Barrage

Les barrages peuvent êtres utiles dans la lutte contre l'ensablement. Nous tout d'abord pris comme référence pour la realisation, les coûts et les impacts l'exemple des barrages d'Inga.

Les Barrages Inga: une référence

  • Inga III et Grand Inga

Le projet Grand Inga a été imaginé dès les années 70 sur les chutes exceptionnelles du fleuve Congo, à 220 km en aval de la capitale congolaise, Kinshasa. Sur le site, deux barrages, Inga I et II, ont déjà été construits. Le premier, d’une capacité de 350 mégawatts (MW) fonctionne depuis 1972, le second (1.400 MW), depuis 1982. Un troisième, Inga III (4.300 MW), devrait être construit à partir de 2010. Partant du réservoir qui alimente Inga I et II, il s’agira de construire un canal qui amène l’eau au travers d’une colline voisine avec au bout un barrage et des turbines. Puisque aucune grande surface ne devrait être inondée pour Inga III, les planificateurs du projet, espèrent qu’il pourrait selon les normes du protocole de Kyoto être classer comme "énergie verte". Dans ce cas, des revenus supplémentaires pourraient être obtenus simplement de la vente d'électricité dans le cadre du commerce mondial d'émission (Business in Africa 18.5.2004).

> Barrages Inga et projet Grand Inga

Le rendement d'Inga III dépendra des investissements. Actuellement, l'approvisionnement d'eau ne suffit que pour l'actionnement de 7 turbines qui pourraient produire environ 1350 MW. Avec un approvisionnement d'eau plus élevé 9 autres turbines pourraient être installées et ainsi augmenter la performance à 3500 MW. D'autres pronostics partent du principe qu'après un élargissement, une capacité de près de 4.500 MW serait possible. Cet projet d'élargissement appelé Grand Inga mesurerait 15 km de long pour 205 m de haut et coûterait environ 3,7 milliards de dollars américains (NEPAD, 2003).

> Donées techniques du grand Inga

 

  • L’intérêt du site d’Inga

Toute une série de caractéristiques ont mis Inga à l’avant plan des sites à possibilités énergétiques gigantesques, tels les Trois Gorges en Chine et Itaïpu en Amérique du Sud. Les principaux points d’intérêt d’Inga sont les suivants.

  • Intérêts sur le plan géographique

a) La proximité de l'océan: Inga n’est qu’à 150 km de l’embouchure du Congo dans l’océan Atlantique et à moins de 50 km de Matadi, actuellement port principal de la RDC.

b) Pente naturelle que les fleuves longent à divers endroits

c) La proximité de Kinshasa: Inga se trouve à quelque 300 km de Kinshasa, la capitale, qui avec ses 2 millions d’habitants constitue un intéressant réservoir de main d'œuvre, indispensable à tout projet d’industrialisation.

d) Les rives du Congo, de Matadi à l'océan Atlantique, se prêtent à l’installation d’industries « bord à quai ».

  • Intérêts sur le plan de l’équipement hydro-électrique

a) L’énergie y est abondante: 39 GW pouvant livrer 300 TWh/an, cela dès l’achèvement du élargissement « Grand Inga » nécessitant la construction d’un barrage coupant le fleuve en amont de Sikila.

b) Elle est disponible d’une manière quasi-constante: le débit du fleuve varie très peu, de quelque 25000 à 75 000 m3/s. Il n'y a pas de réelles saisons sèches.

c) L’équipement du site, ainsi que les investissements, peuvent se faire progressivement.

d) Les ouvrages de génie civil y sont relativement modestes: en effet pour retirer une production annuelle de 1 million de kWh on ne devrait mobiliser que 52 m3 de béton (ou équivalent) alors que sur les meilleurs sites mondiaux on atteint 250 à 1 000 m3.

e) Il en résulte un coût d’investissement très bas, de 340 à 700 USD/kW selon le stade d’équipement.

f) Le prix de revient de l’électricité produite serait inférieur à 0,015 USD/kWh.

  • Examen des tracés du canal de dérivation

Trois tracés ont été envisagés:

1. Inga-Matadi;

2. Inga-Boma centre;

3. Inga-Boma amont.

Le schéma des trois tracés est identique: on part de la cote 205 à proximité des futurs barrages sur la Bundi. À l’aide de deux ouvrages de haute chute on s’élève à la cote 300 fixée pour le bief de partage afin, d’une part, de limiter le nombre d’ouvrages et, d’autre part, de diminuer le volume des terrassements. Les cols sont franchis au moyen de tranchées profondes (type canal de Panama ou canal de Corinthe). Ensuite on rejoint le fleuve à l’aval par paliers successifs réalisés dans les affluents du Congo.

1.Tracé entre Inga et Matadi: c'est le plus court, il exige moins de terrassements et de travaux annexes. Malheureusement, il aboutit en face de Matadi perpendiculairement au fleuve dans une section relativement étroite où les vitesses sont très élevées: il serait impossible à des convois poussés si puissants fussent-ils, de s’engager dans le canal à cet endroit. De plus il serait nécessaire de rectifier sensiblement le coude du « Chaudron d’Enfer » pour y permettre le passage de la navigation intérieure. Tous ces arguments nous font conclure au rejet de ce tracé.

2.Tracé qui part d’Inga et rejoint le fleuve plus en aval à Boma: Ce tracé, plus long, ne nécessite cependant pas plus d’ouvrages de rachat de chute et permet d’éviter la zone du fleuve à courants violents depuis Inga jusqu’à Boma où l’accès au fleuve se fait aisément.

3.Variante du second tracé permet le raccordement au Congo un peu en amont de Boma en face de l’île des Princes. Ce troisième tracé présente les avantages suivants sur le deuxième:

  • Le trajet est plus court.

  • La superficie du bassin versant du bief supérieur est plus grande, ce qui est important pour l’alimentation de ce bief.

  • Le volume global des terrassements est du même ordre de grandeur.

  • Il exige moins d’ouvrages tels que barrages ou digues.

  • Il évite la traversée de Boma et les expropriations qui en résulteraient.

  • L’accès au fleuve se fait dans une zone bien dégagée permettant un aménagement portuaire de transbordement dans les meilleures conditions. Enfin, on notera que le tracé est compris intégralement dans le territoire de la RDC et permet aux convois d’intérieur de desservir les ports de Boma et de Banana, aussi bien que tout nouveau port en eau profonde à construire en rive droite.

  • Problèmes et incertitudes face à la construction d'Inga III

La corruption et un lourd endettement des barrages d’Inga I et II. Inga I et II ont coûté beaucoup plus cher que prévu et ne fonctionnent aujourd’hui qu’à 20% de leurs capacités par manque de réparations et investissements.

  • Leur production est vendue aux pays frontaliers: ne bénéficie pas aux villages alentours ni vraiment au reste du pays, dont le taux d’accès à l’électricité, de 6%, est le plus faible d’Afrique.

  • La guerre et pas d’électricité: Il n'est pas exclu que la guerre en RDC recommence à nouveau et persiste encore des années. Alors, aucun investissement n’est envisageable.

  • Des gouvernements instables et pas d’électricité Le gouvernement de transition continue encore quelques années et n'arrive pas à combattre les intérêts contradictoires au sein du gouvernement ainsi que la corruption des différents ministres. Alors, aucun investissement n’arrive.

Problèmes éventuellement causés par les barrages hydrauliques du projet Grand Inga:

Sociaux-économiques

  • Déplacement de la population minimisé puisque aucune grande population près du site. Mais il n'est certain que les personnes soient dédommagées contre ces mesures coercitives et ne s'appauvrissent pas.

  • Dans beaucoup de cas, la pêche, la plus importante source en protéines animales, a énormément pâti de ces installations.

  • Le temps de construction a souvent excédé le délai prévu.

  • Pertes importantes d’eau non maîtrisées.

Environnementales

  • Coupure des cours d'eaux.

  • Perte du volume des bassins d’accumulation est perdu chaque année à cause des sédiments qui y sont déportés.

  • Des espaces fructueux de submersion sont supprimés.

  • Perte de diversité beaucoup d'espèces végétales et animales.

  • A travers les bassins de retenu plusieurs parasites reçoivent un nouveau biotope. Ce qui conduit à l'apparition de maladies auparavant inconnues dans la région notamment la bilharziose, la dracunculose, l’onchocercose (cécité des rivières).(WCD 2000).

  • Lors des inondations de grandes surfaces, de nombreuses plantes se décomposent. A travers ce processus, des quantités considérables de gaz nuisibles au climat sont libérées.

  • L'énergie hydraulique n’est pas une source d'énergie si saine puisqu'il en résulte plus d'émissions de gaz à effet de serre que lors du fonctionnement des centrales électriques à gaz. Cela dépend de différents facteurs, comme probablement la dimension du bassin d'accumulation par rapport à l'énergie gagné (IRN 2004).

Les impacts hydrologiques des barrages dans la courant libre du fleuve Congo

Les barrages et autres infrastructures affectent les écosystèmes hydriques en séparent ou changeant les connections entre les différentes parts du fleuve.

  • Déconnexion du fleuve des leurs lits majeurs et zones humides et réduction de la vitesse à laquelle l'eau écoule dans les fleuve.

  • La réduction de la vitesse empêche la naturelle de descente en aval des sédiments aux deltas, estuaires, forets submergées touchant les espèces, composition et productivité.

  • Elles affectent les patrons de migration des poissons même si des passages pour les poissons sont installés car ce ne sont effectives qu'à moitié.

  • Et les phénomènes lacustres tels que cataractes, rapides, berges et zones humides.

  • Le rythme artificiel et le volume livré influencent aussi parce que rarement ils répliquent les cycles d'écoulement naturels du fleuve.

  • La rétention d'eau et sédiments affecte la qualité de l'eau et de gestion des déchets qui est l'habileté de décomposer les polluants organiques.

  • Le degré d'importance de ces impacts dépends de l'emplacement du barrage. Il n'y a pas de lois qui règlent ce qui constitue le plus de danger environnemental pour la situation d'un barrage. Le degré de de dommage dépends aussi de la présence d'autres barrages dans le basin.

  • Un indicateur qui détermine l'impact du barrage est le pourcentage d'écoulement apporté par un certain barrage par rapport à l'écoulement total à l'embouchure. Un barrage situé juste au-dessus la confluence avec un grand affluent qui contribue de façon substantielle au fleuve aura un impact inférieur que ce d'un barrage juste au-dessous de la confluence qui effectivement traverse l'affluent et le cours principale.

En général, les barrages qui ont les moins impact sont ceux qui:

  • Interrompent moins le cours naturel du fleuve.

  • Maintiennent le cours principal libre.

  • Ont la plus petite possible surface inondée par le réservoir.

  • Contrôlent seulement une petite partie du flux dans le cours principale.

Les barrages du Grand Inga, du fait de leur interruption du cours principal et de l'altération du cours naturel du fleuve Congo, ont un considérable impact environnemental.

Les coûts de l’énergie hydraulique. Cas du fleuve Congo

Il faut différencier entre deux aspects:

  • les coûts de construction

  • les frais courants

Les coûts de construction des barrages dépendent la situation géographique de ces équipements. Si les quantités d'eau fournies par le bassin d’accumulation sont relativement insuffisantes et très variables selon les saisons, alors une plus grande quantité d’eau doit être accumulée pour assurer une bonne alimentation en eau des turbines de la centrale électrique.

Si le fleuve, en revanche, dispose en permanence d’un grand débit d'eau, s’il se trouve dans un trajet naturel dénivelé et il suffit alors de détourner une partie du fleuve dans une vallée de retenue et d’y mettre en place un bassin de stockage d’eau relativement petit (barrage de petite taille). Dans le cas du Congo, le débit dépend du bassin puisque l’Oubangui notamment est très sensibles aux sècheresses. Il serait préférable de situer le barrage dans un sous-bassin moins affecté.

D'autres différences de coût proviennent des possibilités d'accès au chantier. De grands projets dans des secteurs éloignés sans infrastructure routière et sans fournisseur local, comme c'est le cas pour le Congo, qui souffre d'une détérioration des ses routes depuis 1990, sont beaucoup plus coûteux que des projets de construction dans des zones déjà couvertes.

Même si la construction d'une centrale électrique est relativement bon marché le plus important est de savoir si la capacité de l’usine peut aussi être utilisée 24 heures sur 24 et s’il existe sur place des preneurs de l'énergie produite.

En ce qui concerne les coûts courants actuels, l'énergie hydraulique doit également être comparée à d'autres porteurs d'énergie. Dans le cas idéal, un barrage avec des frais d'entretien relativement faibles tient pendant des décennies et le porteur d’énergie – l'eau – est toujours présent. Sont seulement nécessaires de petites réparations et l'entretien des turbines. Dans les cas les plus difficiles, la performance d'une centrale hydroélectrique sur l'année est très instable à cause des quantités d'eau extrêmement variables et des capacités considérables de remplacement pendant les temps d’immobilisation.

L'instabilité politique a une très grande influence sur les coûts. De plus, elles crée un danger de pénurie en matière première.

  • Rendement et coûts des différentes étapes d'agrandissement d'Inga:

Financées par la Banque Africaine de Développement, le producteur d'électricité français EDF et le bureau de planification allemand Lahmeyer fournissaient dans les années 1995 et 1997 des premières études. La faisabilité du projet, ainsi que les questions sur le financement et la conduite du projet ont été examiné. Les études sont arrivées aux résultats selon lesquels le projet du barrage serait techniquement et financièrement réalisable (WEC / SNEL 1999). Conformément aux planifications de l’époque, le Grand Inga devrait être établi en différentes étapes. La première phase du projet (6.000 MW de capacité installée, de façon durable au moins 4.000 MW en fonctionnement) devrait être achevée en 2010.

 

> Plan d'investissement prévisionnel à Inga

Se basant sur les premiers calculs, la SNEL a estimé en 1999 que les coûts de construction selon les étapes se situeraient entre 339 et 691 dollars américains par kilowattheure (WEC 2003). Cela signifierait que les frais nets des centrales en comparaison internationale pourraient être bon marché. Cela est aussi valable pour les frais par kilowattheure. Même en tenant compte du prix le plus élevé de 1,44 cent américain par kilowattheure l'électricité serait très rentable.

Un barrage pour la lutte contre l'ensablement

Les barrages et le canal pourraient garantir de la part de leur stockage d'eau le contrôle du courant, du débit minimal (25 000 m3/s.) et de la vitesse maximale pour la navigation (3,50 m/s). Par là, en plus de garantir une profondeur minimale des eaux, le débit solide et la sédimentation associée peuvent être partiellement contrôlés

En plus, grâce aux effets de chasse (relargage soudain d'un grand débit d'eau), les barrages parviennent à nettoyer les sédiments du lit du fleuve. Cependant il faut protéger les barrages eux-mêmes contre l'ensablement, qui va réduire les capacité de stockage et le fonctionnement des centrales hydroélectriques et obturer les organes de vidange.

  • Moyens de lutte contre l'ensablement des barrages

  • La réalisation d'un barrage de décantation. Ceci est cher lors de la construction, mais ensuite les coûts courants sont réduits.

  • Surélévation des barrages: permet d’augmenter la capacité de la retenue et donc de compenser la valeur envasée.

  • Chasses dites à l’Espagnole: Consiste à vider complètement le barrage au début de l’automne et à le laisser vide, toutes vannes ouvertes, jusqu’aux premières pluies. La première crue enlève sans difficulté les vases de l’année non encore consolidées.

  • Soutirage des courants de densité

  • Technique de soutirage: consiste à évacuer les sédiments drainés par les courants de densité sur le fond de la retenue en utilisant des pertuis de vidange .

La meilleure solution consisterait à combiner plusieurs de ces méthodes comme par exemple le reboisement, la réalisation d'un barrage à décantation et la technique de soutirage.

  • Localisation du barrage de lutte contre l'ensablement

Il faudrait situer le barrage en amont des deux capitales de Brazzaville et Kinshasa, afin de réguler le débit qui circule en aval et des retenir les sédiments dans le bassin du barrage. En effet, ainsi on peut continuer a profiter des nombreux avantages du projet d'Inga comme la proximité aux capitales et la pente naturelle du terrain de 3 cm/km. Pour pouvoir nettoyer les sédiment avec l'effet de chasse sans inonder les villes nous situons le barrage avant la bifurcation. Cette bifurcation nous permet de situer le barrage dans le cours principal ou dans le cours secondaire.

 

> Localisation du barrage

 

  • Situation dans le cours principal

Ce choix n'est pas envisageable à cause de l'importance du débit d'eau (41654 m3/s) et dans le cas ou ça pourrait se construire l'infrastructure serait très couteuse et peu respectueuse de l'environnement (interruption du cours principal).

  • Situation dans le cours secondaire (bras gauche)

Cet choix serait plus respectueux de l'environnement car elle permettrait le maintien du cours principal d'eau, la circulation d'espèces dans le cours du fleuve minimisant l'impact à la pêche, activité de grande importance dans le pays et réduirait la surface inondée par le fleuve. Le débit est suffisant pour que les coûts dans ce cas soient ceux d'une grande centrale hydroélectrique et la production d'énergie similaire aux barrages d'Inga (2.400-10.400 Gwh/année).

Un pourrait aussi envisager une canalisation de ce bras pour rejoindre les nombreuses ramifications et faciliter la navigation dans ce bras, bien que ceci serait contradictoire avec notre propos de limiter l'impact dans le fleuve.