Lac Nyos

Le lac Nyos est un lac de cratère. De ce fait, du gaz carbonique est relâché au fond du lac. On a estimé à 300 millions de m³ le volume du gaz carbonique contenu dans le lac[3]. Le lac Nyos est situé au-dessus d'une poche magmatique. Des lignes de failles partent de cette poche magmatique et entrent en contact avec le fond du lac. C'est donc une zone de volcanisme actif.

Vue panoramique du lac Nyos

Les étendues d'eau douce peuvent avoir plusieurs types de structures. L'eau étant une substance ayant la particularité d'avoir une masse volumique maximale à 4 °C, les lacs dont la température de surface est éloignée de cet optimum de densité s'organise en 3 strates thermiques possédant leurs propres propriétés physico-chimiques et ne se mélangeant pas avec les autres strates. Au contraire, quand la température de surface est proche de 4 °C, la stratification disparaît et toute l'eau du lac peut à nouveau se mélanger par convection. En zone tempérée, la variation saisonnière de température provoque alternativement une stratification des lacs (en été et en hiver) et un brassage (en automne et au printemps), ce qui permet d'oxygéner et de dégazer les eaux profondes. On parle de lacs dimictiques.

En zone climatique équatoriale ou tropicale, la température de l'eau de surface reste toujours plus chaude que 4 °C, ce qui fait que la stratification thermique subsiste pendant des années, voire des siècles, sans qu'un brassage ne s'effectue. On parle de lacs méromictiques. Dans le cas du lac Lwi, le CO₂ a donc pu s'accumuler sans qu'un brassage ne permette un dégazage. Le simple fait qu'un gaz soit relâché dans un lac ne suffit donc pas à créer les conditions d'un tel accident, il faut en plus une stratification persistant suffisamment longtemps pour que des quantités importantes de gaz soient piégés en profondeur.

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La catastrophe de Nyos qui a entraîné de nombreuses victimes aurait été causée par la chute d'un pan de la falaise[4] qui surplombe le lac. Cette chute de roches aurait entraîné un brassage assez rapide des eaux : les eaux contenant le gaz carbonique se seraient alors retrouvées en surface, ce qui aurait favorisé des émanations gazeuses d'environ 80 millions de mètres cubes[5]. Comme le gaz carbonique est une fois et demie plus lourd que l'air, en s'échappant du cratère, il s'est répandu au niveau du sol sur une grande surface jusqu'aux villages et prairies environnants, causant la mort des villageois et de leurs troupeaux.

Vache tuée par les gaz du lac Nyos

Le lac Nyos le 21 Août et le 1er septembre avec le dégagement des gaz

Au total, on évalue à 915 le nombre de tués sur le territoire de Nyos. À Su-Bum, situé à 14 km du lac, malgré une plus forte population, les pertes ont été moindres : on y a recensé 700 morts. Avec 70 victimes, le petit village de Cha a perdu tous ses habitants. À l’ouest, plusieurs hameaux dispersés le long de la vallée de la Fang ont été touchés par la catastrophe. Le bilan est donc de 1 746 morts retrouvés dans un paysage quasi intact, portant seulement, à certains endroits, les traces d’un violent coup de vent. Plus de 3 000 personnes ont dû quitter leurs maisons et ont été regroupées dans des camps.

Canalisation et radeau au lac Nyos. La fontaine autonome (encastrée) qui dissipe le dioxyde de carbone. Travail des ingénieurs pour extraire artificiellement les gaz.

Selon l’une des thèses proposées pour expliquer cette éruption atypique, le dioxyde de carbone, d’origine mantellique, serait progressivement stocké dans les eaux profondes du lac et s’en échapperait sous l'effet d’un « renversement » du lac, provoqué par un séisme ou un glissement de terrain. Le phénomène est connu sous le nom d’éruption limnique.

Le processus d’ex-solution s’est amorcé et s’est développé dans l’ensemble des eaux du lac par une réaction en chaîne. Une explosion gazeuse a projeté dans les airs une colonne d’eau à une hauteur dépassant 80 mètres. L’énorme quantité de dioxyde de carbone libérée, plus dense que l’air, a ensuite « coulé » dans les vallées avoisinantes en asphyxiant toute forme de vie humaine et animale jusqu’à 30 km du lac.

La thèse du retournement des eaux du lac fut formellement contredite par des scientifiques français et italiens (Haroun Tazieff et son équipe) [6]. Leurs analyses établissent la permanence de la stratification des eaux du lac, y compris lors de nouvelles explosions observées ultérieurement. Pour cette équipe, les analyses de la chimie des gaz et de celle des eaux montrent toutes que l’hypothèse d’un dégazage des eaux profondes consécutif à une inversion des strates inférieures et supérieures du lac ne peut rendre compte du phénomène.

Parmi les nombreux faits observés, l’apparition dans la partie centrale du lac d’un cercle de teinte rouge soutenu d'environ 75 mètres de rayon renforce d’autant plus l’hypothèse d’une éruption phréatique que les analyses de la teneur en CO₂ des eaux du lac effectuées chaque jour de la fin août à la fin septembre 1986 établissent que très peu de CO₂ dissous a été libéré lors de la catastrophe. Le dégazage a créé une vague inégale (un mètre au nord, 80 mètres au centre et 20 mètres au sud) qui ne peut s’interpréter que par un jaillissement d’eau relativement puissant. Le granite des bords du lac fut décapé sur une bande étroitement localisée, ce qui ne peut également être expliqué que par la retombée d’une importante masse d'eau, depuis une hauteur de 100 à 200 mètres au-dessus de la surface affectée. Selon Tazieff, l’hypothèse d’un processus éruptif (éruption phréatique) permet seule d’en rendre compte, comme elle a pu rendre compte de la catastrophe de Dieng (1979)[7], en Indonésie.

La controverse qui divise les scientifiques[Note 1] est cruciale pour la prévention des risques pesant sur les populations environnantes. Le dégazage des eaux de lacs de maars ne fait donc pas l’unanimité des chercheurs. En effet, deux thèses s'opposent : la première présente le problème du lac Nyos comme étant un problème géophysique et la seconde comme étant plutôt magmatique. Certains scientifiques expliquent que le gaz proviendrait de poches de bains silicatés situés en dessous du lac.

Event artificiel de dioxyde de carbone dans le lac Nyos au Cameroun en 2006

• (en) George W. Kling, « Comparative transparency, depth of mixing, and stability of stratification in lakes of Cameroon, West Africa », in Limnology and Oceanography, 1988, 33(1), p. 27-40, [lire en ligne]
• Olivier Leenhardt, La catastrophe du lac Nyos au Cameroun. Des mœurs scientifiques et sociales au Cameroun, L'Harmattan, 1995, 190 p. (ISBN 9782296309623)
• Frank Westerman (trad. du néerlandais de Belgique), La vallée tueuse, Paris, Christian Bourgois éditeur, 2015, 390 p. (ISBN 978-2-267-02863-8)
• René Lionel Brice Molo Z., « Une géohistoire des catastrophes rumorogènes au Cameroun : les éruptions limniques de Njindoun et Nyos, 1984-1986 », Géohistoire, 93 (2), 2019, [lire en ligne]
• (en) Bertram Boehrer, Kazuto Saiki, Takeshi Ohba, Greg Tanyileke, Dmitri Rouwet et Minoru Kusakabe, « Carbon Dioxide in Lake Nyos, Cameroon, Estimated Quantitatively From Sound Speed Measurements », Frontiers in Earth Science,‎ 28 juillet 2021 (DOI 10.3389/feart.2021.645011)

• Lac Barombi Mbo
• Géologie du Cameroun

• Webcam dirigée vers le système de dégazage du lac Nyos. (lien mort)
• vidéo universcience de 2011 sur l'opération de dégazage du Lac Nyos

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