Une rupture de barrage est simplement une libération incontrôlée de l’eau d’un réservoir à travers un barrage à la suite de défaillances structurelles ou de déficiences du barrage. Les ruptures de barrage peuvent aller d’assez mineures à catastrophiques, et peuvent éventuellement nuire à la vie humaine et aux biens en aval de la rupture.
Les ruptures de barrage peuvent être extrêmement nuisibles, notamment parce que les barrages sont considérés comme des « installations contenant des forces dangereuses » en vertu du droit international humanitaire. Ceci en raison de l’immense destruction qui peut se produire avec une rupture de barrage. Au cours de l’histoire, un grand nombre de ruptures de barrages ont causé d’immenses dégâts matériels lorsque les eaux de crue ont détruit les infrastructures. En outre, les écosystèmes et les habitats sont détruits par les eaux qui les inondent. En outre, les ruptures de barrages ont coûté la vie à des milliers de personnes au fil des ans. Plus les barrages vieillissent, plus il existe un potentiel de rupture de barrage catastrophique.
Causes
Il existe quatre causes principales de rupture de barrage, elles comprennent :
- Le débordement : Ces défaillances se produisent à la suite d’une mauvaise conception du déversoir, ce qui conduit à un réservoir qui se remplit trop d’eau, notamment en cas de fortes pluies. Les autres causes de ce type de défaillance sont le tassement de la crête du barrage ou le blocage du déversoir.
- Défauts de fondation : Ces défaillances se produisent à la suite de l’affaissement des fondations du barrage, de l’instabilité des pentes entourant le barrage, des pressions de soulèvement et des infiltrations autour des fondations. Toutes ces défaillances entraînent une instabilité structurelle et une défaillance potentielle du barrage.
- Défauts de tuyauterie et d’infiltration : Ces défaillances se produisent à la suite de l’érosion interne causée par les infiltrations et l’érosion le long des structures hydrauliques telles que les déversoirs. De même, l’érosion résultant des terriers d’animaux et des fissures dans la structure du barrage contribuent à ces défaillances.
- Défaillance des conduites et des vannes : Ces défaillances surviennent à la suite de problèmes de valeurs et de conduits.
D’autres défaillances de barrages surviennent à la suite d’autres causes diverses. De nombreuses ruptures de barrage sont également les résultats secondaires d’autres catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre, les glissements de terrain, les tempêtes extrêmes ou la forte fonte des neiges. D’autres causes comprennent le mauvais fonctionnement de l’équipement, les dommages structurels et le sabotage.
Défaillances notables
Dans le monde entier, il y a eu de nombreuses défaillances de barrages, entraînant des dommages de gravité variable – de la destruction de propriétés à des décès. La liste d’exemples ci-dessous n’est pas exhaustive mais sert plutôt d’indicateur de la façon dont les barrages peuvent se rompre et comment ces ruptures peuvent causer des dommages.
Banqiao Dam
Figure 2. Le barrage de Banqiao après sa défaillance.
Le barrage réservoir de Banqiao (ainsi que 63 autres barrages) dans la province chinoise du Henan a cédé en 1975, tuant environ 171 000 personnes (bien que certains rapports suggèrent que le nombre pourrait atteindre 230 000). Lorsque le barrage a cédé, il a détruit les maisons de millions de personnes et est considéré comme la plus grande rupture de barrage de l’histoire.
En août 1975, la région a connu une crue extrême, entraînant la chute de quantités d’eau qui n’avaient pas été prises en compte lors de la construction du barrage. Plus d’une année de pluie est tombée en seulement 24 heures, et le barrage a cédé le 8 août. Tôt le 8 août, le barrage a cédé et 700 millions de mètres cubes d’eau ont été libérés, inondant les communautés et les maisons en aval. Après cette rupture, une réaction en chaîne a commencé et les 61 autres réservoirs situés dans la région se sont effondrés, libérant six autres milliards de mètres cubes d’eau de crue. L’eau a recouvert une superficie équivalente à 10 000 kilomètres carrés. L’absence de planification et de prise en compte des inondations extrêmes a entraîné la mort immédiate de 26 000 personnes à cause de l’eau elle-même. 145 000 autres personnes sont mortes en raison des épidémies et de la famine qui ont suivi l’inondation.
Le barrage de Sayano-Shushenskaya
Une turbine du barrage de Sayano-Shushenskaya à Khakassia, en Russie, s’est violemment brisée le 17 août 2009, causant des dommages importants. La salle des turbines et la salle des machines ont été inondées, détruisant 9 des 10 turbines et faisant s’effondrer le plafond de la salle des turbines. Au total, 75 personnes ont été tuées. Cela a entraîné d’importantes coupures de courant dans la région locale.
La cause de l’incident aurait été des vibrations dangereuses provenant de l’une des turbines, qui ont provoqué la rupture violente de la turbine. L’eau qui entrait dans la turbine, a inondé le hall de la turbine – inondant la salle et les niveaux en dessous. Le plafond de la salle s’est également brisé sous l’impact de la turbine. À ce moment-là, la centrale électrique a été privée d’électricité, ce qui a entraîné un black-out. Les portes en acier des tuyaux de prise d’eau des turbines ont été fermées manuellement et les déversoirs ont été ouverts pour éviter d’autres dommages.
Digue Teton
Figure 3. Le réservoir se vidant par le barrage de Teton.
Le barrage de Tenton, près d’Idaho Falls, a cédé complètement le 5 juin 1976, libérant le contenu de son réservoir. Cette rupture a commencé par une importante fuite près de la culée droite du barrage. Le barrage s’est rompu juste au moment où il était achevé et rempli pour la première fois. Après avoir remarqué la première fuite, une tache humide s’est développée sur la face du barrage à cause des infiltrations provenant de la roche de la culée. Le matériau a commencé à se détacher et l’érosion s’est poursuivie sur le remblai. L’eau qui s’échappe augmente à mesure que le trou s’agrandit et les tentatives de remplissage échouent. Le barrage s’est rompu lorsque la crête du remblai s’est effondrée et qu’un mur d’eau a déferlé. 40% de la digue du barrage a été perdue et la centrale électrique a été complètement submergée par les débris. Il a libéré près de 400 000 mètres cubes d’eau, puis inondé des terres agricoles et des villes en aval, avec la perte éventuelle de 14 vies, directement ou indirectement, et un coût estimé à près d’un milliard de dollars.
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