Pour réparer un barrage en Californie, les ingénieurs mettent à l'épreuve un modèle géant / barrages

C'était un dimanche soir de février lorsque les résidents de trois comtés du nord de la Californie ont reçu l'ordre d'évacuer leurs maisons dans le bassin de la Feather River. Après que de fortes tempêtes de pluie aient balayé la région, le réservoir d’Oroville était saturé et un excès d’eau avait été envoyé par le déversoir principal et le long de la rivière Feather. Bientôt, les exploitants de barrages du Département des ressources en eau de Californie ont constaté qu'un cratère s'était formé dans le déversoir. Le barrage d’Oroville, le plus haut des États-Unis à 770 pieds, était stable, mais l’évacuateur de crues était une partie importante du système de contrôle des crues du réservoir. Bientôt, la moitié inférieure de la goulotte en béton s’est effondrée, projetant des débris dans la rivière et obligeant le DWR à utiliser un autre déversoir d’urgence, pour la première fois. Mais les flux massifs ont également érodé ce chemin de terre. Si l'érosion s'était poursuivie et avait affaibli le rebord en béton du déversoir, une inondation massive aurait submergé la rivière dans la vallée au-dessous d'une vague de destruction de plus de 30 pieds.

Donc, 188 000 personnes ont évacué la vallée. Heureusement, la colline et les déversoirs ont été retenus et des villes telles que Oroville et Thermalito ont été épargnées. Maintenant, DWR accélère les réparations du nouvel évacuateur de crues. Au moins les deux tiers de celui-ci seront terminés en novembre 2017, lorsque la saison des tempêtes hivernales commencera. Mais les responsables veulent s'assurer de bien faire les choses, alors ils se sont tournés vers les scientifiques pour obtenir de l'aide. Une équipe de l’Université d’État de l’Utah a été appelée et a ensuite entrepris de construire un modèle massif de l’évacuateur de crue, d’une taille égale à 1/50 de celle de l’origine..

Le Laboratoire de recherche sur l’eau de l’Utah à l’Université d’Etat d’Utah construit de tels modèles depuis 1965. «Au fil des années, nous avons construit des dizaines et des dizaines de maquettes de barrages et de leurs déversoirs associés», déclare Michael Johnson, un des ingénieurs en chef. Là. Parfois, ces modèles réduits sont des répliques de barrages intacts et parfois conçus pour reproduire un échec, comme celui d’Oroville. «Parfois, on nous appelle avant la construction d'une structure, ce qui est l'idéal. Les gens peuvent comprendre à quoi s'attendre avec leur conception, ou peut-être apporter des améliorations à la conception. »Les modèles permettent à Johnson et à son équipe de tester de nouvelles conceptions et d'identifier les problèmes potentiels liés aux conceptions existantes. "Le modèle nous dit très rapidement s'il y a quelque chose à examiner de plus près."

Les modèles sont fabriqués à partir de bois, d’acrylique, de mortier et d’acier, sur la base de dessins de construction et, dans le cas d’Oroville, de données au laser provenant du déversoir endommagé. Une équipe de 15 personnes a passé 40 jours à la construction du modèle d’évacuateur de crue, l’un des plus importants de l’histoire du laboratoire. Une fois construit, l'équipe teste sa force sous différents scénarios. Environ 150 000 gallons d’eau sont recyclés à travers un système de pompe capable de simuler ce qu’on appelle la «crue maximale probable» - essentiellement la plus grande inondation que l’évacuateur de crue puisse jamais subir, dans les conditions les plus extrêmes. Probablement, l'inondation maximale probable ne se produira jamais, mais ce n'est pas impossible. Dans le pire des cas, le nouveau déversoir doit être conçu pour être géré. Les anciens et nouveaux déversoirs d’Oroville, ainsi que le système de contrôle qui régule le débit de l’eau, ont été conçus pour résister à une crue maximale probable des eaux à un débit d’environ 300 000 pieds cubes par seconde, soit trois fois le débit moyen des chutes Niagara. «Nous avons démontré avec notre modèle que la structure de la porte avait la capacité de réussir.» Ces modèles permettent également à l'équipe de Johnson de tester de nouvelles technologies susceptibles d'améliorer la sécurité des barrages, telles que les aérateurs, qui mélangent l'air dans l'air. l'eau pour empêcher diverses forces étonnamment fortes qui apparaissent dans les masses d'eau qui coule.

Les enquêteurs ne savent toujours pas exactement ce qui a causé l'échec de l'évacuateur de crue en février. L’équipe de Johnson n’étudiant que les réparations possibles, le DWR a donc nommé une équipe d’enquêteurs indépendants. Un rapport préliminaire suggère qu'un drainage insuffisant, la corrosion des barres d'armature et la variabilité du béton de l'évacuateur de crue sont des facteurs potentiels contribuant aux problèmes. Le rapport final est attendu cet automne, à peu près au moment de la conclusion des premières réparations..

«Tout ce qui a été proposé jusqu'à présent a très bien fonctionné», déclare Johnson. C'est une bonne nouvelle pour les ingénieurs et les équipes de construction qui s'empressent de terminer le nouveau déversoir de 275 millions de dollars. «C'est un élément tellement important de l'infrastructure en Californie.» L'eau qui passe par le barrage et le déversoir d'Oroville irrigue les cultures sur certaines des terres agricoles les plus productives du pays et fournit de l'eau potable au sud de la Californie desséché. Johnson dit que c'est pourquoi il est si important que les réparations soient effectuées correctement. «C’est vraiment un élément d’infrastructure essentiel pour l’ensemble du pays.»