Impacts des barrages fonctionnant par eclusees sur les milieux aquatiques et sur leurs usages

L’énergie électrique, en France, est produite par les centrales thermiques (classiques ou nucléaires), l’hydroélectricité (fil de l’eau ou éclusées) et, pour une faible part, par les énergies renouvelables. Cependant, seules la souplesse et la rapidité de mise en œuvre de l’hydroélectricité, et plus particulièrement des usines fonctionnant par éclusées, permettent de répondre aux pics de consommation électrique . Ce mode de gestion des barrages joue donc un rôle très important dans le système de production français. Il consiste à exploiter la capacité de la retenue de certains barrages pour produire de l’énergie, de manière intermittente, par turbinage.

S’il paraît inévitable de maintenir un tel mode de gestion des barrages en France de part son poids économique, il est toutefois important de noter que de nombreux impacts sur l’environnement, et notamment sur les milieux aquatiques, mais aussi sur les usagers de la rivière se font ressentir aux abords de ces ouvrages. L’artificialisation des débits à l’aval des usines hydroélectriques provoque en effet une perturbation importante de l’anthroposystème aquatique. Tous les compartiments sont affectés : physique, biologique, physico-chimique et anthropique.

Ce rapport présente donc tout d’abord de manière très générale le fonctionnement des barrages par éclusées. Les deuxième et troisième parties traitent respectivement des impacts d’une telle gestion sur les milieux aquatiques et sur l’économie locale. Enfin, une dernière partie tente de décrire les différents moyens qui pourraient être employés afin de réduire ces impacts.

L’étude du barrage de Chastang situé sur la partie supérieure de la Dordogne à Argentat en Corrèze (19) permet d’étayer, par de nombreux exemples, l’ensemble de cette synthèse bibliographique. Toutefois, le nombre très restreint d’études menées sur ce site se montre parfois très limitant.

Eclusées
Cette première partie nous permet de donner une définition du fonctionnement par éclusées, d’en voir les principes et le cadre réglementaire ainsi que le contexte économique dans lequel ce type de gestion s’inscrit. Nous présenterons également le barrage de Chastang, qui étayera nos propos dans les parties suivantes.

Généralités

Définition

Eclusée : « Volume d’eau lâchée à partir d’un ouvrage hydraulique (ouverture d’une porte d’écluse, turbinage d’eau stockée dans un barrage réservoir,…) et se traduisant par des variations de débits brusques et artificielles » (SDAGE AdourGaronne, 1996).

Exploitation des barrages EDF

Les barrages hydroélectriques fonctionnant par éclusées stockent l’eau dans leur réservoir aux périodes de faible consommation et la turbinent lors de consommation de pointe. En période d’inactivité de l’usine hydroélectrique, le débit aval est donc égal à un débit minimum : le débit réservé. Le plus souvent ce débit est inférieur au débit entrant dans le réservoir : c’est la période d’accumulation. A l’inverse, en période d’activité, le débit aval est supérieur au débit entrant dans la retenue et est fonction des caractéristiques des turbines qui équipent l’ouvrage : c’est l’éclusée. La fin de l’éclusée correspond à l’arrêt du turbinage .

Réglementation
Il n’existe aucun texte réglementaire spécifique aux ouvrages fonctionnant par éclusées et regroupant les différentes obligations auxquelles sont tenus les exploitants. Nous présentons donc ici les principaux documents législatifs devant être pris en compte par les gérants d’usine.

L’article 10 de la loi sur l’eau soumet les ouvrages fonctionnant par éclusées à autorisation. Le cahier des charges de ces ouvrages précise la valeur du débit réservé qui doit être restitué à l’aval de l’ouvrage. Le débit réservé, défini par la loi L-232-5 du code rural, correspond au débit minimal garantissant en permanence la vie, la circulation et la reproduction des espèces qui peuplent les eaux au moment de l’installation de l’ouvrage. A ce titre, ce débit doit être maintenu à chaque instant à l’aval des barrages. La loi pêche de 1984 précise que le débit réservé doit être égal au 1/10 du module (débit moyen annuel) entrant dans la retenue, excepté pour les ouvrages antérieurs à cette loi, qui eux doivent respecter la valeur précisée dans le cahier des charges (1/40 ou 1/30 … du module).

La circulaire du 13 Juillet 1999, circulaire DRAC faisant suite à un accident mortel parvenu sur ce même cours d’eau, se rapporte à la sécurité des usagers de la rivière à l’aval de barrages hydroélectriques dont le fonctionnement présente un risque. Ce texte définit les mesures à prendre afin d’améliorer la sécurité des zones situées à proximité des barrages.

Eclusées en France

Une enquête effectuée auprès des exploitants d’EDF a permis de recenser les différents types d’aménagements gérés par éclusées en France (LAUTERS, 1995). 144 ouvrages ont été dénombrés lors de cette enquête. LAUTERS les regroupe en trois types d’implantation :

– les usines gérées par éclusées et rejetant l’eau directement dans la rivière. 92 ouvrages sont concernés et présentent des modes d’implantation plus ou moins complexes avec mise en jeu de plusieurs usines, plusieurs rivières ou plusieurs barrages. Selon la position de l’usine hydroélectrique par rapport au barrage, deux sous-classes peuvent être distinguées :
• Usine au pied du barrage : l’aval immédiat de l’ouvrage est alors affecté par les éclusées.
• Usine éloignée du barrage : l’eau de la retenue est dérivée par une conduite forcée, afin d’augmenter la hauteur de chute, et est restituée à une distance plus ou moins grande du barrage. Le débit aval est alors égal au débit réservé de l’aval immédiat du barrage jusqu’à la restitution : c’est le tronçon court-circuité. Puis, à partir de la restitution, le cours d’eau est soumis au régime d’éclusées.
– les usines au fil de l’eau qui, en étiage, adoptent un fonctionnement par éclusées (alors rendu possible par les faibles débits, malgré le faible volume de la retenue) pour pallier le suréquipement de l’usine par rapport à ce débit d’étiage (28 ouvrages).
– les usines au fil de l’eau répercutant les éclusées d’une usine située en amont (24 ouvrages).

Cette étude ne recense pas les nombreux ouvrages gérés par éclusées et rejetant l’eau turbinée dans le réservoir (c’est le cas de Chastang) ou la conduite forcée d’un barrage situé en aval immédiat. LAUTERS donne également des grandeurs générales caractérisant l’implantation et les effets des 144 ouvrages recensés (Annexes 4.1 et 4.2 p. 58-59):
– 44% génèrent des variations de débits d’intensité forte à forte/moyenne,
– 47 % affectent des tronçons de plus de 20 km de long à leur aval,
– et 74 % sont situés sur des cours d’eau dont le module est inférieur à 25 m3/s, 55% sur des cours d’eau de module inférieur à 15 m3 /s.

La diversité des ouvrages, de leur lieu et mode d’implantation est donc clairement mise en évidence par LAUTERS. Elle devra être prise en compte lors de la partie impact de ce rapport.

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Table des matières

Introduction
I. Eclusées
1) Généralités
a) Définition
b) Exploitation des barrages EDF
c) Réglementation
d) Eclusées en France
e) Intérêts des éclusées
2) Cas particulier du barrage de Chastang
a) La Dordogne
b) Caractéristiques du barrage de Chastang
c) Intérêt spécifique
II. Impacts sur le milieu
1) Hydraulique et hydrologie
a) Paramètres caractéristiques des éclusées
b) Crues
c) Nappe
2) Physico-chimie
a) La température
b) L’oxygène dissous
c) Autres éléments
3) Sédiments et érosion des berges
4) Végétation du lit et des berges
5) Faune piscicole
a) Migrations
b) Reproduction
c) Modification de l’habitat et du comportement
– Habitat
– Forces tractrices
– Peuplement
– Comportement
– Echouages
6) Macroinvertébrés benthiques
a) Comportement
– La dérive
– Les mises à sec
b) Le peuplement
– Les pontes
– Structure du peuplement
III. Impacts économiques et humains
– Activités économiques touchées
– Catégories d’usagers touchés
– Impacts ressentis par les usagers
– Limitation des activités
– Propositions d’actions des usagers
– Sécurité des personnes
IV. Limitation des impacts
1) La démodulation
2) Actions sur le régime des eaux
– sur le débit plancher
– sur les gradients
– sur la fréquence
– sur le débit maximum
3) Actions sur le milieu
– Création d’abris pour la faune
– Ecoulement et annexes hydrauliques
– Sites de fraies
4) Informer
5) Amélioration de la connaissance
Conclusion 

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