Barrages : types, fonctions, répartition et enjeux

Barrages : types, fonctions, répartition et enjeux

Cette section présente de manière globale ce qu’est un barrage, quels enjeux sont liés à ces ouvrages et les risques qui leur sont associés. Dans un premier temps, nous définissons et présentons les barrages et leurs variétés sur différents plans. Ces variétés sont nombreuses et importantes aux échelles micro- et mésoscopiques. Dans un second temps, nous proposons une cartographie fonctionnelle des barrages dans le monde, en Europe puis en France. Cette cartographie implique autant les ouvrages et aménagements que les différents acteurs de ces systèmes. L’accent est graduellement porté sur la question de la sécurité des barrages. Les principaux risques sont évoqués puis détaillés dans un troisième temps à travers l’accidentologie du domaine. De la perception sociale des risques aux considérations techniques et réglementaires nous nous attachons à préciser l’état actuel des connaissances et pratiques de sûreté hydraulique, notamment chez EDF. Ces considérations se concluent sur l’intérêt de prendre en compte les dimensions humaines et organisationnelles dans les démarches de sûreté, poursuivant et développant des démarches récemment .

Enjeux techniques, enjeux sociaux et fonctionnement des barrages 

Cette première section est consacrée à définir et présenter les barrages sur le plan technique, structurel et fonctionnel. Ces éléments normatifs mettent en avant une diversité importante des types d’ouvrages, de leurs procédés de construction et de leurs fonctions. En intégrant la Division Production et Ingénierie Hydraulique (DPIH) d’EDF, j’ai très tôt entendu dire « chaque barrage est un cas particulier ». A une échelle mésoscopique il faut admettre que c’est une vérité. La standardisation, pour un ensemble de raisons qu’il ne nous appartient pas d’approfondir ici, ne fait pas partie de l’histoire (sinon très récente) de l’hydraulique. Nous allons donc nous attacher à décrire des grandes familles d’objets techniques – les considérations humaines et organisationnelles s’y grefferont progressivement dans la suite de cette thèse.

Le lecteur qui serait familier avec le monde des barrages, s’il n’est pas à la recherche de quelques statistiques actuelles, se reportera directement à la section 0 sur les accidents.

Barrages, digues : une première distinction 

On peut définir un barrage comme un ouvrage artificiel qui s’oppose au cours naturel de l’eau afin d’en réguler le débit et/ou de créer un stock d’eau exploitable, appelé retenue. Le Décret 2007-1735 du 11 décembre 2007 définit, en droit français, les barrages comme des ouvrages permettant de former un plan d’eau et les distingue des digues, des ouvrages permettant de protéger une population ou des biens contre les submersions :

➤  les barrages sont les ouvrages pour lesquels il est possible de déterminer deux critères, la hauteur de l’ouvrage, et le volume de l’eau stockée à l’amont de l’ouvrage;
➤  les digues sont les ouvrages pour lesquels il est possible de déterminer deux critères, la hauteur de l’ouvrage et en l’absence de volume d’eau stockée à l’amont de l’ouvrage, la population protégée à l’aval. (MEDAD, 2007)

Dans cette thèse, nous nous attacherons à la première famille d’ouvrages s’opposant à l’eau : les barrages. La définition du décret, très ouverte, englobe des barrages de différents types, assurant différentes fonctions. Cette première forme de diversité tient notamment au fait que les barrages constituent l’une des plus anciennes réponses techniques au besoin humain de domestication de l’eau (pour les besoins de consommation et de protection puis d’exploitation).

Quelques considérations historiques 

Le plus vieux barrage connu a été édifié dans l’actuelle Jordanie, près de Jawa, vers la fin du 4e millénaire avant J.-C. En Egypte, les pharaons font construire des barrages pour l’alimentation en eau des villes (un barrage de 115 mètres de long fut construit en Égypte dans le Garawi vers 3000 av. J.- C.). Les connaissances techniques hydrologiques et météorologiques de l’époque ne permettaient pas à ces ouvrages de résister efficacement contre des phénomènes comme les crues des cours d’eaux sur lesquels ils étaient établis. Les travaux d’histoire et d’archéologie situent la première rupture référencée d’un barrage entre 2650 et 2465 av. J.-C. dans la région du Caire (voir les travaux de l’ingénieur suisse Schnitter-Reinhardt ; cités par Le Delliou, 2003). Ces ruptures et leurs impacts pourraient expliquer la longue période sans développement notable de barrages qui marque le début du premier millénaire. Le Moyen Âge Européen voit un regain d’intérêt pour ces ouvrages qui sont alors utilisés pour assurer l’alimentation des moulins hydrauliques.

Au XVIIème siècle s’opère un développement conséquent des techniques de construction de barrages. En France, dans la région Midi-Pyrénées, le barrage de Saint-Ferréol (construit entre 1667 et 1675) qui assure l’alimentation en eau du Canal Royal du Languedoc (aujourd’hui le Canal du Midi) était, pour son époque le plus grand barrage du monde. En 1843, la France construit le premier barragevoûte « moderne » pour l’alimentation en eau potable de la ville d’Aix-en-Provence : le barrage de Zola (Goblot, 1967). Ce barrage, réalisé en maçonnerie, sert toujours aujourd’hui à réguler les crues mais il n’est plus exploité.

Le XXème siècle marque le développement significatif des barrages. Près de 800000 barrages ont été construits, notamment entre 1930 et 1990, pour répondre à l’augmentation et la diversification des besoins en eau. Aujourd’hui, la Commission Internationale des Grands Barrages (CIGB) recense plus de 58 000 grands barrages dans le monde. Ces ouvrages correspondent à différents procédés de construction et ont différents usages.

Principaux usages des barrages dans le monde 

Nous avons défini un barrage comme un ouvrage permettant d’utiliser de l’eau. Le stock d’eau exploitable, constitué par interruption du cours naturel est appelé capacité. Cette capacité permet d’assurer une ou plusieurs fonctions : l’alimentation en eau potable, l’irrigation de cultures, la régulation des crues naturelles, le soutien d’étiage ou encore la production d’électricité. Il existe également des usages secondaires comme l’élevage piscicole, la pêche, les activités touristiques, la lutte contre les incendies, ou la création de polders .

Dans le monde, près d’un barrage sur deux (48%) est destiné à l’irrigation (contre 17% pour l’hydroélectricité, figure 1). En France, environ 80% des barrages sont destinés (exclusivement ou non) à la production d’électricité. Dans cette thèse, il sera employé le terme barrage pour désigner les barrages hydroélectriques (sauf mention contraire).

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 – DES BARRAGES ET DES HOMMES
1.1. Barrages : types, fonctions, répartition et enjeux
1.1.1. Enjeux techniques, enjeux sociaux et fonctionnement des barrages
1.1.2. Les barrages dans le monde et en France
1.1.3. Accidentologie de barrages, les ouvrages à l’épreuve de la nature, de la technique et des hommes
1.2. Etudes de dangers : le facteur humain en question
1.2.1. Comprendre la relation de contrôle
1.2.2. Présentation des études de dangers de barrages
1.2.3. Facteur humain : des situations d’exploitation aux nœuds papillon
1.3. Facteur humain : état de l’art, des pratiques et des dispositions industrielles
1.3.1. Revue bibliographique
1.3.2. Revue des dispositions industrielles : le cas d’EDF-DPIH
1.3.3. Le facteur humain avec un nœud papillon
CHAPITRE 2 – LES MODELES EN GESTION DE LA SECURITE
2.1. Courants et modèles des facteurs organisationnels et humains
2.1.1. Considérations historiques sur les facteurs organisationnels et humains
2.1.2. Considérations générales sur la nature et les utilisations des modèles
2.1.3. Proposition d’un cadre pour l’étude des modèles d’accidents
2.2. Les modèles d’accidents organisationnels de James Reason
2.2.1. Naissance d’une théorie de l’accident organisationnel
2.2.2. Evolution des modèles d’accidents organisationnels, genèse du Swiss cheese model
2.2.3. Vers une « théorie unifiée » de l’accident organisationnel
2.3. La popularité en question : usages, limites et critiques du Swiss cheese model
2.3.1. Revue des usages, méthodes et outils adossés au Swiss cheese model
2.3.2. Discussion des limites et des critiques du Swiss cheese model
2.3.3. De la contemporanéité des modèles de Reason
CHAPITRE 3 – NAISSANCE ET VIE D’UN MODELE FOH DEDIE AUX EDD
3.1. A la croisée des sciences humaines et de l’ingénierie : démarche de conception d’un modèle du facteur humain dédié aux EDD de barrages d’EDF
3.1.1. Cadre et modalités de conception
3.1.2. Etude comparative et adaptation : proposition d’un modèle FOH dédié aux EDD168
3.1.3. Conception de la méthode et de l’outil ECHO
3.2. Première validation : une expérimentation contrôlée
3.2.1. Choix du site, mise en place du test
3.2.2. Déroulement et résultats
3.2.3. Limites, biais et perspectives
3.3. Deuxième validation : la sanction du réel
3.3.1. Communications associées au dispositif ECHO et formation des pilotes-EDD
3.3.2. Observation du déploiement d’ECHO dans les premières mises-à-jour d’EDD
3.3.3. Axes de progrès, perspectives
CHAPITRE 4 – DISCUSSION ET PERSPECTIVES
4.1. Perspectives industrielles : les échos d’ECHO
4.1.1. Aller au-delà de l’EDD
4.1.2. Construire une « stratégie » de communication
4.2. Discussion sur l’objet « modèle »
4.2.1. Classifications générales des modèles : diversité et complexité de l’exercice
4.2.2. Revue de classifications dédiées aux modèles d’accidents
4.2.3. Vers une alternative à la classification des modèles d’accidents
4.3. Débat académique sur la valeur des modèles : bilan et perspectives
4.3.1. Les (nouveaux) modèles systémiques d’accident
4.3.2. Deux écoles incompatibles pour « penser l’accident »
4.3.3. Double-collaboration : l’émergence d’une troisième voie ?
CONCLUSION

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