Barrage - Définition

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Quelques exemples de grands barrages dans le monde

Barrage sur la Toutle River (comté de Cowlitz, État de Washington (États-Unis), édifié en 1986-1989 par le génie militaire américain non pas pour retenir de l'eau mais pour stocker une partie des sédiments provenant de l'éruption majeure du volcan de Mont Saint Helens en 1980.

Vie des barrages

Entretien des barrages

Accumulation de débris naturels et anthropiques contre le mur d'un barrage.
Les restes du barrage de Malpasset, détruit le 2 décembre 1959.

Un barrage n'est pas un simple mur plus ou moins solide. Il n'est pas inerte et fait l'objet surveillance sismologique et technique sous plusieurs critères. L'ouvrage vit, travaille et se fatigue en fonction des efforts auxquels il est soumis.

Tout barrage peut être exposé à 4 types de risque :

  • les défauts de maintenance et de contrôle, eu égard à l'obsolescence des matériaux ;
  • les crues ;
  • les accidents de terrain, mouvements ou glissements ;
  • les séismes, celui de référence se situant à 3,5 sur l'échelle de Richter.

L'obsolescence des matériaux est principalement liée à la dégration du matériau béton, qui peut être sujet à deus maladies : l'alcalie-réaction (dont souffre le barrage du Chambon, en France) et la réaction sulfatique interne (dont souffre le barrage de Bimont, en France).

Généralement, on estime qu'au cours du 20e siècle, 1 % des barrages à travers le monde se sont rompus.

Pour des raisons de maintenance des ouvrages, les barrages sont régulièrement inspectés. Chaque année, l'aspect extérieur du barrage est examiné, et périodiquement (tous les 10 ans en France) la retenue d'eau est vidée afin de permettre l'accès à la fois à la partie inférieure de l'ouvrage et aux équipements (conduites d'eau, grilles, vannes, etc.).

Les ouvrages intéressant la sécurité publique sont également auscultés, par des capteurs permettant de mesurer leurs comportements (mesures de déplacements, de pression d'eau, de débit…). De son état dépend la sécurité des populations installées en aval.

Pour autant la probabilité de rupture est extrêmement faible : statistiquement, une rupture par an sur un parc mondial de 16 000 barrages, Chine exclue. En Europe, la probabilité est encore plus basse. En fait le danger est le plus élevé au moment du premier remplissage, le risque étant cependant bien moins élevé pour les ouvrages en béton que pour ceux en remblais.

En France, les dispositions réglementaires relatives à la sécurité et à la sûreté des ouvrags hydrauliques sont assurées par le décret 2007-1735 du 11 décembre 2007. Ce dernier a établi une nouvelle classification des digues et barrages et a clarifieé les mesures à prendre pour assurer leur contrôle, leur mise sécurité et leur maintenance.

Les barrages construits dans les Alpes, dans les années 1950 et 1960, au plus fort de l'âge d'or de la houille blanche, sont aujourd'hui parvenus dans une phase de vieillissement qui nécessite des frais de maintenance de plus en plus élevés. EDF estime que la plupart des ouvrages hydrauliques atteignent seulement la moitié de leur espérance de vie mais a annoncé un important programme d'investissements pour la maintenance et la réhabilitation. Selon le rapport de l'OPCEST du 9 juillet 2009, les principales inquiétudes résident moins dans les grands ouvrages que dans la multitude de petits barrages en France pour lesquels les niveaux d'entretien et de contrôle sont insuffisants.

Catastrophes

Un défaut de conception ou d'entretien peut conduire à une catastrophe : si le barrage cède alors que la retenue d'eau est relativement importante, un raz-de-marée peut déferler sur les populations vivant en aval, plus ou moins canalisé par la topographie du cours d'eau sur lequel le barrage était implanté. (voir l'article Catastrophe). En France, une telle catastrophe a eu lieu en 1959 près de Fréjus, au Barrage de Malpasset.

Le film La Folie des hommes (2001), relate les déboires du barrage de Vajont, en Italie, au début des années 1960. Tiré d'un fait réel, le film montre les causes et l'enchaînement des évènements qui conduisirent à un glissement de terrain de 270 millions de mètres cubes dans les eaux du lac de retenue du barrage. La vague gigantesque qui s'ensuivit fit 2 000 victimes, le 9 octobre 1963.

Séismes

Les séismes font partie des événements susceptibles de nuire à la stabilité des barrages.

Cependant, historiquement, les ruptures causées par des séismes sont très peu nombreuses comparées à celles dues à des défauts de conception.

En France, les grands barrages font l'objet d'une simulation informatique de comportement dans le cas du plus fort séisme historique connu dans la région (souvent estimé d'après des documents anciens, mais n'allant pas bien au-delà de 500 ans environ). Ainsi le séisme de référence dans les Pyrénées est celui du 21 juin 1660, de magnitude estimée autour de 6 et dont l'intensité a été de IX à Bagnères de Bigorre). Un tel séisme causerait aujourd'hui des dégâts importants dans les Hautes-Pyrénées, mais serait néanmoins supporté par tous les grands barrages.

Les ruptures les plus fréquentes ont concerné des ouvrages en remblai de taille modérée, construits avec des matériaux sableux ou silteux, ou fondés sur des sols de cette nature ; il peut en effet se développer dans ce cas un phénomène appelé thixotropie, qui fait perdre toute résistance au sable ou au silt saturé.

Le contrôle des barrages en France

La sûreté de fonctionnement des barrages est de la responsabilité civile et pénale de ses exploitants. Néanmoins, compte tenu du risque et de l'ampleur des conséquences potentielles, le domaine est contrôlé par des services d'État. Les barrages situés dans les concessions hydroélectriques font partie du Domaine Public Hydroélectrique. Les DREAL (ex-DRIRE, division ENERGIE) sont en charge de la Tutelle de ces ouvrages appartenant à l'État et confiées par concession à un aménageur / exploitant. Les MISE (Mission Interservice sur l'Eau, au sein des DDEA) sont en charge des ouvrages réalisés et exploités sous le régime de l'autorisation (petite hydroélectricité, et ouvrages sans utilisation énergétique).

Après la catastrophe de Malpasset (2 décembre 1959), le Ministère des Travaux Publics a rédigé la circulaire n°70-15 du 14 août 1970, encadrant les missions des services de contrôles et les obligations des exploitants. Le ministère de l'Industrie a complété la circulaire 70-15 par une circulaire BMI (barrages de moyenne importance) le 23 mai 1995, applicable aux seuls ouvrages concédés. Parallèlement, a été créé le CTPB en 1963 (Comité Technique Permanent des Barrages), réunissant les plus grands experts français, et depuis 1992 les plus grands barrages sont soumis à un PPI (plan particulier d'intervention) où sont analysés les risques (dont les séismes et les glissements de type barrage de Vajont).

Avec l'ouverture du marché de l'électricité et le changement de statut des principaux exploitants (EDF, CNR, SHEM) les circulaires devenaient inefficaces, et après réflexion commune une réglementation nouvelle a été définie par le décret n° 2007-1735, reprenant en les accentuant les dispositions mises en place pour ausculter les barrages et analyser leur comportement.

En premier lieu, le début de l'année 2008 voit le classement de tous les barrages, hydroélectriques ou non, en 4 classes:

  • A pour les barrages de plus de 20 m de hauteur au-dessus du terrain naturel
  • B pour les barrages de plus de 10 m et dont le rapport BMI est supérieur à 200
  • C pour les barrages de plus de 5 m et dont le rapport BMI est supérieur à 20
  • D pour les autres barrages de hauteur supérieure à 2 m

Ce rapport BMI = H2 . V1/2, où H est la hauteur maximale au-dessus du terrain naturel et V le volume (en millions de mètres cubes) retenu par le barrage, conjugue le risque (hauteur) et les conséquences d'une rupture éventuelle (Volume). Il a été introduit par André GOUBET, ancien président du CTPB, dès 1995 pour un élargissement du classement de l'époque, dont décembre 2007 est le dernier développement.

Les barrages de classe A font l'objet tous les 10 ans d'une étude de dangers (EDD), un examen technique complet (ETC, remplaçant l'ancienne visite décennale) et une revue de sûreté (RPS). Les barrages de classe B font l'objet d'une étude de dangers tous les 10 ans.

Tous les barrages classés (A, B, C et D) doivent disposer de :

  • une consigne de crue ;
  • une consigne d'auscultation et de surveillance (CSA) ;
  • un dispositif d'auscultation adapté.

Ils font l'objet :

  • d'un rapport annuel de l'exploitant, incluant tous les faits notables pour la sûreté ;
  • d'une analyse biennale des mesures d'auscultation ;
  • d'une déclaration systématique de tout événement significatif pour la sûreté hydraulique (EISH).

Démantèlement des barrages

Le démantèlement d'un barrage n'est pas affaire d'écologie, mais d'atteinte de la limite de vie du barrage, même si cela permet, en partie aux écosystèmes fluviaux de fonctionner de manière plus satisfaisante. L'investissement initial réalisé par le constructeur, toujours pour satisfaire un besoin de service public (eau potable, irrigation, électricité) avec des moyens de développement durable, n'ont pas vocation à être abandonnés ou détruits. On notera l'absence de financement de ces démantèlements pour l'usage piscicole (essentiellement de loisir), et l'absence de planification de moyens durables de remplacement de la production d'énergie ainsi perdue.

En France, le barrage de Poutès (Haute-Loire) pourrait ainsi être démantelé. Le premier barrage hydroélectrique à avoir été démantelé est celui de Kernansquillec à Plounévez-Moëdec dans les Côtes d'Armor. « En 1996, la démolition du barrage hydro-électrique, une première en France sur une rivière à saumons, a permis au paysage englouti de refaire surface ».

De même, parce que ne satisfaisant plus aux obligations de sécurité publique, le barrage du Piney (eau potable, maîtrise d'ouvrage communale) à St Chamond a été mis en sécurité en 2000 par percement d'un pertuis au pied du barrage.

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