Prescriptions de Gestion de Lac Kivu - Version Finale de 7 Jan 2010_0

Version finale fiffuser 7 janvier 2010 1

PRESCRIPTIONS DE GESTION POUR LE DEVELOPPEMENT DES RESSOURCES EN GAZ DU LAC KIVU

Version finale diffuser 17 Juin 2009 (Traduction de langlais finalise le 7 janvier 2010)

PREPARE POUR:

Le Ministre des Infrastructures Rpublique du Rwanda

et Le Ministre des Hydrocarbures Rpublique Dmocratique du Congo

PREPARE PAR:

Un groupe de travail dexperts sur lExtraction du Gaz du Lac Kivu


Table des matires Page

Liste des figures 3

Liste des abrviations 3

1 Contexte 4

1.1 Origine et but de ce document 4 1.2 Nature des Principes de Base, des Exigences Obligatoires et des Directives 5 1.3 Dfinition des Termes 5

2 Gestion des ressources 9

2.1 Stratgie dExploitation pour les zones du lac 9 2.2 Contrle de la densit 11 2.3 Localisation des Oprations dExtraction du Gaz 12 2.4 Cadre conceptuel pour le dveloppement des concessions du gaz 13 2.5 Taux dextraction du gaz 16 2.6 Gestion du gaz carbonique dans le lac 19 2.7 Incertitudes Supplmentaires 20

3 Principes de base 22

3.1 Premirement : la Scurit Publique 22 3.2 Deuximement : Protection de lEnvironnement 23 3.3 Troisimement : Avantage social maximal 24

4 Les exigences obligatoires 25

4.1 Les Exigences Techniques Obligatoires (ETO) 25 4.2 Les Exigences Administrative Obligatoires (EAO) 28

5 Les directives 33

6 Adoption dune mthodologie dextraction par le groupe dexperts 37

7 Littrature 39


Liste des figures

Page

Figure 1 Profil vertical de densit du Lac Kivu (excluant leffet de pression) et les dfinitions rsultantes des zones et des gradients de densit ............................ 6

Figure 2: Arrangement gographique conceptuel des concessions de gaz par pays ............................................................................................................... 14

Figure 3: Concept de rpartition des ressources et puissance potentielle par concession ......................................................................................................... 15

Figure 4 Puissance nergtique approximative prudente par rapport aux options dune dure de vie dextraction du gaz dans la Zone des Ressources du Lac Kivu ............................................................................................................... 17

Figure 5 : Puissance nergtique approximative haute rendement par rapport aux dures de vie dextraction du gaz de la Zone des ressources (ZR) et de la Zone des Ressources Potentielles (ZRP) du Lac Kivu ............................. 18

Liste des abrviations

D : Directive

EAO : Exigence Administrative Obligatoire

ETO : Exigence Technique Obligatoire

GRC : Gouvernement de la Rpublique Dmocratique du Congo

GRR : Gouvernement de la Rpublique du Rwanda

MWe : Mgawatt de la puissance lectrique

PB : Principe de Base

ZI : Zone Intermdiaire

ZIR : Zone Infrieure des Ressources

ZR : Zone des Ressources

ZRP : Zone des Ressources Potentielles

ZSR : Zone Suprieure des Ressources.


1 Contexte

1.1 Origine et but de ce document

Pour soutenir les initiatives dextraction du mthane dissous des profondeurs du Lac Kivu, un workshop sur la surveillance du Lac Kivu sest tenu Gisenyi du 25 mars au 28 mars 2007. Le thme principal de ce workshop tait la surveillance du lac ncessaire pour maintenir la scurit publique, lintgrit de la stabilit du lac, lcologie et la ressource en gaz, tout en entreprenant lextraction du gaz. Pour atteindre ces objectifs, on a remarqu, au cours du workshop, une guidance scientifique et technique tait indispensable pour la dlimitation des concessions, la conception et le fonctionnement des installations dextraction du gaz.

Un Groupe de Travail dExperts sur lExtraction du Gaz du Lac Kivu fut alors constitu par les Gouvernements de la Rpublique du Rwanda et de la Rpublique Dmocratique du Congo, afin de prparer la guidance scientifique et technique contenue dans ce document. Le groupe initial comprenait Klaus Tietze (PDT GmbH/Allemagne), Finn Hirslund (COWI A/S Danemark) et Philip Morkel (MMR Gas Technologies Ltd/Afrique du Sud), avec John Boyle (Banque Mondiale/USA) en tant que coordinateur. Le groupe sest largi en incluant Alfred West et Martin Schmid (tous les deux EAWAG/Suisse), et a reu tout au long de ce travail dimportantes contributions dautres personnes.

Le groupe de travail a commenc rdiger ce document en se basant sur les propositions initiales de Klaus Tietze, dveloppes partir de sa recherche pionnire sur le Lac Kivu. Le travail du groupe a t soutenu par le dveloppement dun modle effectu par EAWAG, des analyses techniques dtailles effectues par COWI, et les workshops tenus Kastanienbaum (Octobre 2007) et Copenhague (Mai 2008), respectivement organiss par EAWAG et COWI. Les membres du groupe ont investi leur temps comme contribution pro bono pour laborer de ce document, tandis que la Banque Mondiale a contribu aux dpenses des workshops de Kastanienbaum et de Copenhague.

Le but premier de ce document est de prsenter en dtail les Principes de Base pour dterminer la dimension, le nombre, lemplacement et la conception des oprations dextraction, et ensuite prescrire des Exigences Obligatoires et des Directives pour toute installation dextraction du gaz. Tout dabord, le chapitre 2 prsente quelques considrations importantes pour la gestion globale des ressources en gaz du Lac Kivu. Elles fournissent un contexte pour la comprhension de la structure du document. Dans lensemble, le document est destin aux Gouvernements de la Rpublique du Rwanda et de la Rpublique Dmocratique du Congo pour assurer une extraction du mthane du Lac Kivu sre et saine du point de vue environnemental dans lintrt de leurs citoyens.

Ce document est le produit dun consensus du Groupe de Travail dExperts sur lExtraction du Gaz du Lac Kivu, qui a t itr plusieurs reprises suite aux nouveaux problmes soulevs, aux nouvelles analyses effectues et lvolution de largumentation. Le groupe de travail croit quil a dfini une rponse solide et adquate aux dfis de lexploitation des ressources en gaz du Lac Kivu. De plus, la contribution dautres experts connaissant ce sujet a t sollicite pour la rvision de


ce document. Ce document a t mis jour et finalis dans une confrence tenue Copenhague du 13 au 15 Mai 2009. L'anglais tait la langue de travail lorsque ce document a t tabli, et aprs il ft ensuite traduit en franais. Bien que beaucoup d'efforts ont t investis pour assurer une traduction correcte, en cas de doute, la version anglaise devrait tre consulte.

1.2 Nature des Principes de Base, des Exigences Obligatoires et des Directives

La comprhension scientifique de la nature et du comportement du lac et de ses ressources en gaz continuera se dvelopper avec le dbut de lextraction du mthane et la surveillance du lac qui se fera en parallle. Ainsi, les Principes de Base, les Exigences Obligatoires et les Directives sont intentionnellement prudentes pour assurer que les installations initiales dextraction du gaz ne puissent mettre en danger la scurit publique, lintgrit cologique et la stabilit du lac, ainsi que ces ressources en gaz.

Le respect des Principes de Base (BPs, chapitre 3) est considr comme essentiel pour une extraction du gaz sre long terme. Les Exigences Techniques Obligatoires, les Exigences Administratives Obligatoires (ETOs et EAOs, chapitre 4), et les Directives (chapitre 5), qui sont applicables pour chaque installation dextraction, pourraient requrir une mise jour, tant donn que les connaissances et lexprience augmenteront au fur et mesure de lextraction et la surveillance des ressources en gaz. En guise dexemple, Klaus Tietze est en train dtudier un concept pour enlever les nutriments des eaux de rinjection afin de permettre une rinjection dans les Zones Suprieures du lac. Si cette tude est couronne de succs, une telle rinjection pourrait tre partiellement permise comme une meilleure rponse pour l'environnement, s'il le faut, pour viter que les gradients ne soient pousss vers le haut.

Alors que des changements significatifs des Exigences Obligatoires et des Directives ne sont pas attendus, il se pourrait, quaprs des dcennies, les profondeurs rglementes doivent tre ajustes pour lextraction de leau riche en gaz et la rinjection de leau dgaze, tout comme la densit de leau rinjecte.

Un document-guide Mthane du Lac Kivu Comment extraire le gaz et prvenir les dangers fournit des informations techniques de rfrence pour faciliter lapprciation de la nature du lac et de ses ressources en gaz, ainsi que des justifications des Principes de Base, des Exigences Obligatoires et les Directives.

1.3 Dfinition des Termes

Zones du lac

Les quatre zones importantes de profondeur dans le Lac Kivu sont reprsentes dans la Figure 1 : Profil vertical de densit du lac Kivu (excluant leffet de la pression) et les dfinitions rsultantes des zones et des gradients de densit.


Les zones adjacentes sont spares par des gradients de densit significatifs dans lesquels les paramtres de leau tels que la conductivit, la densit et les concentrations en gaz changent rapidement avec la profondeur. Les profondeurs spcifies dans les dfinitions ci-dessous ont t mesures en 2004.

Figure 1 Profil vertical de densit du Lac Kivu (excluant leffet de pression) et les dfinitions rsultantes des zones et des gradients de densit

Biozone :

Cette zone correspond la partie suprieure et oxygne du lac, ayant une profondeur denviron 60 m, o la biomasse des algues fournit des ressources alimentaires pour les zooplanctons et les poissons. Cette zone devient pratiquement homogne pendant la saison sche, et elle est fortement stratifie pendant la saison des pluies, lorsque seuls les premiers 40 m contiennent de loxygne. La limite infrieure de la Biozone correspond la partie suprieure du gradient de densit qui stend de 60 120 m de profondeur, et dont le centre est situ environ 85 m de profondeur.

Jusqu 100 m de profondeur, la concentration du sulfure dhydrogne est nulle, tandis que les concentrations du mthane et du gaz carbonique sont trs basses tout comme dans la Biozone. Les concentrations de ces gaz augmentent avec la profondeur jusqu' la Zone des Ressources.

Zone Intermdiaire (ZI) :

La Zone Intermdiaire se situe entre environ 120 m et 180 m de profondeur. Au-dessous de cette zone se trouve un gradient de densit entre 180 m et 200 m de


profondeur, avec un centre situ 190 m de profondeur. On ne sattend pas ce que les ressources en mthane de cette zone soient exploitables avant plusieurs dcennies, peut-tre ne le seront-elles jamais.

Zone des Ressources Potentielles (ZRP) :

Cette zone se situe entre environ 200 m et 250 m de profondeur. Au dessous de cette zone, le principal gradient de densit du lac se situe de 250 m 270 m de profondeur, avec un centre situ 260 m de profondeur. Une partie du mthane de cette zone pourrait devenir exploitable dans plusieurs dcennies, si laccumulation du mthane continue au taux actuel, ou si elle augmente davantage.

Zone des Ressources (ZR) :

En dessous du gradient principal de densit, la Zone des Ressources se situe de 270 m de profondeur jusquau fond du lac, et elle contient la majorit du mthane commercialement exploitable. En plus, elle contient des quantits importantes de gaz carbonique, de nutriments et de sels. En consquence, les eaux de la Zone des Ressources sont sensiblement plus denses que le reste des eaux du lac. On diffrencie la Zone Suprieure de la Zone Infrieure des Ressources (ZSR et ZIR) par un gradient de densit secondaire situ entre 300 m et 320 m de profondeur, avec un centre situ 310 m de profondeur.

Termes techniques

Les termes techniques suivants sont importants pour la comprhension et la description de la structure et du fonctionnement du lac :

Gradient de densit

Les couches de transition, o la conductivit, la densit et les concentrations en gaz changent rapidement avec la profondeur, se situent entre les diffrentes zones relativement homognes du lac, dans lesquelles les paramtres de leau ne changent pas sensiblement avec la profondeur. Les gaz dissous (ainsi que les nutriments et les sels) restent en grande partie pigs dans la partie plus profonde du lac sous ces couches de gradient de densit, crant ainsi un dpt exploitable. Les diffrents gradients peuvent tre nomms suivant leur tendue verticale (ex. 60 m de profondeur 120 m de profondeur) ou par la profondeur du centre de leur gradient (ex. 85 m).

Pression partielle du gaz

La pression exerce par chaque gaz dissous. Elle est proportionnelle la concentration du gaz et est mesure en bar ou en Pascal. La pression totale du gaz est la somme des pressions partielles exerces par tous les gaz en solution. Vu que les diffrents gaz ont une solubilit diffrente dans leau, une mme concentration de diffrents gaz engendre des pressions partielles diffrentes.


Pression relative totale du gaz

La pression relative totale du gaz est le total des pressions partielles des gaz donn une profondeur divis par la pression hydrostatique in-situ cette mme profondeur. Elle est le plus frquemment exprime en pourcentage ou en pourcentage de saturation.

Autorit de Rgulation Bilatrale

Linstitution tre tablie par les Gouvernements de la Rpublique du Rwanda et de la Rpublique Dmocratique du Congo pour contrler la dimension, lemplacement, la conception, le fonctionnement et la surveillance des installations dextraction du gaz.


2 Gestion des ressources

Un certain nombre de sujets relis concernant la gestion globale des ressources en gaz du Lac Kivu sont prsents en dtails dans cette section. Ces lments rpondent comment lAutorit de Rgulation Bilatrale attribuera les concessions dextraction du gaz, comment chaque installation dextraction sera conue, et comment les Principes de Base, les Exigences et les Directives ont t rdigs.

2.1 Stratgie dExploitation pour les zones du lac

Le Groupe de Travail dExperts sur lExtraction du Gaz du Lac Kivu admet que le dveloppement et le comportement des gradients de densit dans le Lac Kivu ne sont toujours pas suffisamment compris pour permettre, en toute confiance, des installations dextraction du gaz qui causeraient intentionnellement des changements importants dans la structure du lac. De ce fait, une stratgie dexploitation conservative ou prudente vitera toutes actions qui, de manire prvisible, affaibliraient ou dplaceraient les gradients de densit existants et les zones du lac, jusqu ce que les connaissances sur le lac soient mieux dveloppes. Il convient galement de se rfrer aux recommandations du chapitre 6.

La mise en action dune telle stratgie dtermine, en grande partie, les Principes de Base et les Exigences Obligatoires spcifis ci-dessous. Globalement, ils empchent le transfert deau entre les diffrentes zones du lac et, donc, (a) la remonte des sels travers les gradients de densit engendrant un affaiblissement de la stabilit du lac, et (b) le transfert des nutriments dans les zones suprieures du lac, crant un risque pour lcologie du lac.

Zone des Ressources

Une stratgie globale dexploitation du gaz doit rduire le risque druptions incontrles du gaz, et donc tre cible sur les profondeurs o les pressions totales de gaz sont les plus proches de la saturation. Actuellement, le principal risque se trouve dans la Zone des Ressources (ZR) au dessous du gradient principal de densit situ une profondeur de 270 m. Dans lidal, la meilleure stratgie serait alors dextraire les eaux riches en gaz les plus proches du fond du lac, et de rinjecter leau dgaze 270 m de profondeur et en dessous du gradient secondaire 320 m de profondeur, poussant ainsi les eaux riches en gaz vers le bas des profondeurs comportant moins de risques.

Cependant, puisquil existe un gradient secondaire de densit dans la Zone des Ressources (ZR) entre 300 m et 320 m de profondeur, cette approche risquerait dexcessivement diluer le mthane dans la Zone Suprieure des Ressources (ZSR), qui contient actuellement peu prs un tiers de tout le mthane se trouvant dans la Zone des Ressources (ZR). Cette dilution pourrait rduire la concentration du mthane dans la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) un niveau qui ne pourrait plus tre exploit par les technologies actuelles, et retarderait la rcupration du gaz actuellement prsent dans la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) jusqu ce quelle soit abaisse aux points de captage des installations dextraction. Mme ce moment-l, la rcupration du gaz en provenance de cette eau dilue pourrait rester problmatique moins que le mthane se rgnre naturellement nouveau.


En vue de maximiser la production initiale du gaz de la Zone des Ressources (ZR), tout en ciblant la principale zone risque situe en dessous du gradient principal de densit, lextraction du gaz devrait avoir lieu sparment dans la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) et dans la Zone Infrieure des Ressources (ZIR). Puisque la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) est troite, seules des installations dextraction de petite taille seront capables dextraire leau riche en gaz de la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) et dy rinjecter leau dgaze, tout en minimisant la possibilit dun court circuit entre les points dextraction et de rinjection. Cette approche est optimale pour une extraction efficace, mais elle pourrait savrer techniquement difficile raliser. La stratgie globale dexploitation suivante est recommande pour la priode dexploitation initiale.

Les oprations initiales dextraction du gaz, qui sont suffisamment petite chelle pour viter un court circuit (dune capacit denviron 5 MWe chacune), devraient extraire leau riche en gaz en provenance de la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) et y rinjecter en retour leau dgaze (Plan A1 tel que dcrit dans ETO3 ci-dessous). Ces oprations devraient ainsi exploiter le mthane dans la Zone Suprieure des Ressources et dplacer petit petit vers le bas leau riche en gaz par leau dgaze.

Ces oprations petite chelle seraient potentiellement compltes par des oprations pouvant tre plus grande chelle qui extrairaient leau riche en gaz en provenance de la Zone Infrieure des Ressources (ZIR) et rinjecteraient leau dgaze juste en dessous du gradient secondaire de densit de la Zone des Ressources (Plan A2, ETO4). Ces deux approches sont complmentaires : les oprations du Plan A2 doivent tre mises en action seulement si les oprations du Plan A1 fonctionnent, et elles doivent tre limites environ la moiti du taux total dextraction des oprations du Plan A1. Les oprations du Plan A2 peuvent tre construites en modules plus larges que les oprations du Plan A1 sur des emplacements o le lac est suffisamment profond. Les oprations complmentaires de Plan A1/A2 continueraient jusqu ce que le mthane dans la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) soit rduit en dessous des concentrations exploitables.

A un taux de production total de gaz pour les deux pays convertissant jusqu environ 500 MWe un rendement de 40%, la mise en uvre complte du Plan A1/A2 prendrait environ 20 ans. Quand la stratgie du Plan A1/A2 aura t acheve, ou si elle rencontre des limitations techniques graves comme un court-circuitage, les oprations dextraction du gaz serraient modifies en extrayant partir de la Zone Infrieure des Ressources et en rinjectant dans la Zone Suprieure des Ressources (Plan B, ETO5).

Lextraction maximale possible du mthane du lac devrait tre atteinte lorsque le plan A1/A2 est compltement achev, et quensuite le Plan B est utilis pour le reste de lextraction un taux lev, jusqu ce que les ressources en gaz soient puises. Quand les installations ne seront plus utiles pour les oprations du Plan A1, certaines pourront tre adaptes pour extraire le gaz dans la Zone des Ressources Potentielles (ZRP), car seul changement relativement mineur des tuyaux serait ncessaire.

Les concessionnaires peuvent recourir au dploiement de mthodes diffrentes que dcrites ci-dessus (comme la mthode du mlange des zones) pour autant que cette


mthode soit initialement teste une capacit limite (normalement 5 MWe) et en isolement relatif par rapport aux autres installations de production.

Zone des Ressources Potentielles

Actuellement, les concentrations en gaz de la Zone des Ressources Potentielles (ZRP) sont telles que lextraction du gaz est presque techniquement faisable, mais pas encore conomiquement rentable. On sattend ce que les concentrations de gaz dans cette zone continuent augmenter et que lextraction du gaz devienne conomiquement rentable dici quelques dcennies.

A condition quaucune incertitude ne reste sur les mesures et le taux de la remonte extension des gradients de densit, et que les dfis quils pourraient soulever soient rsolus (voir section 2.7 ci-dessous), il reste suffisamment de temps (environ un sicle) avant que le gaz dans cette zone ne saccumule des niveaux inacceptables de risque.

Zone Intermdiaire

Avec la technologie actuelle, lextraction du gaz en provenance de cette zone pourrait ne jamais devenir conomiquement viable. Le facteur limitant est la fraction du mthane produit qui serait ncessaire au fonctionnement dune installation dextraction. Cependant, les indications actuelles suggrent que les concentrations de gaz pourront finalement saccumuler jusquau point o la scurit publique dterminera le besoin dextraire le gaz de cette zone.

Ce problme doit tre tudi davantage avant que les accords des concessions actuels napprochent le renouvellement des 25 ans venir. LAutorit de Rgulation Bilatrale doit coordonner ces efforts pour tablir des solutions techniquement et conomiquement viables incorporer dans les conditions de renouvellement des concessions.

2.2 Contrle de la densit

En vue d abaisser ou de dplacer les eaux riches en gaz vers le bas comme dcrit ci-dessus, leau dgaze doit se re-stratifier avec prcision. Atteindre cet objectif requiert un contrle de densit minutieux, ce sujet est donc abord dans un certain nombre dExigences et de Directives.

Pour ne pas dranger la structure de la densit du lac, il est normalement interdit dutiliser de leau de dilution partir dune zone diffrente pour contrler la densit (BP1.2 ci-dessous). La seule option restante est de contrler la quantit de gaz carbonique se trouvant encore dans leau dgaze avant la rinjection. Lorsquon extrait le gaz sparment partir de la Zone Infrieure des Ressources (ZIR), de la Zone Suprieure des Ressources (ZSR) et de la Zone des Ressources Potentielles (ZRP), un contrle est physiquement possible tant donn que 40 50 % du gaz carbonique devrait tre initialement limin de l'eau pendant la sparation. Au cours du temps, le taux de CO2 limin doit tre rduit pour maintenir la force ascensionnelle vitale qui actionne les oprations dextraction.

La quantit du gaz carbonique liminer dtermine la pression de fonctionnement du sparateur (final) dans les installations dextraction du gaz. On peut se dbarrasser du gaz carbonique ainsi rejet dans latmosphre par deux moyens : 1)


avec le gaz produit, travers les moteurs combustion qui actionnent les gnrateurs de courant, et 2) avec leau de lavage dans la limite infrieure de la Biozone, do il va diffuser dans latmosphre.

2.3 Localisation des Oprations dExtraction du Gaz

Localiser les installations dextraction du gaz sur le Lac Kivu requiert la prise en considration de facteurs techniques, logistiques/conomiques et des localisations gographiques des concessions dj assignes. Fondamentalement, les concessions devraient avoir accs aux eaux les plus profondes pour pouvoir extraire la quantit maximale de gaz. Dautres facteurs affectent la conception des stations d'extraction. Il est ncessaire de sassurer que la diffrence entre les profondeurs dextraction et de rinjection soit assez grande pour viter un court-circuit entre les points dextraction et de rinjection. Le problme de cot des gazoducs (pipeline) et des constructions en eaux profondes conditionne les dcisions sur les localisations des installations, tout comme lapplication des Plans A1/A2 et du Plan B.

Le positionnement de lextraction du gaz dans les eaux rwandaises, qui donne accs aux eaux les plus profondes, est une zone qui se situe la limite nord du lac, adjacente aux eaux de la Rpublique Dmocratique du Congo et au sud-ouest de Cap Rubona, o les profondeurs excdent 475 m. Chaque concession disposent alors dun accs pour une viabilit long terme (Plan A2 + Plan B).

Une branche du bassin des eaux profondes stend vers le sud avec des profondeurs de plus de 400 m. Un large volume de ressources se trouve dans cette branche, mais la dure dexploitation du mthane, comme dans le Plan B, est limite cause du manque de profondeur. A la limite sud de cette branche, la largeur du lac est restreinte et la dispersion de leau dgaze rinjecte est plus problmatique. Plus loin au sud de cette branche, les considrations techniques limiteront lextraction des oprations petites chelles, en utilisant le Plan A1.

Les oprations dextractions partir de la ZIR doivent tre situes la limite nord du lac, avec un accs aux eaux les plus profondes. Lextraction partir de la ZSR pourrait seffectuer en eaux moins profondes, mais les incertitudes des Plans A1/A2 et du Plan B ci-dessus indiquent que les concessions extrayant partir de la ZSR devraient disposer dun accs potentiel aux parties les plus profondes du lac.

Lextraction du gaz partir de la Zone des Ressources Potentielles (ZRP), probablement dans quelques dcennies, aura lieu sur nimporte quel emplacement o le gradient de densit de 260 m de profondeur est intact. Les oprations dextraction partir de la ZRP peuvent avoir lieu simultanment avec les oprations dextraction en ZR, et elles dpendront de la technologie et des concentrations de gaz. Ces installations peuvent tre localises sur une partie plus large du lac qui couvre une grande partie au nord du lac une certaine distance des eaux les plus profondes. Lextraction partir de la Zone Intermdiaire (ZI) peut avoir lieu sur nimporte quel emplacement o le gradient de densit 190 m est intact, et donc sur une trs large partie du lac. Dans ce cas, les aspects conomiques, comme la distance du bord du lac, dominera probablement la dcision de lemplacement.

En conclusion, la stratgie la plus efficace pour lexploitation de la ressource en gaz assurera que toutes les concessions disposent dun accs toutes les profondeurs


du lac. Cette stratgie donne chaque concessionnaire la flexibilit de proposer un emplacement optimal pour leurs installations dextraction du gaz en vue dobtenir lapprobation de lAutorit de Rgulation Bilatrale. Cette stratgie est labore de faon plus dtaille dans la section 2.4 ci-dessous.

2.4 Cadre conceptuel pour le dveloppement des concessions du gaz

Le processus dattribution des concessions de gaz sur le Lac Kivu au Rwanda sest dvelopp depuis 2000 sans lavantage des analyses contenues dans ce document. Il est maintenant clair que les exigences pour la gestion des ressources sont uniques au Lac Kivu, et ainsi les arrangements relatifs aux concessions ncessitent une conception orientes dans le but dassurer (a) une exploitation des ressources en gaz efficace et socialement bnfique tout en rduisant les risques druptions incontrles du gaz, et (b) un procd clair, transparent et quitable dattribution des concessions.

Comme discut ci-dessus, la nature de la bathymtrie et des ressources en gaz du Lac Kivu indiquent que pour des raisons la fois de scurit publique et conomiques, toutes les concessions dextraction du gaz doivent avoir accs aux parties les plus profondes du lac dans sa partie nordique. Vu que la technologie et les concentrations du mthane changent au cours du temps, cette approche fournit aux oprateurs la flexibilit de maximiser les bnfices conomiques par lextraction du gaz partir des zones de diffrentes profondeurs (ZSR, ZIR, ZRP, ZI) des distances diffrentes par rapport au bord du lac. Elle fournit aussi lAutorit de Rgulation Bilatrale la flexibilit de grer la ressource globale en gaz en accordant des licences dextraction individuelles.

Pour arriver ces flexibilits, il est recommand que les deux gouvernements attribuent les concessions dextraction du gaz en co-allouant une zone gographique avec accs au rivage du lac et une quantit dfinie de la ressource en gaz pour chaque concession.

Lallocation gographique dterminerait une surface du lac o les oprateurs peuvent installer leur quipement et, conceptuellement, le mieux serait quelle soit base sur un modle radial centr sur la partie la plus profonde du lac (voir Figure 2: arrangement gographique conceptuel des concessions de gaz par pays). Cette approche permet chaque oprateur davoir un accs toutes les profondeurs du lac, et ainsi la ressource en gaz assign dans des zones profondeurs diffrentes.

Simultanment, la concession gographique serait indpendante de lallocation des ressources en gaz dcrites ci-dessous. Les gouvernements sassureraient que les sites de centrales lectriques, les services, laccs aux routes et les lignes de transmission pour vacuer llectricit gnre soient accessibles sur le rivage du lac allou chaque concession.


Figure 2: Arrangement gographique conceptuel des concessions de gaz par pays

Lallocation des ressources en gaz de chaque concession devrait tre une portion dfinie de la ressource totale en gaz de chaque pays selon laccord bilatral, avec des quantits diffrencies par zone de profondeur (ZIR, ZSR, ZRP, ZI)1. Cette seconde dimension de lallocation est essentielle parce que leau riche en gaz dans chaque zone de profondeur se dplacera latralement entre les zones des concessions dues aux oprations dextraction. Les oprateurs individuels devront tre limits une quantit totale de gaz quils peuvent extraire, pour viter de perturber la viabilit des autres concessions. De plus, les accords des concessions, bass sur un volume de gaz disponible, constituent pour les oprateurs un encouragement optimiser lusage des ressources.

Les allocations des ressources entre les concessions pourraient tre rparties quitablement (par exemple, 20 % de la part, qui revient chaque pays, de la ressource totale sil y a 5 concessions dans chaque pays) ou sur dautres bases pratiques. Une illustration de lallocation des ressources est prsente dans la Figure

1 Cette allocation est recommande au lieu de se baser sur les MWe utilises jusqu'au ce jour, vu que cette dernire ne donne pas la valeur la ressource en gaz, seulement au rendement final. Pour rfrence, une concession existante mesure en MWe peut tre convertie en un volume de gaz extrait bas sur la meilleure extraction et lefficacit de conversion avec la technologie connue.


3: Concept de rpartition des ressources et puissance potentielle par concession. Les rendements de la puissance potentielle base sur une extraction et conversion hautement efficaces sont dtermins par zone. La quantit de mthane prvue sur 50 ans est dtermine en km3 pour chaque zone. LAutorit de Rgulation Bilatrale devra cooprer avec les deux gouvernements, pour formaliser les bases de lallocation des ressources des concessions.

La faon la plus conomiquement efficace et profitable pour les deux gouvernements de tirer profit de loctroi des concessions serait de solliciter une comptition pour chaque surface de concession et son allocation de ressource en gaz. Logiquement, les plus hautes offres seraient reues pour le meilleur emplacement, et les plus basses offres seraient reues pour les zones des concessions les moins attrayantes. Lors de la ngociation des offres, les allocations devraient se baser sur les valeurs des offres en respectant les limites imposes pour le nombre de concessions par preneur.

Figure 3: Concept de rpartition des ressources et puissance potentielle par concession

Le montant des ventes (et les redevances de la production) devrait dabord tre utilis pour le financement et le fonctionnement de lAutorit de Rgulation Bilatrale et le programme de surveillance du lac. Les investissements publics (routes, lignes de transmission, etc..), requis pour soutenir lextraction du gaz et les oprations de production dnergie, pourraient tre financs en cas de surplus. Il faudra dfinir une manire damener les concessionnaires existants, qui lon a dj accord une concession, se conformer au cadre doctroi des concessions dcrit ci-dessus. On leur exigerait, peut tre, de faire au moins une offre pour les allocations gographiques si les gouvernements considrent que chaque allocation existante de ressources reste en vigueur.

Les instructions destines aux preneurs de concessions ncessiteront dy inclure ce document Prescriptions de Gestion pour sassurer quils aient connaissance des exigences obligatoires satisfaire. Pour assurer la maintenance de la scurit et lintgrit long terme de la ressource en gaz, on devrait exiger aux preneurs de


prouver le dveloppement ou laccs une technologie prouve, acceptable par lAutorit de Rgulation Bilatrale. Les nouveaux candidats proposant de nouvelles technologies devront prouver leurs mthodes avec des stations pilotes dapproximativement 4 MWe, afin de se qualifier pour une licence dextraction du gaz lchelle commerciale.

Beaucoup de dtails restent comprendre pour mettre en uvre le cadre doctroi des concessions, y compris les arrangements lgaux, commerciaux et financiers. Parmi les dtails techniques dterminer, il y a :

a. le nombre de concessions dans chaque pays, leurs allocations gographiques et leurs allocations en ressource gazire;

b. les rgles doccupation (par exemple les distances des installations dextraction 500 m des limites des concessions, pour viter un conflit des systmes dancrage; les trajectoires des gazoducs; lutilisation de boues et de feux de navigation pour la dmarcation des emplacements des plates-formes; et les boues de repre pour les gazoducs);

c. Dterminer si les redevances appliques au gaz produit partir de zones diffrentes ncessitent des diffrences pour encourager lextraction du gaz partir des zones diffrentes, spcialement dans la Zone des Ressources Potentielles (ZRP) et dans la Zone Intermdiaire (ZI) lavenir ;

d. la dure des concessions, les conditions de renouvellement2, et les objectifs de dveloppement et de production respecter pour conserver une concession afin dassurer une extraction du gaz partir de toutes les zones de profondeur au cours du temps ; et

e. les garanties exiges pour assurer que toutes les installations (plates-formes dextraction, les gazoducs, les installations pour la gnration dnergie) sont enleves, si ncessaire, la fin de la priode de concession. LAutorit de Rgulation Bilatrale peut exiger quun concessionnaire rende disponible, modifie ou transfre ses installations dextraction pour assister au dgazage du lac dans la priode daprs concession. Le concessionnaire devrait respecter cette exigence condition que de tels cots soient infrieurs aux cots dlimination.

2.5 Taux dextraction du gaz

Le lac Kivu contient de trs grandes quantits de mthane accumul qui devrait tre soustrait rapidement pour rduire le risque druptions incontrles de gaz.

2 Les concessions pourraient tre octroyes pour une dure de 25 ans, et renouvelables pour 25 ans de plus, ou bout de laquelle ces concessions seront rendues au gouvernement. Les technologies existantes ainsi que l'accumulation de mthane dans la Zone des Ressources Potentielles et dans la Zone Intermdiaire pourraient ne pas permettre une production de gaz de ces zones plus tt que dans 25 ans.


Simultanment, le mthane est continuellement produit dans le lac, mais son taux de production na pu qutre estim et restera incertain sans des annes de surveillance. A long terme, ds que le mthane est rduit une concentration plus sre, la production de gaz pourra tre maintenue un taux rduit de 15-20 % du taux de production sur 50 ans.

Figure 4 Puissance nergtique approximative prudente par rapport aux options dune dure de vie dextraction du gaz dans la Zone des Ressources du Lac Kivu

La figure 4 et la figure 5 reprsentent conceptuellement quelques options dexploitation des ressources, dont disposent les deux gouvernements. Elles sont prsentes ici en termes dnergie totale disponible au cours des diffrentes priodes dextraction. La premire figure reprsente lnergie totale calcule disponible au cours du temps partir de la Zone des Ressources aussi bien dans les eaux rwandaises que congolaises, en supposant une rcupration et conservation d'nergie conservatrice, estims 300 MW par km3 de mthane par an. La deuxime figure comprend aussi la production partir de la Zone des Ressources Potentielles et des rendements de rcupration et de conversion de lnergie plus hauts, mais facilement atteignable (425 MW par km3 par an). Un taux maximal, plus lev de 50 %, pourrait tre atteint avec un rendement de conversion de lnergie de > 60 %, atteignable avec des turbines gaz cycles combins.

Une surveillance dtaille de la ressource en gaz, de la production de gaz et de lnergie lectrique, est requise pour confirmer la position et la forme des courbes


des deux figures, en particulier lors de la prise en compte de la production de la Zone des Ressources Potentielles. Les productions dnergie sont bases sur des rendements de conversion de lnergie thermique en nergie lectrique. Les rendements actuels dextraction du gaz et de conversion en puissance lectrique seront largement dpendants des technologies employes, et influencerons lnergie totale qui pourra tre produite.

Figure 5 : Puissance nergtique approximative haute rendement par rapport aux dures de vie dextraction du gaz de la Zone des ressources (ZR) et de la Zone des Ressources Potentielles (ZRP) du Lac Kivu

Lanalyse complte des taux de production dnergie partir du lac encourage fortement les gouvernements exiger lutilisation dinstallations dextraction du gaz les plus efficaces (prservant au mieux lintgrit de la ressource) combines des technologies de conversion du gaz en nergie (ou autre conversion du gaz) les plus efficaces.

Lvaluation de la meilleure combinaison, compare la pire combinaison de rendements, indique que les extrmes de lnergie potentielle totale du lac peuvent varier de 160 MWe 960 MWe. Mesurs en termes de production conomique sur 50 ans, un prix de $ 100/MWh, la production totale du lac varie entre $ 7 milliard et $ 42 milliard.

Les courbes de production dnergie sont uniquement illustratives et ne doivent pas tre prises comme un guide de prescription pour la production du gaz des concessions. Une valuation continuelle dfinira mieux le potentiel dfinitif de la production du lac.


Les figures illustrent quun taux lev de production dnergie pour exploiter le gaz mthane accumul dans le lac engendre une plus courte dure dinvestissement et ainsi, une faisabilit conomique rduite pour tablir un systme de gnration et de transmission dnergie. Les pentes montantes gauche reprsentent le temps ncessaire pour consolider le march de lnergie et le systme de transmission.

Les lignes horizontales les plus basses droite, qui se trouvent 90 MWe et 130 MWe, indiquent un taux largement incertain de la production du mthane long terme, et donc, une certaine variabilit dans le taux le plus adquat pour la production long terme de puissance lectrique.

Considrant les incertitudes qui ne peuvent tre rsolues sans la future surveillance du lac, les deux gouvernements devraient saccorder sur lattribution des concessions de production du gaz partir du lac en ayant lesprit que :

1. Les accords sur les concessions devraient se baser sur le taux dutilisation des ressources et sur la ressource totale utilise, et non pas sur puissance lectrique produite (voir section 2.4 ci-dessus) ;

2. Dune faon hypothtique, une cible de production du gaz qui convertit jus-qu 500 MWe environ, un rendement de conversion en puissance lec-trique de 40 %, peut tre recommande comme taux combin pour les deux pays. Ce taux pourrait tre augment 50% avec une installation dont la conversion de la puissance lectrique est efficace 60%.

3. Il semble quune cible de production totale du gaz qui extrait 1.9 km3/an deau partir de la ZR devrait tre atteinte aussi rapidement que possible pour r-duire suffisamment les concentrations du mthane et le risque grandissant dune ruption incontrle, dclenche par un vnement volcanique, et

4. Les oprations initiales de production du gaz ncessitent de commencer en-tirement avec le plan A1/A2.

Les deux pays devront saccorder sur la faon de partager ce potentiel de production, avec un accord sur les tapes de croissance ainsi que les taux de production maximale par pays.

Avant que les premires concessions expirent et quelles soient sur le point dun renouvellement, il sera ncessaire avec laide dune modle du lac dtudier et de dcider de la meilleure faon de faire la transition entre le rgime de 50 ans de production initiale relativement leve et un rgime adquate pour le long terme avec une production moins leve, limite par la rgnration annuelle naturelle du mthane. L'Autorit de Rgulation Bilatrale aura besoin d'tablir une meilleure connaissance de cette rgnration annuelle, ainsi que des mthodes d'extraction de gaz utiliser dans la priode de transition, quand on s'approche de la fin du rgime de production initiale.

2.6 Gestion du gaz carbonique dans le lac

Le gaz carbonique dans le Lac Kivu joue un rle plusieurs facettes. Il reprsente une menace, mais aussi une ressource. Comme gaz porteur, il rend possible lextraction du mthane, mais il contamine, en tant que combustible, le gaz produit.


Cest un coproduit du mthane dans le processus de gnration du gaz, mais comportant une valeur conomique limite. Il pourrait asphyxier la population lors dune ruption de gaz, mais il aide galement stabiliser la densit de leau profonde.

Pour les raisons cites ci-dessus, linventaire du gaz carbonique doit tre gr, zone par zone, pour :

rduire les pressions de gaz et le risque dune ruption incontrle due une activit volcanique ;

maintenir la densit pour contrler la re-stratification du gaz ; et

soutenir la force ascensionnelle du gaz ncessaire une production continue du mthane au cours de la vie productive du lac.

Jusque rcemment, il tait considr comme essentiel de soustraire le gaz carbonique du lac pour amliorer la scurit et la stabilit du lac. Ainsi, les mthodes initiales dextraction taient conues pour soustraire et vacuer 80 % ou plus du CO2. L'opposition lvacuation du CO2 tait uniquement base sur son rle de gaz effet de serre dans latmosphre.

Une analyse rcente et prcise du contrle de la densit et des exigences de la force ascensionnelle du gaz du lac conduit une politique de mesures plus quilibres et prcises pour contrler la stabilit et la production du lac. Ces mthodes sont discutes dans la Section 2.2 ci-dessus sur le contrle de la densit.

Les mthodologies utilises pour la production du mthane dtermineront lquilibre du CO2 dplac ou retenu dans les zones. Des indications montrent que le rgime ncessaire au contrle de la densit ncessiterait quenviron 50 60 % du CO2 restent dans leau rinjecte dans la Zone des Ressources, tandis que le reste est limin dans le gaz produit ou rejet dans la partie infrieure de la Biozone avec leau de lavage. A long terme, la quantit de gaz carbonique soustraire doit correspondre son accumulation.

Il est suppos, que la ncessit de contrler la densit de leau dgaze devrait automatiquement assurer un taux dlimination du CO2 permettant de maintenir la scurit publique long terme.

2.7 Incertitudes Supplmentaires

Dynamique des gradients de densit

Les gradients de densit ne sont pas dans un tat stable et ils changent avec les apports naturels deau dense dans le lac, causant une remonte apparente des gradients. Certains apports deau moins dense semblent contrecarrer la remonte de certains gradients, en diluant et diminuant la limite suprieure des gradients. Si cet effet serait prouv, il expliquerait lapparente stabilit des profondeurs des gradients affects.


La surveillance long terme devrait rsoudre ces incertitudes. La viabilit technique et conomique de la future extraction du gaz, y compris dans la ZRP, dpend du maintien de la localisation des gradients clefs proche de leur niveau actuel, pour assurer une mthode du ct de la scurit.

En particulier, si le gradient entre la Zone Intermdiaire (ZI) et la Zone des Ressources Potentielles (ZRP) remonte, la pression relative totale du gaz au-dessous de ce gradient pourrait augmenter graduellement vers la saturation. Si cette situation commence se dvelopper, lAutorit de Rgulation Bilatrale aura besoin dassurer une extraction suffisante du gaz partir de la Zone des Ressource Potentielles (ZRP) pour ramener le risque dune ruption incontrle des niveaux acceptables. La remonte des gradients rduirait la capacit du lac piger et maintenir la nouvelle production de mthane des concentrations suffisantes pour lextraction commerciale du gaz.

Si les gradients remontent, et lAutorit de Rgulation Bilatrale prouve le besoin de rduire ou darrter leur remonte, la seule solution apparente semblerait de dplacer leau dgaze, charge en sels et en nutriments vers un autre lieu. Actuellement, deux mthodes semblent possibles : rinjecter leau dgaze dans la limite infrieure de la Biozone avec un impact environnemental potentiellement grave, ou la rinjecter directement dans la Rivire Ruzizi. Cette dernire option transfert le problme de sels et nutriments dans le Lac Tanganyika, dune manire plus rapide que cela aurait t le cas normalement.

Proximit de lEmplacement des Installations dExtraction du gaz

Quand les installations dextraction du gaz sont places dune manire trop rapproche, on sattend ce que le panache de dispersion de leau dgaze se superpose dautres panaches en provenance des installations avoisinantes. Lextension, et donc lpaisseur des panaches ou le mlange des panaches, dpendent de mcanismes difficiles prdire. Cette extension et ce mlange devraient tre surveills ds le dbut de lextraction du gaz du lac. En fonction des taux dextension mesur, il peut y avoir un risque supplmentaire de court-circuit et un besoin de distribuer les installations dextraction du gaz sur une plus large tendue du lac.


3 Principes de base

Les gouvernements de la Rpublique du Rwanda et de la Rpublique Dmocratique du Congo devraient adhrer aux principes suivants en dterminant le nombre, lemplacement et la conception des installations dextraction.

3.1 Premirement : la Scurit Publique

En dveloppant les ressources en gaz du Lac Kivu, la premire priorit est dassurer la scurit publique. (Les profondeurs prises comme rfrences sont celles mesures en 2004).

PB1.1. La pression relative totale de gaz doit tre contrle toutes les profondeurs du lac pour rduire le risque dangereux druptions incontrles de gaz. Pour faire face ce dfi:

a) A long terme, le taux total dextraction du mthane de toutes les installations devrait tre gal au taux de production naturelle estim. Le taux de rgnration naturel dans la Zone des Ressources ncessite une meilleure quantification, par une surveillance des prochaines dcennies.

b) A court terme, le taux total dextraction du mthane de toutes les installations devrait tre plus grand que le taux de rgnration naturel pour rduire le risque relatif la scurit publique.

c) Les oprations devraient se concentrer sur la rduction des pressions totales des gaz des profondeurs o les niveaux de saturation sont les plus levs.

d) Le dveloppement de la ressource en gaz ncessite dtre incrmentielle pour tester les emplacements dextraction, les technologies et leurs capacits sadapter la structure et au comportement de la ressource. Pour cela, les installations dextraction doivent tre capables dtre dveloppes de manire modulaire pour atteindre la concession totale, et de faon concluante tre prtes et capables dajuster facilement les profondeurs dextraction de leau riche en gaz et de la rinjection (niveau de re-stratification) de leau dgaze.

PB1.2. Le gradient de densit globale du lac, principalement dtermine par la quantit de sels, ne doit pas tre significativement affaibli. Ainsi :


a) La stabilit de densit globale3 du lac ne doit pas tre rduite de plus de 25 %.

b) Le gradient principal de densit, situ approximativement 260 m de profondeur doit rester suffisamment fort pour prvenir les mouvements ascendants du mthane dissous, partir de la Zone des Ressources.

c) Il ne doit y avoir aucune dilution de la Zone des Ressources et de la Zone des Ressources Potentielles avec de leau qui na pas son origine de ces zones.

d) La redistribution dlibre des sels entre les zones doit tre vite.

PB1.3. La gestion de la quantit de gaz carbonique dans le lac doit tre quilibre entre le besoin de lliminer pour des raisons de scurit et le besoin de maintenir des concentrations suffisantes, pour maintenir la stratification du lac et les forces ascensionnelles du gaz pour les installations dextraction.

PB1.4. Les mthodes dextraction de leau devront tre durables, pour prserver la capacit future de la socit maintenir sa scurit tout en extrayant conomiquement le gaz.

PB1.5. La surveillance du lac entier doit tre excute rgulirement sous la direction de lAutorit de Rgulation Bilatrale, pour dtecter toutes concentrations inacceptables ou des accumulations de gaz qui ncessiteraient une intervention.

3.2 Deuximement : Protection de lEnvironnement

La seconde priorit est la protection de lenvironnement du lac, en particulier de la Biozone.

PB2.1 On ne doit pas rinjecter de leau dans la Biozone si elle na pas son origine de cette zone. Plus prcisment, il ne faut pas rinjecter dans la Biozone de leau contenant des nutriments provenant des profondeurs du lac.

PB2.2. Les changements dlibrs des flux verticaux de nutriments vers la Biozone doivent tre maintenus moins de 25 % des flux naturels sans extraction du gaz.

PB2.3. Les installations dextraction du gaz doivent tre conues de faon viter toutes missions de mthane et de sulfure dhydrogne dans latmosphre durant les oprations rgulires. Des missions limites,

3 La stabilit de Schmidt lnergie requise pour homogniser une tendue deau, exprime en Joules par m.


court terme, sont acceptables lorsque la scurit des installations est primordiale.

PB2.4 Leau de lavage contenant du sulfure dhydrogne sera rinjecte dans la partie infrieure de la Biozone.

3.3 Troisimement : Avantage social maximal

La troisime priorit est dobtenir le maximum davantages sociaux par un dveloppement de la ressource en gaz minimisant toute perte de mthane rcuprable.

PB3.1. Le mthane, qui retourne avec leau dgaze dans la zone do il a t extrait, nest pas considr comme perdu. Les concentrations en mthane doivent tre minimises dans leau de lavage rinject dans la Biozone.

PB3.2. Les concessions devraient tre octroyes, et les redevances des concessions devraient tre bases, sur la quantit de mthane contenu dans leau extraite de la ressource, afin dencourager les concessionnaires optimiser leur utilisation de la ressource en mthane. Les concessions devraient tre octroyes avec un accs aux profondeurs maximales du lac et aux emplacements sur le rivage. Les concessions octroyes confrent des droits aux concessionnaires, mais leur confrent simultanment la responsabilit de prendre soin de leur zone de concession.

PB3.3. LAutorit de Rgulation Bilatrale, conjointement avec les partenaires intresss et les experts, devrait laborer un plan dexploitation du gaz pour le lac qui minimise les risques druptions incontrles du gaz des niveaux acceptables, et donc dfinir le taux, lemplacement et lenvergure de lextraction du gaz.

PB3.4. Pour minimiser les pertes de la ressource en gaz, les concessionnaires doivent concevoir leurs installations avec la possibilit de rguler le dbit d'extraction pour tre capable de sadapter la demande et rpondre des rductions des besoins en gaz si ncessaire. Le brlage ou lvacuation continuelle, par exemple dans le but de suivre la demande d'lectricit, nest pas permise.

PB3.5 LAutorit de Rgulation Bilatrale devrait assurer que le public est totalement inform de la nature de la ressource en gaz, de lenvergure et des rsultats du programme de surveillance, ainsi que de lemplacement et de la production de gaz des concessions.


4 Les exigences obligatoires

En gnral, les codes et les normes internationalement reconnus ainsi que les pratiques industrielles de lindustrie gazire seront appliqus aux installations dextraction du gaz sur le lac Kivu. Simultanment, la scurit et lenvironnement de cet unique lac exigent que les conditions contenues dans ce document prdominent ces codes, normes et pratiques en cas de conflits.

Une force majeure peut tre instaure en cas des bouleversements inattendus comme une ruption volcanique majeure, des vnements sismiques, ou en cas de changements significatifs des concentrations en mthane dans la ressource en gaz du lac.

4.1 Les Exigences Techniques Obligatoires (ETO)

ETO1 : Lextraction et la rinjection de leau doivent tre effectues horizontalement. Lquipement doit tre conu pour empcher srement, pendant la dure de vie des installations, toute dviation accidentelle des flux de rinjection en dehors des flux horizontaux, et /ou de leur redirection en flux verticaux, lendroit de la rinjection.

La vitesse de sortie la rinjection sera assez faible pour que le dplacement vertical des isopycnaux (surfaces de densit gale) soit significativement plus petit que lpaisseur du panache de rinjection. La conception des installations doit tre labore de faon prvenir toutes dviations accidentelles pendant toute la dure de vie de linstallation.

La conception et le choix de matriaux doivent prouver que la corrosion ou la fatigue ne peuvent pas causer un chec prmatur dune partie de ces points de rinjection. La dure de vie de la conception (matriaux ainsi que le travail) doit tre de 50 ans. La fabrication des tuyaux de rinjection doit se conformer aux normes les plus leves.

ETO2 : Lutilisation de leau de dilution pour ajuster la densit de leau dgaze avant sa rinjection est prohibe, si elle est prise partir dune autre zone. Si ncessaire, leau de dilution doit tre prleve partir de la zone o leau dgaze est rinjecte.

ETO3 (Le Plan A1): Lors de lextraction de leau riche en gaz partir de lZSR et de la rinjection de leau dgaze dans la mme zone, lobjectif est doptimiser la production du gaz partir de lZSR. Ainsi, leau dgaze doit tre rinjecte et se re-stratifier dans la limite infrieure du gradient principal de densit ( 270 m de profondeur en 2004). Atteindre cet objectif ncessitera un contrle de la densit de leau dgaze travers sa teneur en CO2 (liminer environ 40 %), et un dimensionnement de linstallation industrielle vitant des courts circuits entre les points de rinjection et ceux dextraction. Comme cet objectif


est la fois essentiel et difficile atteindre, un concessionnaire doit tre capable de dmontrer compltement sa capacit latteindre auprs de lAgence de Rgulation Bilatrale avant de commencer tous travaux de construction.

ETO4 (Le plan A2) : Lors de lextraction de leau riche en gaz partir de ZIR et de la rinjection de leau dgaze dans la mme zone, lobjectif est doptimiser la performance du plan A1 en permettant une production additionnelle de gaz partir de ZIR. De ce fait, leau dgaze doit tre rinjecte pour se re-stratifier la limite infrieure du gradient de densit secondaire qui spare la ZSR et ZIR ( 325 m de profondeur en 2004). Atteindre cet objectif ncessite un contrle de la densit de leau dgaze travers sa teneur en CO2 (environ 45 % enlever). Le plan A2 (ce ETO 4) doit tre mis en application uniquement si les oprations du plan A1 (ETO 3) fonctionnent, et un taux correspondant environ 50% du taux total deau extrait par les installations du plan A1.

ETO5 (Le plan B) : Lors de lextraction de leau riche en gaz partir de ZIR et de la rinjection de leau dgaze dans la ZSR, lobjectif consiste dplacer leau riche en gaz depuis la limite suprieure de la ZSR et de la remplacer par de leau pauvre en gaz, en vue de rduire le risque druption prmature, incontrle du lac.

De ce fait :

a) Leau rinjecte doit se re-stratifier le plus prs possible de la limite infrieure du gradient principal de densit ( 270 m de profondeur en 2004) et bien audessus de la limite suprieure du gradient de 310 m (300 m de profondeur en 2004). Atteindre cet objectif ncessitera, par exemple, l'utilisation d'une combinaison dajuster la rinjection une profondeur approprie, de contrler la densit de leau dgaze travers sa teneur en CO2 (liminer au minimum 50 %) et d'utiliser de multiples diffuseurs sur le tuyau lendroit de la rinjection. Etant donn que cet objectif est la fois essentiel et difficile atteindre, un concessionnaire doit tre capable de dmontrer compltement sa capacit latteindre auprs de lAgence de Rgulation Bilatrale avant de commencer tous travaux de construction.

b) La profondeur dextraction peut tre initialement choisie pour faciliter le contrle de la densit de leau rinjecte en extrayant de leau moins dense. Durant toute la dure dune concession, loprateur doit tre prpar abaisser sa profondeur dextraction plus proche du fond du lac pour pouvoir maintenir sa production. En vue dtre capable de grer les pressions gazires tous les niveaux, certaines installations doivent au moins extraire partir des endroits les plus profonds du lac.


ETO6 : Lors de lextraction de leau riche en gaz partir de la Zone des Ressources Potentielles et de la rinjection de leau dgaze dans la mme zone, leau dgaze doit tre rinjecte en vue de se re-stratifier la limite infrieure du gradient de densit situ au-dessus ( 200 m de profondeur en 2004). Atteindre cet objectif ncessite un contrle de la densit de leau dgaze travers sa teneur en CO2 et de dimensionner linstallation en vue dviter tout court-circuit entre les positions de rinjection et celles dextraction.

ETO7 : Le gaz mthane produit au large (offshore) ne doit pas tre transport terre dune manire qui puisse affecter lutilisation de la surface du lac ou de risquer une ruption du gaz partir d'en dessous de la Biozone. Les tuyaux utiliss lexportation du gaz doivent tre situs plus de 10 m de profondeur. LAutorit de Rgulation Bilatrale peut approuver des tuyaux moins profonds dans des circonstances spciales. Tout tuyau doit tre conu et quip de faon viter, en toutes circonstances, un flux incontrl de gaz travers le tuyau et une fuite de gaz en dessous de la Biozone.

ETO8 : La conception des systmes dextraction des eaux profondes doit viter tout effet dauto-siphon du gaz, si une rupture apparaissait (par exemple dans un tuyau dextraction ou de rinjection) qui entranerait les combinaisons dangereuses suivantes :

a) Une longueur de tuyau ouvert restant suspendu ou vertical,

b) avec la partie infrieure se trouvant dans la Zone des Ressources,

c) La partie suprieure suffisamment proche de la surface pour maintenir un auto-siphon du gaz.

Les concessionnaires du gaz et les concepteurs de leurs installations doivent prsenter des arguments convaincants pour que la conception de leurs tuyaux subaquatiques puisse prvenir cette ventualit avec suffisamment de fiabilit pour assurer la scurit en cas daccidents. Le concepteur doit dmontrer que, soit le flux dans le tuyau sera compltement arrt ou que le tuyau sera naturellement mis dans une orientation, ne reliant plus la Zone des Ressources avec les 70 premiers mtres du lac de faon quil ne puisse pas maintenir un auto-siphon de gaz.

ETO9 : Les conceptions des installations dextraction du gaz doivent assurer quaucune mission gazeuse naura lieu pendant les oprations normales. Au minimum, les installations dextraction seront conues et gres de faon respecter les points suivants concernant les fuites de CH4, CO2 et H2S lors de situations anormales:

a) Les installations au large : La quantit de chaque gaz dgag dans latmosphre doit tre telle que les concentrations atmosphriques rsultantes ne nuisent personne au sein de linstallation comme dans ses environs.


b) Les installations terrestres : La quantit de tout gaz dgag dans latmosphre ne doit pas entraner des concentrations atmosphriques pouvant nuire aux personnes situes lintrieur des installations ou causer des prjudices aux personnes qui se trouvent dans les environs.

ETO10 : Lusage optimal du dpt gazier qui minimiserait limpact environnemental exige que les conceptions des installations soient ralises de faon minimiser la perte de mthane dissous dans leau de lavage.

ETO11 : Leau de lavage, contenant du sulfure dhydrogne et dcharge dans la biozone, doit tre injecte au-dessous des profondeurs habites par les poissons, afin dviter leur mort dans le biozone (actuellement situ environ 60 m de profondeur) et se re-stratifier au dessus du centre suprieure du gradient de densit situ en dessous (actuellement environ 70 m de profondeur).

ETO12 : Le systme de production du gaz doit tre indniablement conu pour produire le maximum dnergie utile tout en minimisant les pertes irrcuprables.

ETO13 : Pour tre capable de ragir aux changements, mentionns dans 2.7, le concessionnaire doit inclure dans sa conception la capacit dajuster les niveaux dextraction et les niveaux de rinjection de temps en temps, ou si ncessaire de simultanment rinjecter de multiples niveaux.

ETO14 : La localisation des plateformes dextraction du gaz et des installations satellites associes sera situe au moins 500 m de la limite intrieure de chaque concession. Cette marge devrait permettre une distance suffisante tous les systmes dancrage pour rester compltement dans les limites de la concession.

4.2 Les Exigences Administrative Obligatoires (EAO)

EAO1: Avant de solliciter une permission pour construire des installations dextraction du gaz, les concessionnaires doivent tre capables dentirement prouver que :

a) La conception de leurs installations et leurs procdures oprationnelles seront en accord avec les articles de ce document; et que

b) Leurs tudes dimpact sur lenvironnement prennent en considration ces articles.

Si les installations existantes deviennent non conformes une version actualise de ce document, lAutorit de Rgulation Bilatrale informera loprateur de cette non-conformit et les deux parties ngocieront dun plan convenu mutuellement pour rendre linstallation conforme.


EAO2: Les localisations des quipements de captage et de rinjection de leau seront approuves par lAutorit de Rgulation Bilatrale, elles seront bases sur la profondeur, la sparation horizontale ainsi que les dbits volumtriques.

EAO3: Avant la construction, les plans de conceptions doivent tre soumis lAutorit de Rgulation Bilatrale pour approbation. Cette information sera garde confidentielle. Les plans de conception soumis doivent au moins inclure toutes les configurations suivantes : tuyaux immergs, systme de pompage, sparateurs, gazoducs, les installations de traitement du gaz, les rservoirs tampon pour le stockage du gaz, les systmes de mlange deau, les compresseurs et soufflantes; les systmes d'alimentation lectriques sur les barges situes au large, ainsi que les systmes de brlage du gaz. Tous les matriaux immergs pour la construction des tuyaux subaquatiques ainsi que les systmes dancrage doivent faire partie de la documentation soumettre.

Les plans des conceptions doivent inclure des plans de circulation des fluides (schmas de procd) et des plans de tuyauterie et dinstrumentation (IT) prpars en conformit avec ISO 10628. La conception aura t soumise au processus HAZOP (l'analyse des dangers et d'oprabilit) et le rapport HAZOP doit tre soumis avec les plans des conceptions. Cette information sera garde confidentielle. Les plans de circulation des fluides incluront au minimum les informations de base dcrites dans la section 4.2.1, ainsi que les articles a (bilan de masse pour tous les gaz et leau), b, c et d de la section 4.2.2 dISO 10628, et les plans de tuyauterie et dinstrumentation contiendront au minimum linformation de base mentionne dans la section 4.3.1, ainsi que les articles c, d, e, f et g de la section 4.3.2.

EAO4 : Les donnes pertinentes de la conception, qui seront rapportes au stade de la conception pour toutes les installations individuelles dextraction, et qui seront rendues publiques, incluront mais ne seront pas limites :

a) la profondeur de toutes les ouvertures des tuyaux dextraction et de rinjection;

b) la conception des tuyaux dextraction et de rinjection : diamtre, lasticit, conductivit thermique, la forme de louverture du tuyau permettant un mlange interne de leau rinjecte avec leau avoisinante du lac, jecteur/diffuseur etc.

c) les dbits planifis pour toute leau extraite et rinjecte dans le lac.


d) les dbits planifis incluant un bilan de masse total, et exprims en Systme dUnits International SI (t/h ou normal4 m3/h ou km3/h etc.) pour tous les flux de gaz produits dans les processus dextraction.

e) les concentrations en mthane, en dioxyde de carbone et en sulfure dhydrogne dans les flux mentionns deau et de gaz, montrant les efficacits de lextraction ainsi que les pertes en gaz.

f) les calculs dtaills et vrifiables des niveaux de re-stratification prvus de leau dgaze et de leau de lavage.

g) les quantits dlectricit vendables ainsi que toutes les consommations internes en lectricit occasionne par lextraction du gaz.

Tous changements ultrieurs par rapport aux donnes mentionnes ci-dessus doivent tre soumis lAutorit de Rgulation Bilatrale pour approbation.

EAO5 : lAutorit de Rgulation Bilatrale a le droit daccs aux installations dextraction de gaz pour une inspection nimporte quel moment, et avertira les oprateurs de linstallation suffisamment lavance de ce genre dinspections. Loprateur a lentire responsabilit de la scurit de ces installations et donc daccorder son accs. Le personnel de lAutorit de Rgulation Bilatrale aura reu toute la formation ncessaire concernant la scurit exige par loprateur pour avoir accs aux installations situes au large. Loprateur fournira une telle formation.

EAO6 : Au dbut dune nouvelle installation ou dune installation modifie, un concessionnaire doit engager une tierce partie qualifie pour laborer la surveillance du lac (par exemple des mesures de profils de salinit et de temprature) autour du lieu de rinjection. Cette surveillance dmontrera, avec suffisamment de fiabilit et de prcision, la forme des panaches de toutes les eaux rinjectes (leau dgaze et leau de lavage). Le but est de mesurer et de rapporter, depuis le stade prliminaire jusqu lobtention de rsultats suffisants, quil ny a pas de dviations par rapport aux niveaux de re-stratification dfinis dans ce document. Si ncessaire, un ajustement du contrle de la densit doit tre nouveau suivi par une surveillance jusqu ce quun rsultat satisfaisant soit obtenu. Le rapport de la tierce partie sera soumis lAutorit de Rgulation Bilatrale.

EAO7 : Les oprateurs des installations dextraction de gaz doivent donner des rapports lectroniques sur certaines donnes des oprations ainsi que de surveillance, la manire et la frquence dfinies par

4 Les conditions normales se rfrent 0 C et la pression atmosphrique normale (101325 Pa).


lAutorit de Rgulation Bilatrale. Les oprateurs doivent tre prts fournir des rapports automatiques et en ligne (online), si requis par lAutorit de Rgulation Bilatrale. Ces donnes vont tre rendues publiques et utilises avec dautres donnes pour dvelopper une meilleure comprhension scientifique du lac, ainsi que des directives amliores sur la conception, la scurit et lopration des concessions dextraction. Loprateur assurera que des points dchantillonnage pour tous les principaux flux soient installs, avec des vannes convenables pour prendre les chantillons ncessaires et pour que la tierce partie dsigne par lAutorit de Rgulation Bilatrale puisse prendre des chantillons sur demande. Les installations seront conues de faon permettre de faire des tests dinjection de traceurs ( travers les points dchantillonnages).

Les donnes tre rapportes incluent les paramtres suivants :

a) Moyennes par heure des dbits pour toute leau extraite du lac et rinjecte dans le lac, ainsi que les taux du gaz produit ou du courant lectrique (MW) et la production cumule. Les compteurs de dbit seront talonns une fois par an et les copies des rapports de l'talonnage seront soumises lAutorit de Rgulation.

b) Les moyennes mensuelles des dbits pour tous les flux de gaz produits par le processus dextraction, incluant un bilan des masses montrant lefficacit de lextraction du mthane ainsi que le taux dlimination relative du dioxyde de carbone.

c) Les moyennes mensuelles de la temprature de leau, de la conductivit et de la salinit ainsi que les concentrations de mthane et de dioxyde de carbone, du sulfure dhydrogne et de lazote dans les flux deau et de gaz, ainsi que la densit calcule et/ou mesure de leau rinjecte.

Dautres donnes peuvent tre ajoutes si des proccupations sur le lac lexigent.

Une fois par mois, une srie danalyses des paramtres de leau seront ralises dans un laboratoire agr sur des chantillons de leau extraite et rinjecte.

EAO 8 : Les concessions devraient tre limites dans le temps considr comme appropri par lAutorit de Rgulation Bilatrale. En considrant une demande de renouvellement dune concession, lAutorit de Rgulation Bilatrale devra considrer, entre autres :

a) le plan complet de gestion du rservoir de gaz du lac ;

b) la disponibilit des mthodes dextraction du gaz plus efficaces et plus adquates ;


c) le besoin potentiel de modifier la profondeur dextraction ou de rinjection et/ou sa localisation ; et

d) le besoin potentiel de changer le taux dlimination du dioxyde de carbone.

LAutorit de Rgulation Bilatrale a le droit de dterminer quelles sont les conditions techniques de renouvellement exiges.

EAO 9 : Une condition pralable pour obtenir la permission de commencer toute installation dextraction de gaz est que lAutorit Bilatrale Comptente ou sa reprsentation ait eu lopportunit dinspecter tous les tuyaux subaquatiques ainsi que leur quipement (tout comme les matriaux dont ils sont composs) lorsquils sont assembls terre et avant leur installation sous leau.


5 Les directives

Ces Directives reprsentent des lments de bonne pratique qui devraient tre suivis par le concepteur pour chaque installation dextraction du gaz. Les Directives sont numrotes en fonction des ETO auxquelles elles sont applicables. Les profondeurs sont telles que mesures en 2004.

D1 : Pour un contrle maximum du niveau de re-stratification, la rinjection de leau travers les tuyaux de rinjection verticaux devrait toujours tre horizontale, par exemple grce un T renvers. Louverture devrait tre conue pour produire un flux aussi prs que possible dun flux laminaire, en rduisant au minimum les turbulences, les vortex, etc. Par exemple, des options sont: des aubes de redressage (pour couper le tourbillon) et des cnes de sortie ou bien des diffuseurs pour diminuer la vitesse de sortie.

D2 : Le contrle actif de la densit de leau de rinjection tant un lment cl de la conception, la densit devrait tre calcule en se basant sur les dbits deau, la temprature, la salinit, et les concentrations des gaz dissous, en utilisant la formule de densit de Chen et Millero dveloppe par Schmid et al (2004) et par West et al (2008) pour les calculs de la densit5. Ce modle a t labor sur la base de meilleures connaissances; tous les rsultats devront tre vrifis par une surveillance aprs le dmarrage, et si ncessaire, des ajustements de la densit devraient tre effectus, pour atteindre lobjectif de la re-stratification.

D3 : Comme la Zone Suprieure des Ressources est relativement peu profonde, les mthodes dextraction employes dans le Plan A1 pour cette zone doivent tre capables dextraire leau et de la rinjecter avec prcision. La conception devrait considrer cette difficult par la forme et la distribution des jets pour leau de rinjection, afin dobtenir un flux laminaire et horizontal autant que possible, ainsi quun contrle prcis de la densit de leau de rinjection, pour assurer la stratification spcifie dans ETO 3.

Pour viter un court-circuit entre les points de captage et de rinjection de leau, la taille de linstallation dextraction devrait tre soigneusement value. La tendance au court circuit et ainsi le risque dchec augmente avec la taille de linstallation. Une installation de 4 MWe pourrait fonctionner dans ces conditions dintervalles verticaux troits entre le captage et la rinjection, alors quune installation de 20-25 MWe ne le pourrait pas. Actuellement, il ny a pas suffisamment dexprience des oprations pour pouvoir tre plus explicit. Tout concessionnaire dbutant avec le concept ETO3 est conseill de commencer avec des installations petite chelle.

5 A obtenir auprs de lAutorit de Rgulation Bilatrale.


D4 : Les dfis des oprations du Plan A2 sont de mme nature que les oprations du Plan A1 une exception prs. Grce des distances verticales plus larges entre lextraction et la rinjection, le risque de court circuit devrait tre minime. Pour cette raison, il devrait tre techniquement et conomiquement justifiable de construire des installations dextraction du gaz plus larges pour le Plan A2.

D5 : Lorsque les concessionnaires changent des oprations du Plan A1/A2 (ETO 3/4) pour celles du Plan B (ETO 5), la grande distance verticale entre le point dextraction et le point de rinjection, incluant le gradient de densit de 310 m, permettra dutiliser des units dextraction plus larges tout en vitant des courts circuits.

Si la transition au Plan B (ETO 5) est ncessaire d un chec des installations dextraction du Plan A1 drainer le gaz de l'ZSR, pour extraire initialement autant de gaz de lZSR que possible, les installations dextraction du Plan A1 et A2 devraient passer par un mode transitoire dextraction, probablement pendant 1 ou 2 dcennies, dans lequel de leau moins dense est extraite de la profondeur de 360 m pendant que l'eau dgaze est rinjecte comme dcrit pour le Plan B (EAO5, point a), facilitant ainsi un niveau de re-stratification le plus haut possible de leau dgaze. Lobjectif de cette mode transitoire est de minimiser au maximum la dilution de lZSR qui sera alors en expansion.

Lorsque le gradient de 310 m a t abaiss, se rapprochant du point intrimaire dextraction (360 m), le niveau dextraction du gaz devrait alors tre dplac en allongeant les tuyaux d'extraction le plus proche possible du fond du lac, approximativement 460 m de profondeur. Le dgagement du CO2 devra tre ajust pour que la densit de leau dgaze permette une re-stratification la plus proche possible de la partie infrieure (270 m de profondeur) du gradient de 260 m.

Si la transition vers le ETO 5 (le Plan B) a lieu aprs extraction de tout le gaz de lZSR, alors les concessionnaires sont libres de choisir leur profondeur dextraction, incluant aussi une extraction directement partir de 460 m de profondeur.

D6 : Les dfis des oprations de ETO6 sont trs similaires de ceux des oprations de ETO3. Lorsque lextraction du gaz partir de la ZRP dbutera, il est attendu quune exprience suffisante sera disponible grce au Plan A1, pour comprendre les implications prcises du ETO 6. Aprs quelques dcennies, les concessionnaires devraient tre prts recevoir un ordre de lAutorit de Rgulation Bilatrale de commencer lextraction du gaz partir de la ZRP, au cas o elle naurait pas encore commenc volontairement.

D7 : Etre en conformit avec le ETO7 peut tre atteint en suivant une des deux contraintes suivantes :

a) La pression maximum oprationnelle permise du gaz transport la surface ne doit pas dpasser 8 bar (manomtre). Dans ce cas, il


ny a pas de restrictions sur la profondeur laquelle le tuyau peut tre install dans la Biozone.

b) Un tuyau flottant en dessous de la surface doit tre construit de faon ce quil ne coule jamais (en cas de dfaillance d'lments de construction). Dans ce cas, il ny a pas de restriction sur la pression maximale oprationnelle.

Une solution instrumentalise pour assurer la scurit de la conception et de lopration du tuyau nest pas considre comme suffisamment fiable long terme, et elle nest donc pas acceptable.

D8 : Des exemples de solutions techniques acceptables conformes au ETO 8 sont :

a) Le sommet du tuyau cass tombe pour simmobiliser plus de 70 m de profondeur.

b) Une vanne de fermeture automatique (qui ferme automatiquement aussi en cas de dfaillance technique quelconque) en cas dchec de fermeture devrait tre monte en dessous de la profondeur, o le dgazage dbute thoriquement, de prfrence autour de 180 m de profondeur.

D9 : Les missions dans latmosphre doivent tre minimises. Cette exigence sapplique aussi pour viter de brler le gaz produit, pendant lentretien des installations de production dlectricit ou dans le cas dune rduction de la demande en lectricit dans les lignes de transmission. La capacit dextraction du gaz exige dtre capable de suivre toutes variations de la demande de courant partir des lignes de transmission, autrement il faudra stocker ou utiliser le gaz dautres fins avantageuses.

D10 : Afin de rduire les variations de temprature au cours dune anne (et donc de la densit et le niveau de re-stratification), leau de lavage devrait tre extraite approximativement 40 m de profondeur. Ceci minimisera galement les problmes potentiels de :

a) formation dune atmosphre explosive lintrieur du systme de lavage (par exemple aprs larrt de lextraction du gaz pendant que leau de lavage continue couler, pendant les oprations de dmarrage ou lors de perturbations d'exploitation).

b) La croissance organique dans labsorbeur.

Les oprateurs devraient mesurer la concentration doxygne dans les parties adquates du systme de dgazage et assurer quelles natteignent pas des niveaux dangereux.

Les Directives additionnelles (qui ne sont pas lies aux ETOs)

D15 : Les tuyaux dextraction deau devraient tre localiss et conus pour rduire l'entrainement de sdiments.


D16 : Des mesures de prcautions pendant la construction et l'exploitation devraient considrer et rpondre aux risques dune remonte de bulles provenant des sdiments du fond du lac lorsque :

a) tout objet lourd comme le tuyau dextraction tombe au fond du lac;

b) les ancrages pour les installations flottantes sont dposs; et

c) un glissement des sdiments immergs ou dautres causes similaires provoquant une apparition spontane de bulles de gaz.

D17 : Une faon de se conformer aux exigences lie llimination du dioxyde de carbone des ETO 3, 4, 5 et 6 consiste produire du gaz avec une concentration du mthane relativement faible (par exemple 40 % ou 50 %) et de gnrer de llectricit avec des moteurs conus pour le biogaz. Ceci minimise lutilisation du courant pour leau de lavage et en mme temps, minimise la quantit du mthane perdu dans la Biozone avec cette eau de lavage.

D18 : Leau de la partie la plus profonde du lac est hautement corrosive et une attention particulire est recommande lors du choix des matriaux de construction. Par exemple, lutilisation dacier revtu pour les gazoducs vers la rive nest pas recommande, car la roche volcanique peut facilement percer un trou dans la couverture et ainsi conduire une corrosion rapide perant un trou dans le tuyau.

D19 : Les installations devraient tre conues de faon permettre une remonte et une descente facile des tuyaux dextraction et de rinjection, pour faciliter linspection ou pour modifier les profondeurs dextraction ou de rinjection comme peut lexiger lAutorit de Rgulation Bilatrale.

D20 : Les courbes bathymtriques de Lahmeyer existantes ne sont pas suffisamment prcises pour des objectifs lis la construction. De plus, les sdiments du fond du lac sont mous et les ancrages sy enfonceront dune certaine distance. Avant de dbuter toute conception dtaille, ces facteurs devraient tre tudis davantage.


6 Adoption dune mthodologie dextraction par le groupe dexperts

Le groupe dexperts a principalement discut deux mthodes principales mais divergentes pour extraire le mthane du lac: la mthode du maintien des zones du lac (MMZ) et la mthode de labaissement des gradients de densit (MAG).

La MMZ a pour objectif de maintenir la densit de stratification actuellement prsente dans le lac. Elle est base sur lide que la densit de stratification est la principale force stabilisante, protgeant dune potentielle ruption des gaz du lac et formant une barrire utile pour le renouvellement du mthane. Elle devrait donc tre protge. De plus, elle empche le transfert de nutriments et dautres substances rduites, qui sont fortement enrichie dans la ZR (Pasche et al., 2009, Tassi et al., 2009) un niveau au-dessus du gradient principal de densit. A partir du niveau de rinjection, ils seront lentement transports vers la surface par un processus de transport interne du lac (West et al., 2009, Schmid et al., 2005), avec des effets difficilement prdictibles mais clairement ngatifs pour lcosystme du lac.

La MAG (Tietze 2000, Tietze 2007b) a pour objectif dliminer les gaz du lac le plus vite et compltement possible. Les eaux riches en gaz sont donc extraites de la ZR, et dplaces au dessus de la ZR, en la rinjectant au-dessus du gradient principal de densit, afin dabaisser ce gradient et dliminer tous les gaz dissous dans la ZR. La profondeur optimale de rinjection de cette mthode devrait tre dfinie, mais elle est actuellement estime tre localise aussi proche que possible de la limite suprieure de la ZRP. Ce niveau de rinjection permettrait galement une extraction potentielle future du mthane de la ZRP, tout en mitigeant la remonte des nutriments et dautres substances dissoutes. Lavantage vident de cette mthode dextraction est quelle empche tout court-circuit potentiel entre les points de rinjection et dextraction des installations dextraction, ainsi que toute dilution du mthane de la ressource avec de leau dgaze. La conception technique des installations dextraction de la MAG est plus simple et donc moins enclin un chec d un court circuit que pour la MMZ.

Le fonctionnement simultan de la MMZ et de la MAG grande chelle provoquerait des incompatibilits. Labaissement du gradient par la MAG ncessiterait des installations utilisant la MMZ pour continuellement ajuster les profondeurs dextraction et de rinjection suivant ces gradients changeants. Le groupe dexpert a donc slectionn leur option prfre entre ces deux mthodes. Aprs une valuation dlicate des pour et des contre des deux mthodes, la majorit du groupe dexpert a prfr la MMZ, alors quune minorit a prfr la MAG.

Les Principes de Bases et les Exigences Requises dcrits sont donc bass sur lhypothse que le mthane sera extrait, en utilisant principalement la MMZ avec une stratgie dextraction dcrite en dtail ci-dessus. On peut sattendre ce que la surveillance du lac et les futurs projets de recherche vont amliorer la connaissance des processus internes du lac. Ils dmontreront les rponses du lac, et lefficacit de la stratgie dextraction mise en place. Si ces rsultats devraient prouver la ncessit de modifier la stratgie dextraction, ce document devrait tre revu et adapt de manire adquate.


Le groupe dexperts, aprs avoir t inform du modle de lAutorit de Rgulation Bilatrale incluant un Groupe Consultatif dExperts (EAG) comme adopt Copenhague en mai 2009, recommande de donner cet EAG un rle important dans ce processus itratif dadaptation. Le EAG devrait, parmi dautres, tre charg de la tche continue dinterprtation des nouvelles donnes gnres par la surveillance du lac et par la surveillance des installations dextractions.


7 Littrature

La littrature cite ci-dessous fournit des informations complmentaires pour comprendre les Principes de Bases, les Exigences Requises et les Directives de ce document. Comme ces rfrences nont pas examin le sujet des rgles dextraction du mthane dune manire aussi dtaille que le groupe dexperts, ces rfrences ne peuvent pas constituer une base lgitime pour formuler des objections ces prescriptions.

CHEN, C.T., and F.J. MILLERO (1986). Precise thermodynamic properties for natural waters covering only the limnological range. Limnol. Oceanogr. 31: 657-662.

HALBWACHS, M. (2007). Increasing Gas Content: Implications for Lake Kivu Monitoring and Extraction Strategies. Lecture at Workshop on Lake Kivu Monitoring, Ministry of Infrastructure, Republic of Rwanda, Gisenyi, 26 March 2007.6

HIRSLUND, F. (2007). Lake Monitoring and Design Constraints for floating gas extraction platforms. Lecture at Workshop on Lake Kivu Monitoring, Ministry of Infrastructure, Republic of Rwanda, Gisenyi, 26 March 2007.

KATAOKA, T., M. TSUTAHARA, and M. TANAKA (2000). Point sink flow in a linearly stratified fluid of finite depth. Physics of Fluids 12(11): 2775-2786

KLING, G., S. MacINTYRE, J.S. STEENFELT, and F. HIRSLUND (2006). Lake Kivu gas extraction, Report on lake stability, June 2006, 103 p.

LORKE, A., K. TIETZE, M. HALBWACHS, and A. WEST (2004). Response of Lake Kivu stratification to lava inflow and climate warming. Limnol. Oceanogr. 49(3):778-783

NYIRAHUKU, C. (2007). Ongoing methane gas Projects. Lecture at Workshop on Lake Kivu Monitoring, Ministry of Infrastructure, Republic of Rwanda, Gisenyi, 26 March 2007.

SCHMID M., K. TIETZE, M. HALBWACHS, A. LORKE, D. McGINNIS, and A. WEST (2003). How hazardous is the gas accumulation in Lake Kivu? Arguments for a risk assessment in light of the Nyiragongo volcano eruption of 2002. Acta Vulcanologica Vol14/15, No 1-2, p 115-122

SCHMID, M., M. HALBWACHS, and B. WEHRLI (2004). Report of the scientific expeditions to Lake Kivu in November 2003 and February 2004. Eawag

SCHMID, M., M. HALBWACHS, B. WEHRLI, and A. WEST (2005). Weak mixing in Lake Kivu: New insights indicate increasing risk of uncontrolled gas eruption. G3 Research Letter 6: Q07009, doi:10.1029/2004G

Prescriptions de Gestion de Lac Kivu - Version Finale de 7 Jan 2010_0

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