Principe d'extraction de gaz (Cap Rubona)

La technologie de TRACTEBEL

La faisabilité d'une exploitation à grande échelle de gaz méthane du lac Kivu n'est plus à démontrer. L'unité pilote construite en 1963 au Cap Rubona du coté rwandais du lac a parfaitement démontré la faisabilité technique et économique d'une exploitation de gaz du lac Kivu. A ce jour, environ 18 millions de normaux mètres cubes de gaz méthane ont été extraits. Tout le gaz produit a été fourni jusqu'à présent à la brasserie voisine Bralirwa où il est utilisé comme combustible dans une des chaudières. Le principe de fonctionnement utilisé au Cap Rubona est celui du gaz lift. L'eau de profondeur est emmenée à la surface par deux larges tuyaux. Lorsque cette eau de profondeur s'élève dans les tuyaux, elle atteint les zones où la pression diminue progressivement créant ainsi l'apparition des bulles de gaz qui se séparent de l'eau. Les bulles de gaz ascendantes exercent alors une force suffisante sur l'eau entretenant ainsi le pompage sans dépense d'énergie extérieure. Le gaz libéré et l'eau partiellement dégazée passent par un séparateur, opérant à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique ou une grande partie de gaz est libérée et séparée de l'eau. Le gaz séparé de l'eau, gaz brute, est essentiellement un mélange d'environ 70% de dioxyde de carbone (CO2) et 30% de méthane (CH4). Le gaz brut est ensuite lavé à l'eau dans des tours de lavage dans lesquelles l'eau de surface, ayant une faible quantité de gaz en solution, est recirculée. L'eau recirculée, en contact avec le gaz brut, dissout et enlève la majeure partie de dioxyde de carbone contenu dans le gaz. Le gaz épuré contient approximativement 80% de méthane, 18% de dioxyde de carbone et 2% d'azote. Le gaz épuré est ensuite séché, comprimé et envoyé par un pipe-line de 3 km de longueur à la brasserie où il est utilisé comme combustible.

L'eau dégazée venant du séparateur est alors mélangée à l'eau de lavage et rejeté à la surface du lac.

En 1989, TRACTEBEL réalisa, grâce à un don du Royaume de Belgique au Gouvernement Rwandais, l'une des plus compréhensive étude économique et financière. Le rapport produit préconisait de quintupler la production de l'usine existante en faisant appel à la technologie similaire à celle de Cap Rubona. L'inconvénient majeur de cette technologie demeure son coût d'investissement élevé.

Technologie modulaire de TECHNIP

Parallèlement en 1986, le bureau d'études français, TECHNIP, mène une étude de faisabilité; il propose un procédé d'extraction et de purification original dit de type modulaire. Un module consiste en un ensemble compact séparateur laveur qui permet l'implantation on shore et off shore. Cette technologie fut développée pour couvrir les besoins identifiés de la sous-région. Ainsi pour la même quantité ( 25 millions de normaux mètres cubes par an c à d 5 fois la production actuelle de l'usine Cap Rubona) de gaz purifié, le coût d'investissement de la technologie de TECHNIP est relativement bas par rapport à celui de TRACTEBEL et le module peut être déplacé et implanté à tout autre site sur le lac où l'extraction du méthane est possible. Malheureusement, les études techniques ne furent pas développées pour aboutir à un dossier d'Appel d'Offres pouvant conduire à l'exécution du projet. Une autre société française d'ingénierie, TECNITAS, mena une étude de synthèse reprenant le concept de TECHNIP avec quelques ajustements. Mais ce n'était toujours pas une ingénierie détaillée d'un module d'extraction

Canalisation du gaz

Le Rwanda possède une ressource énergétique unique sous forme de gaz méthane dissous dans les eaux profondes du lac Kivu. Les réserves du gaz méthane dans l'ensemble du lac sont estimées à 55 milliards de normaux mètres cubes dont 39 milliards de normaux mètres cubes économiquement exploitables. Cette ressource est partiellement renouvelable et le volume de méthane régénéré est estimé entre 100 et 150 millions de normaux mètres cubes par an. Les réserves de méthane peuvent supporter une production à grande échelle suffisante pour satisfaire l'équivalent de l'actuelle consommation du pays en électricité et en hydrocarbures pour au moins un siècle.

La faisabilité technique et économique ont été clairement démontrées, depuis 1963, par l'usine pilote d'extraction de gaz méthane du Cap Rubona. La plupart des questions relatives au design, choix des matériaux et les conditions d'opérations ont été identifiées et résolues. Pour le moment, l'utilisation du gaz méthane du lac Kivu dans la génération d'électricité est le plus économiquement rentable. Le gaz sera l'alternative la moins coûteuse pour produire de l'électricité et son développement pour la production de l'électricité encouragera son utilisation dans les secteurs commerciaux et industriels

Séparateur

Le Rwanda consomme actuellement comme source d'énergie des hydrocarbures importés et de grandes quantités de bois et charbons. Le gaz naturel est de loin la source d'énergie la plus efficiente et est également attractif du point de vue environnemental surtout pour la réduction de la déforestation qui a atteint des proportions alarmantes. L'utilisation du gaz méthane comme nouvelle source d'énergie améliorera les conditions économiques et environnementales du pays. Les risques sur l'environnement associés à une exploitation du gaz du lac Kivu à grande échelle sont par ailleurs insignifiants selon les experts.

Des simulations et analyses récentes sur le comportement du Lac Kivu, pour une production de méthane inférieure à un milliard de normaux mètres cubes par an, ont montré que le lac restait stable avec une probabilité infiniment minime qu'une libération spontanée de dioxyde de carbone et méthane dans l'atmosphère puisse se produire.