Photo: KarmillLa question des barrages est très discrètement discutées au Québec, et Hydro-Québec n'est pas trop bavarde sur ses capacités de produire de l'électricité, ne divulgue pas facilement les niveaux d'eau derrière ses barrages, et parle encore moins de l'état de ses infrastructures. Mais bien qu'un désastre comme un barrage qui défonce aurait moins d'impacts au Québec en milieu moins habité qu'aux États-Unis où la proximité des populations rendrait une défaillance plus mortelle, on ne peut que se demander si le climat beaucoup plus rigoureux et les barrages beaucoup plus imposants du Québec ne montrent pas leur âge, eux aussi. Voici ce qu'on dit de l'état des barrages aux É.-U.
Frank Brassell est propriétaire du bistro Nelda's Diner dans sa petite ville entourée de collines au sud du Sierra Nevada et sait très bien ce qui l'attend si le barrage Lake Isabella Dam, à un mille de là, devait céder quand le lac est à son niveau le plus haut. "Je travaille ici, dit M. Brassell, et je vis juste à côté." pointant du doigt vers le bout de la rue principale. "L'eau descendrait la rue et essayerait de tourner le coin pour passer sous l'autoroute, mais çà ne serait pas assez. Alors je suis mort."
Le barrage Lake Isabella Dam est seulement un exemple grave d'un problème général: il y a 85,000 barrages aux États-Unis, et plus de 4,400 d'entre eux pourraient défaillir selon les autorités de l'Association of State Dam Safety. Mais faire les réparations nécessaires à tous ces barrages coûteraient des milliards de dollars, et ce n'est pas clair qui payerait durant cette période de récession.
La question n'est pas seulement grave, non seulement pour M. Brassell et les 4,000 autres résidents de Lake Isabella, mais aussi pour les 340,000 personnes qui vivent à Bakersfield à 40 milles en aval du Kern River Canyon sur les frontières des vastes terres agricoles de la Californie. L'organisme fédéral qui construit et gère ces grandes infrastructures, le Army Corps of Engineers, a construit et continue d'opérer le barrage vieux de 57 ans et a appris il y a quelques années que le barrage avait 3 problèmes sérieux: l'érosion interne était imminente, l'eau débordait par-dessus dans les saisons les plus extrêmes d'inondation et une faille géologique en dessous que l'on croyait inactive pourrait dans les faits provoquer un fort tremblement de terre. Dans le pire des scénarios, une défaillance majeure du barrage pourrait laisser 180 milliards de gallons d'eau mêlée de boue, de pierres, d'arbres et d'autres débris (comme peut-être Nelda's Diner démoli) déferler dans le canyon et sur Bakersfield. Les eaux d'inondation pourraient transformer le centre-ville et les banlieues résidentielles en lac de 30 pieds de profondeur pour ensuite s'étendre sur des régions industrialisées et agricoles.
Çà pourrait ressembler au désastre de Johnstown qui a tué plus de 2,200 personnes dans l'ouest de la Pennsylvanie en 1889. Mais les autorités assurent que les chances que cela pourrait se produire sont extrêmement minces, et que des mesures ont été prises pour réduire le risque, comme des plans d'évacuation et limiter la quantité d'eau emmagasinée derrière le barrage (moins du deux tiers du maximum).
Ils admettent néanmoins que l'impact d'une défaillance de barrage pourrait être énorme: "Ce n'est pas seulement la probabilité de pertes de vies" dit David C. Serafini, l'expert technique en chef du projet, "Ce sont les dommages économiques et environnementaux également." Les ingénieurs du Corps sont à préparer des projets de réparation cette année. Mais dans les meilleures conditions, les réparations ne commenceraient pas avant 2014 et coûteraient $500 millions ou plus, des dépenses qui devront être approuvées par le Congress.
Au travers le pays, les coûts projetés pour les réparations sont renversants. Un rapport de 2009 préparé par des autorités de sécurité de barrages ont fixé les coûts pour réparer les barrages les plus critiques, ceux dont une défaillance pourrait causer des pertes de vies, à $16 milliards sur 12 ans, et le coût total pour réparer tous les barrages à $51 milliards. Mais ces chiffres n'incluent pas le barrage de Lake Isabella et d'autres barrages (environ 3,000) qui appartiennent au gouvernement fédéral. Le Corps dit que plus de 300 des 700 barrages dont il est propriétaire ont besoin de réparations pour les rendre sécuritaires, et la facture pourrait monter à $20 milliards au total.
Le Corps a déjà dépensé environ $24 millions seulement pour évaluer l'étendue des problèmes à Lake Isabella, et les souvenirs du désastre des digues à la Nouvelle Orléans pendant l'ouragan Katrina, le Congress a alloué le budget pour d'autres réparations de barrages fédéraux également.
Mais environ deux tiers de tous les barrages sont privés, et les gouvernements d'états et locaux, si à court d'argent, sont propriétaires des autres barrages. C'est difficile de voir comment ces réparations de barrages seront financés. La législation nécessaire pour fournir du financement d'aide fédéral traîne dans le Congress. De plus, le nombre des barrages à haut risque ne cesse d'augmenter, puisque les structures vieillissent et que le développement en aval continue d'augmenter, sans compter que de l'information plus exacte devient de plus en plus disponible sur les bassins versants et les risques de tremblements de terre.
Parmi les barrages propriétés du Corps, le Lake Isabella est l'un des 12 qui sont classés dans la catégorie la plus urgente, car c'est un barrage avec de sérieux problèmes avec des conséquences importantes en cas de défaillance, vu la population dense en aval. "Selon le classement, c'est un barrage dangereux" dit Eric C. Halpin, l'adjoint spécial du Corps en sécurité de barrages et de digues. Mais M. Halpin souligne que 319 des barrages du Corps étaient passibles de poursuites à cause de leur dangerosité.
Lake Isabella serait l'un des projets les plus coûteux, car ses problèmes sont nombreux. Il s'agit d'un site avec deux barrages de terre dont le principal est de 185 pieds de haut et le barrage auxiliaire sur un terrain plus élevé est 100 pieds de haut. Avec une digue en pierre entre eux, ils s'étendent sur un mille dans la vallée Kern River Valley.
Pendant 6 décennies, ces barrages ont maîtrisé des inondations de la rivière Kern, permettant à la ville de Bakersfield de croître et profiter. Le lac qui s'est formé derrière le barrage est devenu le principal moteur économique de Lake Isabella et d'autres communautés, attirant les pêcheurs sportifs, les plaisanciers et amateurs d'eau vive dans la région.
Mais il y a toujours eu des personnes dans le coin qui savaient que les barrages avaient des failles. David Laughing Horse Robinson, un artiste et professeur qui vit dans la ville riveraine de Kernville, dit que son grand-père, qui avait travaillé sur la construction du barrage, en parlait souvent avec ses copains: "Continuellement!, dit-il. "Comment c'était la chose la plus ridicule qu'ils ont jamais construit. C'est voué à l'échec."
L'eau s'infiltre au travers des barrages de Lake Isabelle, comme cela arrive la plupart du temps pour les barrages de terre, le cas de la plupart des barrages aux États-Unis. Mais l'infiltration à Lake Isabella était particulièrement grave: assez pour que les Corps en fasse une étude en profondeur.
L'eau qui s'infiltre au travers du barrage peut éroder la structure à partir du dedans, jusqu'au point où le barrage peut s'effondrer. Les ingénieurs ont appris à construire dans les barrages des drains et des filtres pour arrêter l'érosion et laisser l'eau qui s'infiltre se drainer sans danger. Mais les barrages de Lake Isabella ont été construits bien avant que ces mesures d'atténuation ne soient chose courante. "Il a été construit avec les meilleurs connaissances et technologies disponibles du temps" dit Veronica V. Petrovsky qui gère le projet pour les Corps.
Ces connaissances, et les manques, s'appliquent aussi à la compréhension que l'on se fait de l'immense et complexe bassin versant qui inclut les pentes du Mount Whitney, la montagne la plus élevée des États-Unis continental. Pour calculer la grosseur du canal de déversement qu'on a besoin, c'est critique de connaître la quantité d'eau pourrait être retenue derrière le barrage à tous les ans.
Les calculs démontrent que dans une année extrême avec une inondation maximum probable, le canal de déversement s'avère beaucoup trop petit. "Nous ne pourrions pas relâcher l'eau assez rapidement" dit Mme Petrovsky. "Çà déborderait." Un barrage qui déborde peut lâcher en peu de temps puisque l'eau érode le côté en aval.
Les questions de suintements ont forcé le Corps de limiter le niveau du lac, parce que moins d'eau applique moins de pression hydrostatique qui forcerait l'eau au travers du barrage. Plus tôt cet hiver, le lac était si bas que l'eau ne rejoignait même pas le barrage auxiliaire. Mais le Corps a suivi de près les pluies abondantes et les bordées de neige de la Californie cet hiver et pense qu'il sera nécessaire de dévier de l'eau ce printemps et cet été par le canal de déversement pour garder le niveau du lac sécuritaire. On ne pense pas qu'il y aura du débordement, par exemple.
L'infiltration et le débordement laisseraient amplement de temps aux résidents de Bakersfield et de Lake Isabella d'évacuer si jamais le barrage devenait à risque. Un tremblement de terre serait une urgence beaucoup plus imminente, bien que Bakersfield aurait environ 7 heures avant qu'un mur d'eau vienne dévaler le canyon, selon les Corps.
On savait qu'on construisait le barrage auxiliaire sur la faille de Kern Canyon, l'une de plusieurs dans la région. Dans ce temps-là, le Corps avait engagé des sismologues et des géologues qui avaient conclu que la faille n'était pas active. Ce n'est que dernièrement que les scientifiques sont capables de détecter et mesurer avec exactitude les anciens tremblements de terre, une science appelée paléosismologie. M. Serafini avec des collègues pensent qu'il y a eu 3 tremblements de terre importants sur la faille depuis les 10,000 dernières années. "Nous ne parlons pas d'une faille très active, ici." dit M. Serafini. Le dernier tremblement de terre est survenu il y a environ 3,400 ans, selon lui.
C'est possible de construire un barrage sécuritaire sur une faille active en utilisant les bons matériaux pour minimiser le tassement ou l'écrasement lors de tremblements, et en ajoutant des drains et des filtres pour aider à contrôler les fractures inévitables par l'érosion croissante. Non seulement est-ce que les barrages du Lake Isabella n'ont pas ces structures, mais le barrage auxiliaire a été fait sur des sédiments qui pourraient devenir liquides durant un tremblement de terre, ce qui provoquerait encore plus de dommages.
Pendant que M. Serafini et son équipe travaillent encore sur les propositions, les solutions les plus plausibles incluent le dynamitage dans le roc pour créer un canal de déversement encore plus grand à côté du barrage principal et prendre le roc excavé pour construire une digue, un barrage complètement nouveau, en aval du barrage auxiliaire. Le vieux barrage pourrait quand même bouger durant un tremblement de terre, selon M. Serafini, mais la digue de roc aurait les drains et les filtres nécessaires pour empêcher une défaillance complète.
Pendant qu'on étudie les différentes propositions, l'équipe du Corps tient des réunions dans la région pour garder la population au courant des solutions proposées.
"Nous n'entendons pas beaucoup parler des gens de Bakersfield." dit Mme Petrovsky. "Si ce n'est pas dans leur face, ils s'en soucient guère. C'est facile d'oublier qu'il y a un barrage là-haut qui retient beaucoup d'eau."
Mais c'est autre chose à Lake Isabella où le barrage et sa rupture possible sont difficiles à oublier.
"Je pense que nous y avons tous pensé" dit M. Brassell, le propriétaire du restaurant."Mais quand un groupe de personnes sont ensembles, il y a toujours ceux qui sont toujours à un certain niveau de mode panique, et il y en a d'autres qui sont calmes. C'est la foi en Dieu: Il fera bien ce qu'Il veut."
Photo: Bassnman Mike"Danger Pent Up Behind Aging Dams
Frank Brassell, owner of Nelda’s Diner in this town wedged between the slopes of the southern Sierra Nevada, knows his fate should Lake Isabella Dam, a mile up the road, suddenly fail when the lake is full. “I work here,” Mr. Brassell said, looking around the brightly lighted diner. “And I live right over there,” he added, pointing across the town’s main street. “The water would all come down here and it would try to take a right turn and go under the freeway, and it wouldn’t all go,” he said. “So I’m dead.”
Lake Isabella Dam is just one acute example of a widespread problem: Of the nation’s 85,000 dams, more than 4,400 are considered susceptible to failure, according to the Association of State Dam Safety Officials. But repairing all those dams would cost billions of dollars, and it is far from clear who would provide all the money in a recessionary era.
The stakes are particularly high not just for Mr. Brassell and the other 4,000 residents of Lake Isabella, but for the 340,000 people who live in Bakersfield, 40 miles down the Kern River Canyon on the edge of California’s vast agricultural heartland. The Army Corps of Engineers, which built and operates the 57-year-old dam, learned several years ago that it had three serious problems: it was in danger of eroding internally; water could flow over its top in the most extreme flood season; and a fault underneath it was not inactive after all but could produce a strong earthquake. In a worst case, a catastrophic failure could send as much as 180 billion gallons of water — along with mud, boulders, trees and other debris, including, presumably, the ruins of Nelda’s Diner — churning down the canyon and into Bakersfield. The floodwaters would turn the downtown and residential neighborhoods into a lake up to 30 feet deep and spread to industrial and agricultural areas.
The potential is for a 21st-century version of the Johnstown Flood, a calamitous dam failure that killed more than 2,200 people in western Pennsylvania in 1889. But corps and local government officials say that the odds of such a disaster are extremely small, and that they have taken interim steps to reduce the risk, like preparing evacuation plans and limiting how much water can be stored behind the dam to less than two-thirds of the maximum.
Still, they acknowledge that the impact of a dam failure would be enormous. “It’s not just the loss of life, potentially,” said David C. Serafini, lead technical expert for the corps on the project. “It’s the economic damages and the environmental damage, too.”
Corps engineers are preparing to propose fixes later this year. But at best, repairs would not begin until 2014 and could cost $500 million or more, money that would have to be approved by Congress.
Nationwide, the potential repair costs are staggering. A 2009 report by the state dam safety officials’ group put the cost of fixing the most critical dams — where failure could cause loss of life — at $16 billion over 12 years, with the total cost of rehabilitating all dams at $51 billion. But those figures do not include Lake Isabella and other dams among the approximately 3,000 that are owned by the federal government. The corps, for example, says that more than 300 of the roughly 700 dams it is responsible for need safety-related repairs, and estimates the total fix-up bill at about $20 billion.
The corps has already spent about $24 million just to determine the scope of the problems at Lake Isabella, and with the New Orleans levee failures during Hurricane Katrina a lingering memory, Congress has appropriated money for other federal dam repair projects as well.
But about two-thirds of all dams are private, and financially struggling state and local governments own most of the remainder. It is difficult to predict how needed repairs to these dams will be financed; legislation to provide federal money to help has languished in Congress. What’s more, the number of high-risk dams keeps rising as structures age, downstream development increases and more accurate information is obtained about watersheds and earthquake hazards.
Among the corps’s dams, Lake Isabella is one of 12 that are ranked in the highest category, as a dam with serious problems and serious failure consequences, given the large downstream population. “The classification is it’s an unsafe dam,” said Eric C. Halpin, the corps’s special assistant for dam and levee safety. But Mr. Halpin noted that 319 of the corps’s dams were considered “actionable from a safety standpoint.”
Lake Isabella would be one of the more expensive projects, but then again, its problems are legion. It is actually two earthen dams, a main one that is 185 feet high and an auxiliary one that sits on higher ground and is 100 feet high. With a rock ridge between them, they stretch for about a mile across the Kern River Valley.
For six decades the dams have controlled flooding on the Kern, helping Bakersfield to grow and thrive. And the lake that formed behind the dam has become the main driver of the economy of Lake Isabella and other towns, bringing fishers, boaters and whitewater rafters to the area.
But there have always been people in the area who felt the dams were flawed.
David Laughing Horse Robinson, an artist and teacher who lives in the lakeside town of Kernville, said his grandfather, who worked on the dam, and others used to talk about it. “Constantly,” he said. “How it was the stupidest thing they ever did. It’s doomed.”
Water seeps through the Lake Isabella dams, as it does through most earthen dams, which account for a vast majority of dams in the United States. But the seepage at Lake Isabella was especially severe — it is what prompted the corps to perform a full-scale study of the dam.
Water seeping through a dam can erode it from the inside out, to the point where the dam may fail. Engineers have learned to build structures into dams like drains and filters, to stop erosion and allow infiltrating water to drain safely away. But the Lake Isabella dams were constructed before such features became commonplace.
“It was built with the best available knowledge and technology at the time,” said Veronica V. Petrovsky, who is managing the project for the corps.
That knowledge, or lack of it, extended to the understanding of the large and complex watershed, which includes the slopes of Mount Whitney, the tallest peak in the contiguous United States. To determine how big the spillway needs to be, it is critical to know how much water might be impounded behind the dam each year.
Calculations show that in an extreme year with a “probable maximum flood,” the spillway would be far too small. “We could not release the water fast enough,” Ms. Petrovsky said. “It would overtop.” An overtopped dam can fail quickly as the water erodes the downstream side.
Concerns about seepage, in particular, prompted the corps to restrict the lake level, because less water creates less hydrostatic pressure that would force water through the dam. Earlier this winter, the lake was so low that water did not even lap up against the auxiliary dam. But the corps has been monitoring the heavy rains and snowfall that California has experienced this winter and says that in the spring and summer it may be necessary to divert water through the spillway to maintain the safer lake level. Overtopping, however, presents only a “small concern,” the corps said.
With both seepage and overtopping there would be plenty of warning that the dam was in jeopardy, allowing Lake Isabella and Bakersfield residents to evacuate. An earthquake would be a more immediate disaster, although Bakersfield would still have about seven hours before a wall of water made its way down the canyon, according to the corps.
The auxiliary dam was built, knowingly, on the Kern Canyon fault, one of many in the region. At the time the corps brought in seismologists and geologists who concluded that the fault was not active.
Only recently have scientists been able to accurately detect and measure ancient earthquakes, a field known as paleoseismology. Mr. Serafini and others determined that there have been three significant earthquakes on the fault in the past 10,000 years. “We have got a fairly active fault on our hands,” Mr. Serafini said. The last quake occurred about 3,400 years ago, he added.
It’s possible to construct a safe earthen dam on an active earthquake fault, by using the proper materials to minimize settlement or slumping when shaken, and including drains and filters to help stop the inevitable cracks from growing through erosion. Not only do the Lake Isabella dams lack those features, but the auxiliary dam was built on sediments that could turn into a virtual liquid in a quake, leading to even greater damage.
While Mr. Serafini and his team are still working on proposals, the likeliest solutions include blasting a much bigger spillway out of bedrock adjacent to the main dam and using the excavated rock to build a buttress — essentially an entirely new dam — downstream from the auxiliary dam. The old dam could still move in an earthquake, Mr. Serafini said, but the buttress would have the necessary drains and filters to prevent failure.
While the proposals are being fleshed out, the corps team has been holding meetings in the area to let people know what the possibilities are.
“We don’t hear much from the people of Bakersfield,” Ms. Petrovsky said. “It’s one of those ‘out of sight, out of mind’ things. You forget there’s a dam up here holding back a lot of water.”
Not so in Lake Isabella, however, where the dam, and its potential for failure, are harder to ignore.
“I think we’ve all put some thought into it,” said Mr. Brassell, the diner owner. “But anytime you have a diverse group of people there are going to be those who are panicked at some level, and those who are calm. Faith in God, you know. He’s going to do what he wants.” "
Excerpts of article written by Henry Fountain published in The New York Times here: http://www.nytimes.com/2011/02/22/science/22dam.html?_r=1
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