Baptisé "Pushpa" ou "Boracay", le navire de 244 mètres de long, battant actuellement pavillon du Bénin, est sous sanctions européennes pour son appartenance à la flotte utilisée par Moscou pour contourner les sanctions occidentales contre ses ventes de pétrole.
Le "Boracay" a changé de nom et a été immatriculé successivement au Gabon, aux îles Marshall ou en Mongolie, selon www.opensanctions.org.
Le navire a été "arraisonné samedi dernier", selon une source militaire.
Le parquet de Brest a annoncé mercredi avoir ouvert une enquête sur le pétrolier à la suite de "délits maritimes", signalés lundi par le préfet maritime de l'Atlantique.
"Opération très importante"
C'est dans le cadre de cette enquête, confiée à la gendarmerie maritime, que deux membres d'équipage, se présentant "comme le commandant du navire et son second", ont été placés en garde à vue, a annoncé mercredi le procureur de Brest Stéphane Kellenberger.
Mercredi après-midi, des images aériennes tournées par l'AFP au large de Saint-Nazaire (Loire-Atlantique) montraient des militaires cagoulés présents sur le pont du navire.
Le président Emmanuel Macron a évoqué une "opération très importante" de la marine, mercredi, en marge d'un sommet européen à Copenhague.
"Les équipes d'intervention ont agi en temps et en heure", a-t-il déclaré, en affirmant: "Il y a eu des fautes très importantes qui ont été commises par cet équipage qui justifient d'ailleurs que la procédure soit judiciarisée aujourd'hui".
Le site The Maritime Executive affirme que le navire a pu servir de "plateforme de lancement" ou comme "leurre" dans les récents survols de drones qui ont perturbé le trafic aérien danois.
Selon une analyse AFP des données du site maritime spécialisé VesselFinder, le pétrolier a navigué au large des côtes danoises entre le 22 et le 25 septembre, lorsque le pays enregistrait les survols.
Outre l'Union européenne, le navire est sous sanctions du Canada, de la Suisse, de la Nouvelle-Zélande et du Royaume-Uni.
