La dépression de Qattara est une vaste zone de basse altitude dans le désert du nord-ouest de l’Égypte. Son point le plus bas est à 133 mètres sous le niveau de la mer. Si la dépression était inondée jusqu’au niveau de la mer, le lac formé couvrirait près de 20 000 km2, ce qui est comparable au lac Ontario. Il viendrait à moins de 55 km de la côte méditerranéenne de l’Egypte près d’El Alamein.

Depuis que la dépression a été cartographiée pour la première fois par les Britanniques après la Première Guerre mondiale, il a été proposé de la relier à la Méditerranée par canal, tunnel ou combinaison. L’énergie hydroélectrique provenant de l’eau de mer qui s’écoule dans le bassin a été le principal intérêt. La zone est chaude et sèche; une évaporation rapide permettrait de maintenir indéfiniment un afflux important d’eau de mer. Le lac formé pourrait soutenir des colonies le long de ses rives avec des économies locales de pêche et d’extraction du sel. On pourrait s’attendre à ce qu’il refroidisse la région et augmente également les précipitations. Wikipedia a un assez bon article sur l’histoire des propositions de projets.

Malgré près d’un siècle d’études et de propositions, et malgré un grand intérêt de la part des autorités égyptiennes, tous les plans de développement de la dépression sont tombés à néant. En fin de compte, ils ont échoué sur l’analyse des coûts par rapport aux avantages et aux risques. Beaucoup de choses ont cependant changé au cours des quatre décennies qui ont suivi la commande de la dernière étude de faisabilité — et finalement rejetée — par le gouvernement égyptien d’Anouar Sadate. Peut-être est-il temps de revisiter?

Ce qui a changé

Un problème majeur pour le développement de la dépression de Qattara a toujours été le coût élevé de la liaison avec la Méditerranée. La dépression est délimitée sur son côté nord et séparée de la Méditerranée par le plateau d’El Diffa. À une altitude moyenne d’un peu plus de 200 mètres au sommet du plateau, ce n’est pas particulièrement élevé. Cependant, il est suffisamment haut et assez rocheux pour que la traversée d’un canyon pour ouvrir un canal au niveau de la mer vers la Méditerranée soit une entreprise géante. En fait, la dernière étude de faisabilité proposait une série de 213 explosions nucléaires souterraines comme moyen bon marché de creuser le canal. Cela aurait pu avoir une incidence sur son rejet par le gouvernement de Sadate.

Un canal au niveau de la mer traversant le plateau d’El Diffa n’est cependant pas la seule possibilité. Avec les tunneliers modernes, par exemple, il serait possible de creuser un ou plusieurs tunnels au niveau de la mer sous le plateau. Pas bon marché, peut-être, mais faisable.

Si la technologie de forage de tunnels allège le côté coût de la balance, le changement climatique a ajouté un nouveau poids au côté avantages. La nécessité de décarboniser pousse un mouvement mondial vers les énergies renouvelables. Le mouvement est facilité par la chute des prix de la capacité d’énergie éolienne et solaire. Cela crée un marché solide pour le stockage hydroélectrique pompé à mégascale. Dans le même temps, l’éolien et l’énergie solaire bon marché ont réduit la valeur de l’hydroélectricité de base. La puissance du flux des eaux méditerranéennes dans la dépression n’est plus le seul moyen viable de charger le système de stockage par pompage. Ce n’est pas non plus nécessairement le moins cher. Ces faits suggèrent une approche différente et plus progressive du projet qui pourrait faciliter son financement.

Le changement climatique et la nécessité de nourrir, d’héberger et de fournir du travail aux populations réfugiées rehaussent également l’importance des aspects écologiques et économiques du projet en matière de développement. La « terraformation » de la dépression de Qattara serait une entreprise non triviale. La zone, plus grande que la nation du Liban, est totalement inhabitée en dehors d’une petite oasis à son extrémité ouest. Il y a des raisons à cela; je vais y arriver. Mais les problèmes semblent traitables. La transformation des terres et du climat dans et autour de la dépression peut s’avérer les raisons les plus convaincantes de mettre en œuvre le projet.

Ligne de base

Pour mieux comprendre les problèmes, nous résumerons un plan de base dérivé d’études antérieures. Ensuite, nous examinerons comment les changements récents dans le monde pourraient l’affecter. Pour la base de référence, nous pouvons utiliser une variante du plan Bässler que Wikipedia présente dans son article sur le projet Qattara. Nous poserons un tunnel sous le plateau de Diffa plutôt que le canal creusé à la bombe que Bässler a préconisé dans sa proposition au gouvernement de Sadate.

Le plan comprend un réservoir artificiel au sommet du plateau pour le stockage hydroélectrique par pompage. Il y a une centrale électrique souterraine avec des portes d’admission et de décharge du lac au contour de 60 mètres BSL (sous le niveau de la mer). La centrale dispose d’un ensemble de turbogénérateurs unidirectionnels pour la production d’électricité à partir de l’entrée du tunnel vers le lac. Il comporte un autre ensemble de motogénérateurs-turbines bidirectionnels pour fonctionner entre le lac et le réservoir au sommet du plateau.

L’objectif de 60 m de lac Qattara a été choisi par Bässler — et la plupart de ses prédécesseurs également — pour maximiser la production d’énergie hydroélectrique. Un niveau plus bas du lac aurait fourni plus de tête et permis de générer plus d’énergie par mètre cube d’eau. Cependant, le lac aurait eu moins de surface et un taux net d’évaporation plus faible. Cela aurait réduit le taux d’afflux durable et le niveau de production d’électricité durable. Alors, quel est le niveau de puissance durable?

Selon les données du relevé, le lac de 60 m de long aurait une superficie de 12 100 km2 et un volume de 227 km3. On se demande quel serait le taux d’évaporation une fois le lac établi. Le lac rendrait la région plus fraîche et plus humide qu’elle ne l’est actuellement. Une estimation que j’ai trouvée, extrapolée à partir de mesures prises autour du lac Nasser (derrière le barrage d’Assouan), était de 5,2 mm par jour pour un lac d’eau douce. Pour l’eau de mer qui tomberait à 5,0 mm/jour (1,8 m/an.) L’évaporation nette du lac atteint alors 700 m3 / s. Avec une tête de 60 m et une efficacité de 100%, cela donnerait un niveau de puissance durable moyen de 412 MW.

Il y a une certaine perte de charge dans le tunnel de transport en provenance de la Méditerranée, et 90% est une efficacité de conversion de puissance plus réaliste. Il y a également une légère réduction du taux durable d’afflux en provenance de la Méditerranée en raison de l’afflux existant d’eaux souterraines. En tenant compte de ces facteurs, Bässler a estimé un afflux durable de 656 m3 / sec et un niveau de puissance de 315 MW (selon ce rapport d’archives de l’ONU). (Bässler a apparemment également imaginé une altitude légèrement plus basse pour la surface du lac: 62,5 m BSL. Le BSL de 60 m provenait de l’étude et de la proposition antérieures du Dr John Ball).

Le niveau de puissance hydraulique pompée pourrait être sensiblement supérieur à 315 MW. La quantité plus élevée dépend de la charge de pointe que le système doit fournir pendant combien de temps, par rapport à la fraction de la capacité de charge de base détournée vers le pompage de stockage. Avec une charge de base de 315 MW et sans apport d’énergie solaire, une capacité de pointe de 1 500 MW semble à peu près la plus logique.

Problème et opportunité

Le plan de base a un problème. 315 MW, ce n’est pas très impressionnant pour un grand projet hydroélectrique. Et pour transporter 656 m3/sec d’eau de mer sur 55 à 80 km avec seulement une perte de tête de 10% (6 mètres), il faut un très grand tunnel — 15 mètres en fait. Ce ne serait pas une longueur ou un diamètre de tunnel record du monde, mais ce ne serait pas loin de là. Une production d’électricité de base de 300 MW, à elle seule, ne pouvait justifier le coût. Même en ajoutant 1,5 GW d’hydroélectricité pompée pendant quelques heures par jour, cela ne semble pas un bon investissement.

Pour que le projet mérite d’être poursuivi, il faudra trouver une justification ailleurs. Cela peut être possible. Le plan de référence ne tient pas compte de l’énergie solaire et de la valeur de la capacité hydroélectrique pompée pour des économies alimentées de manière durable. Plus important encore, il ne tient pas compte des caractéristiques uniques de la dépression de Qattara qui en font un bon candidat pour un développement écologique et économique positif. Au milieu du siècle, Qattara pourrait potentiellement passer de la sombre région inhabitée qu’elle est aujourd’hui à une patrie fertile pour des dizaines de millions de personnes. Et même dans les premières années du projet, il pourrait fournir des colonies et des moyens de subsistance à des milliers de réfugiés de la violence, de la tourmente et de la famine qui sévissent actuellement dans une grande partie du Moyen-Orient. À long terme, il pourrait également fournir des emplois à des millions de chômeurs parmi la jeune génération égyptienne.

Mais je prends de l’avance sur moi-même. Nous devons d’abord examiner ces « caractéristiques uniques » et voir comment elles pourraient figurer dans un plan de développement réalisable.

Un vrai fixateur-supérieur

Dans l’immobilier, un « fixateur-supérieur » est une maison délabrée sur le marché à un prix bas, mais généralement décrite comme « ayant du potentiel ». Il faut juste « un peu de travail de réparation » pour réaliser ce potentiel. Le terme ne s’applique pas aux biens vacants, encore moins à des régions géographiques entières. Mais si c’était le cas, la dépression de Qattara se qualifierait.

Dans les histoires militaires de la campagne d’Afrique du Nord de la Seconde Guerre mondiale, le Qattara est célèbre comme le point d’ancrage sud de la ligne britannique El Alamein qui a stoppé l’avance de Rommel vers l’est. Les Britanniques n’avaient pas besoin d’étendre la ligne plus au sud, car le Qattara était impraticable pour toute force d’infanterie mécanisée. Même le « renard du désert » allemand n’a pas pu trouver de moyen de le traverser.

Ce qui a rendu la dépression impraticable, c’est sa combinaison de sable fin et meuble à la dérive dans certaines parties, de rochers et de falaises sculptées par le vent et de ravins dans d’autres, et de larges étendues de marais salants perfides et de vasières en croûte qui pourraient avaler des véhicules lourds essayant de les traverser. Malgré sa situation dans le désert du Sahara et son climat extrêmement aride, la dépression de Qattara ne manque pas d’eau. En fait, il en a trop.

La nappe phréatique d’une grande partie du Qattara remonte jusqu’à la surface. Creusez un trou dans ces parties et il se remplit progressivement d’eau. Les eaux souterraines pénètrent dans la dépression à partir de quatre sources:

• précipitations occasionnelles dans la dépression elle-même et les terres désertiques supérieures qui l’entourent;
• l’aquifère artésien nubien du sud et de l’est;
• l’aquifère du Delta du Nil au nord-est; et
• la mer Méditerranée au nord, s’infiltrant sous le plateau de Diffa.

Le volume total de l’écoulement des eaux souterraines a été estimé à un milliard de m3 par an. Cependant, il est réparti sur une très grande surface. Il s’infiltre lentement à la surface et s’évapore sans former de lacs ou de canaux de ruissellement vers les parties inférieures de la dépression. Lorsque l’eau s’évapore, elle laisse derrière elle les sels dissous qu’elle transportait. La surface est incrustée de sels, inadaptés à la croissance des plantes au-delà des halophytes extrêmes des marais salants.

La remise en état des terres, dans ces conditions, demande beaucoup de main-d’œuvre mais est simple. Cela implique le creusement des champs et l’installation d’un tuyau de vidange, après quoi les tranchées peuvent être remplies. Les champs sont ensuite irrigués avec de l’eau douce pour rincer les sels. L’eau saumâtre est recueillie dans les drains et canalisée vers les bassins d’évaporation.

L’eau de rinçage proviendrait de puits locaux dans des zones où les eaux souterraines sont suffisamment fraîches. Ce seraient probablement les premiers domaines ciblés pour la remise en état. Dans d’autres régions, les puits pouvaient produire de l’eau saumâtre, mais avec une teneur en sel suffisamment faible pour un dessalement économique. L’eau douce pourrait également être importée par pipeline directement du delta du Nil à quelques centaines de kilomètres au nord-est. Alternativement, il pourrait être importé de grands puits de production puisant dans l’aquifère du delta du Nil à des distances moindres — à condition que le pompage n’abaisse pas suffisamment l’aquifère pour avoir un impact sur les puits dans les communautés proches du delta.

Après l’élimination du sel, la terre peut être plantée avec de copieux « engrais verts ». Cela commence un long processus de construction du sol pour améliorer la fertilité et la production végétale. Le processus pourrait inclure l’application de biochar et de compost à partir de biomasse cultivée dans les marais salants. Je ne suis pas une autorité sur la construction du sol, mais je sais que cela peut être fait. La possibilité est bien prouvée dans les polders hollandais, récupérés sur les anciens fonds marins après la construction de digues. Tant qu’il y a un approvisionnement fiable en eau douce et l’énergie modeste nécessaire pour pomper des puits peu profonds, ce n’est qu’une question de temps et de soins éclairés. Qattara fournit le premier, les panneaux solaires fournissent le second, et les familles de réfugiés et les bénévoles pourraient fournir les deux derniers.

Et pompé hydro?

Qu’en est-il du stockage hydroélectrique par pompage massif à l’origine du projet ? Ou la mer intérieure qui soutiendrait la pêche et le commerce tout en transformant le climat et en apportant des précipitations sur une grande partie du désert égyptien?

Ces éléments restent dans le plan, mais repoussés à une phase ultérieure. Ils ne sont pas nécessaires dans les premiers stades, et il est inutile de dépenser les capitaux nécessaires pour les construire avant qu’une population de semences et une infrastructure pour en tirer parti aient été établies.

Dans la première étape du projet, il y aurait une bonne quantité de capacité solaire photovoltaïque. Mais comme la majeure partie serait consacrée au pompage de l’eau — quelque chose qui peut être manipulé assez bien avec l’énergie « disponible » des panneaux solaires — il n’y a pas besoin immédiat de stockage hydroélectrique pompé à grande échelle.

Une modeste capacité hydroélectrique de pompage serait précieuse pour alimenter les camps de peuplement la nuit et pour faire fonctionner les usines de traitement des déchets et de dessalement de l’eau saumâtre selon un horaire efficace de 24 heures. Avec une dénivellation de 300 mètres en de nombreux endroits entre le rebord du plateau de Diffa et le fond de dépression en contrebas, la dépression de Qattara reste un lieu très favorable au stockage hydroélectrique par pompage. La capacité de stockage modeste de quelques dizaines de mégawatts-heures ne nécessite pas une mer intérieure pour servir de réservoir inférieur.

Avec 300 m de tête, une « batterie » hydraulique pompée de 10 MWh nécessite un stockage d’environ 12 000 m3 d’eau. C’est un réservoir de stockage / réservoir de stockage supérieur de 80 m de diamètre sur 2,5 m de profondeur. C’est relativement facile à gérer, et même un facteur de 10 supérieur ne serait pas difficile. Ce niveau de stockage devrait être suffisant pour le règlement initial au début du projet. Les eaux souterraines pompées ou le drainage provenant du dessalement des champs fourniraient plus qu’assez d’eau.

Au cours des étapes intermédiaires du projet, la capacité d’énergie solaire dépasserait les besoins de la zone du projet elle-même. Avec l’augmentation de la capacité installée, une fraction croissante de la production d’électricité serait exportée vers Alexandrie, le Caire et d’autres villes le long du Nil et de la Méditerranée. À ce moment-là, le marché du stockage hydroélectrique par pompage se développerait et la construction de réservoirs de rétention et de centrales électriques beaucoup plus grands pourrait commencer. La remise en état des terres se poursuivrait et l’expansion de l’agriculture pourrait entraîner des niveaux d’exportation modestes de certains aliments.

Importation d’eau de mer

À un moment donné, non loin du projet, l’aquaculture serait introduite. Initialement, les eaux souterraines pompées seraient suffisantes pour alimenter les aquariums et les étangs. Cependant, à mesure que de plus en plus de colons s’installaient, un système de lacs et de canaux d’eau salée plus grands serait utile pour le commerce et la pêche en général. Pour cela, l’importation d’eau de mer méditerranéenne serait probablement nécessaire.

Il ne serait toujours pas nécessaire d’ouvrir un canal au niveau de la mer ou de conduire un grand tunnel à travers le plateau de Diffa. L’eau pouvait simplement être pompée sur le plateau par pipeline. La puissance générée sur la partie descendante du pipeline serait suffisante pour entraîner les pompes pour la partie ascendante. Comme la descente dans la dépression serait supérieure d’au moins 50% à la montée vers le plateau, il y aurait un surplus de production d’électricité. Les pertes de pompage, de production et de transmission absorberaient le surplus, mais avec des pompes et des turbines efficaces, elles ne consommeraient pas tout. Par conséquent, les pipelines d’eau de mer pourraient être autosuffisants.

Perspectives à long terme

Le pompage de l’eau de mer par des pipelines sur le plateau de Diffa ne peut pas supporter le transport maritime entre la dépression de Qattara et la Méditerranée. Si le développement de la dépression est réussi, la capacité d’expédition deviendra très souhaitable. C’est alors qu’un grand canal au niveau de la mer devient intéressant.

Il convient de noter que la question d’un grand canal au niveau de la mer en provenance de la Méditerranée est celle du coût et non de la faisabilité technique. La quantité de matériau à fouiller serait de l’ordre d’un à deux kilomètres cubes. Le montant réel dépendrait du tracé du canal et de la largeur de la coupe traversant les parties les plus hautes du plateau de Diffa. Un à deux km3, c’est certainement beaucoup d’excavation, mais c’est plusieurs fois moins que ce qui est sorti de certaines des plus grandes mines à ciel ouvert du monde. Il se compare à la quantité de morts-terrains dépouillés pour exposer les veines de charbon au cours des deux années d’exploitation dans le bassin de la rivière Powder au Wyoming.

Des fouilles seraient probablement nécessaires également pour la construction d’un port au niveau de la mer à l’extrémité Qattara du canal. Je suppose qu’un port au niveau de la mer serait souhaitable comme centre de distribution pour les villes et villages en croissance dans la dépression et les zones environnantes. Les grands porte-conteneurs et les pétroliers pouvaient accoster dans le port sans avoir besoin de passer par des écluses. Des navires plus petits capables de négocier le réseau de canaux BSL construit plus tôt pour relier les communautés dans le Qattara feraient la navette entre ces communautés et le port principal. Les écluses ou les ascenseurs à bateaux nécessaires pour permettre le passage entre le port principal et les canaux inférieurs ne représenteraient qu’une fraction de la taille nécessaire pour les grands navires.

Si et quand un grand canal au niveau de la mer est construit, cela changera complètement l’image du stockage hydroélectrique pompé. L’augmentation de la capacité ne nécessitera plus la construction de nouveaux réservoirs de stockage au sommet du plateau. Toute la mer Méditerranée deviendra le réservoir de stockage supérieur. Les parties inférieures non réclamées de la dépression se rempliront rapidement jusqu’au contour BSL prévu de 60 m de ce que nous pourrions aussi bien doubler la mer de Qattara. La mer servirait de réservoir inférieur à un système hydroélectrique colossal pompé.

Un canal au niveau de la mer suffisamment grand pour permettre le passage de pétroliers et de porte-conteneurs pourrait gérer des débits plus d’un ordre de grandeur supérieur à la moyenne à long terme imposée par l’évaporation de la mer de Qattara. Les taux élevés ne pouvaient pas continuer longtemps; un afflux temporaire de 10 000 m3/sec, par exemple, soulèverait la mer de Qattara à un rythme de près de 6 cm par jour. Mais cela permettrait la production de 5 GW pendant plusieurs heures par jour pendant des semaines à la fois — ou indéfiniment si elle était compensée par des taux de pompage élevés de l’énergie solaire excédentaire à d’autres moments.

Un tel stockage hydroélectrique pompé massif éviterait d’avoir besoin de centaines de gigawattheures de production dispatchable de peakers inefficaces à combustibles fossiles et de centrales électriques au charbon dispatchables autrement nécessaires pour sauvegarder les ressources éoliennes et solaires photovoltaïques irrégulières. Il pourrait fournir une puissance propre et distribuable bien au-delà des besoins du projet Qattara lui-même. Le marché européen de cette capacité excédentaire pourrait justifier la construction de la première ligne de transport HVDC trans-méditerranéenne. Cela briserait la situation de la « poule et de l’œuf » qui a bloqué l’initiative Desertec. En donnant accès au marché européen de l’électricité, une ligne HVDC de Qattara pourrait sortir les plans de plus de centrales solaires dans le désert des limbes dans lesquels elles ont croupi en l’absence de capacité de transmission. La ligne HVDC pourrait potentiellement lancer la mise en œuvre du Medgrid intégré.

Quelle est la prochaine étape ?

Cet article a été, en partie, un teaser. Il y a des questions que je n’ai pas abordées et des réflexions sur la façon de résoudre ces problèmes sur lesquelles je n’ai pas écrit. Il y a aussi beaucoup d’informations sur le Qattara que je n’ai pas encore pu mettre au jour. Entre autres choses, j’aimerais savoir pourquoi les initiatives Desertec et Medgrid semblent avoir ignoré le potentiel hydroélectrique pompé du projet. Le doit avoir su à ce sujet. Peut-être que cela sent la géo-ingénierie, l’anathème de certains verts? Ou peut-être l’ont-ils examiné et ont-ils trouvé des problèmes de fond dont je ne suis pas au courant. Je ne sais pas.

En cette période de changement climatique, de famine liée à la sécheresse et de conflit sectaire, je considère les questions entourant le Qattara et son développement possible comme d’une importance vitale. Les questions vont bien au–delà de l’avenir de l’Égypte et de son économie ; elles touchent à la santé et à la stabilité de l’ensemble de l’Europe – Moyen-Orient -Afrique du Nord ou de la région d’EUMÈNE. J’aimerais les voir présentés et explorés dans un livre électronique solidement documenté et documenté, pour examen par l’ONU, la Banque mondiale ou d’autres agences qui pourraient être en mesure de parrainer des études d’ingénierie et peut-être des développements exploratoires.

Je propose un projet d’étude participatif aboutissant à un tel livre électronique. J’ai une liste substantielle de questions et de problèmes que je serai heureux de partager. Le premier ordre du jour, cependant, est de compiler une liste de diffusion des personnes intéressées à participer. Déposez une note à l’adresse gmail silverthorn44, avec « Projet Qattara » dans la ligne d’objet. Je suis particulièrement intéressé à entendre des personnes ayant une expertise dans les domaines suivants:

• Accès à une base de données SIG pour les régions MENA et outils pour générer des cartes personnalisées;
• L’état de l’exploration pétrolière, passée et présente, dans le Qattara, et les baux actuels, le cas échéant;
• Remise en état des sols salins et agriculture durable dans les bassins endoréiques à climat chaud;
• Construction de routes et de voies ferrées à travers des zones avec des nappes phréatiques atteignant la surface;
• Estimation des coûts pour les grands projets de génie civil et la construction de canaux;
• Emplacement et état des champs de mines de la Seconde Guerre mondiale dans la zone et état des opérations de déminage.

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Je suis ouvert aux suggestions pour une maison Web pour le projet. Ma valeur par défaut serait quelque chose configuré sur un Google Drive, mais il pourrait y avoir des options qui fonctionneraient mieux pour plus de personnes. Et, comme toujours, tout le monde est invité à laisser des commentaires et / ou des suggestions ci—dessous – même si c’est seulement pour me dire à quel point je suis un rêveur naïf.