Qu’est-ce que le risque rupture de barrage ?

Un barrage est un ouvrage artificiel (ou naturel) le plus souvent installé en travers du lit d’un cours d’eau et dont le but est de retenir l’eau.

Les barrages ont plusieurs fonctions qui peuvent s’associer :

• production d’énergie électrique,
• régulation de cours d’eau (écrêtement des crues, maintien d’un niveau minimum des eaux en période de sécheresse),
• irrigation des cultures,
• alimentation en eau des villes,
• loisirs, intérêt touristique,
• réserve pour la lutte contre les incendies,
• retenue de rejets de mines ou de chantiers.

L’ouvrage installé dans une cuvette géologiquement étanche est constitué :

• d’une fondation : étanche en amont, perméable en aval,
• d’un corps : de forme variable,
• d’ouvrages annexes : évacuateurs de crue, vidanges de fond, prises d’eau...

On distingue deux principaux types de barrage selon leur principe de stabilité :

1. les barrages poids, résistant à la poussée de l’eau par leur seul poids. Ils peuvent être en remblais ou en béton
2. les barrages voûte, dans lesquels la plus grande partie de la poussée de l’eau est reportée sur les rives par des effets d’arc. De courbure convexe tournée vers l’amont, ils sont constitués exclusivement de plots de béton

Le décret 2015-526 du 12 mai 2015 codifié (article R.214-112 du code de l’environnement) relatif à la sécurité des ouvrages hydrauliques, classe les barrages de retenue et ouvrages assimilés, notamment les digues de canaux, en 3 catégories en fonction de la hauteur de l’ouvrage et du volume d’eau retenue :

• classe A : barrages de plus de 20 m de hauteur au-dessus du sol naturel et dont le produit (H² x √ V) > 1500,
• classe B : barrages de plus de 10 m et dont le produit (H² x √ V) > 200,
• classe C : barrages de plus de 5 m et dont le produit (H² x √ V) > 20 ; ou barrages de plus de 2 m retenant plus de 0,05 millions de m3 d’eau avec au moins une habitation à moins de 400 m à l’aval.

avec H = hauteur en mètre et V = volume en million de mètres cubes.

Les autres barrages sont considérés comme non classés au sens de ce dernier décret.

Les plus grands d’entre eux, c’est-à-dire les barrages dont le réservoir possède une capacité égale ou supérieure à 15 millions de mètres cubes, et une hauteur supérieure à 20 m sont soumis à l’obligation de posséder un Plan Particulier d’Intervention (PPI) réalisé par le préfet. Cependant, le préfet peut décider de réaliser un PPI sur n’importe quel autre barrage s’il le juge utile.

Les digues et les systèmes d’endiguement

Selon l’article L.566-12-1 du code de l’environnement : les digues sont des ouvrages construits ou aménagés en vue de prévenir les inondations et les submersions. Il distingue en tant que digue :

• les ouvrages de protection contre les inondations fluviales, généralement longitudinaux au cours d’eau ;
• les digues qui ceinturent des lieux habités ;
• les digues d’estuaires et de protection contre les submersions marines ;
• les digues des rivières canalisées ;
• les digues de protection sur les cônes de déjection des torrents.

Les digues de canaux (d’irrigation, hydroélectriques…) sont considérées comme des barrages ; de même les remblais composant des barrages transversaux barrant un cours d’eau comme les "digues d’étang".

En fonction de la population présente dans la zone protégée, on distingue les systèmes d’endiguement :

• de classe A : population > 30000,
• de classe B : population entre 3000 et 30000,
• de classe C : population entre 30 et 3000.

La population protégée correspond à la population maximale exprimée en nombre d’habitants qui résident et travaillent dans la zone protégée, en incluant notamment les populations saisonnières.

Les digues peuvent être construites en dur sur d’importantes fondations (c’est le cas pour les digues de mer) ou être constituées de simples levées de terre, voire de sable et végétalisées.

Le risque de rupture

La rupture du barrage ou de la digue peut correspondre à une destruction totale ou partielle de l’ouvrage qui entraînerait alors le déversement de l’eau en aval. Plusieurs phénomènes et facteurs peuvent être à l’origine de la rupture :

• techniques : défaut de fonctionnement des vannes permettant l’évacuation des eaux, vice de conception, de construction ou de matériaux, vieillissement des installations ;
• naturelles : séismes, crues exceptionnelles, glissements de terrain (soit de l’ouvrage lui-même, soit des terrains entourant la retenue et provoquant un déversement sur le barrage) ;
• humaines : insuffisance des études préalables et du contrôle d’exécution, erreurs d’exploitation de surveillance et d’entretien, voire malveillance.
• Selon les caractéristiques de l’ouvrage, la rupture peut s’effectuer de façon :
• progressive, par érosion régressive, suite à une submersion de l’ouvrage ou à une fuite à travers celui-ci ("phénomène de renard") ;
• brutale, par renversement ou par glissement de plots.

Dans tous les cas, la rupture entraîne la formation d’une onde de submersion se traduisant par une élévation brutale du niveau de l’eau à l’aval.

On distingue 4 mécanismes de rupture d’ouvrage :

1. l’érosion régressive de surface par surverse pouvant conduire rapidement, en fonction de la hauteur et de la durée des lames de crues ou de vagues, à la ruine complète de la digue ;
2. l’érosion externe par affouillement de sa base, imputable au courant de la rivière, avec affaiblissement des caractéristiques mécaniques du corps de la digue ;
3. l’érosion interne par effet de renard hydraulique favorisée par la présence de terriers ou de canalisations dans lesquels l’eau s’infiltre ;
4. la rupture d’ensemble de l’ouvrage en cas d’instabilité générale du corps de l’ouvrage.

Les conséquences sur les personnes et les biens

L’onde de submersion produite, l’inondation qui s’ensuit et les matériaux issus de l’ouvrage et de l’érosion de la vallée peuvent occasionner des dommages considérables.

Les conséquences humaines

Sur les êtres humains, les conséquences seraient la noyade ou l’ensevelissement, des blessures ainsi que l’isolement ou le déplacement des personnes.

Les conséquences économiques

Les biens comme les habitations, entreprises, ou ouvrages (ponts, routes...) situés dans la vallée submergée peuvent être détruits, ou détériorés, de même pour le bétail et les cultures. De façon plus indirecte un tel événement produirait des dysfonctionnements systémiques tels que la paralysie des services publics, la coupure des réseaux impactés (voies de communication, transport, eau, électrique, téléphonique...).

Les conséquences environnementales

L’endommagement, la destruction de la faune et la flore, la disparition des sols cultivables sont aussi des conséquences probables d’une rupture de barrage. Selon les matériaux rencontrés et transportés, la submersion peut entraîner des pollutions diverses, dépôts de déchets, boues, débris... voire des accidents technologiques, par accumulation d’effets si des industries sont implantées dans la vallée (déchets toxiques, explosion par réaction avec l’eau...).