INJECTION DANS UN AQUIFERE VOLCANIQUE COTIER
APPROCHE HYDROGEOLOGIQUE
D’UNE ALTERNATIVE A LA GESTION D’EFFLUENTS :
CAS DE LA DDISTILLERIE DE SAVANNA,
BOIS ROUGE, ILE DE LA REUNION

L’injection se révèle, au vu de l’étude biologique effectuée en parallèle à la nôtre, une solution environnementale très pertinente en ce qui concerne la gestion des effluents d’une Distillerie dans le cadre géologique offert par le secteur du site pilote de Bois Rouge, le de L Réunion. L’approche hydrogéologique adopté apporte elle aussi certains éléments en faveur de cette option. La mise en place évidence de production de méthane vient attester une digestion microbienne anaérobie de la matière organique contenue dans les fluides injectés. Nous bénéficions en fait d’un réacteur naturel dont il s’agit encore de mieux comprendre le fonctionnement pour en optimiser le rendement.

Ce réacteur dépend beaucoup d’un processus récurrent aux forages d’injection: le colmatage de l’aquifère cible. Ce phénomène a comme conséquence particulière que l’écoulement régional aura tendance à contourner cet obstacle, où la perméabilité s’en trouve réduite au fil du temps et de la succession des opérations d’injection. La dilution de l’effluent est ainsi contenue à une distance raisonnable (elle est de moitié à environ 30m du puits), favorisant ainsi le maintien de la nature anaérobie de cette zone, facteur nécessaire à la méthanisation.

Nous bénéficions par conséquent de la succession anaérobie/ aérobie, idéale pour une expression optimale de la faune microbienne. Rencontrées au sortir de la zone à perméabilité réduite, les conditions aérobies induisent une dégradation plus lente de l’effluent, déjà naturellement pré-traité. Le système peut alors compter sur un temps de transfert, jusqu’à l’exutoire en mer de l’aquifère, d’environ trois ans pour les premières arrivées et ce, dans les conditions les moins favorables de nos simulation numériques. Il est dès lors légitime d’escompter une dégradation quasi-total de l’effluent accompagnée d’une dilution certaine, ne provoquant qu’un enrichissement lent et diffus du point de sortie en mer du rejet souterrain de vinasses. Cela permet alors d ‘expliquer la relative stabilité de l’équilibre écologique des milieux sous-marins profonds, dont l’abondance de biomasse supplémentaire, associée à un maintien de la richesse spécifique, est à considérer comme un atout de plus à l’actif de la solution environnementale ici examinée.

Mais c’est surtout l’aspect hydrodynamique dans la zone proche du forage d’injection qui a surtout retenu notre attention au cours de cet ouvrage. La part du colmatage s’est avérée de première importance dans le développement des pressions d’injection ; toutefois, au regard de ce que nous avons pu rencontrer à travers la littérature, le domaine volcanique récent se révèle particulièrement favorable. Alors que, classiquement, le colmatage se caractérise par des chutes bien plus drastiques de perméabilité, dans notre exemple, les caractéristiques du milieu ne chutent, au maximum estimé, que de deux unités de log de perméabilité.
Les autres facteurs hydrogéologiques favorables rencontrés sur le site- pilote de Bois Rouge résident, d’une part, dans l’importance de la série limono-argileuse surmontant la cible de l’injection, sans laquelle la drainance verticale suggérée aurai eu des conséquence bien plus néfastes et d’autre part, dans la non-contamination des ressources en eau potable en amont du point d’injection, bénéfice issu de la recharge importante connue par les aquifères de la côte au-vent de l’île.

Certains points n’ont pas été abordés au cours de notre analyse. L’étude plus approfondie de certains d’entre eux pourrait ajouter davantage d’éléments positifs en faveur de la pratique de l’injection comme solution à la gestion de déchets dégradables en domaine volcanique insulaire.

En particulier, une analyse plus détaillée, à propos de taux de dégradation de la matière organique, apparaît essentielle dans la suite des travaux ici présentés. En effet, l’approche adoptée dans notre étude, via l’analyse des ions majeurs, ne permet de montrer que peu de choses, sinon une décroissance préférentielle des sulfates par rapport aux autres ions, conséquence du régime nutritionnel des microorganismes participant à la dégradation.

Une novelle campagne de prélèvement portée sur le suivi de l’évolution de la Demande Chimique en Oxygène (D.C.O.), couplée à celle des ions majeurs et des caractéristiques physico-chimiques, devrait mieux caractériser l’efficience de notre option. La mise en culture d’échantillons rocheux, saturés en vinasse, est envisagée comme complément aux prélèvements. Les vinasses pourront être brutes, diluée avec de l’eau douce, ou encore mélangées à une eau salée à saumâtre, dans l’optique d’injections effectuées au sein du biseau salé. L’IUT de saint-Pierre de l’Université de La Réunion, au travers du Département de Génie Biologique, est, dans cette optique, déjà impliquée, mettant son laboratoire et ses équipements à disposition du Dr Hervé Bernard, collaborateur chimiste sur ce projet. Dans cette perspective, comparer l’efficience de notre option, vis-à-vis des autres existantes, pourra alors être possible, en particulier au regard de celle, plus coûteuse, affichée par les réaceurs biologiques industriels.

Ces derniers se caractérisent aussi par leur aptitude à pouvoir aussi bénéficier du méthane produit par la digestion bactérienne comme ressource énergétique, en général à hauteur de 0,2 litre par gramme de D.C.O. digéré, soit autour de 70% du gaz produit dans l’état actuel du dispositif de la Distillerie de Savanna, le méthane produit est perdu. Pourtant, en fonctionnant avec deux puits, il serait possible d’envisager un processus différent, avec njection/repos/pompage/dégazage/réinjection. Dès lors, le méthane pourrait être récupéré. La proximité de la centrale thermique de Bois Rouge est, dans cette perspective, un atout certain. Il s’agirait alors d’approfondir notre compréhension des facteurs influant sur l’efficience variable du réacteur naturel, mise en évidence à l’examen des différentes pentes des montées en pression observées en condition statique. L’initiative similaire menée par la compagnie Terralog Inc., pour le compte de la ville de Los Angeles, à partir de puits d’injection de bio-solides issus du traitement des eaux usées, peut être, sur ce sujet, l’occasion d’une collaboration étroite avec le Underground Injection Control (UIC) – Région 9, de l’Agence américaine de Protection de l’Environnement (US-EPA), initiateur de ce projet.
Mais ce sont là encore des pistes de travail qui s’éloigne du domaine de l’hydrogéologie. Or ce site d’étude, par la combinaison de tant de phénomènes complexes présents, représente une réelle gageur vis à vis d’une modélisation numérique du système.