approche comparee de la securite des barrages en france, en
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Page 1 sur 17 APPROCHE COMPAREE DE LA SECURITE DES BARRAGES EN FRANCE, EN EUROPE ET DANS LE MONDE Patrick LE DELLIOU BETCGB - 44, avenue Marcelin Berthelot - 38030 GRENOBLE CEDEX 2 PREAMBULE La sécurité des barrages est un thème récurrent des colloques organisés par la profession. D'un point de vue sémantique, il serait d'ailleurs préférable de parler de sûreté des barrages dans le but de garantir la sécurité des avalisants (au sens large : les personnes, les biens, l'environnement…). Pourquoi cette interrogation permanente pour les barrages alors que la sûreté devrait être parfaitement assurée dès lors que l'ouvrage est construit avec des méthodes de dimensionnement adéquates ? L'histoire, même récente, montre que, malgré les avancées théoriques et techniques, l'éventualité d'une rupture ne peut jamais être totalement écartée même si un tel évènement est extrêmement peu probable. Par ailleurs, les barrages possèdent avec quelques autres structures de génie civil, le "privilège" d'induire, en cas d'accident, des effets potentiellement importants sur une zone géographique étendue. Les conséquences humaines, économiques, environnementales de la défaillance d'un barrage peuvent être tout à fait considérables et sont généralement considérées comme, a priori, inacceptables pour chacun des individus éventuellement concernés et pour l'ensemble de la collectivité. La sûreté des barrages se présente, au moins en France, comme un parangon du problème zéro-infini : probabilité nulle de l'événement mais conséquences infinies en cas d'occurrence de cet événement. S'il est évidemment acquis qu'une probabilité nulle de rupture d'un barrage donné n'existe pas, faire en sorte que cette probabilité soit aussi faible que possible doit constituer, pour l'ensemble des intervenants, un objectif permanent, primant sur toute autre considération. Viser cet objectif pour un barrage donné ou pour un parc de barrages, c'est définir des règles, des responsabilités, des méthodes… L'objet de la présente communication est de décrire la conception française en matière de sécurité des barrages et de la mettre en perspective avec des pratiques internationales et notamment européennes. Les méthodes dites d'analyse de risques sont en plein développement dans la communauté internationale. Elles seront évoquées rapidement pour en rappeler la philosophie mais aussi les limites et les difficultés de mise en œuvre. 1. LA SECURITE DES BARRAGES EN FRANCE 1.1. Les barrages français Le seul recensement existant de l'ensemble des barrages français est celui de la CIGB. Cet inventaire couvre les grands barrages selon la définition retenue par la CIGB. Ils ne concernent donc que les barrages de hauteur supérieure à 15 m au-dessus des fondations ou à 10 m mais avec des caractéristiques complémentaires (débit Page 2 sur 17 d'évacuation des crues, longueur de crête,…). Echappe donc à l'analyse toute une population de petits barrages qui sont recensés dans d'autres pays. On serait cependant bien en peine de définir "réglementairement" ce qu'est un barrage. Pour ce qui concerne la hauteur minimale de ces ouvrages, la loi sur l'eau de 1992 soumet à autorisation toute modification de la ligne d'eau supérieure à 35 cm mais on a un peu de mal à imaginer qu'il s'agit déjà d'un barrage. La dernière publication du registre de la CIGB compte 569 barrages pour la France. Les graphiques en annexe donnent quelques éléments statistiques sur cette population. On retiendra notamment que : l'âge moyen des barrages français est de 45 ans, en dessous de la moyenne européenne, avec un "ancêtre", le barrage de St Ferréol, mis en service en 1675 ; la hauteur moyenne des barrages (ceux du registre) est de 32 m ; le volume moyen de retenue est de 23 hm3 sur le territoire métropolitain (Serre-Ponçon comptant à lui seul pour 1270 hm3) auquel s'ajoute Petit Saut (3500 hm3) ; les barrages en béton représentent plus de 50 % de la population totale, dont plus de 30 % pour les barrages-poids ; corrélativement les barrages en remblai sont moins nombreux que dans certains pays (Grande Bretagne par exemple); 40 % de ces barrages ont une vocation hydroélectrique (en notant que de nombreux barrages ont des usages multiples). Le type de barrage, l'âge moyen de ces ouvrages ainsi que le type d'exploitant, avec le niveau de gestion du parc et de compétence que cela sous-entend, sont des éléments qui peuvent entraîner une certaine forme d'organisation. Toutefois, le recensement du registre CIGB ne donne de la population globale des barrages qu'une idée tronquée ; il y manque de très nombreux petits barrages, majoritairement en remblai, essentiellement à vocation agricole et avec des exploitants qui ne possèdent pas tous une compétence minimale. L'inventaire de ces barrages reste à faire. 1.2. Les intervenants 1.2.1. La maîtrise d'ouvrage Elle est extrêmement diversifiée. Si EDF est maître d'ouvrage de la très grande majorité des grands barrages, on trouve aussi des collectivités locales, des communes, des syndicats d'exploitants agricoles,… Un petit nombre de barrages est propriété de l'Etat. Cela signifie notamment une forte disparité au niveau des moyens financiers qui sont susceptibles d'être engagés pour surveiller, entretenir, réparer des parcs d'ouvrages de taille très différente. On retrouve bien entendu la même disparité au niveau des exploitants. La différence de taille va généralement de pair avec des niveaux de compétence interne très fortement variables et l'appel plus ou moins large à des bureaux d'études spécialisés, en particulier pendant la phase d'exploitation, qu'il s'agisse de proposer et mettre en œuvre des confortements ou d'interpréter des résultats d'auscultation. 1.2.2. L'administration L'organisation administrative française implique l'intervention de plusieurs ministères dans le domaine des barrages. Cette multiplicité d'intervenants est l'effet de l'histoire mais résulte aussi de la diversité des maîtres d'ouvrage ainsi que des statuts administratifs des aménagements. Dès lors que la sécurité du public est directement en jeu, le ministère de l'intérieur, s'appuyant localement sur les services départementaux de la protection civile, est l'intervenant naturel de l'administration. Pour le barrage lui-même, les fonctions de contrôle par l'administration sont réparties entre trois ministères Page 3 sur 17 selon la destination du barrage ou son statut administratif. Cette répartition peut être résumée de la façon suivante : les barrages réservoirs destinés à l'alimentation en eau des canaux de navigation relèvent du ministère chargé des transports. L'action sur le terrain est prise en charge par des services navigation ou par des cellules spécialisées au sein de directions départementales de l'équipement ; les barrages faisant partie de concessions hydroélectriques (il existe également des barrages hydroélectriques autorisés) relèvent du ministère chargé de l'industrie. L'action locale dépend des directions régionales de l'industrie, de la recherche et de l'environnement ; les autres barrages (protection contre les crues, alimentation en eau,…) sont rattachés au ministère chargé de l'environnement. Celui-ci s'appuie, pour le contrôle de chaque barrage, sur le service chargé de la police de l'eau sur le cours d'eau. Ce service peut être soit à la direction départementale de l'équipement, soit à la direction départementale de l'agriculture et de la forêt. L'administration peut faire appel à des compétences internes (BETCGB) ou liées par convention (CEMAGREF). La création en 1966 du Comité Technique Permanent des Barrages est une des conséquences de l'accident de Malpasset. Ce comité interministériel est composé de deux membres de chacun des ministères chargés de l'industrie, de l'équipement et de l'agriculture, et de deux personnalités extérieures ayant une grande expérience dans le domaine des barrages. Le CTPB est aujourd'hui présidé par M. J.C. Ferrand. Il est chargé d'émettre, à la demande d'un ministère (ou d'un préfet dans le cadre des plans particuliers d'intervention), des avis sur des questions d'ordre général ou sur des dossiers particuliers d'ouvrages neufs ou de réparation de barrages existants (dans le cadre des procédures dites de "révision spéciale"). On peut considérer que les avis techniques qu'il donne constituent une forme de "jurisprudence", d'état de l'art tacite sur les critères de dimensionnement (par exemple, modulation de la période de retour de la crue en fonction du type de barrages). Grâce à sa position interministérielle, il assure aussi une action de cohérence de l'action de l'administration. 1.2.3. Les bureaux d'études Ils interviennent très majoritairement pour les maîtres d'ouvrage ou les exploitants. Il n'existe pas en France de procédure de qualification ou d'habilitation ni pour les bureaux d'études eux-mêmes ni pour les ingénieurs et techniciens intervenant dans le domaine des barrages. 1.2.4. Les associations professionnelles Elles ne jouent pas de rôle institutionnel dans le domaine des barrages, contrairement à ce qui se passe dans certains pays. Par leurs publications, elles alimentent toutefois l'état de l'art et contribuent ainsi à former un cadre technique admis à défaut d'être réglementaire. Elles participent aussi, bien entendu, à la diffusion de la compétence technique. 1.3. LES RESPONSABILITES La prééminence de la responsabilité pleine et entière du maître d'ouvrage est un trait général de toutes les législations existant dans le domaine des barrages. La loi française définit toutefois ce principe hors du domaine strict des barrages puisque cela figure dans le Code Civil (voir, par exemple, les articles 1382, 1383, 1384, 1386 et 1792). Le maître d'ouvrage et donc l'exploitant doit prendre toutes les mesures et mettre en œuvre tous les moyens nécessaires de construction, de surveillance, d'organisation aptes à garantir la sûreté du barrage. Présent sur le site, l'exploitant est aussi, pour les barrages importants, responsable de l'alerte initiale aux autorités et à la population à proximité immédiate en cas d'événement grave (cf. 1.4.1). Il informe aussi, le cas Page 4 sur 17 échéant le service du contrôle des évènements pouvant avoir une incidence sur la sécurité publique. De son coté, le service du contrôle représentant l'Etat vérifie que les moyens qui sont mis en œuvre par l'exploitant, ses modalités d'organisation sont aptes à garantir la sécurité publique. Il vérifie aussi naturellement que les prescriptions réglementaires qui peuvent être imposées à l'exploitant (dans le cadre d'une réglementation générale, par un cahier des charges de concession, par une autorisation prise en application de la loi sur l'eau, par un arrêté préfectoral,…) sont bien respectées. Ce contrôle constitue un deuxième regard, indépendant des contingences d'exploitation, sur les conditions de sûreté du barrage. Les services de la protection civile enfin sont, en relation avec les autorités locales et les maires en particuliers, responsables de l'organisation et de la mise en œuvre des secours en cas d'événement grave. 1.4. ORGANISATION On peut adopter le schéma général d'organisation plusieurs fois publié par nos collègues suisses. La sécurité des population à l'aval des barrages repose sur un triptyque dont les piliers sont : le barrage doit être convenablement conçu et construit ; le barrage doit être convenablement surveillé et ausculté de façon à pouvoir détecter, très en amont, toute évolution défavorable et à prendre, en temps utile, toutes les mesures nécessaires (d'entretien, de réparation, d'alerte…) ; et si, malgré toutes les précautions prises, cela se passait mal, il convient de mettre en œuvre des méthodes de sauvegarde des populations et une organisation des secours qui auront été préalablement définies. 1.4.1. Le cadre réglementaire En France et contrairement à d'autres pays comme l'Italie, le dispositif réglementaire ou législatif spécifique aux barrages est relativement peu développé. Les principales références sont : le décret du 13 juin1966 instituant le CTPB et définissant les règles générales de consultation du comité. Des textes complémentaires et notamment l'arrêté du 30 décembre 1966 précisent notamment le contenu des différents dossiers ; la circulaire 70-15 du 14 août 1970 qui définit, pour les barrages considérés comme intéressant la sécurité publique, les actions de chacun des intervenants aussi bien pour les phases de construction que d'exploitation. On notera en particulier que ce texte ne détaille aucune règle de dimensionnement des barrages. Il appartient à l'administration de contrôle de décider, au niveau local, si tel ou tel barrage est susceptible d'intéresser la sécurité publique sans que les critères correspondants ne soient précisés. A minima, tous les barrages de plus de 20 m de hauteur sur le terrain naturel en font partie ; la loi sur l'eau du 3 janvier 1992 qui définit les procédures d'approbation des projets ou des interventions dans les cours d'eau et notamment les procédures d'autorisation pour les barrages ne relevant pas de concessions hydroélectriques ; la loi du 22 juillet 1987 sur la prévention des risques majeurs et les décrets d'application du 6 mai 1988 et 19 septembre 1992 ainsi que l'arrêté du 1er décembre 1994 pour ce qui concerne les plans d'urgence (plans particuliers d'intervention et plans de secours spécialisés). 1.4.2. La construction des barrages Pour les barrages susceptibles d'intéresser la sécurité publique, la circulaire de 1970 fournit des règles d'approbation des dossiers, de suivi du chantier, d'organisation des phases de 1ère mise en eau. Cette circulaire Page 5 sur 17 définit les procédures mais en aucun cas les règles de dimensionnement à appliquer selon le type d'ouvrage. La sécurité repose donc sur la compétence du bureau d'études, sur celle de l'entreprise et sur celle du service chargé du contrôle. Pour les barrages pour lesquels la consultation du CTPB est obligatoire (notamment les barrages de plus de 20 m sur TN), les études doivent comprendre des phases d'avant projet et de projet détaillé sur la base de dossiers dont la composition générale est spécifiée mais sans que les règles de dimensionnement ne soient davantage précisées. Le CTPB donne aussi un avis sur la nomination du directeur de travaux ainsi que sur le programme de première mise en eau. Les règles de l'art actuellement utilisées pour justifier la stabilité et le dimensionnement des ouvrages (le barrage comme les organes hydrauliques) sont plutôt globalement déterministes. On notera toutefois que la crue servant au dimensionnement des évacuateurs de crue est, la plupart du temps, associée à une période de retour qui est généralement de l'ordre de 1000 ans pour les barrages en béton et de 10000 ans pour les barrages en remblai. On notera enfin qu'il n'y a pas en France d'obligation réglementaire de reconsidérer le dimensionnement des barrages anciens comme cela peut se faire dans certains pays par le biais de revues périodiques de sûreté. La procédure dite de révision spéciale répond, en partie seulement, à ce besoin de réexamen. Pour les barrages hydroélectriques concédés intéressant la sécurité publique, les rapports établis par le BETCGB répondent, pour partie, à cette notion de revue de sûreté. Toutefois, l'absence de base réglementaire ne préjuge pas des études qui peuvent être menées par les exploitants. 1.4.3. Exploitation - surveillance La surveillance des barrages est en France, comme dans la plupart des pays du monde, considérée comme l'élément majeur participant à la sûreté globale du barrage. Les deux outils de base en sont l'inspection visuelle périodique et l'auscultation. La circulaire de 1970 indique quelques principes généraux d'auscultation. Celle-ci possède à la fois un rôle d'alerte immédiate et de suivi, à plus long terme, du comportement du barrage. En ce qui concerne ce dernier point, il est demandé une synthèse biennale des résultats mettant notamment en évidence les évolutions lentes, après avoir isolé des effets réversibles, (hydrostatiques et saisonniers). Des notes d'organisation élaborées par l'exploitant définissent son action aussi bien en exploitation normale qu'en cas d'événement exceptionnel (consignes d'exploitation, de surveillance, de crue,…). On insiste aussi sur l'importance de la connaissance de l'ouvrage par la tenue à jour de dossiers techniques aussi bien du côté de l'exploitant que de celui du service du contrôle, et sur la traçabilité des actions de l'exploitant grâce à un registre du barrage. Certains exploitants, dont EDF, se sont engagés dans la mise sous assurance qualité de certaines de ses opérations (notamment la surveillance). Pour le service du contrôle, outre l'examen des documents produits par l'exploitant, la réglementation prévoit une visite annuelle renforcée, tous les dix ans, par une visite des parties habituellement noyées. Particularité presque exclusivement française, cette visite décennale doit, sauf dérogation, se faire après une vidange totale de la retenue. Ces règles ne valent que pour les barrages relevant de la circulaire du 14 août 1970. Il existe, pour les barrages hydroélectriques concédés de moyenne importance, des règles allégées. Pour les autres, le cadre général de l'action de l'exploitant peut être défini, au coup par coup, par l'arrêté d'autorisation de l'ouvrage. On peut enfin noter que la présence permanente d'un barragiste sur le site n'est pas obligatoire comme c'est le cas par exemple en Italie,. 1.4.4. Plans d'urgence Page 6 sur 17 Le troisième volet de la sécurité des biens et des personnes situés à l'aval des barrages est constitué par l'organisation préventive des secours. Pour les barrages les plus importants (c'est à dire dont la hauteur au dessus du terrain naturel est d'au moins 20 m et dont la retenue a un volume supérieur à 15 hm3), il est obligatoire d'élaborer un plan particulier d'intervention (PPI). Pour les ouvrages plus modestes, le préfet peut, localement, décider d'élaborer, un plan de secours spécialisé dont le contenu n'est pas aussi clairement défini par la réglementation. Le préfet est chargé d'élaborer le PPI. Ce plan décrit l'organisation des secours, des plans d'évacuation, les services et moyens à mettre en œuvre… Il est élaboré sur la base d'un dossier technique dont l'exploitant à la charge et qui comprend : un dossier dit d'analyse de risques ; un projet des moyens de détection et de surveillance (local de surveillance, éclairage du barrage,…) ; un projet des dispositifs d'alerte aux autorités et à la population dans la zone de proximité immédiate. Les deux premiers documents sont soumis à l'avis conforme du CTPB. Le dossier technique d'analyse de risques comprend deux aspects : une analyse de la sensibilité du barrage vis-à-vis de quelques risques spécifiques (séisme, glissement des versants de la retenue) auxquels la "jurisprudence" du CTPB ajoute le risque lié aux crues ; une analyse des conséquences d'une rupture potentielle du barrage. L'étude d'onde de submersion est réalisée indépendamment des risques externes avec un jeu d'hypothèses standards sur le type de rupture (instantanée pour les barrages en maçonnerie ou en béton, par renard pour les barrages en remblai), sur les volumes de retenue, sur la tenue des barrages aval… Cette partie du dossier fournit au préfet, sous une forme numérique et cartographique, les temps d'arrivée de l'onde, les hauteurs atteintes,… Des phases de pré-alerte (vigilance renforcée, préoccupations sérieuses) permettent la mise en place progressive des moyens. Dans l'état actuel de la réglementation (des textes modificatifs sont en cours d'élaboration) la responsabilité de l'alerte à la population est partagée : l'exploitant est, dans la zone de sécurité immédiate, responsable de l'alerte à la population par un réseau de sirènes pneumatiques installées, entretenues et actionnées par lui, directement depuis le local de surveillance. La zone de sécurité immédiate correspond, au minimum, à la zone inondée un quart d'heure après la rupture du barrage ; l'état (la protection civile) est responsable de l'alerte à l'aval de cette zone. La réglementation prescrit également des essais périodiques des systèmes d'alerte aux autorités et à la population. 1.5. CONCLUSION La France possède une densité suffisante de population pour que chacun des intervenants doive garder l'ardente obligation de viser un risque calculé égal à zéro. Le souvenir, pas trop ancien, de la rupture du barrage de Malpasset y est évidemment pour quelque chose. Il a, en tout cas, largement influencé le cadre réglementaire et législatif actuel. Il a été choisi de ne pas intégrer les barrages dans des règles de dimensionnement précis comme cela est le cas pour les autres structures de génie civil. Le rôle prépondérant des fondations, du site particulier à chaque ouvrage explique ce choix du recours aux règles de l'art (mais d'autres pays ont fait un choix inverse). Il impose aussi une compétence accrue tant de la part des bureaux d'études que des services du contrôle. Page 7 sur 17 Par contre, cette compétence n'est pas définie (ni formation, ni habilitation comme cela peut être le cas dans certains pays). L'existence du CTPB répond aussi à cette conception. L'organisation française repose, comme partout dans le monde, sur la responsabilité première du maître d'ouvrage. Elle fait cependant jouer un rôle important au contrôle par l'administration pour les phases de projets et d'exploitation. Les barrages font naturellement partie des ouvrages à risque technologique majeur. A ce titre, l'organisation des secours est définie dans le cadre des plans particuliers d'intervention pour les barrages les plus importants. Page 8 sur 17 2. LA SECURITE DES BARRAGES A L'ETRANGER Une enquête, datant d'il y a une dizaine d'années, de la Banque Mondiale, montrait, pour tous les pays enquêtés, deux principes unanimement adoptés : les barrages sont des ouvrages à risques spécifiques qui nécessitent une certaine forme de réglementation ; la sûreté des installations est essentiellement de la responsabilité du maître de l'ouvrage. Au-delà de ces principes généraux, il existe des différences assez sensibles de philosophie entre différents pays. L'étude ci-après est évidemment très loin d'être exhaustive. 2.1. En Europe Le groupe de travail consacré à la législation a été l'un des premiers créés par le Club Européen lors du symposium de Chambéry. Ce groupe de travail a remis un rapport définitif mettant en parallèle les approches de 14 pays. Dans le tableau ci-dessous, le nombre de barrages correspond au recensement de la CIGB. Allemagne Nombre 311 Barrages/1000 km² 0.9 Barrages/1 000 000 h 3.8 Austriche 149 1.8 18.6 Espagne 1187 2.4 29.9 Finlande 55 0.2 10.7 France 563 1.0 9.7 Italie 524 1.7 9.2 Norvège 330 1.0 75.7 Pays Bas 10 0.3 0.6 Portugal 103 1.1 10.5 Roumanie 246 1.0 10.8 Royaume Uni 518 2.0 8.9 Slovénie 30 1.5 15.7 Suède 190 0.4 21.5 Suisse 186 4.5 25.6 Pays L'objectif de ce groupe de travail n'était pas de chercher à élaborer un embryon de réglementation européenne. La tâche eut été très ardue compte tenu de points de départ assez éloignés sur bon nombre de sujets. On notera d'ailleurs que la plupart des constructions et des ouvrages de génie civil en Europe s'appuieront sur un règlement technique commun (les Eurocodes) mais les rédacteurs des Eurocodes ont soigneusement exclu Page 9 sur 17 les barrages de leur champ d'application. 2.1.1. Les barrages concernés par la réglementation Le tableau ci-dessous est assez éloquent sur les différences qui peuvent exister pour définir les barrages soumis à une réglementation spécifique. L'astérisque en dernière colonne indique la prise en considération des critères non géométriques comme le risque potentiel à l'aval qui génèrent parfois (par exemple en Espagne) des catégories et des niveaux de contrôle différents. Par ailleurs, le signe "+" indique que des barrages plus petits peuvent faire l'objet d'une réglementation allégée. Pays Critères géométriques Autres Allemagne h ≥ 5 m et V³≥ 100 000 m3 Austriche h ³≥ 15 m ou V ≥³ 100 000 m3 *+ Espagne h ³≥ 15 m ou (h ³≥ 10 m et V ³≥ 1000 000 m3) * Finlande h ≥³3 m * France h ³≥ 20 m *+ Italie h ³≥ 15 m ou V ≥³ 1000 000 m3 *+ Norvège h ³≥ 4 m ou V³≥ 500 000 m3 Pays Bas - Portugal h ³≥ 15 m ou V ≥ 100 000 m3 Roumanie - Royaume Uni V ≥³ 25 000 m3 Slovénie h ³≥ 15 m ou (h³≥ 10 m V³≥ 100 000m3) Suède h ³≥ 15 m ou V ³≥ 50 000 m3 Suisse h ³≥10 m ou (h ≥³5 m et V ≥³50 000m 3) * * * 2.1.2. L'organisation générale Si le principe de la responsabilité du maître d'ouvrage reste la règle générale, les différents pays ne partagent pas le même point de vue quant au rôle de l'administration. En schématisant à l'extrême, on peut distinguer deux types d'organisation : la sûreté est garantie par une certaine forme de redondance, l'administration assurant un second niveau d'inspection et de contrôle (c'est le cas de la France, mais aussi de l'Espagne, l'Italie, l'Autriche, la Suisse…) ; la sûreté est garantie par l'assurance d'une compétence suffisante de la part de l'exploitant ce qui peut passer réglementairement par des prescriptions de moyens, l'obligation de faire appel à des personnels compétents et identifiés comme tels. C'est le cas des pays anglo-saxons, des pays nordiques. Sur ce dernier point on peut citer deux exemples : Page 10 sur 17 en Grande Bretagne, les ingénieurs sont, après consultation de l'association des ingénieurs civils, inscrits pour une période de cinq ans sur une liste couvrant quatre niveaux de responsabilité. Seuls les ingénieurs inscrits sur une liste peuvent intervenir pour une tâche donnée ; en Norvège, selon le type et l'importance du barrage, on impose un niveau de qualification vérifié par une note minimale à des examens définis conjointement par l'université et l'administration de contrôle. Ces différences trouvent, à l'évidence, leur source dans des conceptions radicalement différentes du rôle général de l'état. Elles pourraient aussi s'expliquer par des parcs de barrages très différents : face aux 569 grands barrages français du registre de la CIGB, l'inventaire prévu par le "Reservoir Act" de Grande Bretagne recense 2500 barrages dont le réservoir a un volume au moins égal à 25000 m3 et dont bon nombre d'entre eux sont anciens, en remblai, mal connus… 2.1.3. Les critères de dimensionnement Peu de pays ont des règles très précises concernant le dimensionnement des ouvrages hormis l'Italie, la Norvège et, pour partie, l'Allemagne. Des documents méthodologiques, des guides élaborés par la profession font parfois office de quasi-règlements ; c'est le cas notamment en Espagne et en Grande Bretagne. Un autre cas particulier très important est constitué par les Pays Bas avec, il est vrai, des types de barrages (en fait des digues) et un contexte spécifique marqué par plusieurs catastrophes majeures. La réglementation néerlandaise impose un objectif de sécurité pour les personnes sous la forme d'une probabilité globale annuelle de rupture dont la valeur est modulée selon la densité de population de la zone. 2.1.4. Revue périodique de sûreté Une vérification périodique détaillée du niveau de sûreté des barrages est imposée dans quelques pays européens : en Autriche, tous les 5 ans, une revue de sûreté est effectuée par l'administration ; en Suède, il est envisagé une réévaluation complète tous les 15 ans . en Suisse, des experts indépendants, mais pour le compte du maître d'ouvrage, réexaminent, tous les 5 ans, le niveau de sûreté du barrage ; en Grande Bretagne, une réévaluation est faite tous les 10 ans. 2.1.5. Protection des populations Dans la très grande majorité des pays, il est prescrit, selon la taille du barrage, des plans d'urgence correspondants aux plans français d'intervention avec des systèmes d'alerte à la population soit spécifiques, soit généraux et intégrés dans les systèmes d'alerte de la protection civile. On peut noter le cas de la Norvège où quelques ouvrages sont dotés de systèmes automatiques de déclenchement de l'alerte en cas de rupture. 3. HORS D'EUROPE L'enquête, déjà évoquée, de la banque mondiale est assez ancienne et fournit peu d'éléments sur la philosophie de la sûreté des barrages. On se limitera à trois pays dont les publications, notamment au niveau international, montrent un souci de développer des méthodes nouvelles de vérification de la sûreté des barrages ou, plus exactement et en retournant la problématique, d'analyse du risque créé par les barrages. Ces trois pays sont l'Australie, le Canada et les Etats Unis. Page 11 sur 17 3.1. L'Australie L'Australie possède un parc de 400 grands barrages selon la définition de la CIGB. Ils sont très majoritairement en remblai ; plus du quart d'entre eux ont été construits avant 1940. La vraie population des barrages australiens est ailleurs : dans le seul état de Victoria, on estime à environ 170000 (!) le nombre de barrages agricoles dont 800 sont suffisamment importants pour être susceptibles de générer des dégâts à l'aval en cas de rupture. Et ce ne sont pas les ruptures qui manquent ! Dans l'état des Nouvelles Galles du Sud, une étude montre un taux de rupture de 23 % pour ces ouvrages. L'une des particularités du système australien est la structure fédérale du pays. Il en résulte d'énormes disparités entre les états : les Nouvelles Galles du Sud ont une législation très complète qui donne au Comité de Sûreté des Barrages des pouvoirs très étendus alors que le territoire du Nord est presque dépourvu de toute réglementation (il est vrai que les barrages ne sont pas loin de l'océan et n'inonderaient de toute façon que des territoires désertiques). Dans ce contexte, on peut signaler l'effort très important de l'Australie et notamment des Nouvelles Galles du Sud pour le développement des techniques d'analyse de risques. Ces développements ont conduit d'ores et déjà à des applications pratiques. On peut imaginer deux raisons pour lesquelles ces recherches ont été entreprises : les phénomènes d'érosion interne des barrages en remblai anciens, pas très bien conçus et construits, sont une cause importante de la pathologie des barrages australiens alors que ce phénomène est mal mis en évidence par les méthodes traditionnelles et déterministes ; de nombreux petits à très petits barrages représentent des enjeux économiquement importants pour les propriétaires, avec des risques très faibles pour les personnes, d'où la nécessité de développer des outils de classification, de priorisation des travaux de renforcement ou de réparation. 3.2. Le Canada Le Canada est aussi un état fédéral avec, là encore, des situations assez diversifiées selon les provinces. Au Québec, les grands barrages sont hydroélectriques ; s'agissant, pour l'essentiel de grosses compagnies comme Hydro Québec, la maîtrise d'ouvrage gère ces barrages avec des procédures et une philosophie tout à fait analogue à ce qui se passe en France. Jusqu'en 1996, l'administration provinciale était relativement peu présente. En juillet 1996, des pluies diluviennes s'abattent sur la région de Saguenay, créant des inondations catastrophiques. Au cours de cet événement, plusieurs barrages sont emportés. Le Québec découvre alors que les barrages ne répondent pas tous, loin s'en faut, aux critères actuels de dimensionnement. La loi adoptée le 23 mai 2000 porte sur les points suivants : inventaire des barrages existants ; classement en fonction du risque ; vérification des normes de dimensionnement pour les nouveaux barrages ; évaluation du niveau de sécurité des ouvrages existants et renforcements éventuels ; vérification du bon niveau d'entretien et de surveillance ; établissement, par les maîtres d'ouvrages, des plans d'urgence en relation avec les autorités. En ce qui concerne le premier point, la loi classe les barrages en deux catégories : les barrages dits à forte Page 12 sur 17 contenance répondent à l'un des trois critères suivants : hauteur 1 m et volume d'eau 1 000 000 m3 ; hauteur 2,5 et volume d'eau 30 000 m3 ; hauteur 7,5 m. Les barrages dits à faible contenance ont une hauteur supérieure ou égale à 2 m. Avec ces critères, le premier recensement donne 11000 barrages dont : 2200 à forte contenance ; 1800 à faible contenance ; 4400 de petite dimension, non visés par la loi (h 2600 vestiges de barrages (!). 1 m) ; Ce dernier chiffre inquiétant est complété par le constat qu'un grand nombre de barrages (heureusement souvent de petite taille) sont orphelins de toute maîtrise d'ouvrage. A l'autre extrémité du Canada, se trouve la Colombie Britannique. Cette province s'appuie sur un cadre réglementaire détaillé avec une loi sur l'eau rénovée en 1999 et complétée par des règles de sécurité des barrages mises à jour le 11 février 2000. Ces règles s'appliquent aux barrages à forte contenance (avec une définition identique à celle de la province du Québec) mais aussi aux barrages susceptibles d'avoir des conséquences humaines, économiques ou environnementales non négligeables. Avec cette définition, la Colombie Britannique compte 2500 barrages. Ils sont classés en 4 catégories de conséquences de très faible à très grande. 400 barrages sont considérés comme pouvant avoir des conséquences importantes à très importantes. Au niveau de l'administration, les barrages sont contrôlés à l'échelon local s'ils font moins de 9 m de hauteur, ou provincial pour les autres (176 barrages). Les règles de sécurité sont modulées en fonction du niveau de risque. Elles prévoient une revue périodique de sécurité tous les 7 ou 10 selon qu'il s'agit d'un barrage à très fort ou à fort risque. Parmi les maîtres d'ouvrages, BC Hydro occupe une place particulière d'abord par l'importance de son parc. BC Hydro a consenti un effort important de développement dans le domaine de l'analyse de risques. Il semble toutefois que la politique de gestion retenue par l'établissement admettre une conception maintenant modérée de l'analyse de risques (cf. annexe 2). 3.3. Les Etats-Unis L'ensemble de l'activité de sécurité des barrages est coordonné, au niveau fédéral, par la "Federal Emergency Managment Agency" (FEMA). La création en 1979 de la FEMA est en continuité directe avec des accidents graves et récents : Buffalo Creek (1972), Teton (1976), Kely Barnes (1977). La FEMA travaille en étroite collaboration avec les agences fédérales qui sont elles-mêmes propriétaires de parcs de barrages importants. L'inventaire national des barrages, géré par l'USCE, compte près de 80000 barrages. Sont concernés les barrages susceptibles de présenter un risque potentiel pour la sécurité publique et, au minimum, tous les barrages de plus de 7,5 m de hauteur. Page 13 sur 17 Les règles ou recommandations édictées au niveau fédéral peuvent être complétées par des réglementations propres à certains états. L'USBR est une agence fédérale propriétaire de près de 400 barrages dans 17 états de l'ouest des Etats-Unis. A ce titre, elle développe ses propres méthodes de gestion de la sécurité des barrages. Parmi les méthodes de vérification du niveau de sécurité des barrages, l'analyse de risques, au sens traditionnel du terme, figure en bonne place. Toutefois, elle est utilisée plus comme méthode de classement des priorités que comme référence pour la sécurité d'un barrage donné. Les détails d'application de la méthodologie reste encore du domaine de la recherche même si des guides techniques provisoires ont, d'ores et déjà, été publiés. Ceci n'empêche toutefois pas une approche plus "traditionnelle" pour tous les barrages intéressant la sécurité publique. Les manuels et standards en vigueur à l'USBR prévoient par exemple: auscultation ; surveillance continue ; inspection annuelle ; compte-rendu annuel d'exploitation ; revue périodique (tous les 6 ans) concernant notamment les points suivants : - auscultation et comportement, - organisation de l'alerte et des secours, - consignes, - compétence de l'exploitant, - maintenance, - risques pour l'aval, - risques pour le personnel ; examen complet de sûreté (tous les 6 ans en alternance avec la revue périodique) : - comportement du barrage, - dimensionnement (par rapport aux critères modernes), - inspection détaillée, y compris des parties normalement inaccessibles (avec ou sans vidange). Cette démarche est finalement très comparable à celle pratiquée en France. Page 14 sur 17 ANNEXE 1 LE PARC DES BARRAGES FRANÇAIS (selon le registre CIGB) Page 15 sur 17 Page 16 sur 17 ANNEXE 2 BARRAGES ET ANALYSE DE RISQUES Les techniques dites d'analyse de risques appliquées aux barrages connaissent, depuis plusieurs années, de forts développements et font l'objet de très nombreuses communications. Elles ont constituées la trame de la question n° 76 au dernier congrès de la CIGB qui s'est tenu à Beijing en septembre 2000.. Les trois pays en pointe dans le domaine de l'analyse de risques restent aujourd'hui l'Australie (et la Nouvelle Zélande), le Canada et les Etats-Unis. En Europe, les tentatives sont nettes en Norvège et en Suède, dans une moindre mesure au Royaume Uni. La présente annexe décrit les principes généraux de la méthode et les limites sur lesquelles butent les premières tentatives d'application. La principale modification "philosophique" par rapport aux approches traditionnelles consiste à transformer la "vérification de la sûreté" du barrage en "analyse des risques créés par le barrage". On n'évite plus l'affichage d'un risque non nul puisqu'on essaie même de le calculer. Le deuxième point est d'ordre sémantique : qu'est-ce qu'un risque. Un quasi-consensus international définit une mesure du risque par le produit de la probabilité d'occurrence d'un événement grave (c'est-à-dire la rupture avec une quantité importante d'eau relâchée à l'aval) par les conséquences de l'événement. Cette définition exige deux compléments : certains auteurs associent un risque à chacun des scénarios possibles et préfèrent ne pas effectuer la multiplication probabilité x conséquences. Le risque global est un ensemble de triplets (scénario, probabilité, conséquences) ; on a presque unanimement renoncé à mesurer toutes les conséquences avec une seule unité et, en particulier, renoncé à un chiffrage monétaire des pertes en vies humaines (alors que ce critère est largement employé pour des opérations de sécurité routière où on "économise" des vies). La démarche théorique idéale d'analyse des risques et de gestion de ces risques peut se résumer par les étapes suivantes : identification des aléas ; identification des scénarios de rupture ; calcul des probabilités d'occurrence de chacun des scénarios ; calcul des conséquences selon chacun des scénarios ; calcul du risque global en croisant probabilité et conséquence ; jugement de l'acceptabilité du niveau de risque obtenu ; définition, mise en œuvre et suivi des mesures de réduction du risque qui pourraient être jugés nécessaires. A l'appui de la méthodologie, des outils d'analyse sont proposés. Ils sont directement inspirés de ceux couramment utilisés dans l'industrie pour étudier la fiabilité de fonctionnement des systèmes : arbres de défaillance, AMDEC, … La démarche est évidemment tout à fait séduisante au plan intellectuel. Sa mise en œuvre bute sur des difficultés majeures pour le calcul du risque lui-même : Page 17 sur 17 calcul des probabilités d'occurrence. Si l'aléa "crue" est, en France, décrit sous une forme probabiliste, c'est très loin d'être le cas pour les autres aléas (par exemple une erreur humaine). Par ailleurs, la réponse probabiliste du système échappe, la plupart du temps, à l'analyse directe et le caractère unique de chaque barrage rend douteuse l'utilisation de statistiques issues d'incidents ou d'accidents constatés sur d'autres ouvrages ; calcul des conséquences. Le calcul des conséquences économiques consécutives à la ruine d'un barrage est tout à fait concevable. Des méthodes de calcul ont été publiées par exemple pour le congrès CIGB de Florence. Une mesure des conséquences environnementales est déjà beaucoup plus délicate. Quant à l'estimation des conséquences en terme de vies humaines dont l'importance est psychologiquement primordiale, elle s'avère extrêmement délicate : des méthodes d'estimation qui ont été proposées sont (heureusement !) calées sur un très petit nombre de cas et les résultats peu fiables. Les partisans de l'analyse de risques reprochent aux méthodes traditionnelles une non prise en compte explicite de toutes les sources d'incertitude. Mais on peut, à l'inverse, légitimement s'interroger sur le résultat d'une multiplication d'une probabilité mal connue (et encore, après des études très coûteuses), par des conséquences qui ne le sont pas moins. La deuxième difficulté, tout à fait réelle, réside dans l'affichage d'un niveau de risque acceptable. De fait, seuls les Pays Bas ont effectivement adoptés un critère d'acceptabilité du niveau de risque. Cette deuxième difficulté explique les voies un peu différentes que semble prendre l'analyse de risques au niveau international : un rôle plus important donné au jugement global d'expert au détriment de l'analyse fine par décomposition en systèmes, sous-systèmes, … Un dimensionnement selon les bonnes règles de l'art peut ainsi suffire plutôt que d'avoir à calculer des probabilités ridiculement faibles ; une prééminence des analyses relatives selon deux plans : pour un parc de barrages et pour un barrage donné. Travailler en valeur relative, c'est mettre en facteur commun bon nombre de difficultés qu'on peut donc éviter. Pour un parc de barrages, c'est étudier des priorités en mesurant l'efficacité des investissements réalisés. Pour un barrage donné, c'est chercher à réduire le risque autant que raisonnablement possible (principe ALARP selon la terminologie anglo-saxonne).