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Sciences de la vie et de la Terre

Les eaux troubles du lac Kivu

30 / 08 / 2009 | Liliane Grandmougin

Fin 2001, le Mont Nyiragongo, en République Démocratique du Congo, commença à gronder. Des panaches de fumée sortant du cratère alarmèrent les vulcanologues de la ville proche de Goma. Le 17 Janvier 2002, la lave jaillit du flanc sud du volcan, serpentant le long des pentes pour atteindre le centre de Goma, s’engouffrant dans les maisons et déclenchant une série d’explosions dans les stations d’essence et les usines. Ce soir-là, la lave coula jusqu’au lac Kivu, générant un nuage de vapeur d’eau qui assombrit la région pendant plusieurs jours. Plus de cent personnes furent tuées et 300000 s’enfuirent loin de leur maison, le seul refuge étant les bords du lac. Pourtant, ce lac cachait une menace…

Sous la surface tranquille des eaux du Kivu se trouvent 300km3 de C02 et 60km3 de méthane. Une perturbation comme une éruption plus forte, plus proche que la précédente causerait un violent dégazage avec des conséquences potentiellement mortelles pour les deux millions de personnes qui vivent le long des rives.

Le lac représente un fort potentiel économique. Les risques sont difficiles à quantifier cependant et divisent les scientifiques. Le précieux méthane dissout dans l’eau a commencé à alimenter une convoitise frénétique parmi les compagnies exploitant les ressources en énergie en RDC et au Rwanda, pays frontalier bordant le lac. Avec des contrats de plusieurs millions de dollars, les compagnies ont commencé à siphonner le méthane, dans certains cas en travaillant avec les quelques scientifiques qui étudient les risques liées au Kivu. Leur argument est de dégazer artificiellement pour réduire les risques d’explosion, mais des chercheurs craignent que ce prélèvement ne rompe l’équilibre du lac, rendant la situation plus dangereuse. L’idéal serait évidemment de diminuer le danger tout en approvisionnant les populations en cruelle demande d’énergie.

Un problème en expansion :

Le lac Kivu se situe dans la Grande Vallée du Rift Est-Africain, où les forces tectoniques déchirent lentement le continent en deux. Ce mouvement provoque en surface la fusion de roches libérant du CO2 qui se dissout au fond du lac Kivu. Là, des bactéries en convertissent une partie en méthane, tandis que d’autres produisent ce dernier en dégradant la matière organique en profondeur.

Kivu comporte des strates, formées de couches d’eau riches en sels, sous l’eau douce de surface. À plus de 50 – 80m, le lac est anoxique et les concentrations de CO2 et méthane augmentent avec la profondeur. La différence de densité empêche le brassage vertical des eaux et garde ainsi les gaz prisonniers du fond.

Les résidents autour du lac connaissaient depuis longtemps l’existence de ces gaz dissous mais sans en évaluer réellement le danger. Puis, en 1984, du CO2 surgit brutalement du lac Monoun au Cameroun, tuant 37 personnes. Deux ans plus tard, un autre lac camerounais, Nyos, cracha entre 0,3 et 1km3 de CO2, asphyxiant 1700 personnes.

G.Kling, biogéochimiste de l’Université d’Ann Arbor (Michigan), qui faisait partie de l’équipe ayant visité le lac Nyos dans les semaines ayant suivi l’éruption : « les animaux étaient tous morts, des centaines de têtes de bétail, étendues là ». Kling avait fait des prélèvements d’eau de surface du lac Nyos l’année précédente, sans savoir qu’au-dessous se trouvait une bombe. Il s’avéra que les eaux profondes étaient pratiquement saturées en CO2 et, comme pour le lac Kivu, étaient maintenues sous pression par les eaux de surface. Kling suppose qu’un glissement de terrain ait pu perturber les stratifications du lac, forçant les eaux profondes saturées en gaz à remonter. Là, une réaction en chaîne se déclencha. La chute de pression provoqua la formation de bulles de CO2, un peu à la manière d’une bouteille de champagne qu’on débouche. Les bulles montant en surface conduisirent à un violent dégazage : une éruption limnique.
Le C02 est plus dense que l’air, aussi, quand il émergea, il resta au-dessus du sol, asphyxiant tout sur un rayon de 26km. L’étendue du désastre amena vite les scientifiques à se tourner vers le Kivu, autre lac riche en gaz.

Menace latente :

Il n’y a pas d’archive à propos d’éruption limnique du lac Kivu. Mais des lacunes dans les couches de plancton fossile au fond du lac suggèrent que de tels paroxysmes aient frappé plusieurs fois durant les derniers 5000 ans. Si une éruption devait se produire à Kivu, elle éclipserait celle du Nyos. Kivu est le « méchant grand frère » de Nyos : il est 3000 fois plus grand et contient 350 fois plus de gaz que ce que Nyos a libéré. Ses rives sont également plus peuplées. Pourtant personne n’arrive à se mettre d’accord sur l’étendue des risques.
Les concentrations de gaz mesurées en 1974 et une étude limitée en 2004 montrent que les quantités ont augmenté de 15-20% pour le méthane et 10% pour le CO2 en 30ans. Si cette croissance continue à ce rythme, le lac sera saturé au cours du siècle pourrait bien, comme Nyos, produire une éruption à la moindre perturbation. Pour le moment, le maximum de concentration en gaz n’est atteint qu’à une profondeur de 330m, là où l’eau est saturée à 55% (10% CO2 – 45%CH4), insuffisant pour le moment. Le méthane est en effet le gaz qui contribue le plus à la pression et au risque d’éruption car il est moins soluble que le CO2.

Selon des modèles de simulation, seul un intense bouleversement à la base du lac pourrait déclencher un dégazage. L’éruption de 2002 n’a pas affecté sa stabilité parce que le magma n’a pas atteint de telles profondeurs. Aucun risque pour M.Schmidt, chercheur suisse des Sciences Aquatiques et Technologies de Kastanienbaum. Mais pour D. Tedesco, volcanologue de l’Université de Naples, étudiant le Nyiragongo pour les Nations Unies, il y a un risque : au fond du lac, il a repéré des structures en cône qui pourraient bien avoir une origine volcanique.
Cette découverte concorde avec d’autres signes. Pendant l’éruption de 2002 du Nyiragongo, de nouvelles fractures se sont ouvertes du côté sud du volcan, à quelques kilomètres du lac. La composition de la lave émise était différente de celle du cratère, suggérant qu’il y a différents réservoirs de magma dans la région, dont certains s’étendraient sous le lac. « Le Nyiragongo va entrer encore en éruption », déclare Tedesco, « le tout est de savoir où ! ». L’étude révèle également la complexité du lac Kivu : il contient au moins 5 bassins avec différentes caractéristiques et plusieurs probabilités de dérèglement. Le bassin Kaburo, au coin nord-ouest, a de fortes concentrations de gaz à seulement 12m de sa surface. Une éruption sous cet endroit libérerait au moins trois fois la quantité de gaz de Nyos.

Les chercheurs sont d’accord pour dire qu’il est important de diminuer la pression de gaz au lac Kivu pour éviter un désastre naturel, et la pression économique pousse en ce sens. Ses 60km3 de méthane équivalent environ à 10 fois les besoins énergétiques de la RDC et du Rwanda. Puiser dans ces réserves est particulièrement tentant pour le Rwanda, en manque cruel d’énergie : le lac Kivu est maintenant au centre d’un plan pour accroître la production d’électricité.

Extraire le méthane du Kivu n’est pas une idée nouvelle : une brasserie au Rwanda l’avait utilisé pendant 40 ans avant d’opter pour l’électricité. Mais la possibilité d’utiliser le gaz à des fins commerciales pour générer de l’électricité n’est apparue que récemment, entre autres depuis la récente stabilité politique du pays. Près de 60 compagnies, pour la plupart étrangères, ont contacté le gouvernement pour accéder au lac depuis 2005. Le Rwanda a déjà accordé des concessions totalisant des centaines de mégawatts à 5 consortia, dont un contrat de 325 m$ avec Contour Global basé à New York. Et en Juin, le Rwanda et la RD C ont annoncé un plan conjoint pour 200 mégawatts.
L’intérêt croissant pour le Kivu a déclenché des discussions chez les scientifiques pour savoir quelles étaient les meilleures méthodes pour extraire le méthane. La plupart des modèles proposent une plateforme flottante pour suspendre un conduit vertical, plongeant jusqu’aux couches riches en gaz. Une petite pompe aspire temporairement des eaux de surface pour diminuer la pression, jusqu’à ce qu’elles deviennent saturées en gaz et commencent à former des bulles. Après cette amorce, l’eau gazeuse entraîne un courant vers le haut sans nécessité de pomper à nouveau. L’extraction fonctionne comme une éruption limnique contrôlée. Le méthane, moins soluble que le CO2 sort de la solution en premier. Il est alors envoyé loin des rives où il génère de l’électricité. Le problème est que faire de l’eau chargée en CO2 ? Du point de vue sécurité, il serait idéal de la réinjecter au fond du lac. Mais enlever le dioxyde de carbone rend l’eau moins dense, donc moins stable à cette profondeur. Selon Kling, cela risquerait de mélanger les masses d’eau. Seules les eaux les plus profondes pourraient supporter ce traitement et rester suffisamment denses après dégazage, mais ce serait très coûteux.

Conflit d’intérêts ?

Pour K.Tieze, géophysicien et directeur de Physics Design Technology à Celle, en Allemagne, la concentration en CO2 augmente déjà de 3% par décade. Laisser le CO2 dans le lac serait « une très mauvaise idée ». Il propose d’extraire les deux gaz aussi vite que possible et renvoyer l’eau au-dessus de la zone saturée, afin de ne pas diluer les ressources. Schmidt s’oppose à ce plan cependant, car les sels minéraux des eaux dégazées provenant du fond pollueraient les eaux de surface.

Avec autant de désaccords, trouver la meilleure méthode devient un casse-tête. Depuis, seule une plateforme de 4 mégawatts génère de l’électricité par épisodes pour le Rwanda. Une autre de 3,6 MW ayant coulé l’an dernier, certains évoquent un sabotage, d’autres une mauvaise conception. Pour compliquer la situation, il y a les conflits d’intérêts. Certains scientifiques qui étudient le lac sont également impliqués dans des projets d’extraction de méthane, par exemple M.Halbwach, physicien récemment retraité de l’Université française de Savoie, qui travaille sur le projet de reconstruction de la plateforme naufragée rwandaise. Il a également passé 20 ans à étudier les lacs Nyos et Kivu. Selon lui, il ne s’agit que d’utiliser ses compétences en la matière pour extraire au mieux le méthane. S’il est vrai qu’une bonne connaissance de terrain est indispensable pour éviter une catastrophe, il n’empêche que cela inquiète nombre de scientifiques, qui craignent que les enjeux commerciaux ne prennent le pas sur les risques encourus par les deux millions d’habitants du lac. Pour Tedesco, il s’agit même de « pur business, qui n’a rien à voir avec la gravité de la situation. C’est un peu comme si quelqu’un jetait une poignée de billets dans la rue et que tout le monde se précipitait pour les ramasser. » déclare Kling qui fait maintenant partie d’un comité de la Banque Mondiale pour réglementer l’extraction locale du méthane, conjointement aux pays concernés. L’équipe veut que tout projet soit surveillé par un institut local qui ensuite fera un rapport à un groupe d’experts internationaux. « Il faut séparer qui fait le travail de qui le vérifie ». La proposition de loi doit maintenant être validé par le parlement du Rwanda et de la RDC.

Aussi, bien que l’extraction du méthane soit censée rendre le lac inoffensif, il reste incertain que les risques soient éliminés. Les possibilités d’éviter un désastre dépendent de facteurs multiples, certains aux mains de scientifiques, d’autres de celles des gouvernants. Des milices armées de la RD C ont récemment pris possession de 4 des 7 stations de surveillance sismique de la région, réduisant la capacité des volcanologues à prévoir une éruption du Nyiragongo. Et ces derniers mois, de nouveaux conflits ont éclaté dans les environs, déplaçant des centaines de milliers de personnes.

La population de Goma a presque triplé depuis l’éruption de 2002, pour atteindre 1,2 million de personnes. Il y a une course au moindre lopin de terre, certains sur les lieux mêmes des anciennes coulées de lave. Tandis que les scientifiques et les investisseurs débattent des méthodes d’exploitation des ressources du lac Kivu, les populations réfugiées se retrouvent bloquées entre un volcan, des milices et …un lac explosif.

L.G
D’après Anjali Nayar pour Nature – vol.460- 16 Juillet 2009.

Edit 2012 : Mr Michel Halbwachs, dans un message personnel, m’a contactée pour contester le contenu de cet article. Nous rappelons :
- qu’il s’agit d’une traduction et non d’un article original.(voir la source et l’auteur de l’article qui a fait l’enquête)
- Que le but est ici d’avoir des supports pour un travail de réflexion avec les élèves, afin d’aborder et d’illustrer les chapitres des programmes concernant les risques posés par l’exploitation de ressources naturelles . Il permet de mieux comprendre la complexité des enjeux économiques, politiques, environnementaux...Ce type de contexte géologique en est une bonne illustration, et nous avons tenté de garder la neutralité de l’article original. Il n’est pas de notre compétence ni du cadre scolaire de ce site de prendre parti pour tel ou tel avis, ni de discuter des compétences des chercheurs et sociétés en charge d’étudier ou exploiter les ressources de la région.

Pour en savoir plus :
- Un autre article de Nature sur le sujet .
- Le site de M. Halbwachs, où les risques présentés par ce type de lac sont détaillés.

 

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