Petit-Saut : un modèle pour l'étude du fonctionnement des barrages hydro-électriques des zones tropicales

 

La construction de barrages hydro-électriques dans les pays tropicaux est une solution énergétique séduisante du fait des aspects inépuisables de la ressource dans ces zones à forte pluviométrie. Des études récentes indiquent cependant que des quantités non négligeables de méthane et gaz carbonique - qui sont deux gaz à effets de serre - sont produites au sein des lacs artificiels créés en inondant les surfaces forestières. Cette source est particulièrement importante en milieu tropical car la biomasse submergée est considérable. Les températures élevées favorisent la décomposition de la matière organique à l'origine de la production de méthane et de la mise en œuvre de processus biogéochimiques qui induisent une désoxygénation des retenues.

Vue aérienne du barrage de Petit-Saut et de la retenue. Lhydro-électricité est une bonne solution énergétique dans les pays à forte pluviométrie de la zone tropicale. Néanmoins, les retenues produisent des gaz à effet de serre, un problème désormais pris en compte au niveau international (photo CNRS)

Dispositif flottant pour mesurer les émissions de gaz sur le lac artificiel de Petit-saut (photo CNRS)

Des travaux réalisés en Guyane par le laboratoire d’Aérologie de Toulouse et le laboratoire régional Hydreco depuis la mise en eau du barrage de Petit-Saut en 1994 ont montré que cet ouvrage était susceptible de produire en un siècle autant de gaz à effet de serre, en équivalent CO2, qu’une centrale thermique à gaz de puissance équivalente. Au niveau mondial, les premières estimations publiées situent à environ 70 mégatonnes annuelles les quantités de méthane produites par les retenues artificielles de par le monde (St Louis et al. , 2000), un chiffre qui équivaudrait à la production en méthane de l’ensemble des rizières mondiales. La prise en compte de ce phénomène a conduit, en 2001 à la mise en place d’un groupe de travail international soutenu par des industriels comme EDF et Hydro-Quebec qui développent des technologies de barrages.

 

Aménagement des ouvrages

L'identification assez récente de ce phénomène explique que peu de données soient encore disponibles à l'échelle globale. Pourtant, une meilleure connaissance du fonctionnement des réservoirs articiels serait utile, qu'il s'agisse de conduire des études d'impact ou d'aménager les ouvrages de manière à limiter le phénomène de désoxygénation des retenues.

L’idée du laboratoire d’Aérologie de Toulouse est de développer un modèle prédictif des émissions de gaz à effet de serre applicable à différents types de réservoirs aqueux, naturels ou artificiels, en zone tropicale. Ce travail se base sur les travaux menés sur le barrage de Petit-saut et se structure en collaboration avec d’autres laboratoires du CNRS et le laboratoire Hydreco.

Le site de Petit-Saut constitue déjà une référence. Le suivi réalisé depuis sa mise en eau a montré qu’après une première phase d’émission importante de gaz à effet de serre correspondant à la minéralisation de la matière organique immergée, les processus biogéochimiques se stabilisent à la baisse, en lien avec l’installation d’un fonctionnement normal du barrage.

Dans le nouveau programme, des études expérimentales sur divers sites ou en laboratoire permettront de mesurer l’impact des conditions naturelles telles que les variations saisonnières, l’hétérogénéité des terrains, la nature biochimique de la matière organique immergée. La modélisation s’intéressera en particulier au fonctionnement dynamique du réservoir et aux phénomènes biogéochimiques liés aux apports et à la dégradation de la matière organique. C'est ce maillon qui est à l’origine des processus de production et d’émissions du gaz carbonique (CO2), du méthane (CH4) et de l’oxyde nitreux (N2O). La composante fondamentale de ce projet scientifique est intégrée au Programme national de chimie atmosphérique (PNCA).

 

fin de la page - première publication : 01/05/03 - maj : 15/01/07 - [fermer]