Barrage - Définition et Explications

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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 (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) mais pour stocker une partie des sédiments provenant de l'éruption majeure du volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et...) de Mont Saint Helens (Le mont Saint Helens est un stratovolcan actif situé dans le comté de Skamania dans...) en 1980.
  • le barrage Hoover (Le barrage Hoover (en anglais the Hoover Dam) est un barrage voûte/poids sur le fleuve...) aux États-Unis (1931-1935)
  • les barrages d'Assouan sur le Nil, en Égypte
  • le barrage (Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à...) d'Inga sur le Congo, en République démocratique du Congo
  • le barrage d'Itaipu à la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux...) entre le Brésil et le Paraguay (Le Paraguay (en guaraní: Paraguái), ou République du Paraguay pour les usages...)
  • la centrale Robert-Bourassa (La centrale Robert-Bourassa est une centrale hydroélectrique située sur La Grande Rivière dans...) au Québec
  • le barrage de Kapanda sur le Cuanza en Angola
  • le barrage des Trois Gorges (Le barrage des Trois-Gorges (en chinois ????simpl./????trad., en pinyin s?nxiá dàbà) est un...) en Chine
  • le barrage de la Grande-Dixence (Le barrage de la Grande-Dixence est un barrage poids situé dans le val des Dix sur la commune...), en Suisse, plus précisément en Valais, dans le val d'Hérens
  • le barrage Atatürk (Le barrage Atatürk est la pièce centrale des 22 barrages prévus dans le projet d'Anatolie du...) sur l'Euphrate en Turquie
  • le barrage Daniel-Johnson sur la Manicouagan au Québec
  • le barrage de Gurí au Vénézuela
  • le barrage de Nourek (300 m) au Tadjikistan est le plus haut du monde (Le mot monde peut désigner :).

Vie des barrages

Entretien des barrages

Accumulation de débris naturels et anthropiques contre le mur (Un mur est une structure solide qui sépare ou délimite deux espaces.) 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 (Inerte est l'état de faire peu ou rien.) et fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) surveillance sismologique et technique sous plusieurs critères. L'ouvrage vit, travaille et se fatigue en fonction des efforts auxquels il est soumis.

Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) barrage peut être exposé à 4 types de risque :

  • les défauts de maintenance et de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...), 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 (La magnitude d'un tremblement de terre mesure l'énergie libérée lors d'un séisme. Plus la...).

L'obsolescence des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) est principalement liée à la dégration du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) béton (Le béton est un matériau de construction composite fabriqué à partir de...), qui peut être sujet à deus maladies : l'alcalie-réaction (dont souffre le barrage du Chambon, en France) et la réaction sulfatique interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...) (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 (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...), 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 (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) permettant de mesurer leurs comportements (mesures de déplacements, de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) d'eau, de débit…). De son état dépend la sécurité des populations installées en aval.

Pour autant la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) de rupture (Ruptures est le second album de la série de science-fiction Orbital constituée de...) est extrêmement faible : statistiquement, une rupture par an sur un parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été...) mondial de 16 000 barrages, Chine exclue. En Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...), 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 (La houille (mot francisé venant du wallon hoye), est une roche carbonée. C'est...) blanche, sont aujourd'hui parvenus dans une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant...) 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 (L'espérance de vie est une donnée statistique. Elle est censée permettre de connaître la durée...) 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 (Une catastrophe est un événement brutal, d'origine naturelle ou humaine, ayant généralement la...) 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 (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) de retenue du barrage. La vague (Une vague est un mouvement oscillatoire de la surface d'un océan, d'une mer ou d'un lac. Les...) 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 (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...) 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 (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) 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 (La thixotropie est une propriété complexe que l'on retrouve dans certains fluides. On peut la...), qui fait perdre toute résistance au sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites...) 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 (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par...) ENERGIE) sont en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) 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 (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) 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 (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) 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 (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) 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 (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) (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 (L'auscultation est la partie de l'examen clinique qui consiste à écouter, à l'aide...) 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 (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour...) de tout événement significatif pour la sûreté hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les...) (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 (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) de service public (Un service public est une activité considérée comme étant d'intérêt général. Cette notion...) (eau potable, irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des...), électricité) avec des moyens de développement durable (Le développement durable (traduction de Sustainable development) est une nouvelle conception...), n'ont pas vocation à être abandonnés ou détruits. On notera l'absence de financement de ces démantèlements pour l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) piscicole (essentiellement de loisir), et l'absence de planification (La planification est la programmation d'actions et d'opérations à mener) de moyens durables de remplacement de la production d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) 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 (L’Armor est la zone maritime de la Bretagne, par opposition à l'Argoat.). « En 1996, la démolition du barrage hydro-électrique, une première en France sur une rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la...) à saumons, a permis au paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un...) englouti de refaire surface ».

De même, parce que ne satisfaisant plus aux obligations de sécurité publique, le barrage du Piney (eau potable, maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de...) 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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