord-ouest et au centre, où il n’y a généralement pas de stratification haline à cause de la faible profondeur, qui favorise le brassage. Cette eau se dilue latéralement, et, près des côtes (surtout dans le Skagerrak et en baie Allemande), la salinité peut s’abaisser jusqu’à 31 p. 1 000. Au nord-est, les profondeurs sont plus grandes, et il apparaît une stratification haline: les eaux océaniques profondes, salées, sont surmontées, surtout en été, d’eaux relativement dessalées, en route vers le large.

À leur entrée de part et d’autre des Shetland, les eaux océaniques ont une amplitude annuelle des températures assez modérée (fig. 6): 6 ⁰C environ (7 ⁰C en hiver et 13 ⁰C en été); en allant vers le sud-est et vers de plus faibles profondeurs, elles sont de plus en plus assujetties aux températures de l’air, et l’amplitude dépasse 12 ⁰C le long des côtes d’Europe continentale, atteignant même 15 ⁰C dans le fond de la baie Allemande (2 ⁰C en hiver, 17 ⁰C en été). C’est là, et en mer des Wadden, que l’on observe le plus souvent la formation de glaces de mer, qui cependant ne prennent jamais une grande extension.

4. Biologie et pêche

Les sels nutritifs apportés par les fleuves sont, par le brassage des eaux, maintenus à la disposition du phytoplancton dans les couches ensoleillées. Aussi phyto- et zooplancton sont-ils fort abondants, ce qui permet une grande richesse en poisson.

La pêche est restée traditionnelle jusque vers 1950, avec une production tournée vers le poisson de consommation humaine, dans laquelle le hareng constituait la moitié des prises, le reste étant composé d’aiglefins, de morues (sur le Dogger Bank et au large des côtes d’Écosse) et de poissons plats. Le hareng de la mer du Nord, intermédiaire par ses caractères morphologiques entre celui de la mer Baltique et celui de la mer de Norvège, était traditionnellement pêché à l’âge adulte (vers cinq ans) à l’aide de filets dérivants, notamment entre les Shetland et la Norvège, et dans les grandes concentrations d’adultes proches des côtes britanniques (les adultes vont vers le sud quand la saison s’avance). Le développement, surtout au Danemark, de la pêche au poisson industriel pour la fabrication de farines et d’huiles a gravement perturbé cet équilibre, le chalutage prélevant beaucoup de jeunes. L’avenir de la pêche au hareng était fortement compromis quand l’application, à partir de 1974, des règlements communautaires a renversé la tendance: la part des espèces comestibles dans l’utilisation par l’industrie est revenue de 50 p. 100 à 15 p. 100, et la mer du Nord, qui fournissait de 40 à 45 p. 100 du poisson de consommation pêché par les Danois, n’en donne plus que 30 p. 100. Grâce à ces mesures, on peut espérer voir le stock de harengs se reconstituer progressivement.

5. Le pétrole

La mer du Nord n’a vraiment retenu l’attention des pétroliers qu’à partir de 1960, lorsqu’on prit conscience de l’importance de la découverte de Groningue, le plus important champ de gaz jamais trouvé en Europe, et l’un des plus grands du monde. Avant cette date, les très modestes gisements de pétrole et de gaz découverts en Allemagne du Nord et dans la région des Midlands en Grande-Bretagne n’incitaient guère à s’aventurer sur une mer connue pour ses tempêtes. Comme pour l’exploration saharienne, une décennie plus tôt, la géologie des pays bordiers posait plus de problèmes qu’elle n’apportait d’encouragements. La Norvège est entièrement constituée de terrains éruptifs et métamorphiques, dépourvus de toute possibilité pétrolière. Les îles Britanniques sont, dans leur partie septentrionale, traversées par des chaînes calédoniennes également métamorphisées; leur partie centrale est occupée par de petits bassins paléozoïques présentant plus de possibilités charbonnières que pétrolières. Seule la partie sud ainsi que les régions des Pays-Bas et de l’Allemagne du Nord sont couvertes de formations quaternaires, tertiaires et secondaires pouvant masquer des bassins plus prometteurs.

Au début des années 1960, les compagnies pétrolières commencent à quadriller l’ensemble de la mer du Nord de profils sismiques destinés à orienter leurs demandes de permis, pour être prêtes lorsque les pays riverains ouvriront les zones leur revenant. Très rapidement, ces profils mettent en évidence une épaisse série sédimentaire, condition première de la richesse d’un bassin, puis une grande variété de structures, anticlinaux, horsts, dômes de sel et plusieurs discordances, indices favorables à la présence de gisements.

La ratification de la convention de Genève (signée le 29 mars 1958 et entrée en vigueur le 10 juin 1964) permet la délimitation des zones britannique, norvégienne, danoise et hollandaise, la zone allemande n’étant définie qu’en 1970. Les premiers permis sont attribués en 1963 au Danemark, en 1964 à l’Allemagne et à la Grande-Bretagne. Ce sont des rectangles de 250 kilomètres carrés dans ce dernier pays, de 420 kilomètres carrés aux Pays-Bas, de 520 kilomètres carrés en Norvège, attribués pour des durées initiales de cinq à six ans.

Le premier forage est implanté en 1964, en zone allemande: il trouve du gaz, malheureusement non combustible. La première découverte d’hydrocarbures gazeux est réalisée en zone britannique, à la fin de 1965, au troisième forage. Ce succès entraîne l’année suivante l’exécution d’une vingtaine de forages, amenant plusieurs découvertes, dont celle de Leman, toutes situées dans la partie méridionale de la zone britannique; elles confirment l’intérêt de ce bassin permien, révélé par la découverte de Groningue.

Le premier forage dans la partie nord est exécuté en 1967 au large de l’Écosse, sans succès. La première découverte économique, dans ce secteur, n’a lieu qu’en décembre 1969, à l’extrémité sud de la zone norvégienne: c’est le gisement d’Ekofisk, le premier champ de pétrole géant découvert en Europe. L’exploration, qui commençait à s’essouffler, notamment à la suite de la faiblesse des prix du gaz dans la zone sud, reprend énergiquement. Le rythme d’exécution des forages d’exploration passe ainsi progressivement de 44 en 1970 à 112 en 1975 et à 134 en 1982, portant le total à près de 1 700.

La première production de pétrole à Ekofisk arrive à la côte en 1971. Vingt ans plus tard, la production des zones britannique et norvégienne atteint 200 millions de tonnes (Mt) et quelque 90 gigamètres cubes (Gm³) de gaz.

Cadres géologiques et principaux gisements

La province de mer du Nord correspond à plusieurs bassins sédimentaires s’étageant du Dévonien au Tertiaire, bien développé dans le graben central et le fossé Viking. L’ensemble couvre une superficie de l’ordre de 500 000 kilomètres carrés, avec une épaisseur sédimentaire atteignant souvent de 5 à 6 kilomètres de puissance; les discordances hercynienne, cimmérienne tardive et laramienne affectent ce complexe sédimentaire (fig. 7).

Critères géologiques

La série sédimentaire débute par des formations dévoniennes puis carbonifères qui constituent le cycle hercynien. Ces formations se sont déposées dans un bassin comportant d’importantes formations houillères s’étageant du Viséen au Westphalien. Après l’orogenèse hercynienne, un vaste bassin permien prend place avec la succession de Rotliegende, avec grès, argiles rouges et sel, et Zechstein, à dominante carbonatée et évaporitique. Ces deux séries fournissent les réservoirs (grès et carbonates) et la couverture salifère de la province à gaz du sud de la mer du Nord ou bassin anglo-hollandais.

Après le Trias, principalement détritique, vient le Jurassique représenté par une sédimentation alternée d’argile et de grès. Cette sédimentation est accompagnée d’une importante mobilité tectonique, qui atteint sa plus grande intensité à la fin de l’Oxfordien, avec, au nord, une tectonique de type rift.

Cette tectonique «cimmérienne» est suivie d’érosion, puis d’une inversion générale de relief. Le fossé Viking s’effondre et est envahi au Kimméridgien par une mer boréale profonde et confinée où se déposent des argiles riches en matière organique. Le Crétacé inférieur est représenté principalement au sud par des argiles marines. Le Crétacé supérieur est constitué par le faciès craie au sud du 56^e degré, par des argiles boréales au nord.

Au Tertiaire, le comblement du bassin se poursuit. La subsidence atteint 3 500 mètres au droit du graben central. La série y est essentiellement argileuse. À l’ouest, à la périphérie de la plate-forme des Shetlands, se développe un important complexe détritique au Paléocène et à l’Éocène inférieur, où se situent les importants champs de pétrole et de gaz de Forties et de Frigg (fig. 8).

Au point de vue structural, un axe haut est-ouest, la Ride médiane, affecte en son centre la mer du Nord. Il représente l’ancienne bordure du bassin carbonifère. Le bassin est affecté, au sud, par une série de grabens axiaux, en relais de La Haye à Ekofisk. Enfin, au nord du 58^e degré, la mer du Nord est affectée par un système structural de type rift qui comprend schématiquement le graben Viking, d’axe nord-sud à voûte effondrée, et le graben du Moray Firth, d’axe est-ouest.

Critères pétroliers

Les pièges sont en relation avec cette tectonique générale, de blocs faillés soit sous discordance, soit sous la couverture dysharmonique du sel zechstein. Ils peuvent être aussi constitués par des structures diapiriques, ou des anomalies sédimentaires (Frigg, Forties).

Les réservoirs sont très variés, mais en majorité gréseux; c’est le cas notamment:

– des grès à faciès fluviatile et éolien du Rotliegende, couverts par le sel zechstein;

– des grès de type fluviatile à deltaïque du Lias et du Dogger;

– des grès et sables, assimilables à des cônes détritiques profonds de l’Éocène-Paléocène.

Il faut aussi mentionner les réservoirs crayeux du Danien et du Maastrichtien de la zone d’Ekofisk et les carbonates du Zechstein (Auk, Argyll).

Les couvertures quant à elles sont assurées par les séries évaporitiques du Zechstein, dont l’épaisseur varie entre 100 et 600 mètres; par les argiles transgressives du Kimméridgien et du Crétacé sus-jacent (fossé Viking); ou par les argiles du Paléocène et de l’Éocène dans le secteur du Grand Ekofisk.

Le gaz des gisements permiens vient du charbon du Carbonifère sous-jacent, enfoui à des profondeurs importantes, souvent supérieures à 5 kilomètres. L’origine du pétrole et du gaz des séries plus récentes serait à rechercher dans les argiles du Lias marin, dans les argiles deltaïques du Dogger et dans les argiles noires radioactives et bitumineuses à Algues et microplancton du Kimméridgien.

Les migrations verticales jouent un rôle important dans la mise en place des hydrocarbures, principalement au niveau du sel du Zechstein, qui assure la couverture du Rotliegende, mais qui est aussi un écran empêchant toute migration vers des réservoirs triasique ou jurassique.

Le brut est de densité moyenne à légère, de l’ordre de 0,85 à 0,80 (de 35 à 44⁰ API), et pauvre en soufre (de 0,2 à 0,9 p. 100). Le gaz du Rotliegende comprend de 75 à 95 p. 100 de méthane, de 3 à 6 p. 100 d’homologues supérieurs et, dans le bassin du Sud, des quantités variables de gaz carbonique (jusqu’à 2 p. 100) et d’azote (de 1 à 9 p. 100). Le gaz de Frigg, principal champ éocène du fossé Viking, est constitué à 95,5 p. 100 de méthane avec des traces d’homologues supérieurs, d’azote et de gaz carbonique.

Principaux champs

Le bassin permien anglo-hollandais renferme environ 1 400 gigamètres cubes de gaz sec (méthane) répartis en une vingtaine de gisements, les deux tiers environ étant concentrés dans quatre champs géants: Leman, Indefatigable, Viking, West Sole (cf. PÉTROLE – Exploration pétrolière).

Au nord, les principaux champs de pétrole se situent dans le graben Viking: Statfjord, avec des réserves initiales de 440 millions de tonnes et 60 gigamètres cubes de gaz, Oseberg (235 Mt et 100 Gm³ de gaz), Gulfaks (200 Mt), Snorre (115 Mt), Magnus (100 Mt), ainsi que les champs de gaz de Troll (1 270 Gm³) et de Frigg (185 Gm³), tous productifs dans le Jurassique, à l’exception de Frigg, productif dans le Paléocène. Dans la partie centrale, il faut citer le grand Ekofisk (435 Mt et 280 Gm³), productif dans la craie du Crétacé supérieur, et Forties (340 Mt) dans les sables paléocènes.

Problèmes économiques et fiscaux

La mer du Nord est une mer difficile. La réalité quotidienne confirme souvent les prévisions les plus pessimistes en matière d’amortissements et de coûts d’exploitation, en particulier dans le secteur septentrional, plus éloigné des bases, dans une mer plus profonde et plus difficile.

Les investissements sont élevés. Ainsi, au début des années 1990, un forage d’exploration à une profondeur de 3 000 à 5 000 mètres, exécuté à partir d’une barge semi-submersible, revient entre 60 et 200 millions de francs et peut atteindre jusqu’à 300 millions de francs. Une plate-forme de production en béton, comme celle du champ de Statfjord, d’un poids de 350 000 tonnes, a coûté 2,4 milliards de francs. Une conduite de 100 kilomètres, assurant une production de 10 millions de tonnes par an, revient entre 500 et 1 500 millions de francs. Les installations du champ de gaz de Frigg et celles du Grand Ekofisk, par exemple, se sont élevées respectivement à 12 et 20 milliards de francs au début des années 1970.

En conséquence, le pétrole de la mer du Nord est un pétrole cher. Son coût technique de découverte et d’exploitation est passé de 5 à 10 dollars le baril (de 200 à 400 F/t) pour les premiers champs découverts, à 15 à 25 dollars (de 600 à 1 000 F/t) pour les découvertes plus modestes des années 1990. Le recours à des méthodes de récupération assistée, nécessaires pour une meilleure valorisation des découvertes, contribue à cette élévation des prix de revient. L’obligation d’enlèvement des structures de production en fin d’exploitation ne peut qu’accroître encore les coûts.

Perspectives d’avenir

On a trouvé à ce jour en mer du Nord environ 7 gigatonnes de pétrole et 4 200 gigamètres cubes de gaz avec l’exécution des quelque 2 000 puits d’exploration. On peut estimer, au moins dans le secteur britannique, que la majorité des champs importants ont été décelés et que les futures découvertes seront de plus petite dimension. Il est permis d’espérer que les conditions économiques permettront d’accroître les réserves récupérables des gisements découverts par des mesures de récupération assistée.

D’importants espoirs demeurent plus au nord. Dans la mer de Norvège et la partie occidentale de la mer de Barents, où les premiers forages ont montré la possibilité d’accumulations de gaz intéressantes. Mais les conditions climatiques y sont évidemment encore plus difficiles que dans la partie septentrionale de la mer du Nord.

Encyclopédie Universelle. 2012.