Sécurité avant tout
L'histoire des barrages n'a pas été épargnée par des accidents qui témoignent de la violence dévastatrice de l'eau. La seconde moitié du dix-neuvième et le début du vingtième siècles ont été jalonnés de divers cas de ruptures de barrages. A cette époque, dans le prolongement de la révolution industrielle, de nombreux ouvrages ont été mis en chantier; mais leur conception reposait encore sur des bases scientifiques insuffisantes. Les hommes étaient prêts à accepter des risques, en contrepartie de la fourniture d'eau et d'énergie. Nous bénéficions aujourd'hui de l'expérience tirée des événements du passé et des progrès réalisés sur le plan scientifique.
En Suisse, pays où traditionnellement on a une grande conscience des problèmes de sécurité, des efforts importants ont été entrepris pour protéger les populations contre les dommages qui pourraient survenir lors de la rupture d'un barrage. La sécurité de nos ouvrages repose sur trois piliers: sécurité de construction, surveillance et concept d'alarme.
La sécurité de construction: dès les premiers barrages, leur dimensionnement s'est fait de manière fort conservatrice. On a tout particulièrement veillé à ce que ces ouvrages soient en mesure de supporter des sollicitations beaucoup plus élevées que celles que l'on pouvait évaluer à vue humaine.
Le barrage doit résister à de fortes charges:
- Poids propre: Le poids des matériaux de construction eux-mêmes induit des contraintes dans le barrage.
- Pression de l'eau: La pression de l'eau croît proportionnellement avec la profondeur.
- Sous-pressions: Les infiltrations d'eau, minimales mais inévitables, à travers le corps du barrage et ses fondations, créent des forces de sous-pression.
- Température: Les variations de température dans le matériau, dues au dégagement de chaleur lors de la prise du béton, ou aux températures extérieures, créent des contraintes dans l'ouvrage (notamment dans les barrages-voûtes).
- Crues: Le dépassement du niveau d'exploitation normale dans la retenue apporte une sollicitation supplémentaire.
- Gel: La couche de glace, qui peut apparaître durant l'hiver à la surface du lac, crée, dans certaines conditions, une force sur le barrage.
- Sédiments: Des sollicitations supplémentaires du barrage peuvent résulter de l'accumulation de sable et de gravier dans la retenue.
- Séismes: Les secousses créées par des tremblements de terre imposent au barrage des forces alternées rapides.
La surveillance: les observations et les mesures effectuées sur les ouvrages durant leur construction puis leur exploitation, jouent un rôle déterminant. Un certain nombre de procédés, tels les mesures de précision et les pendules (fils à plomb) permettant de déterminer les déformations des barrages, ont été développées ou affinées dans notre pays. En dépit de leur masse souvent considérable, ces ouvrages ne sont pas des structures immobiles. Le corps du barrage et les fondations subissent, au moment de la première mise en eau, puis lors de variations ultérieures du niveau de la retenue et de la température, des déformations qu'il est possible de mesurer avec précision. C'est ainsi que pour un barrage-voûte de 200 mètres de hauteur, les déformations au milieu de la crête peuvent atteindre 10 centimètres.
L'observation constante des déformations d'un barrage est une méthode sûre pour contrôler son état et son comportement. Il est aussi important et instructif de mesurer régulièrement les débits d'infiltration. Enfin, les visites de contrôle qu'effectue le personnel d'exploitation sont indispensables. Les comptes rendus et relevés de mesures sont analysés et interprétés par les spécialistes et par l'Office fédéral de l'énergie.
Les surveillants se rendent, en skiant sur le lac gelé, abaissé, jusqu'au parement amont du barrage, pour l'observer.
Le barrage se déforme-t-il comme on le prévoit? Le surveillant contrôle les mouvements du barrage avec une précision du cinq centième de millimètre, au moyen de pendules (fils à plomb) placés dans des puits verticaux du barrage.
Au moyen de théodolites calculateurs et de signaux de satellites tournant autour de la terre, il est possible de mesurer les déplacements et les déformations du barrage au millimètre près.
Le concept d'alarme: en cas de danger, en période de paix ou de guerre, les mesures nécessaires sont prises sans délai, tels l'abaissement préventif du plan d'eau, l'exécution de renforcements, etc. Si le temps encore disponible ne permet plus de prendre des mesures de sécurité actives et que la rupture du barrage est imminente, on déclenche le système d'alarme, installé sous tous les grands barrages, afin de permettre aux populations de se mettre à l'abri.