Impact environnemental des barrages

Barrage des trois gorges, responsable de grands déplacements de population

Rares sont les grands barrages, qui comme le barrage John Day sur le Columbia ont été équipés d'échelle à poissons. Sans de tels dispositifs (s'ils fonctionnent bien), un grand barrage est un facteur de fragmentation écopaysagère du cours d'eau.

L’impact environnemental des barrages, sous ses multiples formes, a fait l'objet de nombreuses études.

Si les promoteurs des barrages ont toujours mis en avant la production d'énergie hydroélectrique et l'augmentation de l'approvisionnement en eau pour l'irrigation. Toutefois, les impacts négatifs des barrages se sont de plus en plus signalés.

Les discussions pour savoir si les projets de barrages sont en définitive bénéfiques ou préjudiciables à l'environnement et les populations humaines environnantes fait l'objet de débats publics, à l'image de la construction du barrage des Trois-Gorges en Chine.

En évaluant les effets des projets de barrage, les experts ont tendance à examiner les avantages et les inconvénients des aménagements fluviaux en termes d'impacts en amont et en aval.

Amont

• Création d'un lac de barrage : l'inondation de sols jusqu'alors hors de l'eau. Il crée dans le même temps une zone d'accueil d'oiseaux migrateurs et un lieu de reproduction de certaines espèces aquatiques, mais la qualité physicochimique et biologique de l'eau se dégrade généralement fortement dans la zone du réservoir, en profondeur notamment^[1].
• Fragmentation écopaysagère : le barrage peut être un frein ou un blocage à la migration d'espèces aquatiques. Des échelles à poissons, plus ou moins efficaces ont été créées pour contrer cet effet négatif.
• Sédimentation : le barrage crée des dépôts de sédiments à sa base.
• Déséquilibre de l'écosystème en facilitant les « invasions ».
• L'inondation permet le recyclage du mercure présent dans le sol, sous forme de divers composés particulièrement toxiques pour la faune aquatique, et ses prédateurs.

Dans la retenue d'eau elle-même

Certains métaux lourds (mercure en particulier) peuvent s'accumuler^[2] ou être bioaccumulés dans les sédiments de lacs de barrage^[3] et en particulier dans les retenues de complexes hydroélectriques^[4],Lucotte M, Schetagne R, Thérien N, Langlois C, Tremblay A. 1999. Mercury in the biogeochemical cycle: natural environment and hydroelectric reservoirs of northern Québec. Springer, Berlin, Germany.

En profondeur la teneur en oxygène diminue naturellement.
Elle diminue très fortement, même à faible profondeur dans les barrages construit sur des zones où la flore (arbres notamment) est restée en place au fur et à mesure de la montée des eaux, ce qui aggrave l'anoxie et favorise la méthylation du mercure (Phénomène bien étudié dans la retenue du barrage de Petit-Saut^[5]). En présence de mercure (naturellement présent, ou introduit par l'orpaillage par exemple^[6]), les conditions de prolifération de bactéries sulfatoréductrices favorables^[7],[8] à la méthylation du mercure sont réunis. Il y a alors conversion d'une partie du mercure en monométhylmercure, très toxique et fortement bioaccumulable dans le réseau trophique (pyramide alimentaire)^[9]. Ce phénomène, en grande partie d'origine humaine^[10] est fréquent en Amérique du Sud (Amazonie^[11], Plateau des Guyanes notamment, dont en Guyane^[12]). le taux de mercure bioconcentré est souvent particulièrement élevé les premières années et dès le début de l'inondation^[13] et contrairement à ce qu'on croit souvent ce phénomène ne touche pas que les barrages construits en forêt tropicale, puisqu'on le mesure par exemple en finlande^[14]. C'est par la nourriture et non par l'eau que le mercure se concentre dans le réseau trophique^[15], en commençant par les espèces herbivore^[16].

Barrages et orpaillage au mercure (ou sans mercure en mettant le sol en solution au moyen de lance à eau) aggravent mutuellement et synergiquement leurs effets, par exemple sur la contamination mercurielle des poissons^[17] et de la chaine alimentaire^[18].

Article détaillé : Barrage de Petit-Saut.

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Aval

• Érosion des rives : le blocage de sédiments provoque l'érosion des rives.
• Température de l'eau : l'eau d'un lac de barrage est généralement plus chaude en hiver et plus fraiche en été qu'elle ne serait sans un barrage. Comme cette eau se jette dans le cours d'eau, sa température modifie la température du cours d'eau.
• Répartition de l'eau : la quantité d'eau en aval est beaucoup plus faible. Des conflits humains peuvent apparaître entre ceux qui possèdent le barrage, et ceux qui considèrent manquer d'eau, en aval. Ce genre de conflits s'est déjà produit et peut prendre des proportions dramatiques lorsqu'il s'agit d'un barrage sur un fleuve comme le Nil, sans lequel des millions de personnes ne pourraient pas vivre.

Autres

• Le lac de barrage peut créer un environnement propice à certaines espèces vecteurs de maladies comme les moustiques.
• Un barrage peut améliorer l'irrigation des terres environnantes.
• La création d'un barrage peut nécessiter de déplacer des populations à l'exemple de Tignes et du barrage du Chevril.
• Les barrages sont une source de production d'énergie renouvelable.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Environmental impacts of dams » (voir la liste des auteurs)
• John R. McNeill : Something New Under the Sun - An Environmental History of the Twentieth-Century World (New York: Norton, 2000), chap. 6. Trad. fr. Du nouveau sous le soleil: Une histoire de l'environnement mondial au XX^e siècle (Seyssel: Champ Vallon, 2010).

1. ↑ Richard S, Arnoux A, Cerdan P. 1997. Evolution in physico-chemical water quality in the reservoir and downstream following the filling of Petit-Saut Dam (French Guiana). Hydroecol. Appl. 9: 57-83
2. ↑ Morel FMM, Kraepiel AML, Amyot M. 1998. The chemical cycle and bioacculumation of mercury. Annu. Rev. Ecol. Syst. 29: 543-566.
3. ↑ Jackson TA. 1991. Biological and environmental control of mercury accumulation by fish in lakes and reservoirs of Northern Manitoba. Canada. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 48: 2449-2470
4. ↑ Verdon R, Brouard D, Demers C, Lalumière R, Laperle M, Schetagne R. 1991. Mercury evolution (1978-1988) in fishes of the La Grande hydroelectric complex, Québec, Canada. Water, Air, Soil Pollut. 56: 405-417
5. ↑ Coquery M, Cossa D, Peretyazhko T, Azemard S, Charlet L. 2003. Methylmercury formation in the anoxic waters of Petit-Saut reservoir (French Guiana) and its spreading in adjacent Sinnamary River. J. Phys. 107: 327-331.
6. ↑ Lacerda LD, Salomons W. 1998. Mercury from gold and silver mining: a chemical time bomb ? Springer, Berlin, Germany
7. ↑ Gilmour CC, Henry E, Mitchell R. 1992. Sulfate stimulation of mercury methylation in freshwater sediments. Environ. Sci. Technol. 26: 2281-2287
8. ↑ King JK, Kostka JE, Frisher ME, Saunders FM, Jahnke RA. 2001. A quantitative relationships that’s demonstrates mercury methylation rates in marine sediments are based on the community composition and activity of sulfate-reducing bacteria. Environ. Sci. Technol. 35: 2491-2496
9. ↑ Wiener JG, Krabbenhoft DP, Heinz GH, Scheuhammer AM. 2002. Ecotoxicology of mercury. In: Hoffman J, Rattner BA, Burton GA, Cairns J, eds, Handbook of Ecotoxicology. CRC Press, New-York, U.S.A., pp 409-463.
10. ↑ Roulet M, Lucotte M, Farella N, Serique G, Coelho H, Sousa Passos C J, Jesus da Silva E, Scavone de Andrade P, Mergler D, Guimaraes JRD, Amorim M. 1999. Effects of recent human colonization on the presence of mercury in Amazonian ecosystems. Water Air Soil Pollut. 112: 297-313
11. ↑ Porvari P. 1995. Mercury levels of fish in Tucuruí hydroelectric reservoir and in River Mojú in Amazonia, in stata of Pará, Brazil. Sci. Tot. Environ. 175: 109-117.
12. ↑ Richard S, Arnoux A, Cerdan P, Reynouard C, Horeau V. 2000. Mercury levels of soils, sediments and fish in French Guiana, South America. Water, Air, Soil Pollut. 124: 221-244.
13. ↑ Bodaly RA, St Louis VL, Paterson MJ, Fudge RJP, Hall BD, Rosenberg DM, Rudd J WM. 1997. Bioaccumulation of mercury in the aquatic food chain in newly flooded areas. In Sigel A, Sigel H, eds, Metal ions in biological systems - Mercury and its effects on environment and biology. Dekker M, New-York, U.S.A., pp 259-287.
14. ↑ Porvari P. 1998. Development of fish mercury concentrations in Finish reservoirs from 1979 to 1994. Sci. Tot. Environ. 213: 279-290.
15. ↑ Hall BD, Bodaly RA, Fudge RJP, Rudd JWM, Rosenberg DM. 1997. Food as the dominant pathway of methylmercury uptake by fish. Water, Air, Soil Pollut. 100: 13- 24.
16. ↑ Simon O, Boudou A. 2001. Direct and trophic contamination of the herbivorous carp Ctenopharyngodon idella by inorganic mercury and methylmercury. Ecotoxicol. Environ. Saf. 50: 48-59.
17. ↑ Boudou A, Maury-Brachet R, Coquery M, Durrieu G, Cossa D. 2005. Synergic effect of goldmining and damming on mercury contamination in fish. Environ. Sci. Technol. 39: 2448-2454.
18. ↑ Boudou A, Ribeyre F. 1997. Mercury in the food web: accumulation and transfer mechanisms. In Sigel A, Sigel H, eds, Metal ions in biological systems - Mercury and its effects on environment and biology. Dekker M, New-York, U.S.A., pp 289-320.