Souveraineté et UNCLOS

La demande du Canada concernant le plateau continental étendu dans l’océan Atlantique

Le 6 décembre 2013, le Canada a présenté à la Commission des limites du plateau continental une demande concernant les limites extérieures du plateau continental dans l'océan Atlantique.

Le Canada satisfaisait ainsi à son obligation de produire de l'information sur les limites de son plateau continental étendu dans les dix ans suivant la ratification de la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (UNCLOS). Il ne s'agissait toutefois que d'une demande partielle. Le Canada prépare l'autre partie de sa demande, qui traitera des limites extérieures du plateau continental canadien dans l'océan Arctique.

Une collaboration à plusieurs volets

La Commission géologique du Canada et le Service hydrographique du Canada étaient responsables de l'acquisition, du traitement et de l'interprétation des données, ainsi que de la préparation de la demande d'un point de vue technique et scientifique.  Le ministère des Affaires étrangères, du Commerce et du Développement était chargé des aspects juridiques de la demande et des activités diplomatiques connexes.

La zone visée par la demande concernant l'Atlantique se trouve à 200 milles marins de la ligne de base de la mer territoriale canadienne dans cet océan. Ce fond océanique d'une superficie de 1,2 million de kilomètres carrés s'étend de la Nouvelle-Écosse, au sud, jusqu'à la pointe septentrionale du Labrador, en longeant les Grands Bancs de Terre-Neuve. Dans la demande, la zone a été répartie en trois régions (mer du Labrador, Grands Bancs et Nouvelle-Écosse) en raison de leurs caractéristiques uniques respectives.

Collecte de données aux fins de la demande concernant l’Atlantique

Les techniques et les concepts scientifiques ayant servi à cerner le rebord externe du plateau continental étendu sont complexes et demandent beaucoup de temps. L'article 76 de la Convention décrit les processus scientifiques requis. Dans le cadre du projet, des chercheurs canadiens ont amassé des données sismiques et bathymétriques sur une distance de 13 000 kilomètres et de plus de 18 000 kilomètres, respectivement. Ces données ont servi à déterminer l'origine, l'âge, la structure, la profondeur et la composition du lit marin dans les trois régions.

Expéditions de recherche dans l’Atlantique en relation avec la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer

Le Service hydrographique du Canada a mené quatre expéditions hydrographiques conçues spécialement pour appuyer la demande du Canada concernant le plateau continental étendu dans l'océan Atlantique. Les levés comprenaient :

• Un levé bathymétrique multifaisceaux autour des Grands Bancs a été réalisé en 2006
• Des levés sismiques et bathymétriques au large du plateau néo-écossais ont été exécutés en 2007
• Un levé sismique dans la mer du Labrador, effectué en collaboration avec le Danemark, a été réalisé en 2009
• des levés réalisés au moyen d’échosondeurs à faisceaux multiples et des levés exécutés sous le fond marin du plateau néo-écossais en 2012.

Données antérieures

Pour préparer sa demande concernant l'océan Atlantique, le Canada avait une longueur d'avance, puisque les eaux extracôtières canadiennes ont fait l'objet de nombreuses recherches. En vue de compléter les données requises, les hydrographes ont eu recours à des données bathymétriques antérieures provenant de levés réalisés par le Service hydrographique du Canada depuis 1974. Ils ont aussi utilisé des données recueillies par d'autres organismes dans le cadre de projets plus anciens.

La plupart de ces données antérieures ont été obtenues grâce à des échosondeurs à faisceau unique.

Le plateau continental étendu du Canada dans l’océan Arctique

L’océan Arctique : une authentique frontière

Avec sa superficie d'environ 9,5 millions de kilomètres carrés, l'océan Arctique est le plus petit océan du monde. Près de la moitié de cette région océanique est constituée de plateaux continentaux, la plupart gisant à une profondeur de moins de 200 mètres.

L'Arctique, en grande partie couvert de glace durant la majeure partie de l'année, n'est accessible que durant quelques mois en été. La zone d'intérêt pour les équipes chargées des levés se trouve loin au nord du passage du Nord-Ouest. Pour s'y rendre, il faut s'aventurer à une grande distance des réseaux de soutien, dans des conditions climatiques difficiles.

Le travail dans l’Arctique

La zone visée par le Canada dans la demande concernant son plateau continental étendu dans l'océan Arctique commence à 200 milles marins du littoral canadien et s'étend sur quelque 750 000 kilomètres carrés. Elle va du bassin Canada à la dorsale Lomonosov au nord de l'île d'Ellesmere et du Groenland, et au-delà du pôle Nord. 

Premiers défis relevés en 2006

La première expédition géologique dans l'Arctique exécutée dans le cadre du Programme du plateau continental étendu canadien date de l'hiver 2006. À l'instar des autres qui ont suivi, elle a exigé une minutieuse préparation et un long travail de recherche en vue de relever différents défis, notamment la rigueur et l'imprévisibilité du climat arctique, le déplacement des glaces océaniques, l'achat de matériel spécialisé très dispendieux, l'incertitude liée au transport vers l'Arctique et dans la région, et le manque de connaissances scientifiques établies. Lors de chacune des expéditions, on a réalisé des levés à partir d'un navire et de camps installés sur la glace. Quelques-unes de ces expéditions furent le fruit d'une collaboration avec d'autres pays bordant l'Arctique ou avec d'autres groupements scientifiques canadiens.

Les expéditions de 2006, 2007 et 2008 ont confirmé la continuité de la partie continentale du territoire canadien dans l'Arctique, sur les dorsales Lomonosov et Alpha. L'expédition de mars 2006, faite sur la glace, a démontré que les dorsales arctiques constituaient le prolongement naturel de la terre émergée canadienne.

Les équipes scientifiques ont également recueilli des données bathymétriques et sismiques pour délimiter les isobathes de 2 500 mètres (courbes bathymétriques), ainsi que des données morphologiques et géologiques provenant du pied de la pente.

Levés hydrographiques dans l’océan Arctique

Est de l'Arctique

• À l'hiver 2006, le Canada et le Danemark ont mené une expédition sur les glaces, nommée Détermination de l'appartenance de la dorsale Lomonosov, sur la dorsale Lomonosov. La Station des Forces canadiennes (SFC) Alert a mené un levé de la réfraction sismique et des observations bathymétriques localisées.
• À l'été 2007, un levé sismique et bathymétrique mené conjointement par le Canada et le Danemark à bord du Oden a permis de recueillir des données sur la dorsale Lomonosov.
• À l'hiver 2008, on a effectué un levé de la réfraction sismique de la dorsale Alpha, nommé « Détermination de l'appartenance de la dorsale Alpha », à partir d'Eureka, sur l'île d'Ellesmere, ainsi qu'un levé bathymétrique à travers la glace à partir d'un camp sur la glace dans l'embouchure du détroit de Nansen.
• À l'hiver 2009, le Canada et le Danemark ont mené un programme conjoint de sondage à travers la glace au moyen d'hélicoptères d'un camp sur la glace situé sur le plateau de glace Ward Hunt.
• À l'hiver 2009, le Canada et le Danemark ont mené un programme conjoint de levés par aérogravité et aéromagnétisme entre l'île d'Ellesmere et le pôle Nord, à partir d'Eureka, de la SFC Alert et de la Station Nord.
• En 2010, on a mené des levés bathymétriques et des relevés de gravité à partir de l'île Borden
• En 2014, tandis que le brise-glace NGCC Terry Fox ouvrait le chemin, des équipes installées sur un autre brise-glace, le NGCC Louis S. St-Laurent, réalisaient des levés bathymétriques et sismiques. On a aussi recueilli des données bathymétriques dans les bassins Amundsen et Canada.

Ouest de l'Arctique

• Le projet Cornerstone, qui a commencé en 2008, avait pour but de développer l'équipement et la méthodologie requis pour recueillir des données bathymétriques à haute résolution, de bonne qualité sur le plan hydrographique, sur le fond marin de l'océan Arctique dans des conditions météorologiques difficiles. Dans le cadre de ce projet conjoint de SHC, de Pêches et Océans Canada et de Ressources naturelles Canada, des VSA ont été utilisés afin de recueillir des données bathymétriques qui viendront s'ajouter aux observations localisées et aux données sismiques, gravimétriques et magnétiques déjà recueillies. Les travaux du projet Cornerstone ont commencé en 2008. Après que les VSA ont été mis à l'essai sur la côte Ouest, la première mission dans l'Arctique (lien en anglais seulement) a été menée en avril 2010. La deuxième mission a été menée en 2011 après d'autres essais sur le fleuve Saint-Laurent.
• En 2006 et 2007, des levés bathymétriques et sismiques ont été menés dans le bassin Canada à partir du brise-glace Louis S. St-Laurent de la Garde côtière canadienne.
• Dans le cadre d'un projet conjoint avec les États-Unis, on a mené, en 2008, 2009, 2010 et 2011, des levés sismiques et bathymétriques du bassin Canada à bord du NGCC Louis S. St-Laurent et du cotre Healy de la Garde côtière des États-Unis.
• Dans le cadre de ces levés, un total de 170 bouées acoustiques ont été utilisées afin de recueillir des renseignements sur la vitesse des ondes sonores dans les sédiments.

Défis à relever

Plusieurs facteurs compliquent le travail scientifique concernant le plateau continental étendu de l'Arctique canadien. Le climat très froid et imprévisible de la région, l'importante couverture de glace sur l'océan, la profondeur de ce dernier, l'inaccessibilité de certains endroits et le déplacement des glaces compliquent la manœuvre des navires et le choix du moment le plus opportun pour réaliser des levés, et ces facteurs accroissent les risques.

Le coût d'une expédition dans l'Arctique est source de difficultés supplémentaires. Dans le Haut-Arctique, il faut faire appel à deux brise-glaces. Ces navires se déplacent lentement et leur itinéraire est déterminé par le climat et la zone d'opération, sans compter les services requis par les nombreux partenaires gouvernementaux et commerciaux qui se trouvent à bord. Malgré un itinéraire déterminé à l'avance, toutefois, l'épaisseur de la glace et les conditions météorologiques sont des conditions ponctuelles pouvant obliger un brise-glace à modifier son parcours.

Acquisition de données aux fins du Programme du plateau continental étendu du Canada

Au fil du temps, les hydrographes chargés de réaliser les levés ont eu recours à différentes techniques d'acquisition de données. Pour respecter les exigences de la Convention, les équipes canadiennes ont mis à l'épreuve et utilisé les appareils les plus sophistiqués, y compris des échosondeurs à faisceaux multiples conçus pour les eaux profondes et des véhicules sous-marins autonomes, et fait appel aux méthodes les plus efficaces et précises pour réaliser les levés à bord de navires et à partir de camps installés sur la glace. Elles se sont également associées à des partenaires canadiens et étrangers pour mettre en commun le savoir-faire, les connaissances, l'appareillage et d'autres ressources.

Afin d'acquérir des données sur le plateau continental canadien dans la région de l'Atlantique, les hydrographes ont réalisé quatre levés bathymétriques entre 2006 et 2012. Ils ont également consulté des levés antérieurs fondés sur des technologies d'acquisition plus anciennes, notamment l'échosondeur à faisceau unique, et des travaux de recherche effectués par des chercheurs étrangers.

Toutefois, lors du lancement du Programme du plateau continental étendu du Canada, en 2003, les données topographiques sur la région de l'Arctique se démarquaient par leur rareté et leur désuétude. Le personnel scientifique qui a réalisé en Haut-Arctique des levés aux fins de la Convention a dû surmonter d'importants obstacles, notamment un climat à la fois rigoureux et imprévisible, la couverture très étendue de la glace et la profondeur extrême des eaux. Pour y arriver, il a dû concevoir et mettre à l'épreuve des méthodes et des techniques de sondage du plus haut calibre.

Échosondeur à faisceaux multiples pour eaux profondes

Pour acquérir des données en eaux profondes, l'outil le plus avancé est l'échosondeur à faisceaux multiples, qui recueille des données dans une large fauchée le long d'un transect. Il émet et reçoit des centaines d'impulsions sonores dans une colonne d'eau et recueille des données sur la profondeur qui, transférées à un quadrillage, produisent une image précise, à haute résolution, du fond marin. Une technologie de ce genre permet aux hydrographes d'obtenir une représentation tridimensionnelle de près de 100 % du fond marin.

Entre 2007 et 2011, des scientifiques canadiens et américains ont réalisé quatre levés conjoints dans l'Arctique. Le brise-glace NGCC Louis S. St-Laurent  de la Garde côtière canadienne a été jumelé au navire garde-côte Healy de la U.S. Coast Guard. Le navire américain, équipé d'un échosondeur à faisceaux multiples conçu pour les eaux profondes, pouvait réaliser des levés à toutes les profondeurs. Au départ, il était pourvu d'un système Seabeam 2112, qui fut remplacé par un appareil Kongsberg EM122. Au cours de ces expéditions, le NGCC  Louis S. St-Laurent ouvrait la voie, tandis que le  Healy recueillait les données au moyen de l'échosondeur. Les navires interchangeaient ensuite de position pour permettre au  Louis S. St-Laurent de relever des données sismiques.

À l'été 2014, deux des plus gros brise-glaces canadiens, le NGCC Louis S. St-Laurent et le NGCC Terry Fox, ont entrepris une expédition dans l'Arctique. Le Canada s'est alors procuré son propre échosondeur à faisceaux multiples, un appareil Kongsberg EM122 (en anglais seulement). Celui-ci fut installé sur le NGCC Louis S. St-Laurent au printemps 2014.

Nettoyage des données

Un échosondeur à faisceaux multiples pour les eaux profondes produit des données brutes. Pour « nettoyer » ces données, les hydrographes suivent plusieurs étapes consistant à mesurer les facteurs ayant une incidence sur la vitesse de transmission des ondes sonores dans l'eau et à compenser ces facteurs. Parmi ces derniers figurent la salinité et la température de l'eau (qui font varier sa densité), l'emplacement, ou position, du récepteur de l'onde sonore, et le mouvement du navire.

L'équipe scientifique a également recours à des sondes XCDT largables pour mesurer la conductivité, la température et la profondeur de l'eau, et pour produire des profils de vitesse du son. Ces profils permettent au système d'échosondeur à faisceaux multiples d'ajuster en conséquence les paramètres de transmission et de réception des données.

Dans le Haut-Arctique, le défi pour un brise-glace comme le NGCC Louis S. St-Laurent consiste à traverser la glace très épaisse qui heurte et racle sa coque. L'échosondeur reçoit les sons produits par la glace qui se brise, lesquels constituent des bruits parasites dans les relevés de profondeur.

Après le nettoyage, les millions de points de données de profondeur sont rassemblés dans un quadrillage afin de produire une image tridimensionnelle du fond marin. Les hydrographes passent ensuite à la prochaine étape du processus, soit l'interprétation des données en vue de leur application aux exigences de l'article 76 de la Convention.

Véhicules sous-marins autonomes

Lors d'expéditions réalisées en Arctique dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada, les chercheurs canadiens ont également eu recours à des véhicules sous-marins autonomes (VSA). Dans le cadre de l'expédition menée avec les États-Unis en 2011, le NGCC Louis S. St-Laurent a mis un VSA à l'eau aux environs de Sever Spur, dans le bassin de l'Arctique. Pour recueillir des données, l'appareil s'est déplacé sur environ 100 mètres le long du plancher océanique.

Camps installés sur la glace

Dans les régions de l'Arctique que les navires ne peuvent atteindre, on réalise les levés à partir de camps installés sur la glace, bien que les déplacements de la glace et l'imprévisibilité du climat présentent aussi des difficultés. Les chercheurs canadiens ont érigé de tels camps pour effectuer des levés bathymétriques dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada à quatre occasions :

• Levé conjoint Canada-Danemark LORITA (Détermination de l’appartenance de la dorsale de Lomonosov) en 2006
• Levé canadien ARTA (Détermination de l’appartenance de la dorsale Alpha) en 2008
• Levé conjoint Canada-Danemark à l’île Ward Hunt, au Nunavut, en 2009
• Expédition canadienne à l’île Borden en 2010

Installation au début du printemps

Après l'installation d'un camp sur la glace, les levés doivent être faits au début du printemps, avant que la glace ne se brise et que le brouillard n'empêche le soutien aérien. Tant que le camp n'est pas construit en entier, y compris les pistes d'atterrissage, les hydrographes ne peuvent se mettre au travail. Une fois les levés terminés, il faut faire disparaître toute trace du camp. Des avions sont utilisés pour transporter les membres de l'équipe et les fournitures jusqu'au camp, mais on fait appel à des hélicoptères Bell, plus maniables, pour déposer le personnel le long de l'itinéraire des levés.

Les membres de l'équipe du SHC ont utilisé des échosondeurs avec transducteur et des gravimètres pour réaliser des levés sur la glace. Ils ont aussi noté la position des échosondeurs au moyen de balises GPS.

Le transducteur d'un échosondeur envoie une onde sonore à travers la glace, jusqu'à l'eau. L'onde frappe le fond marin et revient jusqu'au transducteur, toujours en traversant la glace. À chaque point d'interface (air-glace, glace-eau, eau-glace ou glace-air), une partie de l'onde est réfractée et perdue. Ce phénomène est plus important à l'interface air-glace. On peut atténuer la perte sonore en répandant une mince couche d'huile végétale sur la glace avant d'y déposer le transducteur.

L’hydrographie au service du Programme du plateau continental étendu du Canada

Le Service hydrographique du Canada et la Commission géologique du Canada sont chargés des travaux scientifiques associés au Programme du plateau continental étendu du Canada. Ces travaux consistent notamment en levés bathymétriques et sismiques du fond marin extracôtier des océans Atlantique et Arctique.

Grâce à ces levés, les scientifiques acquièrent une meilleure connaissance de la profondeur, de la distance, du relief et de la composition du fond marin, ainsi que de l'épaisseur des sédiments. Les données obtenues servent à déterminer les limites extérieures du plateau continental étendu du Canada et les zones maritimes du pays.

Marge continentale

La marge continentale représente le prolongement naturel sous-marin de la terre émergée, avant que le fond marin ne soit atteint. En géologie, on dit que la marge continentale comprend le plateau continental, la pente continentale et le glacis continental.

Aux termes de l'article 76 de la Convention, un pays dont la marge continentale est étroite situera son plateau continental à 200 milles marins des lignes de base de sa mer territoriale. En revanche, un pays ayant une marge continentale plus large peut déterminer que son plateau continental étendu s'arrête au rebord externe de cette marge. Le plateau continental étendu ne correspond donc pas à la définition géologique énoncée ci-dessus; sa définition relève plutôt du domaine juridique et se fonde sur des formules et des contraintes servant à en établir la preuve scientifique.

Application des formules et des contraintes de l’article 76

Les scientifiques doivent appliquer les formules et respecter les contraintes énoncées à l'article 76 de la Convention pour établir des coordonnées géographiques de latitude et de longitude, que l'on appelle des points fixes. Ces points fixes permettent de déterminer le rebord externe du plateau continental étendu.

Les deux formules

L'article 76 de la Convention établit deux formules permettant de justifier l'extension du plateau continental :

• compter 60 milles marins à partir du pied du talus continental ou
• déterminer à quel endroit l'épaisseur des roches sédimentaires est égale au centième au moins de la distance entre le point considéré et le pied du talus continental (en d'autres mots, épaisseur verticale ÷ distance du pied du talus continental ≥ 1 %).

Un pays peut utiliser les points s'avançant le plus en mer à partir de la croisée de ces deux lignes, à la condition toutefois de ne pas dépasser les contraintes se rapportant au pied du talus continental.

Le pied de la pente continentale

La première étape, quand il s'agit de délimiter le plateau continental étendu tel que le définit l'article 76, consiste à déterminer où se trouve le pied de la pente continentale. La pente continentale commence là où le plateau continental amorce sa descente la plus marquée vers le fond marin. Le pied de la pente se trouve à son point le plus bas. Les spécialistes du Service hydrographique du Canada dressent des cartes bathymétriques détaillées des eaux profondes, afin de mesurer la pente maximale.

Les deux contraintes

L'article 76 de la Convention définit deux contraintes, en ce qui a trait au calcul de la distance maximale menant au rebord externe du plateau continental étendu d'un pays. Ce rebord ne peut dépasser la plus avantageuse des deux contraintes suivantes :

• 350 milles marins des lignes de base à partir desquelles est mesurée la largeur de la mer territoriale;
• 100 milles marins de l’isobathe de 2 500 mètres.
• L’isobathe est une ligne qui, sur une carte, relie tous les points sous-marins se trouvant à la même profondeur. L’isobathe de 2 500 mètres est donc la ligne qui, sur le fond marin, relie tous les points se trouvant à une profondeur de 2 500 mètres. Cette courbe de profondeur s’obtient en interposant toutes les profondeurs observées par les hydrographes à l’aide d’échosondeurs à faisceau unique et multifaisceaux.

Travaux scientifiques dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada

Dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada, le Service hydrographique du Canada s'acquitte principalement des tâches suivantes :

• examen des lignes de base qui permettent de mesurer la largeur de la mer territoriale – lorsqu'on dispose de nouvelles données sur les lignes côtières et de basse mer, cette tâche peut comprendre la représentation cartographique de nouvelles lignes de base grâce à la télédétection et à l'analyse par imagerie satellite;
• représentation cartographique du pied de la pente continentale le long du fond marin;
• représentation cartographique de l'isobathe de 2 500 mètres ou courbe bathymétrique de la pente continentale ou d'élévations immergées isolées;
• prise de décisions sur « preuve contraire » quand, par exemple, on pourrait rassembler d'autres types de données géophysiques et les associer aux données bathymétriques pour positionner le pied de la pente d'une manière plus avantageuse;
• création d'arcs à partir de lignes à des distances géodésiques déterminées, telles qu'elles sont définies à l'article 76 (ex. : 60 milles marins du pied du talus continental, 100 milles marins de l'isobathe des 2 500 mètres, et 200 ou 350 milles marins de la ligne de base de la mer territoriale);
• préparation de bases de données aux fins du stockage des renseignements ci-dessus;
• préparation des extrants, sous forme de tableaux, graphiques, cartes et schémas, dans le but d'appuyer la demande du Canada auprès de la Commission des limites du plateau continental;
• description des méthodes, technologies et données scientifiques justifiant l'élargissement du plateau continental.

Les levés réalisés par le SHC dans l'Arctique et dans l'Atlantique ont favorisé une meilleure compréhension de zones marines qui avaient rarement été étudiées par les hydrographes, et ont permis d'accroître le nombre de publications scientifiques sur ce sujet, tout en promouvant la coopération avec des chercheurs étrangers et l'amélioration des cartes marines.

Coopération scientifique internationale

Les efforts de délimitation du plateau continental étendu du Canada ont amené les scientifiques canadiens à collaborer avec leurs collègues américains et danois.

Dans le cadre de la préparation de la demande visant l'Atlantique, les scientifiques canadiens ont travaillé avec des chercheurs danois dans la mer du Labrador et avec des chercheurs américains sur le plateau néo-écossais. En ce qui concerne l'océan Arctique, les levés ont été réalisés en collaboration avec ces deux pays.

Le Service hydrographique du Canada fournit aussi au personnel responsable de la carte bathymétrique internationale de l'océan Arctique les données bathymétriques qu'il a recueillies dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada.

Équipes chargées des levés dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada

Les équipes chargées des levés du Service hydrographique du Canada (SHC) recueillent des données bathymétriques pour déterminer le rebord externe du plateau continental étendu canadien, respectant en cela les exigences de l'article 76 de la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer.

Dans le cadre du Programme du plateau continental étendu du Canada, les chercheurs du SHC ont utilisé des échosondeurs à faisceaux multiples pour recueillir des données lors d'expéditions à bord de navires pour étudier les océans Atlantique et Arctique. Quand la glace trop épaisse empêche les navires d'atteindre les zones à explorer, le personnel réalise les levés après avoir été transporté par avion jusqu'à des camps installés sur la glace.

Au cours des expéditions dans l'Arctique, les hydrographes rassemblent des données pendant six semaines, voire davantage, afin d'examiner autant de transects que le permettent les conditions. L'acquisition de données peut cependant être retardée par le climat, très imprévisible, et par l'état de la couverture de glace. Les équipes font tout en leur pouvoir pour obtenir des données de la meilleure qualité dans un transect ininterrompu, et composent avec les limites imposées par leur milieu de travail et la technologie, sans jamais oublier la sécurité du personnel et la protection du matériel.