Un ingénieur de l'EPFL a illustré certaines des manières complexes dont le changement climatique affectera les installations hydroélectriques, en prenant comme exemple d'étude le barrage de Gries, dans le canton du Valais.
Bon nombre des conséquences du changement climatique, comme la fonte des glaciers (au point où elles’vont bientôt disparaître), des chutes de neige de plus en plus rares, des précipitations hivernales plus élevées et des sécheresses plus fréquentes – auront un impact profond sur les réservoirs d'eau en Suisse.’s centrales hydroélectriques et comment cette eau est utilisée.
« Pour l'instant, et sauf quelques exceptions, cette eau n'a de valeur que par sa capacité à produire de l'hydroélectricité », explique Giovanni De Cesare, ingénieur civil et chef des opérations à l'EPFL.’s Laboratoire de Constructions Hydrauliques (PL-LCH). « Mais nous devons également lui donner une valeur économique basée sur les différentes manières dont il peut être utilisé. À l'avenir, les barrages serviront à diverses fins. »
Que’s la conclusion d'une étude de De Cesare publiée récemment dans le Série de monographies géophysiques. Pour ses recherches, il a mené une revue de la littérature et analysé des ensembles de données des dernières années sur le changement climatique, l’évolution des glaciers et la sédimentation des réservoirs afin de définir des scénarios sur les défis auxquels les exploitants de barrages pourraient être confrontés à l’avenir. En Suisse, par exemple, la taille des glaciers a presque diminué de moitié au cours des 100 dernières années et la plupart d’entre eux disparaîtront probablement d’ici 2100.
De Cesare a concentré son étude sur le barrage de Gries, dans le canton du Valais, dont le réservoir est situé à 2'387 mètres d'altitude. Cette eau cascade à travers une série de centrales hydroélectriques et finit par se jeter dans le lac Majeur, après avoir généré environ 3% de la Suisse.’s l’hydroélectricité totale. Pour mettre cela en perspective, l’hydroélectricité représentait environ 57,6 % de l’électricité produite dans le pays en 2023.
De César’L'étude porte le sous-titre provocateur « Qu'est-ce qui disparaîtra en premier, le glacier ou le réservoir ? » et souligne à quel point une action urgente est nécessaire, tant au niveau politique que technique, pour préserver les réservoirs et prévenir les conflits sur la façon dont l'eau est utilisée.
Remplacer le glacier
La réponse à De Cesare’La question est simple, du moins pour le barrage de Gries : le réservoir durera plus longtemps que le glacier, qui devrait disparaître d'ici 2070 environ. Une fois que cela se produira, le réservoir ne sera alimenté que par les précipitations, les chutes de neige et la fonte des neiges. D’ici 2100, environ 30 % d’eau en moins s’écoulera dans le réservoir par rapport aux niveaux actuels. Mais le réservoir devra se substituer en partie au rôle actuellement joué par le glacier. Toutefois, lorsqu'il s'agit de la manière dont l'eau du réservoir sera allouée,’C'est une question ouverte.
La Suisse, avec ses quelque 220 barrages, se trouve à un tournant. Les sédiments se sont accumulés dans nombre de ses réservoirs, réduisant leur capacité de stockage et perturbant la production d'hydroélectricité. Parallèlement, plusieurs barrages voient leur stockage mort rempli de sédiments, estimé au bout de 50 ans (le barrage de Gries est mis en service en 1966).
La loi suisse oblige les exploitants de barrages à remettre leurs installations dans des conditions d'exploitation sûres et normales avant que leurs contrats de concession puissent être vendus ou renouvelés. En conséquence, de nombreux barrages doivent être rénovés, dans certains cas surélevés, et une partie des sédiments accumulés au fond de leurs réservoirs, créant ce qui’s connu sous le nom de « volume de stockage mort » – doit être supprimé pour améliorer le barrage’s le fonctionnement et la sécurité des opérations de rabattement.
Mais le réchauffement climatique a ajouté une inconnue à l’équation : que se passera-t-il lorsque les glaciers – qui étaient l’une des raisons pour lesquelles les barrages ont été construits en premier lieu – disparaîtront ? Et comment les ingénieurs civils peuvent-ils intégrer cette perspective dans leurs travaux de rénovation ?
Des changements dramatiques et imprévisibles
De Cesare cite une autre étude qui conclut que les conséquences du réchauffement climatique seront dramatiques. « Des changements majeurs vont avoir lieu d'ici la fin du siècle, même s'il’Il n'y a pas de consensus clair sur la question », dit-il.
Le barrage de Gries a déjà connu certains de ces changements, comme le rapporte De Cesare’s étude. « Auparavant, le glacier du Gries libérait un sédiment fin appelé lait de glacier », explique-t-il. « Mais maintenant, c'est’s déposer du matériel morainique qui’s s’accumule pour former un delta. Pour l'instant, la moraine repose sur les flancs du glacier, mais les fortes précipitations qui’Les événements prévus dans le futur pourraient chasser la moraine dans le réservoir.
Cela nuirait au bon fonctionnement du barrage. Une autre inconnue concerne l’impact de l’élévation de la limite forestière sur le sol à des altitudes plus élevées : soit la présence d’arbres stabilisera le sol, soit, dans les zones où le pergélisol fond, les arbres favoriseront l’érosion et rendront les zones dangereuses. De plus, de nouveaux lacs se formeront sans aucun doute là où se trouvait autrefois le glacier.
Des études approfondies
De Cesare étudie les systèmes hydroélectriques depuis près de 30 ans et rencontre régulièrement les exploitants de barrages dans le cadre de ces travaux. « Aujourd'hui, je’Je les appelle à agir car tous les éléments sont désormais en place », dit-il. « Le financement pour rénover les barrages est disponible et la technologie nécessaire existe. Désormais, la balle est dans leur camp. Certains exploitants de barrages ont commencé à bouger, mais les progrès sont globalement trop lents. »
De Cesare poursuit en expliquant que les exploitants de barrages devraient’Nous ne serons pas les seuls à décider de la manière dont l’eau des réservoirs est allouée aux différents services – production hydroélectrique, neige artificielle, préservation de la biodiversité, agriculture alpine, refroidissement des réacteurs nucléaires, fabrication, eau potable et reconstitution des aquifères, par exemple – au fil des saisons.
« Que’C'est pourquoi je pense que des études approfondies sont nécessaires sur la meilleure façon d'utiliser l'eau de chaque réservoir », déclare De Cesare. « L'Allemagne a mené cet exercice avec la stratégie nationale de l'eau qu'elle a adoptée en 2023, qui définissait des scénarios pour divers événements extrêmes. En Suisse, nous’je suis en retard. »
Un membre de la Suisse’La chambre basse du Parlement a déposé un postulat auprès du Conseil fédéral suisse pour examiner la possibilité de développer une stratégie nationale de l'eau afin de gérer les conflits d'intérêts. Le Conseil fédéral a répondu en août 2023 en affirmant qu'une telle stratégie n'était pas’Cela n’était pas nécessaire car des fonds et des ressources suffisants avaient été alloués aux cantons.
