ICOLD Dam Decommissioning - Guidelines

CIGB ICOLD

• Publisher: CRC Press
• Year: 2018
• eBook ISBN: 9781351033640
• Edition: 1
• Topic: Technology & Engineering
• Subtopic: Civil Engineering
• Index: Technology & Engineering

Dam decommissioning or dam removal has been increasingly common since the past decade. The reason for considering dam removal may have to do with the safety of dams, high repair costs, high operating and maintenance costs, or effects on fish passage and water quality. However, the decision to remove a dam must be based on careful evaluation of the alternatives to address the specific problem at each dam.

The ICOLD Committee for decommissioning dams was established in 2005 to develop information that can be used by ICOLD members to respond to questions about the dismantling of dams and to provide a forum for the exchange of information. This ICOLD Bulletin is not intended as a design guide, but as a guide to the decision making process, consultation and regulatory approvals, design and construction issues, sediment management and performance monitoring.

The primary aim of these Dam decommissioning guidelines is to provide dam owners, dam engineers and other professionals with the information needed to guide decision making when considering dam dismantling as a project alternative. They are not meant to be used as a design guide, but as a guide to highlighting the points of interest. The guidelines in this ICOLD Bulletin apply only to flood defense structures and not to fall dams.

1.
Préface

Au cours des dix dernières années, le thème du démantèlement ou de l’arasement des barrages est revenu dans les discussions de plus en plus souvent. Les raisons qui nous amènent à considérer un démantèlement de barrage peuvent provenir notamment de préoccupations au sujet de la sécurité, de coûts d’exploitation, d’entretien et de réparation trop élevés, ou d’impacts sur la migration des poissons et sur la qualité de l’eau. Toutefois, la décision d’enlever un barrage doit être fondée sur une évaluation minutieuse des solutions disponibles afin de pouvoir résoudre la problématique propre à chaque barrage.

Le Comité de la CIGB sur le démantèlement des barrages a été créé en 2005 afin de fournir un forum d’échange et de mettre à la disposition de ses membres de l’information utile afin de répondre aux interrogations à ce sujet. Ce document n’est pas destiné à devenir un manuel de conception, mais il vise plutôt à fournir des orientations sur le processus de prise de décision au sujet des consultations et des approbations réglementaires, des questions de conception et de construction ainsi que de la gestion des sédiments et du suivi des résultats.

Les principaux auteurs de ce bulletin sont:

• Stephen Newman – Australie;
• Michel Dolbec – Canada;
• Nobuo Ishikawa – Japon;
• Wayne Edwards – États-Unis.

Nous avons été attristés par la mort prématurée de M. Ishikawa en 2011.

Je tiens à remercier les comités nationaux qui ont répondu à un questionnaire touchant les activités de démantèlement de barrages dans leur pays.

WAYNE D. EDWARDS
PRÉSIDENT, COMITÉ SUR LE DÉMANTÈLEMENT DES BARRAGES

2.
Introduction

2.1. Objectif Des Recommandations

L’objectif principal de ces recommandations sur le démantèlement de barrages est de fournir aux propriétaires, aux ingénieurs et aux autres professionnels des informations utiles afin de les guider dans leur prise de décision lorsque le démantèlement du barrage est considéré comme une solution de projet. Ce document n’est pas destiné à être utilisé comme un manuel de conception, mais plutôt comme un guide qui met en évidence les éléments à examiner. Ces recommandations s’appliquent uniquement aux structures de rétention d’eau et non pas aux barrages de résidus miniers. On peut retrouver de l’information supplémentaire sur le démantèlement et de l’arasement de barrage dans les recommandations élaborées par le « United States Society on Dams (USSD) » (référence 1) et le Department of Sustainability and Environment (Gouvernement de l’État de Victoria, Australie) (référence 2).

2.2. Contexte

La décision du démantèlement doit être fondée sur l’évaluation minutieuse d’un large éventail de solutions servant à résoudre les problèmes particuliers à un barrage existant. À ce chapitre, on retrouve les préoccupations de sécurité du barrage, les coûts élevés de réparation, d’exploitation et de maintenance, les impacts sur la migration des poissons et sur la qualité de l’eau. D’autres raisons peuvent être présentes telles que le fait que le barrage n’est plus utile à son propriétaire ou que celui-ci veut minimiser ses coûts d’opération et d’entretien ou encore diminuer ses responsabilités éventuelles. Dans certains cas, le problème peut être résolu en créant une brèche partielle à travers le barrage plutôt qu’une brèche complète ou l’arasement de la totalité des infrastructures du site. Par exemple, une préoccupation de sécurité des barrages peut être atténuée par la création d’une brèche partielle dans le barrage et l’abaissement du niveau maximal normal du réservoir. Cela aura pour effet de réduire les charges sur la structure et les éventuelles conséquences en aval en cas de rupture du barrage.

La diminution de sa hauteur et la réduction de sa capacité de retenue maximale peuvent également soustraire le barrage de son assujettissement à la réglementation en matière de sécurité de barrages. Des façons de faire, sans modifications de la structure du barrage, telles que l’ouverture permanente ou le retrait des vannes de l’évacuateur de crue et des pertuis de fond peuvent également être utilisées afin d’abaisser le niveau maximal normal du réservoir. L’arasement complet ou partiel de tout type de barrage nécessite un examen minutieux d’une variété de questions techniques, environnementales, sociales et politiques.

2.3. Définitions de Barrages et Démantèlement de Barrages

Toutes les structures qui dérivent ou emmagasinent les eaux peuvent être considérées comme un barrage ou un seuil. Toutefois, la définition légale d’un barrage va varier en fonction de l’endroit et de l’autorité réglementaire. Par exemple, aux États-Unis, la réglementation sur la sécurité des barrages d’un État définit généralement un barrage comme une structure de 6 pieds (1,83 m) ou plus de hauteur avec une capacité de retenue de plus de 50 acres-pieds (61 674 mètres cubes), ou, encore, de 25 pieds (7,62 m) ou plus de hauteur avec une capacité de retenue de plus de 15 acres-pieds (18 502 mètres cubes). La figure 2-1 présente la hauteur et la capacité de retenue des barrages assujettis à la réglementation en Californie. Toutefois, l’État du New Hampshire définit un barrage comme une structure de plus de 4 pieds (1,22 m) de hauteur ou ayant une capacité de retenue de 2 acres-pieds (2 467 mètres cubes).

Figure 2-1 Hauteur et la capacité de retenue des barrages assujettis à la réglementation en Californie, États-Unis

La définition légale d’un barrage varie grandement d’un pays à l’autre. Quelques exemples provenant d’autres pays suivent.

En Australie, les autorités publiques compétentes font généralement référence aux recommandations du comité national australien sur les grands barrages (ANCOLD) pour les questions relatives à la gestion des barrages. ANCOLD définit un barrage comme « Une barrière artificielle, incluant les ouvrages annexes, construits pour l’emmagasinement, la régularisation ou la dérivation de l’eau, de tous autres liquides, de silt (limon, de débris ou d’autres matières mélangées à un liquide ».

Selon les recommandations de l’ANCOLD, les barrages sont classés en fonction du niveau de conséquence en cas de leur rupture. Les conséquences tiennent compte du potentiel maximal de pertes de vie exprimé sous forme de population à risque, des dommages et des pertes exprimés en termes de coûts du dommage aux propriétés, aux commerces et aux infrastructures, des effets sur les propriétaires d’entreprises telles que la perte de crédibilité, la perte de la viabilité financière et des impacts potentiels:

• Perturbations sociales et économiques;
• Dégradation de l’environnement.

Le libellé du niveau de conséquences, variant d’extrême à minimal, fournit une référence pour la modulation des exigences en matière de gestion des barrages. Sur la base du niveau de conséquences, les recommandations de l’ANCOLD permettent aux utilisateurs d’identifier et de prioriser les activités de surveillance (monitoring), les études d’évaluation de la sécurité et les plans de mesure d’urgence.

Au Canada, un barrage est défini comme un ouvrage construit dans le but de permettre la retenue d’un volume d’eau, à la condition que ledit barrage puisse retenir 30 000 mètres cubes ou plus et qu’il mesure 2,5 m ou plus de hauteur. Les eaux peuvent contenir toutes autres substances, être des eaux usées ou contenir des résidus miniers. Cependant, il n’y a que trois provinces où une réglementation s’applique: la Colombie-Britannique, le Québec et l’Alberta. La réglementation en Colombie-Britannique s’applique également dans toutes les conditions suivantes:

• a) Un barrage de 1 mètre et plus de hauteur dont la capacité de retenue est supérieure à 1 000 000 mètres cubes;
• b) Un barrage de 2,5 m et plus de hauteur dont la capacité de retenue est supérieure à 30 000 mètres cubes;
• c) Un barrage de 7,5 m et plus de hauteur;
• d) Un barrage qui ne remplit pas les critères visés au paragraphe (a), (b) ou (c), mais qui possède un niveau de conséquences en aval selon l’annexe 1 de faible, important ou très important.

Selon la réglementation au Québec, les barrages suivants sont considérés des barrages à forte contenance:

1. Un barrage de 1 mètre et plus de hauteur dont la capacité de retenue est supérieure à 1 000 000 mètres cubes;
2. Un barrage de 2,5 m et plus de hauteur dont la capacité de retenue est supérieure à 30 000 mètres cubes;
3. Un barrage de 7,5 m et plus de hauteur sans égard à la capacité de retenue;
4. Indépendamment de leur hauteur, les ouvrages de retenue et installations annexes à un barrage visé aux paragraphes 1°, 2° ou 3° ainsi que les ouvrages destinés à retenir en tout ou partie les eaux emmagasinées par un tel barrage.

Nous pouvons retrouver comme autres définitions légales de barrages:

• Japon – supérieur ou égal à 15 m de hauteur;
• Espagne – 5 m de hauteur, sans égard à la retenue;
• Russie – supérieur à 15 m de hauteur et dont la capacité de retenue du réservoir est supérieure à 0,5 million de mètres cubes.

Le démantèlement ou l’enlèvement d’un barrage, comme décrit dans les recommandations actuelles, peut aller d’une brèche partielle du barrage à l’élimination complète de l’ouvrage et des installations qui y sont rattachés. Dans le cas d’une brèche partielle, la hauteur du barrage et sa capacité de stockage peuvent être réduites au point que la structure ne répond plus à la définition légale ou réglementaire d’un barrage et ne représente plus un risque important pour l’aval.

2.4. Enjeux Fondamentaux

La décision de démanteler un barrage devrait être fondée sur une analyse soignée d’une vaste gamme de solutions de rechange structurales et non structurales visant à régler les enjeux propres à un barrage existant. En général, ces solutions de rechange comprennent la réfection, le remplacement, l’arasement et la réutilisation du réservoir. Les principaux facteurs à évaluer lors d’une étude sur le démantèlement dépendent de l’identification du propriétaire du barrage (gouvernement, public ou privé) et des exigences de la réglementation, mais ils comprennent généralement:

• Les exigences relatives à la sécurité du barrage – le barrage ne satisfait pas aux normes de sécurité actuelles pour les crues, les séismes ou les conditions normales d’exploitation, et il a besoin de modifications majeures coûteuses;
• Les facteurs économiques – le barrage n’est plus rentable en raison de la désuétude et des coûts élevés de réparation, d’entretien et d’exploitation. Le coût requis pour satisfaire aux normes actuelles de sécurité des barrages est supérieur aux avantages procurés par le barrage;
• Les exigences relatives à la migration des poissons (pour la migration d’espèces protégées) – le coût des installations de migration des poissons requises pour satisfaire aux exigences de la réglementation peut rendre le projet non rentable;
• Les exigences en matière de restauration des rivières (pour améliorer la qualité de l’eau, l’habitat ...

Table of contents

• Cover
• Title
• Copyright
• TABLE DES MATIÈRES
• LISTE DES TABLEAUX ET DES FIGURES
• 1. PRÉFACE
• 2. INTRODUCTION
• 3 PROCESSUS DE PRISE DE DÉCISIONS RELATIVES AU DÉMANTÈLEMENT
• 4 CONSULTATIONS ET APPROBATION RÉGLEMENTAIRES
• 5 ENJEUX LIÉS À LA CONCEPTION ET À LA CONSTRUCTION
• 6 GESTION DES SÉDIMENTS
• 7 SURVEILLANCE DU COMPORTEMENT
• 8 ÉTUDES DE CAS CHOISIES
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF TABLES & FIGURES
• 1. FOREWORD
• 2. INTRODUCTION
• 3. DECOMMISSIONING DECISION MAKING PROCESS
• 4. CONSULTATION AND REGULATORY APPROVALS
• 5. DESIGN AND CONSTRUCTION ISSUES
• 6. SEDIMENT MANAGEMENT
• 7. PERFORMANCE MONITORING
• 8. SELECTED CASE STUDIES
• REFERENCES