Barrages hydrauliques : allier la conception des ouvrages à une surveillance renforcée

Barrages hydrauliques : allier la conception des ouvrages à une surveillance renforcée

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Première source d’énergie renouvelable en France, la filière hydroélectrique et ses enjeux en termes de sûreté sont au coeur d’un reportage diffusé demain soir (jeudi 13 septembre 2018) par France 2 à travers une enquête d’Envoyé Spécial sur le barrage de Vouglans. Quelles mesures sont mises concrètement en oeuvre pour assurer la protection des personnes et la sûreté des barrages ?

Des risques mesurés

Les premiers extraits diffusés sur le site de la chaine publique, s’interrogent sur les conséquences d’un éventuel accident si cette construction mise en service en 1968 était amenée à céder. Le barrage de Vouglans est un barrage de type voûte en béton à double courbure ce qui lui permet de prendre appui sur la roche environnante. Ce type d’ouvrage est reconnu pour ses capacités de résistance aux poussées horizontales. Il évolue en permanence en fonction de la poussée exercée par l’eau. Les phénomènes d’évolution d’un ouvrage sont des phénomènes lents observables sur des cycles annuels. La surveillance et l’auscultation jouent aussi un rôle fondamental pour identifier rapidement toute évolution et en effectuer l’analyse.

Depuis la catastrophe de Fukushima, EDF, qui gère le barrage, est tenu d’imaginer les pires scénarios possibles et les risques éventuels sur ses installations. Le groupe a donc travaillé sur la possibilité d’affronter un tel épisode tragique, même s’il paraît aujourd’hui largement improbable.

Il faudrait en effet pour que l’eau arrive jusqu’à la centrale nucléaire de Bugey, risque principal mis en avant par un autre extrait de l’émission, que le Rhône et l’Ain connaissent une crue sans précédent, mais aussi que le barrage cède.

Or, dans la filière hydroélectrique française, la prise en compte des risques pesant sur la sécurité des personnes et des installations avoisinantes est une priorité inhérente à l’exploitation de chaque unité de production. Elle impose notamment à l’exploitant de protéger des zones entières d’une éventuelle montée des eaux. 

Une surveillance stricte des barrages hydrauliques

La conception d’un barrage hydraulique est conditionnée dès l’origine par les relevés géologiques, topographiques et météorologiques permettant de « surdimensionner » la résistance de l’ouvrage par rapport aux principaux risques géologiques ou sismiques de son environnement. Dans le cas du barrage de Vouglans par exemple, celui-ci a été conçu pour résister à des séismes d’une ampleur encore jamais vue dans la région et fait l’objet comme toutes les installations similaires, d’une surveillance menée au quotidien par EDF et en coordination avec les services de l’Etat : la DREAL.

Plus d’un millier de capteurs mesurent en permanence les déplacements, les débits et les pressions qui s’exercent sur le barrage et permettent aux ingénieurs EDF d’anticiper d’éventuelles anomalies dans la structure pour agir en conséquence (via l’abaissement du niveau de retenue par exemple). Si la rupture du barrage est donc très improbable (compte tenu de leur conception et du dispositif de prévention et de sécurité en vigueur), le risque a néanmoins été pris en compte à la construction de la centrale nucléaire de Bugey, située en contrebas.

Construite sur une plateforme surélevée, celle-ci bénéficie d’une protection naturelle de par le relief du terrain. Cette protection tient compte du niveau d’eau maximum envisageable en cas de rupture totale du barrage de Vouglans cumulée à des crues centennales (ou milléniales) du Rhône et de l’Ain.

Par ailleurs, les exploitants ont l’obligation d’anticiper des scénarios comportant des éléments plus pénalisants que les pires événements enregistrés dans l’histoire, assurant ainsi des dispositifs de sécurité à la hauteur de l’imprévisible. Dans ce cas précis, la situation géographique de la centrale du Bugey et l’ensemble des équipements prévus contre une éventuelle montée des eaux (muret de protection, système d’isolement du Rhône, etc.) permettent d’assurer que l’installation ne serait pas impactée en cas de rupture du barrage en amont.

Une filière hydraulique essentielle à la production d’électricité française

Actuellement la filière hydraulique représente près de 12% de la production totale d’électricité en France. C’est donc la deuxième source de production énergétique, derrière le nucléaire, et la première source de production d’énergie renouvelable, devant l’éolien et le solaire. EDF est le principal exploitant, avec environ 80% des capacités de production – soit 20 gigawatts répartis entre 433 centrales et 7,5 milliards de mètres cubes d’eau, stockés 622 barrages. Ceux-ci bénéficient de règles de protocoles de surveillance extrêmement pointus, mis en place et appliqués notamment par l’Etat, qui détient 83,5% du capital d’EDF.

Primordiale pour parvenir aux objectifs fixés par la loi de transition écologique, et même par la Cop21 à Paris, l’hydroélectricité représente également plus de 12 000 emplois. Une filière sans aucun doute l’une des plus en pointes au monde qui permet à la France de présenter un mix énergétique de plus en plus tourné vers les énergies renouvelables. EDF, acteur majeur du secteur n’hésite d’ailleurs pas à investir plus de 400 millions d’euros par an dans ses installations. Un chiffre qui pourrait être amené à augmenter dans les prochaines décennies.

Les questions de sûreté concernant les barrages hydrauliques sont largement encadrées par la loi, mais aussi par une politique de surveillance quotidienne, ce qui permet de considérer que les pires scénarios catastrophes imaginés par les ingénieurs comme par les journalistes restent de l’ordre de l’hypothétique.

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • En complément : moins de 15 ans pour rendre un énergie compétitive et supprimer de plus en plus les subventions. Qui dit mieux pour une transition énergétique ?!

    Au moins 15 projets d’énergies renouvelables en Europe prévus sans subventions et beaucoup plus à venir.

    Les pays européens montrent la voie parce qu’ils ont été parmi les premiers à soutenir les fermes solaires avec des prix de l’électricité supérieurs à ceux du marché et des allégements fiscaux au début des années 2000. Cela a déclenché un boom manufacturier mondial et a fait chuter de 80 % le coût d’installation de l’énergie photovoltaïque. Aujourd’hui, les gouvernements réduisent les incitations à mesure que les prix baissent et les énergies renouvelables sont compétitives par rapport aux combustibles fossiles dans un plus grand nombre d’endroits.

    Ce changement est dû au fait que de nombreux gouvernements estiment qu’il n’est plus nécessaire de soutenir les technologies parvenues à maturité qui ont permis de réduire considérablement les coûts.

    Le secteur est suffisamment avancé pour permettre au marché de trouver ses propres solutions.

    En Allemagne et en Espagne, les incitations sous forme de tarifs de rachat de l’électricité solaire ont permis d’anticiper facilement les gains de chaque projet. Cela a donné aux investisseurs et aux banquiers suffisamment confiance pour consentir des prêts à l’industrie.

    Aujourd’hui, les développeurs commencent à construire des unités qui ne dépendent pas de ces mécanismes. Leurs coûts sont suffisamment bas pour qu’ils puissent tirer profit de la vente d’électricité au prix du marché ou de la conclusion d’accords d’achat d’électricité à long terme, ou AAE, avec de gros consommateurs industriels.

    En quête d’une empreinte énergétique plus verte, des entreprises d’AT&T Inc. à Facebook Inc. et Apple Inc. ont été d’importants acheteurs de CAÉ. Ces arrangements servent de garantie aux banques qui prêtent de l’argent pour couvrir les coûts de construction.

    Les CAÉ d’entreprise sont un outil clé.

    Les banquiers commencent à s’occuper des développeurs qui ont des CAÉ. La Norddeutsche Landesbank Girozentrale (Allemagne) a récemment accordé un crédit-relais de 100 millions d’euros à BayWa AG pour du PV près de Séville en Espagne. Statkraft AS a accepté d’acheter de l’électricité de l’unité pour une période pouvant aller jusqu’à 15 ans.

    Les décideurs en prennent note. Les gouvernements ont réduit les subventions, en supprimant certaines d’entre elles très tôt et en supprimant progressivement d’autres. Les mêmes principes économiques qui réduisent le coût de l’énergie solaire au point où elle peut survivre seule commencent à s’appliquer à d’autres technologies.

    Autrefois le type d’énergie renouvelable le plus onéreux, des parcs éoliens offshore sont actuellement prévus en Allemagne et aux Pays-Bas par Orsted A/S et Vattenfall AB sans aucun soutien de l’État. Le Danemark s’attend à ce que la tendance s’étende à ses eaux.

    La tendance à l’absence de subventions se répandra le plus rapidement dans l’industrie solaire, ne serait-ce que parce que ces projets sont plus petits et plus rapides à réaliser.

    Au fur et à mesure que les subventions seront abandonnées, les promoteurs se tourneront vers le marché de gros de l’électricité, où les prix ont augmenté au cours des derniers mois. Les tarifs de référence européens pour l’électricité ont plus que doublé depuis le creux atteint au début de 2016, reflétant les coûts plus élevés du gaz naturel, du charbon et des permis d’émission de carbone que les services publics doivent acheter pour consommer des combustibles fossiles.

    Les pays européens sont parmi les premiers à recevoir des promoteurs des offres de construction de centrales solaires sans soutien gouvernemental, en partie parce que les structures du marché ailleurs n’ont pas encore réduit les coûts à ce point. Les pays européens ont rapidement réduit les incitations, le prix des panneaux photovoltaïques ayant chuté.

    Aux États-Unis, en revanche, le gouvernement fédéral offre un crédit d’impôt approuvé par le Congrès pour stimuler l’énergie solaire.

    Des pays d’Amérique latine, du Mexique au Brésil, ont recours à des enchères concurrentielles pour réduire le coût des énergies renouvelables.

    Le Japon et la Chine comptent toujours sur les tarifs de rachat pour payer l’énergie solaire, bien que le gouvernement a un projet pilote qui donnerait à l’énergie solaire les mêmes paiements que les centrales charbon.

    De retour chez Anesco, les revenus des panneaux varient en fonction des fluctuations quotidiennes du marché de l’électricité. Si les taux baissent trop, lea déclaré que la société pourrait charger une banque de batteries attachées à la ferme au lieu de vendre au marché. Ces batteries pourraient être déchargées lorsque les prix sont plus élevés.

    Pour s’étendre au-delà de Milton Keynes, Anesco planifie quatre autres projets au Royaume-Uni. Elle s’attend à s’endetter auprès des banques pour la prochaine série de projets après avoir pris en charge sur son propre bilan l’installation de 10 mégawatts au nord de Londres.

    “Au début, on courait après les banques. Maintenant, ils nous pourchassent et commencent à s’y faire !” précise Steve Shine président Anesco

    https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-09-10/solar-without-subsidy-sprouts-in-europe-no-subsidy-solar

    Et on n’a pas encore tout vu car par exemple dans l’éolien, on s’est par exemple aperçu que depuis 99 aux Etats-Unis on ne captait que 30% de l’énergie éolienne que l’on aurait pu capter avec les moyens de calculs actuels et ce sans parler du repowering.

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  • Il n’est pas avéré que les énergies renouvelables (hors hydraulique précisément) puissent fonctionner selon les lois du marché; et ce pour une raison simple: la production est indépendante de la demande finale (Phoebus et Eole sont des têtes de mules) et le stockage d’énergie (non de régulation de puissance comme actuellement) ne peut être assuré de manière significative que par des STEP, projets contre lesquels les promoteurs de l’éolien et du solaire sont opposés.
    Pour mémoire : le MWh marché de gros oscille entre 30 et 60 €/MWh, l’accès à l’ARENH est fixé à 42€/ MWh. L’éolien se situe à 90 €/ MWh et le solaire à 370 € / MWh. Ces chiffres sont ceux de la CRE à l’annexe 2 de la délibération sur les calculs des Charges de Service Public de l’Energie (CSPE). Donc avant l’abandon des subventions pour le solaire et l’éolien (quelque soit le nom qu’on leur donne) il faudra encore beaucoup d’années et de progrès technologiques

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  • @malpensent74
    Jamais entendu parler que les promoteurs de l’eolien et du solaires soient opposés aux step, vous avez des liens la dessus?

    Pour le reste de votre propos, les niveaux de cout des nouvelles installations solaire et dans une moindre mesure eolien ont sensiblement baissés. On peut aussi envisager que l’autoconso (qui en esquivant les taxes, corresponds a une forme de subvention masquée…) soit pas loin d’être économiquement viable sans subventions directes (Le support réseau pour combler les manques de production constitue une subvention indirecte payée par les reste du système).

    Neenmoins, je partage votre avis, les couts ne permettent pas d’envisager ces technos a grande échelle actuellement sans subventions massives (directes et indirectes).

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