Et les barrages rompirent

Les dix plaies d’Égypte, appliquées au nouveau monde. En pleine épidémie de coronavirus, les habitants du comté de Midland, aux Etats-Unis ont eu la mauvaise surprise de découvrir qu’en raison des négligences répétées de leur propriétaire, deux barrages hydrauliques ne résisteraient pas aux pluies diluviennes qui se sont abattues sur la région mi-mai, causant d’impressionnantes inondations.

Plantons le décor. Nous voici transportés dans l’état du Michigan, au nord-ouest des États-Unis, un état du Midwest presque entièrement bordé par les Grands Lacs américains, dont la capitale – Lansing – est restée dans l’ombre de la ville qui a fait jadis la renommée de la région : Détroit, « Motor-town », la ville de (feu) l’industrie automobile.

La rivière Tittabawassee est à l’image de Lansing : une rivière confidentielle, qui étend son lit de quelques 110 km au beau milieu de la péninsule inférieure, avant de rejoindre la rivière Saginaw, qui ira elle-même se jeter dans le Lac Huron, un des trois Grands Lacs de la région. Cette rivière a été aménagée au début du 20ème siècle, d’une part pour contrôler les crues, et d’autre part pour la production hydroélectrique : dès 1924, quatre barrages sont construits sur son tracé : depuis l’amont vers l’aval les barrages de Secord, Smallwood, Edenville et Sanford [1] [2]. A l’aval du barrage de Sanford se situe la ville de Midland, 40 000 habitants, capitale du comté du même nom.

Carte de la rivière Tittabawassee et des barrages d'Edenville et de Sanford © Valentin Bouvignies Carte de la rivière Tittabawassee et des barrages d'Edenville et de Sanford © Valentin Bouvignies

Confidentielles aussi sont les productions des usines hydroélectriques qui turbinent les eaux des retenues formées par ces quatre barrages : l’usine de Sanford a une puissance totale de 3,6 MW, celle d’Edenville une puissance de 4,8 MW, ce qui équivaut à deux grosses éoliennes [2].

Deux barrages en remblai aux dimensions modestes retiennent l’eau nécessaire à cette production : d’une hauteur d’une dizaine de mètres, ils sont composés de plusieurs digues en terre, entrecoupées de déversoirs en béton, qui servent de soupape de sécurité en cas de crue en permettant l’évacuation du débit excédentaire. Ces déversoirs sont primordiaux pour la sécurité de l’ouvrage ; en effet, contrairement aux barrages voute, les barrages en remblai sont extrêmement sensible au risque de débordement : le moindre petit débit d’eau qui submergerait la digue entrainerait avec lui le matériau qui la compose, provoquant ainsi une augmentation dudit débit, qui entrainerait un peu plus de matériau, provoquant à terme la rupture complète de l’ouvrage.

Ces deux barrages forment les retenues de Sanford et de Wixom, deux grands lacs d’une dizaine de kilomètres de long, qui font la joie des plaisanciers et des habitants locaux. Tous les ans, le 4 juillet, c’est depuis les rives du lac de Sanford qu’est tiré le traditionnel feu d’artifice de la fête nationale [2]. Ces deux lacs retiennent un volume d’eau plutôt conséquent : 17 millions de m3 d’eau pour le lac Sanford, et 81 millions de m3 pour le lac Wixom [3]. En comparaison, le lac d’Aiguebelette en Savoie a un volume de 160 millions de m3.

La faillite des autorités de régulation

Dès 1999, la Federal Energy Regulatory Commission (FERC), l’organisme fédéral qui réglemente la production d’énergie électrique aux États-Unis, identifie un problème sur le dimensionnement des évacuateurs de crues du barrage d’Edenville, ces déversoirs inutiles à la production d’électricité, mais indispensables pour passer les crues les plus importantes [4]. Selon les calculs, ces déversoirs ne permettraient pas d’absorber le débit des crues exceptionnelles [5]. La FERC enjoint ainsi l’entreprise propriétaire de l’époque de remédier à ce défaut. Rien ne se passe.

En 2004, les 4 barrages de la rivière Tittabawassee sont rachetés par l’entreprise privée Boyce Hydro Power LLC, les actuels exploitants, qui sont immédiatement prévenus du sous-dimensionnement des évacuateurs de crue d’Edenville par l’autorité de régulation américaine. Rien ne se passe.

En 2015, Boyce Hydro prévoit d’augmenter la capacité de production du barrage de Sanford. Mais toujours rien du côté des évacuateurs de crue. En septembre 2018, les relations se tendent et, fait rare, la FERC révoque la licence d’exploitation de l’usine d’Edenville accordée à Boyce Hydro, qui souligne en retour que, en empêchant la production d’électricité, cette révocation va tarir la seule source de revenue possible pour mettre en conformité les déversoirs [4] [6]. En octobre, les exercices de simulation prévus par Boyce Hydro pour entrainer les exploitants à des situations d’urgence sont annulés.

Cette révocation entraine la reprise de la supervision du barrage par le Michigan Department of Environment, Great Lakes, and Energy (EGLE). S’ensuit deux ans de désaccord sur le niveau de la retenue : l’EGLE souhaite le remonter pour maintenir les activités nautiques et sauvegarder une espèce de coquillage en danger qui a élu domicile dans le lac, alors que Boyce Hydro souhaite le baisser, pour assurer la sécurité de l’ouvrage [7].

Ruptures en cascade

En mai 2020, des pluies importantes s’abattent sur la région, et le niveau des cours d’eau commence à monter.

Évolution de la hauteur d'eau de la rivière Tittabawassee, mesurée à Midland, en mai 2020 © Valentin Bouvignies Évolution de la hauteur d'eau de la rivière Tittabawassee, mesurée à Midland, en mai 2020 © Valentin Bouvignies

Le 19 mai à 19h45, la digue est du barrage d’Edenville est submergée, entrainant rapidement la rupture de l’ouvrage (liens vidéos ci-dessous : [8]).

Vue aérienne du barrage d'Edenville et photos de la submersion et de la rupture [9] © Google Earth Vue aérienne du barrage d'Edenville et photos de la submersion et de la rupture [9] © Google Earth

A l’aval, le barrage de Sanford ne résiste pas à l’afflux massif d’eau, et rompt à son tour. Le 20 au matin, la station de mesure de Midland enregistre son plus haut niveau jamais atteint, plus de 4 mètres au-dessus du seuil d’alerte. Le graphique ci-dessus [10] représente le niveau de l’eau de la rivière Tittabawassee mesuré à Midland. On constate une inflexion de la courbe ascendante au moment de la rupture du barrage : le niveau repart rapidement à la hausse, alors qu’auparavant, son augmentation commençait lentement à diminuer, tendant vers un pic que l’on peut imaginer plus faible que celui finalement atteint.

Vue aérienne du barrage de Sanford et photos de la submersion et de la rupture [9] © Google Earth Vue aérienne du barrage de Sanford et photos de la submersion et de la rupture [9] © Google Earth

La rivière sort de son lit et submerge les alentours [11]. En pleine épidémie de Covid-19, plus de 10 000 personnes doivent être évacuées, et relogées dans des gymnases alentours [12]. Dans la ville de Midland, l’inondation atteint de nombreuses habitations et bâtiments publics. Le Mid-Michigan Medical Center évite toute évacuation et peut néanmoins rester ouvert pour subvenir aux victimes de l’épidémie : suite aux inondations de 1986, le centre avait pris en compte ce risque en surélevant entre autre ses générateurs de secours [6]. De sages précautions qui n’ont pas été prises par l’ensemble des industriels du comté.

Loi de Murphy

L’entreprise Dow Chemical, géant mondial de la chimie dont le siège se situe à Midland, y possède une usine de fabrication le long de la rivière Tittabawassee. L’inondation a franchi les digues de rétention du site et a atteint une décharge contaminée aux dioxines. Selon des représentants de la direction, la compagnie est en train d’évaluer les conséquences de la pollution générée par le mélange de l’eau et de certains produits chimiques. [5]

La gouverneure du Michigan, Gretchen Whitmer, a demandé l’aide au gouvernement fédéral dans une lettre au président Trump. Elle a également affirmé qu’une enquête serait diligentée pour évaluer la responsabilité des différents acteurs.

Mais revenons quelques mois en arrière. En janvier 2019, 18 mois avant la crue destructrice, les déboires de Boyce Hydro amènent les comtés de Midland et de Gladwin à prendre les choses en main, en créant la Four Lakes Task Force, une entité publique chargée reprendre (et d’améliorer) la gestion des quatre barrages [4] [13]. Celle-ci s’accorde avec l’entreprise propriétaire sur le rachat des ouvrages pour un montant total de 9,4 millions de dollars, financé par une taxe régionale spécialement mise en place par les comtés. Néanmoins, ce montant n’est rien à côté de celui estimé pour rénover l’ensemble des barrages, qui s’élève, lui, à 100 millions de dollars. La vente était prévue pour 2022. Elle n’aura pas lieu, en tout cas, « pas selon les termes qui ont été négociés avec Boyce Hydro » selon le site internet de la structure publique [13].

On laissera le lecteur libre de tirer les conclusions qu’il souhaite de cette histoire. Les quatre barrages de la rivière Tittabawassee sont des petits barrages, comme il en existe des centaines en France et dans le monde. On les croise sur la route des vacances, et on ne les verrait même pas si on ne pouvait pas profiter de l’étendue d’eau qu’il crée à l’amont. D’aucuns pourraient penser qu’ils peuvent être gérés par n’importe quelle entreprise. Manifestement, cet évènement montre que la gestion des risques d’une centrale électrique et des ouvrages associés n’est pas anodine, demande compétences et savoir-faire qui, s’ils viennent à manquer ou s’ils ne sont pas correctement et régulièrement contrôlés, peuvent générer des dommages disproportionnées par rapport au service que l’usine rend au quotidien.

En 2019, l’agence de presse Associated Press a publié les résultats d’une passionnante enquête de 2 ans portant sur l’état des barrages américains [14]. On peut notamment y lire que, si le nombre de morts occasionnés par les ruptures de barrages a largement diminué depuis la décennie meurtrière des années 70 aux États-Unis, pas moins d’un millier de barrages ont été détruits sur les 40 dernières années, faisant 34 victimes, et des dégâts souvent exceptionnels.

 

Pour aller plus loin :

[1] Page Dam Information du site internet du Gladwin County : https://gladwincounty-mi.gov/

[2] Site internet de la Sanford Dam Association : https://sanfordlakeassociation.org/

[3] Site internet d’Hydroreview, FERC issues preliminary permit for 6-MW Edenville Dam Hydroelectric Project in Michigan, publié le 3 décembre 2019.

[4] The Detroit News, Feds revoked Edenville Dam license over fears it could not survive major flood, publié le 20 mai 2020.

[5] Extrait du site internet du Comité Français des Barrages et Réservoirs (CFBR) : « La pratique jusqu’à présent pour les ouvrages français consiste pour les grands barrages français à se protéger vis-à-vis de : la crue millénale pour les barrages en béton, et la crue déca-millénale pour les barrages en remblais (plus sensibles au risque de submersion). ».

[6] The Detroit News, Tittabawassee crests at 35 feet: 'Never had an event like this', par Francis X. Donnelly et James David Dickson, publié le 21 mai 2020.

[7] Detroit Free Press, Sanford Dam also failed, state confirms; GOP calls for AG Dana Nessel's recusal, par Keith Matheny, publié le 22 mai 2020.

[8] Liens vers 3 vidéos du barrage d'Edenville. La première vidéo la veille de la rupture, au niveau des évacuateurs de crue : 

Vidéo des évacuateurs de crue, filmé la veille de la rupture. © Dub Paetz

La seconde montre la rupture initiale de la digue est du barrage d’Edenville :

Rupture initiale de la digue est du barrage d'Edenville © MLive

 La troisième se passe quelques minutes plus tard :

Vidéo du barrage d'Edenville, quelques minutes après la rupture © bellzer

[9] Les cartes et photos aériennes sont issues des sites de Google Earth, les autres photos des articles cités ici.

[10] Les données de niveaux proviennent des sites de l’US Geological Survey (https://www.usgs.gov/) et du Advanced Hydrologic Prediction Service du National Weather Service (https://water.weather.gov/).

[11] Photos aériennes prises avant et après la catastrophe par le programme d’observation européen Copernicus (les zones inondées ressortent en marron) :

Trois photos aériennes avant et après la crue, prises par le programme d'observation européen Copernicus Trois photos aériennes avant et après la crue, prises par le programme d'observation européen Copernicus

[12] CBS News, Michigan dam had record of safety violations before failure, publié le 21 mai 2020.

[13] Site internet de la Four Lakes Task Force : http://www.four-lakes-taskforce-mi.com/

[14] Associated Press, AP: At least 1,680 dams across the US pose potential risk, par David A. Lieb, Michael Casey and Michelle Minkoff, publié le 11 novembre 2019.

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