Le changement climatique accroît la pression sur des milliers de barrages vieillissants aux États-Unis

Fortes précipitations généré des inondations généralisées.dans le Haut-Midwest fin juin 2024, mettant en danger au moins un barrage vieillissant.Dans le sud du Minnesota, la rivière Blue Earth tracer un chemin autour du barrage de Rapidan dans le canton de Rapidan, à environ 24 kilomètres au sud de Mankato, le 24 juin, exposant la structure à un risque imminent de défaillance.Les autorités ont averti les résidents locaux que si le barrage venait à éclater, la rivière pourrait s'élever de 2 pieds, mais a déclaré que les évacuations n'étaient pas nécessaires.

Cet événement survient un an après les inondations au Vermont fait effondrer au moins un barrage et en a menacé d'autres. Hiba Baroud, professeur agrégé et président associé au département de génie civil et environnemental de l'Université Vanderbilt, explique comment les inondations exercent une pression sur les barrages dans un climat changeant.

Quelle est la gravité du risque lorsque l’eau coule sur ou autour d’un barrage ?

Ces conditions peuvent entraîner une érosion, qui pourrait par la suite entraîner une rupture ou une rupture du barrage et un rejet soudain et incontrôlé des eaux retenues.

Le risque reflète l'effet combiné d'un événement dangereux, tel qu'une forte pluie, et de la vulnérabilité du barrage.Un barrage vulnérable peut être vieux, mal entretenu ou ne pas contenir suffisamment capacité du déversoir pour évacuer l'eau du barrage en toute sécurité.

La conception d’un barrage peut affecter sa capacité à résister aux débordements et à la rupture.Par exemple, les barrages en béton peuvent généralement mieux résister à certains niveaux de débordement que les barrages en remblai en terre.

Dépassement des comptes pour 34 % de toutes les ruptures de barrages.La durée pendant laquelle l'eau s'écoule sur un barrage et le volume d'eau qui s'y écoule sont des facteurs importants pour déterminer la probabilité de rupture d'un barrage.

Les conséquences dépendent de plusieurs facteurs, comme la destination du barrage, sa taille et son emplacement.Si un barrage est conçu pour protéger contre les inondations et est entouré d’habitations, d’entreprises ou d’infrastructures critiques, un déversement d’eau important et incontrôlé pourrait être catastrophique.Les barrages de petite taille et situés dans les zones rurales peuvent causer moins de dégâts s'ils sont dépassés ou s'ils tombent en panne.

Quel âge ont la plupart des barrages américains ?

Il y a plus de 91 000 barrages aux États-Unis, dans les 50 États, avec des conceptions et des objectifs divers.L'âge moyen des barrages est de 57 ans, et plus de 8 000 barrages ont plus de 90 ans.

Tous les quatre ans, le Société américaine des ingénieurs civils produit un bulletin de notes pour les infrastructures du pays qui attribue des notes en fonction de l’état des structures telles que les routes, les ponts et les barrages, ainsi que des investissements dont elles ont besoin.Le bulletin le plus récent estime que 70 % des États-Unisbarrages aura plus de 50 ans en 2030.
Dans l’ensemble, le rapport donne aux États-Unisbarrages une note « D » et ont estimé que plus de 2 300 barrages à haut risque – ceux qui, selon le niveau de développement qui les entoure, pourraient causer des pertes en vies humaines ou de graves dommages matériels en cas de défaillance, manquaient de plans d’action d’urgence.

Existe-t-il des moyens de renforcer les anciens barrages contre les inondations sans les remplacer complètement ?

La mise hors service ou le remplacement de barrages peut être compliqué et coûteux.Cela peut également avoir des effets en cascade sur la communauté environnante et éventuellement sur d’autres infrastructures.Entretenir et moderniser régulièrement les vieux barrages peut être un moyen rentable de les renforcer et de les rendre résilients aux risques naturels.

Lorsque les barrages ne répondent plus aux objectifs pour lesquels ils ont été construits, ils peuvent être partiellement rompus ou entièrement supprimé pour restaurer le débit naturel de la rivière.

L'Association of State Dam Safety Officials estime que cela coûterait 157,7 milliards de dollars américains réhabiliter tous les barrages non fédéraux aux États-UnisSur ce montant, environ un cinquième (34,1 milliards de dollars) est destiné à la réhabilitation de barrages potentiellement à haut risque.Le 2021 Loi sur l'investissement dans les infrastructures et l'emploi comprend environ 3 milliards de dollars pour les projets de sécurité des barrages, en se concentrant sur la réhabilitation, la modernisation et le retrait.

Le changement climatique accroît-il la pression sur les vieux barrages ?

Le changement climatique est augmenter la fréquence et l'intensité des risques naturels comme les tempêtes qui menacent les barrages.Et ces changements ne suivent pas les tendances historiques.Des conditions autrefois considérées comme extrêmes deviendront probablement plus courantes à l’avenir.

Par exemple, une étude récente sur la prévision des inondations côtières a révélé qu’en Nouvelle-Angleterre, une inondation centennale – c’est un événement d’une ampleur qui a désormais 1 % de chance de se produire au cours d’une année donnée – pourrait devenir un événement annuel à la fin des années 2100.

Le changement climatique signifie également que les événements extrêmes deviennent encore plus extrêmes.En 2015, un épisode de pluie millénaire en Caroline du Sud a entraîné ruptures de 47 barrages.

La conception de nouveaux barrages et la modernisation des infrastructures existantes devront être basées sur des procédures de conception actualisées qui prennent en compte les projections climatiques futures, et pas seulement les événements dangereux historiques.Bien que les barrages plus anciens ne soient pas nécessairement dangereux, ils ont été construits selon des normes de conception et des procédures de construction obsolètes et pour des conditions environnementales différentes.Cela influence la probabilité et les conséquences de leur défaillance lors de catastrophes.

Considérez-vous des événements comme celui-ci comme des avertissements ?

Les catastrophes qui ont frappé les États-Unisces dernières années devraient inciter les agences gouvernementales et les communautés à se préparer et à planifier les catastrophes par des mesures proactives telles que l’élaboration de plans d’action d’urgence.

Alors que le nombre de barrages à risque élevé aux États-Unis augmentea plus que doublé au cours des 20 dernières années à mesure que le développement s'étend vers les zones rurales, la proportion de ces barrages dotés d'un plan d'action d'urgence a également augmenté. Il est désormais à 76%, ce qui est bien plus élevé qu’il y a quelques années seulement.

Les barrages vulnérables et le risque de rupture de barrage se répercutent sur notre économie et affectent de nombreux secteurs.Les barrages servent à plusieurs fins :Ils fournissent de l’eau potable et pour l’irrigation, génèrent de l’énergie et protègent les communautés des inondations.Ils font également partie d'un vaste réseau de navigation qui transporte plus de 500 millions de tonnes de matières premières à travers les États-Unischaque année.

Comme mes collègues et moi l’avons montré, il est important de comprendre les coûts directs et indirects lorsque des systèmes d’infrastructures critiques comme les barrages tombent en panne.Ces informations sont cruciales pour développer des stratégies susceptibles d’aider les États-Unis.se préparer aux catastrophes futures.