Près de Nancy, il est un lieu surprenant qui intéresse grandement les géologues et hydrogéologues : le Spéléodrome. Aménagé à l’origine pour alimenter la ville de Nancy en eau potable, cet aqueduc souterrain fut abandonné dans les années 1930. Aujourd’hui, il constitue un terrain de jeu pour nos enseignants-chercheurs et élèves-ingénieurs en Géosciences & Environnement, qui y reviennent régulièrement dans le cadre de projets de recherche ou de travaux académiques. La raison ? Les concrétions de calcite, que l’on retrouve habituellement dans les grottes naturelles, s’y forment à vitesse grand V, et des millions de perles de caverne s’y accumulent au sol.
Parmi nos habituées des lieux, Élise Chenot et Réjanne le Bivic, toutes deux enseignantes-chercheuses au sein du collège Géosciences d’UniLaSalle. Elles nous expliquent en quoi le Spéléodrome constitue un formidable lieu d'études pour nos étudiants, mais aussi pour des travaux de recherche dans le but de réduire les émissions de CO2 dans l'atmosphère.
C’est quoi exactement le Spéléodrome de Nancy ?
Le Spéléodrome de Nancy est un aqueduc souterrain construit à la fin du XIXe siècle sur les hauteurs de Nancy, pour répondre à des questions de santé publique. A cette époque, les eaux de boissons provenaient majoritairement des eaux de la Moselle, alors extrêmement polluées par l’intense activité sidérurgique de la région. Pour pallier ce problème, Edouard Imbeaux a cherché une autre source d’eau potable, et a eu l’idée d’aller chercher les eaux de la nappe perchée du plateau de Haye, sur les hauteurs de Nancy. Ce massif, recouvert d’une forêt et dépourvu d’activité humaine, est constitué de calcaires fracturés dans lequel s’infiltrent les eaux de pluie. Il a donc eu la brillante idée de creuser une galerie sous la nappe, pour aller chercher l’eau potable par le dessous, grâce à un système de drain au plafond.
Pourquoi est-il important de comprendre ce phénomène de formation de perles de calcite au Spéléodrome de Nancy ?
Le calcaire qui se forme dans la bouilloire de notre cuisine, c’est un phénomène chimique naturel au cours duquel le gaz carbonique (CO2), précipite en calcite. On peut donc traduire ceci en quelques mots par la transformation d’un gaz à effet de serre en roche stable.
La rivière souterraine qui parcourt le Spéléodrome de Nancy est remplie de millions de perles de calcite. C’est une quantité considérable. Il s’est donc visiblement produit un phénomène physico-chimique ou biochimique qui a permis de transformer du CO2 en calcite dans cette galerie, ces 120 dernières années. C’est assez unique !
Pourquoi ici ? Comment ? A quelle vitesse ? Pourquoi sous cette forme sphérique ? Cela pose de nombreuses questions.
Quels impacts futurs pourraient découler de ces recherches pour la communauté scientifique ?
La minéralisation du CO2 en roche, c’est une recherche déjà très en vogue aujourd’hui pour répondre aux problématiques de dérèglement climatique.
Il existe de nombreuses études et des tests d’ingénierie qui tentent de reproduire ce phénomène, entre autres, une expérimentation à grande échelle en Islande. Le CO2 est injecté à plusieurs centaines de mètres de profondeur, dans des basaltes. Au bout de quelques années, les scientifiques ont constaté que le CO2 se transforme en roche, dans la porosité du basalte. Ce processus est aujourd’hui la solution artificielle la plus propre et la plus aboutie en minéralisation du CO2, MAIS il reste couteux en énergie et surtout en eau ! Par ailleurs, pour que cette réaction chimique se produise rapidement, il faut des conditions bien spécifiques : injecter le CO2 dans des basaltes, à de très grandes profondeurs pour trouver les conditions physico-chimiques favorables à cette réaction.
Au sein du Spéléodrome de Nancy, il semblerait que ce processus se produise naturellement, mais à 50 mètres sous nos pieds ! Pour nous, il est donc intéressant de comprendre le processus local de minéralisation, pour permettre ensuite d’imaginer des solutions technologiques capables de reproduire ce phénomène en surface. Ainsi, après avoir capté de CO2 en sortie d’usine, on pourrait imaginer le transformer sur place en roche !
Quel rôle ont joué les étudiants d'UniLaSalle dans ce projet et qu'est-ce que cela leur apporte de participer à des actions de recherche ?
Les étudiants ont activement contribué à l’obtention des premiers résultats hydrogéologiques et à la valorisation du site, à travers des projets de visite virtuelle de la galerie, de conceptions de maquettes du site, de prélèvements d’eau et compréhension de la géologie locale.
Certains projets étudiants ont pu être présentés au cours d’un congrès national des sciences de la Terre.
Qu'est-ce qui vous a le plus surpris dans le cadre de ce projet de recherche jusqu'à présent ?
Cet aqueduc a été construit il y a 120 ans pour répondre à des problématiques d’alimentation en eau potable de la ville de Nancy.
Finalement, aujourd’hui, cet objectif initial a été complétement abandonné et il semblerait que ce qui s’y est déroulé pendant un siècle nous aide finalement à résoudre des problèmes actuels.
Le saviez-vous ?
Des élèves-ingénieurs en Géologie & Environnement d’UniLaSalle ont réalisé une visite virtuelle du Spéléodrome de Nancy.
Un travail minutieux qui a nécessité des centaines de prises de vue dans des conditions de fraîcheur et d’humidité constantes.
