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Envasement des barrages
(en français, espagnol et anglais) Un article de Daniel Levacher et François de la Chevalerie Comment résoudre l’envasement des barrages ? *
S’appuyant sur des lacs artificiels ou des réservoirs, un barrage est un ouvrage d’art favorisant la régulation du débit d’une rivière, d’un fleuve ou d’une marée. Souvent, il favorise l’irrigation des cultures. Parfois il tempère la possibilité de catastrophes naturelles, crues ou inondations. Sous certaines conditions, il autorise la production d’électricité. Longtemps leur édification célébrait une revanche sur la nature. « Aujourd’hui domestiquée ! » s’exclamait le Président Roosevelt en lançant le programme de construction des barrages de New Deal. « Notre pays ne sera plus jamais le même ! » s’enthousiasmait le Président Nasser lors de l’inauguration de celui d’Assouan. « La Chine a vaincu son fleuve ! » claironnent aujourd’hui les autorités chinoises.
Avec la nature, l’arrogance est mauvaise conseillère. Un barrage n’est pas une infrastructure neutre. Bousculant l’environnement, il modifie le cycle et la distribution des sédiments. Piégés dans des espaces factices, leur accumulation pose de sérieux problèmes. Dans le cas de barrages côtiers, cette présence affecte non seulement les chenaux de navigation mais aussi les zones de frai du poisson. Ces dépôts ont de multiples répercussions comme la dégradation de la qualité des eaux, l’apparition d’amoncellement inesthétique, les pressions liées aux activités anthropiques et enfin le signal climatique. Fêté comme unique en son genre, la renommée du barrage marémoteur de la Rance est désormais altérée par l’envasement alarmant de son estuaire. Autre exemple, le barrage d’Arzal, utilisé comme réserve d’eau potable, trouble l’embouchure de la Vilaine, laissant un envasement proche de 22 millions de m3 de vase, soit à lui tout seul, près de 50 % de celui existant en zone portuaire pour la France métropolitaine. En Chine, le barrage des Trois Gorges, le plus important du monde, pourrait contrarier l’écosystème. Née d’une déviation du fleuve Chang Jiang, l’ouvrage est structuré autour d’un réservoir d’une superficie de 1084 km2. Cependant l’évolution sédimentaire demeure une inconnue. Qui plus est, faute de mesures de consolidation, les sédiments constituent un réel danger en cas d’événement sismique. De surcroît, en aval des grandes villes, ils sont parfois contaminés. Ils jouent alors défavorablement sur la qualité des eaux souterraines.
Il n’est donc pas exagéré d’affirmer que la pérennité des barrages dépend des solutions apportées au traitement des sédiments. Cependant, aucun gisement sédimentaire n’est réductible à un modèle scientifique préétabli. Chaque barrage entretient avec son environnement une relation propre. Seul un examen hydro sédimentaire parvient à la modéliser. Seulement voilà, pour livrer des résultats fiables, ces études doivent obligatoirement s’étirer dans le temps. Le phénomène s’aggrave alors.
Pour lutter contre la présence des sédiments, à ce jour, aucune solution ne s’impose. La technique de la surélévation de la digue est parfois envisagée. Selon certaines études, elle accélèrerait paradoxalement le dépôt des sédiments. Dans le cas de barrage côtier, ces derniers peuvent être utilisés pour le rechargement des plages proches. Cependant l’option la plus souvent retenue consiste en leur immersion au large. En apparence, cette solution préserve les équilibres estuariens mais elle déplace le problème. Les opérations d’immersion ne peuvent être réalisées qu’en prenant en considération les contraintes de préservation de l’écosystème. Comment prendre alors le problème d’envasement à bras le corps, sachant que l’évacuation de ces dépôts à faible consolidation n’est pas aisée. De surcroît, coûteuse et sans retour économique. La solution pourrait venir de Chine. Confrontée au problème de l’envasement de ses ports et de ses estuaires, ajoutées l’inconnue du barrage des Trois Gorges, la Chine entend apporter une réponse industrielle par la valorisation des sédiments en matériaux de construction. D’abord pour la construction de digue, le remblaiement de route mais aussi pour la fabrication de produit noble, ainsi des briques. Cette démarche associe des industriels à des universités et des centres de recherche. Depuis plusieurs années, des départements de génie civil travaillent sur les performances mécaniques de la vase. L’université de Zhejiang à Hangzhou a élaboré une brique issue des vases de son lac limitrophe. Dans la province de Guangdong, d’autres procédés sont à l’œuvre. Peu à peu, la technique s’améliore. Cette démarche n’est pas innocente. Se conformant aux nouvelles orientations de l’Assemblée National Populaire, la Chine entend désormais devenir le laboratoire du monde. Dans le domaine des nouveaux matériaux de construction, elle profite de la faiblesse de la politique européenne en matière de recherche comme de la stratégie par trop pusillanime des multinationales occidentales. Et déjà, les devance. De surcroît, les énormes besoins de son marché de la construction favorisent ce choix. La demande afflue, pas seulement de Chine mais aussi dans le monde. Au Maghreb, par exemple, l’expertise chinoise pourrait apporter des solutions à certains barrages fortement encombrés, comme ceux de Beni Amrane (Algérie) et de Saboun (Maroc). Inquiètes par les réserves perdues en raison de l’envasement des réservoirs du barrage d’Assouan, les Egyptiens devraient également consulter les ingénieurs chinois. En France, les préoccupations croissantes des associations, liées à de sérieux problèmes d’envasement non seulement des barrages mais aussi sur l’espace côtier, notamment, en zone portuaire, imposent une solution radicale. La société franco-chinoise Paneurochina* entend apporter une réponse globale au traitement de sédiments, issus des barrages ou de la vase de mer. Privilégiant des partenariats entre universitaires et industriels, sa stratégie s’inspire de la méthode chinoise, rompre avec l’attentisme, trouver des solutions durables, préserver l’écosystème.
¿Cómo solucionar el encenagamiento de las presas? *
Con la naturaleza, la arrogancia es mala consejera.
Basándose en lagos artificiales o tanques, una presa es una obra de fábrica favoreciendo el reglamento del flujo de un río o de una marea. A menudo, ayuda al riego. A veces modera la posibilidad de catástrofes naturales, por ejemplo, las inundaciones. Bajo algunas condiciones, autoriza la producción de electricidad. Muchas veces su edificación celebra una venganza sobre la naturaleza. “Ahora domesticada!” se exclamaba el Presidente Roosevelt al inaugurar el programa de construcción de las presas de la época del New Déla. “Nuestro país, nunca mas será lo mismo!” se entusiasmaba el Presidente Nasser a las celebraciones del de Asuán. “China domina su río!” dicen hoy las autoridades china al levantarse la presa des las tres gargantas.
Con la naturaleza, la arrogancia es mala consejera. Una presa no es una infraestructura neutra. Trastornando el medio ambiente, modifica el ciclo y la distribución de los sedimentos. Atrapados en espacios artificiales, su acumulación conlleva serios problemas. En el caso de presas costeras, estos depósitos afectan no sólo los canales de navegación pero también la degradación de la calidad de las aguas así que las zonas de abrasión del pescado. Por ejemplo, en Francia, la presa del Rance esta alterada por el encenagamiento alarmante de su estuario. Otro ejemplo, la presa de Arzal en Bretaña, utilizada como reserva de agua potable, deja un encenagamiento de 22 millones de m3 de barro. En China, la presa de las Tres Gargantas ubicada en el rió Chang Jiang, la más relevante del mundo, podría presionar seriamente el ecosistema. Estructurada alrededor del tanque de una superficie de 1084 km2, la evolución sedimentaria se contempla como un factor desconocido. Salvo medidas de consolidación, los sedimentos constituyen un verdadero peligro en caso de un acontecimiento sísmico. Adicionalmente, pueden afectar la calidad de las aguas subterráneas de las grandes ciudades.
Así que no se exagera afirmar que el porvenir de las presas depende de las soluciones aportadas al tratamiento de los sedimentos. Sin embargo, ningún yacimiento sedimentario es reductible a un modelo científico preestablecido. Cada presa mantiene una relación propia con su medio ambiente. Sólo un examen hidro sedimentario puede modelarlo. Pero para llegar a resultados fiables, estos estudios toman tiempo. Mientras, el fenómeno se empeora. Para luchar contra la presencia de los sedimentos, hasta ahora, ninguna solución se impone. Sin embargo una opción consiste en la inmersión de los sedimentos en el mar. Esta solución preserva los equilibrios del estuario pero se desplaza el problema. De todas maneras, las operaciones de inmersión sólo pueden realizarse teniendo en cuenta la conservación del ecosistema. Cómo solucionar entonces el problema de encenagamiento, sabiendo que la evacuación de estos depósitos no es nada fácil. Adicionalmente, costosa y sin provecho económico. Una solución podría proceder de China. Enfrentada al encenagamiento de sus puertos y sus estuarios, China propone una respuesta industrial en la valorización de los sedimentos en materiales de construcción. De adelante, para el terraplén de carretera y después para la fabricación de un producto noble, el ladrillo. El modelo chinese asocia industriales, universidades y centros de investigación. Desde hace años, departamentos de ingeniería civil trabajan respecto a las calidades mecánicas del barro. La Universidad de Zhejiang ubicada en Hangzhou elaboró un ladrillo procedente de los barros de un lago. En la provincia de Guangdong, otros métodos están en proceso. Poco a poco, la técnica se mejora. Este planteamiento no es inocente. Ajustándose a las nuevas orientaciones de su Asamblea Nacional Popular, China afirma su ambición de convertirse en el laboratorio del mundo. En el ámbito de los nuevos materiales de construcción, aprovecha la debilidad de la política europea en materia de busca. Adicionalmente, las enormes necesidades de su mercado de la construcción favorecen esta orientación. En el Maghreb, el peritaje chino podría aportar soluciones a algunas presas muy entorpecidas al igual que el encenagamiento de los tanques de la presa de Asuán. En Francia, las preocupaciones crecientes de las asociaciones, vinculadas a serios problemas de encenagamiento imponen una solución radical. La sociedad franca-chino Paneurochina propone establecer una respuesta global al tratamiento de sedimentos de las presas o en los puertos. Favoreciendo asociaciones entre universitarios e industriales, su estrategia se inspira del método chino : encontrar soluciones perennes y preservar el ecosistema.
Dam’s sediments nightmare ?
Obviously, a dam main duty is to control floods downstream of a river flow or a tide. Frequently, it supports the cultures irrigation. Sometimes it moderates natural flood disasters. Under constraints conditions, it authorizes electricity production. In history, dam’s construction was often celebrated as “a revenge on nature”. “Our country will never be the same!” proclaimed President Roosevelt while launching the New Deal dams project. “China shall overcome the Chang Jiang (Yangtze)!” expressed today Chinese officials.
With nature, arrogance is a poor adviser. A dam is not a neutral infrastructure. Hustling the environment, it modifies the sediments distribution. Trapped into artificial lakes or tanks, sediments accumulation gives birth to serious problems. Concerning the coastal dams, it affects the navigation channels and the fisheries areas. Deposits worsen water quality, entropic activities and in a latter future lead to strongly climate change. In France, congested sediments into the tide Rance dam had been deteriorating its estuary since many years. Sediments into the Arzal dam in Brittany are up to 22 million m3, nearly 50% of that existing in all the France harbour. In China, the newly Three Throats dam could severely damage the ecosystem because sedimentary evolution remains unknown. In addition, sediments constitute a real danger in case of seismic trouble. In large cities, underground water quality could be also contaminated. So, it is not exaggerated to affirm that dam future depends on sediments solutions treatment.
However, it is quite impossible to settle down a scientific model for all sedimentary layers. Each dam maintains a specific relation with its environment. For each, a sedimentary hydro examination could eventually model it. One option consists to transport sediments outside the dam area. But immersions operations couldn’t be carried out without taking into consideration ecosystem safeguarding laws. In land, deposits evacuation is not easy as well as very expensive.
The solution could come from China. Confronted with vast sediments quantities inside harbour and estuaries, China brings an industrial answer with the sediments valorisation into eco building materials (roads embankment, kerbs, breeze blocks, moulded, flagstones, bricks). The so called sludge project associates building companies, universities and research centres. For several years, genius civil departments have worked on sediments mechanical performances. Little by little, technique improves. Recently, the Popular National Assembly has outlined that now China will become a world engineering laboratory. Construction huge market meets that challenge. In Europe, increasing concern, related to serious sediments problems, impose also a radical solution to preserve the ecosystem.