Barrage - Définition et Explications

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Éléments constitutifs

Selon le type d'utilisation auquel il est destiné, le barrage pourra comprendre plusieurs éléments constitutifs parmi les suivants:

Machines hydroélectriques

Instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) et outils de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...)

Déversoirs de crue

Le déversoir du réservoir de Kangaroo Creek en Australie-Méridionale, lors de la crue de novembre 2005.

Le déversoir est une partie du barrage (Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à...) destinée à évacuer un débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) depuis le réservoir amont vers un canal de décharge. Il sera notamment utilisé en cas de crue qui pourrait mettre en péril le barrage en faisant augmenter le niveau amont de manière excessive. Certains déversoirs de crue sont équipés de système de vannes permettant de contrôler le débit restitué ; les autres déversoirs, dits « à seuil libre », sont plus fiables vis à vis des ruptures (Ruptures est le second album de la série de science-fiction Orbital constituée de...) ou des pannes mécaniques. Le déversoir est l'un des principaux systèmes assurant la sécurité des ouvrages. Il existe plusieurs types de déversoirs parmi lesquels : le déversoir principal qui permet d'évacuer les crues les plus courantes, les déversoirs auxiliaires qui permettent d'évacuer les excédents de débit du déversoir principal, le déversoir d'urgence qui est défini pour évacuer les crues exceptionnelles (pouvant aller jusqu'à des crues d'occurrence très faible, avec des périodes de retour de plus de 10 000 ans pour certains ouvrages). La conception d'un déversoir doit répondre à arbitrage entre : les dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) du déversoir, la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) stockée et la quantité d'eau évacuée. Plus cette dernière est grande, plus le déversoir doit être large ou profond. Le déversoir peut être confronté à des problèmes d'érosion, parfois liés à la cavitation (La cavitation décrit la naissance et l'oscillation radiale de bulles de gaz et de vapeur dans un...) ou à la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse...), qui peuvent entraîner sa destruction.

La gestion de la crue est un arbitrage entre le débit envoyé en aval, et le risque de noyer (Le noyer (Juglans) est un genre de plantes appartenant à la famille des Juglandacées,...) l'amont de la retenue par la montée des eaux retenues. La réglementation française impose de ne pas aggraver le débit maximum (pic) de la crue.

Bassins dissipateur d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...)

Sert à dissiper l'énergie présente dans l'eau circulant dans le canal de décharge. Le bassin dissipateur d'énergie permet de prévenir l'érosion à l'aval.

Le saviez vous ?

  • Le plus ancien barrage connu, d'une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) de 115 m, fut construit dans la vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme...) de Garawi en Égypte vers 3000 av. J.-C.
  • Dès 560 ap. J.-C., l'historien byzantin Procope de Césarée faisait mention d'un barrage-voûte en amont en maçonnerie (La maçonnerie est l'art de bâtir une construction par l'assemblage de matériaux...) (barrage de Daras).
  • Le premier barrage-voûte moderne fut construit par François Zola, père d'Émile Zola, entre 1843 et 1859 près d'Aix-en-Provence.
  • Au XVIe siècle, les Espagnols réalisèrent de grands barrages en maçonnerie. Le plus remarquable fut celui de Tibi, à 18km au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) d'Alicante construit en 1594. Haut de 45 m, il est encore utilisé.

Conséquences environnementales

Les grands barrages sont de puissant facteurs de fragmentation écologique pour les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...) migrateurs.

Impacts négatifs

Un barrage peut générer une fragmentation écologique, lorsqu'il est un frein (Un frein est un système permettant de ralentir, voire d'immobiliser, les pièces en mouvement...) ou blocage à la migration d'espèces aquatiques. Il y a dans certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) obligation depuis quelques années sur les ouvrages neufs (en France, sur les rivières classées « migrateurs » depuis la Loi « Pêche » n° 84-512 du 29 juin 1984) de créer des échelles à poissons. Celles-ci sont encore rares sur les ouvrages anciens ou sur les rivières où la présence d'espèces migratrices n'est pas identifiée. Réciproquement, certains ouvrages sont équipés sans obligation, par la volonté de l'exploitant. Certaines échelles à poissons mal conçues ou mal construites peuvent se révéler peu efficaces. Le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) des poissons en camion (Le camion est un véhicule routier de plus de 3,5 tonnes, destiné à transporter des...) est parfois la solution alternative retenue, par exemple sur la Garonne entre Carbonne et Camon, où l'enchaînement de cinq barrages importants aurait nécessité des équipements onéreux, et un trajet très éprouvant pour le migrateur. Les poissons sont donc « piégés » à une extrémité de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :), identifiés et transportés par camion-citerne à l'autre extrémité.

Un barrage peut générer des modifications hydrauliques, lorsqu'il bouleverse le débit naturel et saisonnier du cours d'eau, affecte le niveau des nappes et le transfert des matières en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) et sédiments. Il a des effets différés sur les écosystèmes d'une vaste zone en raison de l'inondation (Le terme inondation fait traditionnellement référence au débordement d'un cours d'eau qui...) de la zone amont, et de la forte modification du régime d'écoulement des eaux de la zone aval, ainsi que de la modification de la qualité des eaux provoquée par la retenue.

Un barrage peut générer une modification des structures écologiques et faciliter des «invasions biologiques». Un écosystème sub-naturel et plus ou moins équilibré se reconstitue dans ces zones plus ou moins rapidement (en l'espace d'environ 30 ans, l'écosystème serait recréé à 99 %, y compris en aval dans les anciennes zones asséchées). Néanmoins, cet écosystème n'est jamais identique à celui d'origine : la disparition des courants en amont, et la très forte diminution du débit en aval, ainsi que la disparition ou le lissage des débits saisonniers provoque généralement la disparition de certaines espèces autochtones. De plus, une étude publiée en septembre 2008 a confirmé aux États-Unis que dans les bassins-versant, les milieux artificiels que sont les lacs de retenues étaient beaucoup plus propices au développement d’espèces aquatiques dites « invasives » que les lacs naturels, Cette étude a cherché à corréler dans la région des grands lacs l’importance des invasions biologiques avec la physico-chimie de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) d’eau, l’intensité et la nature des activités nautiques avec la distribution géographique de cinq espèces non indigènes L’étude a montré que le risque d’invasion biologique est (pour la région des grands lacs) de 2,4 à 300 fois plus élevé dans les lacs de retenue que dans les lacs naturels (vers 2005/2008). Ce risque a augmenté avec les temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), et la menace augmente pour les lacs naturels car l’augmentation du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de retenues touchées a presque partout diminué la distance entre eaux « contaminées » et eaux naturelles. C’est dans ce cas l’homme qui joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) le rôle principal de colporteur (Le colporteur (parfois appelé en Afrique sauveteur) est un vendeur ambulant transportant avec lui...) et en particulier selon Pieter TJ Johnson l'un des auteurs de l'étude, les activités de pêche et de nautisme qui favorisent la dissémination de nombreux organismes, dont la moule zébrée (accrochée sous les bateaux), les myriophylles invasif accrochés aux remorques porte-bateaux, et les éperlans arc-en-ciel (Un arc-en-ciel est un phénomène optique et météorologique qui rend visible le...) et une écrevisses invasive qui a été utilisée comme appâts (aujourd’hui interdit).

Impacts positifs

Un lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) de barrage peut être un accueil d'oiseaux migrateurs, lieux de reproduction de certaines espèces aquatiques,

Un lac de barrage peut améliorer les conditions d'écoulement en étiage ; De plus en plus, les barrages hydroélectriques participent à un soutien d'étiage, permettant une vie (La vie est le nom donné :) estivale de rivières par ailleurs affectées par de nombreux prélèvements (autorisés ou non), d'améliorer le refroidissement des eaux, et la dilution (La dilution est un procédé consistant à obtenir une solution finale de concentration...) des pollutions en aval. En France, depuis la même Loi Pêche de 1984, tous les obstacles sur les rivières françaises doivent obligatoirement laisser dans le cours d'eau 1/40 du module (moyenne de débit), et 1/10 pour tous les ouvrages neufs ou dont le titre est renouvelé. Afin de mettre fin à cette situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...) inégalitaire (posant de nombreux problèmes de variation des débits sur un même cours d'eau), la nouvelle Loi sur l'Eau et les Milieux aquatiques a fixé au 1er janvier 2014 la date limite de délivrance de 1/10 pour tous les ouvrages. Cette LEMA introduit cependant l'exception des barrages de haute chute, assurant le soutien du réseau électrique (Un réseau électrique est un ensemble d'infrastructures permettant d'acheminer...), auxquels le débit réservé pourra être limité à 1/20 (une liste devant être fixée par décret). De même, sur justification par une étude adaptée, le débit pourra être modulé sur l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) (régime réservé).

Un lac de barrage peut être une source de production d'énergie renouvelable (Une énergie renouvelable est une source d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être...), lorsqu'il s'agit d'un barrage hydroélectrique.

Les barrages d'irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des...) ou d'eau potable (Une eau potable est une eau devant satisfaire à un certain nombre de caractéristiques la rendant...) sont aussi construits pour apporter des bienfaits pour l'agriculture et l'alimentation en eau. Ces impacts doivent donc être pesés au même titre que les inconvénients portés au milieu aquatique ou à la pêche de loisir.

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