9e Colloque international des spécialistes francophones en évaluation d impacts (Ouagadougou, 20 au 24 septembre 2004) Les évaluations environnementales de vidanges de barrages : spécificités et retour d expérience Loïc Trebaol Dr ing Agronome Consultant Environnement et ressources des milieux aquatiques COYNE ET BELLIER Bureau d'ingénieurs Conseils
Plan de l exposé 1. Les vidanges de barrage 2. Principaux impacts et mesures d atténuation 3. Facteurs déterminants du niveau d impact 4. Conduite d une EE de vidange en France 5. Etude de cas : la vidange du barrage de Couzon
1. Les vidanges de barrage
En quoi cela consiste? Vidange (totale ou partielle) de la retenue par la vanne de fond, pour: inspections, entretiens, réparations des parties habituellement ennoyées (vanne de fond, parement amont...) curage de la retenue (pelle hydraulique)
Phasage des opérations Une opération planifiée à l avance (généralement en fin d été) Abaissement par utilisation normale Vidange par vanne de fond Fin de vidange lente Remontée du plan d eau Assec J A S O N D J F M A M J
Opérations non concernées ici : les chasses pour évacuation des sédiments dispositions particulières (évacuateur de fond) planifiées en période de hautes eaux les abaissements saisonniers destockage hivernal (retenues d encrêtement des crues) après forte consommation estivale (retenues d eau potable) La Bultière (France, Vendée) Septembre 2003 après un été sec les ruptures catastrophiques Zeyzoun (Syrie) 4 juin 2002 5 villages détruits, 20 mors
2. Principaux impacts et mesures d atténuations
Principaux impacts Milieu physique Milieu biologique Milieu humain Sur le plan d eau : mobilisation / mise en suspension des sédiments déstabilisation des berges mortalités piscicoles dévalaison du poisson perte d autres fonctions écologiques perte temporaire des usages du plan d eau nuisances et risques pour les riverains Sur le milieu aval : incidences hydrauliques eau de vidange chargée en MES et de mauvaise qualité colmatage des fonds dégradation de qualité biologique mortalités piscicoles perturbation des usages aval nuisances pour les riverains
Mise en suspension des sédiments Le principal impact des vidanges!!! Le risque apparaît : en début de vidange : (cône d aspiration des vases) en fin de vidange : (érosion régressive du massif de vase) en cas de forte pluie pendant l assec (érosion par ruissellement sur le massif de vase) Mesures : Diagnostic épaisseur de vases échosondage bi-fréquence à la pige (plongeurs) Analyses granulométrie. métaux lourds polluants organiques Gérer la vitesse d abaissement Batardeau amont
Mortalités piscicoles dans le plan d eau Impacts : Ils apparaissent en fin de vidange Risque de mortalités massives avec dégradation qualité des eaux mise en suspension vases relargage composés réduits Perte économique significative Altération de l eau brute Effet médiatique désastreux Dévalaison Mesures : Récupération amont pêche de sauvetage (électrique ou à la senne) filets maillant Récupération aval (pêcherie) Suivi qualité des eaux du culot Dispositifs anti-dévalaison Rempoissonnement
Perte des fonctions écologiques Impacts sur la végétation en rive ou queue de retenue => altération/perte de végétation en cas d assec prolongé => perte de fonction écologique et paysagère Mesures : aménagements pour maintien en eau (diguettes) replantation/reconstitution de zones humides sur l avifaune => délocalisation momentanée
Perte des usages du plan d eau Impacts : Perte temporaire de la ressource en eau eau potable / irrigation production électrique Interruption des activités de loisir activités nautiques pêche Mesures : choix période de vidange ressources alternatives (AEP, plan d eau loisir) dédommagements concertation entre le maître d ouvrage et les usagers => des perte économique parfois très significative
Nuisances et risques pour les riverains Impacts Impact paysager Nuisances sonores et olfactives Attraction promeneurs Mesures : Choix des heures de travaux Réglementation de l accès à la cuvette Signalisation et barrières Risques pour la sécurité des personnes
Incidences hydrauliques en aval Impacts : Déstabilisation du lit et des berges en aval Déstabilisation et mise en charge des ouvrages Inondations Difficultés franchissement bétail... Mesures : Fixer un débit maximal de vidange compatible avec le milieu physique aval Prévenir la formation d embâcles Informer les avaliers
Entraînement d eaux de mauvaise qualité Impacts Soutirage d eaux de fond froides, désoxygénées composés réduits => conditions létales Dégradation du milieu biologique aval invertébrés benthiques peuplement piscicole Mesures : Diagnostic qualité des eaux dans la colonne d eau Suivi qualité eaux de vidange Dispositifs d oxygénation Pêches de sauvetage aval
Entraînement des vases en aval Impacts Mesures : Contribue à la dégradation de qualités des eaux Colmatage des fonds invertébrés benthiques frayères Bassin de décantation, filtre à paille, ouvrage existant ) Gestion fin de vidange Décolmatage du cours d eau (manuel ou hydraulique) Gène des usages prise d eau brute
3. Facteurs déterminants du niveau d impact
Nature et épaisseur des sédiments
Présence d un batardeau
Configuration de la vidange de fond
Sensibilité du milieu aval peu sensible (2ere catégorie, sucsession de biefs) très sensible (1ere catégorie, frayères à truite)
Autres facteurs... Saison Généralement fin d été - début automne Début d été (si travaux nécessaire) Vitesse d abaissement Recommandation : < 10 cm/heure
4. Conduite d une EE de vidange de barrage dans le contexte français
Le parc français des grands barrages 589 grands barrages (> 15 m, def. CIGB) Maître d ouvrages : - EDF - Collectivités (AEP, soutien d étiage) -Privés (industrie, hydro-élec.) Usage principal Nombre Volume Surface en eau d'ouvrages (hm3) (ha) AEP/Industrie 99 378 5 336 Hydroélectricité 285 13 065 86 883 Irrigation 75 743 5 962 Régulation 31 1 214 12 357 Navigation 18 140 2 213 Divers 39 118 2 516 Total 547 15 658 115 267
Obligation de vidange décennale Circulaire n TE/8562 du 29/09/83 Barrages classés «intéressant la sécurité publique» soumis à suivi et visites d inspections annuelles / décennales 400 barrages classés «I.S.P.» en France «Visites complètes décennales ( ) comportant obligatoirement ( ) un examen des parties habituellement noyés des ouvrages» «Ces visites devront être effectués en principe après vidange complète de la retenue» «Toutefois, pour le cas où cette vidange totale soulèverait des difficultés spéciales, ( ), la visite complète des parties noyées pourra, soit n être effectuée que partiellement, soit être effectuée de façon indirecte, par exemple avec l aide d hommes-grenouilles, de scaphandriers ou de caméras de télévision étanches». Inspection en subaquatique: uniquement sur dérogation
Obligation de document d incidence Loi sur l eau du 8 janvier 1992 Décrets d application n 93742 et 93743, rubrique 2.6.5 Demande d autorisation accompagnée d un document d incidence «Les vidanges périodiques des barrages de retenue de hauteur supérieure à 10 m et de volume de retenue supérieur à 5 000 000 m3 font l objet d une autorisation valable 2 ans» «Les Le document d incidence précise «compte tenu des variations saisonnières et climatiques, les incidences de l opération sur la ressource en eau, le milieu aquatique, l écoulement, le niveau et la qualité des eaux, y compris le ruissellement» Il précise «s il y a lieu les mesures compensatoires ou correctives envisagées et la compatibilité du projet avec le Schéma Directeur ou le Schéma d Aménagement et de Gestion des Eaux» (SDAGE ou SAGE) Env. 40 dossiers d incidence de vidange par an (50% EDF)
Prescriptions en matière de vidange Arrêté Ministériel d août 1999 fixe les «prescriptions générales applicables aux opérations de vidange de plan d eau soumises à déclaration». «les opérations de vidange doivent être régulièrement surveillées de manière à garantir la protection de la ressource en eau et des milieux aquatiques. Tout incident sera immédiatement déclaré à l administration. La vitesse de descente du plan d eau sera limitée voire annulée si nécessaire, pour éviter l entraînement de sédiments à l aval du plan d eau.» Texte de référence pour les vidanges soumises à autorisation Paramètres MES O 2 NH4 Seuil à respecter 1 g/l 3 mg/l 2 mg/l
Parties prenantes d une vidange en France Maître d ouvrage Exploitant Bureaux d étude (maintenance / environnement) DDE (Sécurité des barrages) DDAF ou DDE (Police de l eau) DDASS (Eau potable) MISE (Mission interservice eau) CSP, Fédé, AAPPMA, DDAF (aspects piscicoles) Usagers de la retenue et de l aval Mairies et public...
5. EE de vidange du barrage du Couzon (Rive de Gier)
Barrage du Couzon : 10 km de Saint Etienne Ville de Rive de Gier Alimentation Eau potable Pêche de loisir En aval : ruisseau 1er catégorie puis zone urbaine couverte Le contexte Actuellement en cours de vidange
Le barrage mise en eau : 1812 noyau en maçonnerie + terre vidange de fond
Programme de travaux (sept 2004) Réfection des joints paremont amont (3 mois) Inspection ouvrages de fond (1 semaine) Remplacement vanne papillon (1 semaine)
Vidange de 1979 Sept 1979
Bilan des incidences résiduelles Sur le plan d eau usage eau potable *** coût /incertitude remplissage peuplement piscicole ** mortalités inéluctables sécurité populations (*) si mesures appliquées Sur milieu aval incidences hydrauliques (0) si prévention embâcle entraînement des vases (*) risque faible a priori qualité des eaux aval * atténué par aménagt bassin vie aquatique aval * idem chantier (0) si clauses environnementales
Etapes de l EE de la vidange du Couzon Commande du document d incidence (fevsept 2002) 1979 Version provisoire (oct 2002) Concertation (oct 2002) Dépôt version définitive (déc 2002) Enquête publique (été 2003) Arrêté préfectoral (sept 2003) (Sécheresse) Préparation (aout 2004) Vidange (sept 2004) Bilan (sept 2005)
Mesures avant vidange Etat zéro de la qualité hydrobiologique (IBGN) réalisé fin juin 2004 (2e prélèvement : fin juin 2005)
Mesures avant la vidange Inspection du lit cours d eau aval pour s assurer qu aucun embâcle n est présent Pose en subaquatique d un grillage anti-dévalaison (2 cm) sur la porte d entrée de la galerie
Mesures avant la vidange (2) Réaménagement de l ancien bassin de baignade (bastaings) => décantation Mise en place d un panier de récupération du poisson Animation de 2 réunions de préparation de la vidange avec les acteurs 1/ récupération poisson 2/ eau potable
Calendrier de vidange (sept 2004) Semaine1 Semaine 2 Semaine 3 Lundi Mardi 13 14 Ouverture vanne 100% Vidange de jour et suivi renforcé 20 21 Ouverture vanne 40 % 27 28 Ouverture vanne 20 % Vidange de jour et suivi renforcé (chaque 2h) Mercredi Jeudi 15 16 Vidange 24h/24 et suivi allégé 22 23 29 30 Récupération des poissons au filet maillant Vendredi 17 (matin et soir) 24 31 Maintien en assec Samedi 18 25 1 Dimanche 19 26 2 Assec
Suivi qualité des eaux de vidange 3 points de suivi Paramètres : ph, temp, MES, O2, NH4, Q Période Avant la vidange Fréquence 30 min avant ouverture de la vanne de fond Station S2 Début vidange Phase courante Fin de vidange Toutes les 2 h Matin et soir Toutes les 2 h S1,S2,S3 S2, S3 S2,S3
Suivi qualité des eaux de vidange
Suivi qualité des eaux de vidange Paramètres MES O 2 NH4 NH3 Seuil à respecter 1 g/l 3 mg/l 2 mg/l 0,1mg/l - vidange suspendue si dépassement des seuils de l arrêté (réouverture des vannes après essai de vidange de 15 minute) - communication régulière des résultats aux autorités (e-mail)
Suivi qualité des eaux de vidange
Suivi qualité des eaux de vidange MES 70,00 60,00 0,45 mg/l 50,00 40,00 30,00 MES (g/l) 0,35 0,25 20,00 10,00 0,00 8h30 8h 8h 8h 8h 8h 8h 8h 8h 8h 8h 8h m Hauteur d'eau (m) 0,15 0,05
Suivi qualité des eaux de vidange O2, NH4 et NH3 12,00 0,1200 10,00 0,1000 O2 et NH4 (mg/l) 8,00 6,00 4,00 2,00 0,0800 0,0600 0,0400 0,0200 Nh3 (mg/l) 0,00 0,0000 O2 (mg/l) NH3 (mg/l) seuil O2 NH4 (mg/l) Seuil NH3 Seuil NH4
6. Conclusions
Conclusions Avec le vieillissement du parc mondial des barrages, les vidanges pour entretien et inspection vont devenir plus fréquentes Une opération qui devrait s accompagner d une EIE étant donné les niveaux d impact En France, on a développé une réglementation et un savoir faire spécifique en matière de conduite des vidanges Pour les nouveaux projets, la vanne de fond doit être conçue de façon à limiter les impacts des futures vidanges