### 5.3.3. Des risques nouveaux pour les barrages ?

Les panneaux solaires flottants sur les retenues peuvent engendrer des risques nouveaux pour les barrages. En effet, la solidité des îlots de FPV (des ancrages, des amarrages ou des connecteurs) est mise à rude épreuve par les vents et les vagues lors des tempêtes, et il y a eu plusieurs accidents de rupture de ces îlots, puis de dérive des îlots sur les retenues.

Cela peut avoir des conséquences sur la sécurité des barrages. Le plus grand risque est celui du blocage de l'évacuateur de crues par les modules de PV flottants à la dérive. Il y a également d'autres risques : les efforts supplémentaires qui peuvent être transmis aux structures (par exemple les tours de prise) si un îlot vient s'y échouer ; les conséquences d'un incendie si l'îlot à la dérive prend feu ; la rupture d'une étanchéité mince si un îlot à la dérive vient la percuter.

Dans ce contexte, il y a des initiatives pour tenter d'offrir des éléments de cadrage pour le développement des projets de FPV sur les retenues de barrage. Deux initiatives, parmi d'autres, sont en cours et devraient donner lieu à la parution de documents d'orientation : le Comité T de la CIGB élabore un bulletin et le Comité Français prépare des Recommandations professionnelles. Le rapport Q108-R4 décrit les travaux en cours par le Comité Français, ce qui permet de dresser la liste des principaux points de vigilance lors du développement de projets de PV flottants sur les retenues de barrage :

* La définition des reconnaissances initiales nécessaires pour apprécier les conditions de site (géotechnique, vent et vagues);

* La définition des critères de dimensionnement, en particulier sur les paramètres de vent et de vagues à considérer, et l'élaboration de la note d'hypothèse;

* La définition des moyens de surveillance, d'auscultation et de maintenance des ouvrages en service, et en particulier des ancrages;

* La clarification du partage de responsabilités entre l'exploitant du barrage et l'exploitant de la centrale solaire flottante (et la vérification de la cohérence entre les consignes d'exploitation appliquées par ces deux entités);

* Les moyens de contrôle de la sécurité dans les phases délicates d'installation.

Ce rapport conclut sur la nécessité de procéder à des analyses de risques spécifiques préalablement à l'autorisation de centrales solaires sur les barrages.

### 5.3.4. Hybridation

Au-delà du simple partage de la surface du réservoir et des lignes de transmission, l'hybridation hydro-solaire peut amener des projets nouveaux de production d'électricité renouvelable, abondante et garantie. L'hybridation solaire-hydro
repose sur l'intégration d'un parc solaire à une infrastructure hydroélectrique, permettant une production d'électricité optimisée sur plusieurs échelles de temps.

<figure><img src="image_29.png" /><figcaption>Fig. 29
Principe générique de l'hybridation Solar-Hydro [51]</figcaption></figure>

L'hybridation se décline en plusieurs configurations :

*   **Hybridation avec un réservoir hydroélectrique** : ShSH et HhSH

*   **ShSH (Slightly Hybridized Solar-Hydro)** : La puissance installée de la ferme solaire est limitée ; l'hydroélectricité compensé la variabilité de la production solaire due aux passages nuageux, sans nécessiter d'importantes modifications des infrastructures hydrauliques. C'est ce qui a été réalisé avec le projet pilote d'Alqueva (Portugal).

*   **HhSH (Highly Hybridized Solar-Hydro)** : La puissance installée de la ferme solaire est plus importante ; l'hybridation impose des variations plus rapides et plus profondes de la production hydroélectrique ; cela nécessite des ajustements techniques sur les turbines et le réseau. C'est ce qui est à l'étude pour le projet de Manantali (Mali).

*   **Hybridation avec stockage hydraulique dédié** : FSH

*   **FSH Type 1** : Association d'un parc solaire à une station de pompage (pumped-storage). Cette configuration permet un stockage d'énergie sur quelques heures et est adaptée aux grandes centrales. C'est ce qui est réalisé à Pinnapuram (Inde).
* FSH Type 2 : Intégration d'un parc solaire, d'une station de pompage et d'un barrage réservoir, permettant un stockage sur des échelles journalières ou saisonnières. C'est ce qui est à l'étude pour le projet de Bassiéri (Burkina Faso).

Le système hybridé est, dans tous les cas, piloté par un système de gestion énergétique (EMS). L'EMS coordonne la production des différentes composantes du système hybride. Il doit en particulier gérer les fluctuations de la production solaire occasionnées par le passage des nuages : sous de nombreux climats, la couverture nuageuse peut entraîner une perte d'ensoleillement de 80 % en quelques minutes. Il adapte pour cela la production hydroélectrique pour absorber les fluctuations de l'énergie solaire, en tenant compte des questions techniques et environnementales, qui limitent notamment les gradients de variations des débits turbinés.

L'EMS repose sur une combinaison de techniques : en ShSH, optimisation de la répartition de puissance entre solaire, hydro et éventuellement batteries ; en HhSH, ajouts de fonction de prévisions météorologiques d'ensoleillement ultra-courtes (5-15 min) pour lisser les gradients, et recours au « curtailment » solaire (réduction volontaire de la production solaire en journée d'ensoleillement instable) afin de limiter les variations brutales.

L'hybridation solaire-hydro est naturellement envisagée pour les échelles de temps infra-journalière et journalière. Elle peut également être envisagée pour le stockage saisonnier. L'intégration d'un stockage hydraulique de longue durée permet d'adapter la production à la variabilité saisonnière du solaire. Il est ainsi démontré qu'un stockage hydraulique correspondant à 20 jours de production solaire permet de complètement lisser la production solaire à Aswan (Egypte). Qu'il suffit d'un stockage de 6 jours à Brasilia (Brésil), et qu'il faut 90 jours à Paris (France), en raison de la forte baisse de l'ensoleillement en hiver [53].

La figure ci-dessous illustre le projet hybride de Xiangbilin : « hydro-wind-solar-storage-agriculture hybrid clean energy base », développé en China [58].
<figure><img src="image_30.png" /><figcaption>Fig. 30
Xiangbiling “Hydro-Wind-Solar-Agricultural” Hybrid Clean Energy Base</figcaption></figure>

## 5.4. D'AUTRES SOLUTIONS PAR POMPAGE

### 5.4.1. Pour lutter contre les inondations

Le pompage peut être une solution pour limiter les inondations dans les rivières de plaine et les estuaires. Dans le cas des estuaires, cela a été développé par exemple aux Pays-Bas et à la Nouvelle-Orléans, ce qui est présenté au chapitre des « barrages en mer », §5.6.

Cette solution peut également être explorée pour les rivières de plaine, loin de la mer, lorsque la pente de la rivière est suffisamment faible (typiquement moins de 20 ou 30 cm par km). Elle a été examinée pour la Seine à Paris et en région francilienne, avec des modalités différentes des barrages de fermeture d'estuaires :

* Option (a) : Station de pompage et barrage vannée assurant une fermeture

* Option (b) : Matrice d'hydroliennes fonctionnant en mode « hélice » pour accélérer les écoulements.
<figure><img src="image_31.png" /><figcaption>Fig. 31
Projet DANCE « Dispositif d'Abaissement du Niveau des Crues Exceptionnelles », option (a) : par la méthode Station de pompage [56]</figcaption></figure>

<figure><img src="image_32.png" /><figcaption>Fig. 32
Projet DANCE « Dispositif d'Abaissement du Niveau des Crues Exceptionnelles », option (b) : par la méthode Matrice d'hélices accélératrices</figcaption></figure>

Ces pistes sont toujours au stade exploratoire.

### 5.4.2. Pour constituer des réserves saisonnières

Ces dernières décennies ont connu deux évolutions importantes, amenées à se prolonger :

* avec l'introduction des énergies renouvelables intermittentes, le coût de l'électricité est parfois très faible,

* avec l'augmentation de l'irrégularité des ressources en eau, la valeur économique et sociale de l'eau stockée augmente.
Chacune de ces deux raisons conduit à renforcer l'intérêt du pompage, comme mode d'alimentation de retenues existantes ou de nouveaux stockages. Il peut s'agir d'un pompage continu, à faible débit ; ou d'un pompage plus concentré à certains moments de l'année (en fonction de l'hydraulicité de la rivière et des coûts de l'électricité). Le pompage peut par exemple être envisagé :

* avec un débit faible et régulier, en aval de barrages hydroélectriques exploités avec de fortes variations de débit turbiné, pour remplir le réservoir hydroélectrique,

* avec un débit concentré en saison pluvieuse, par pompage depuis un cours d'eau voisin qui dispose de débits importants pendant cette saison, pour remplir un grand réservoir.

## 5.5. STOCKAGE EN NAPPE AQUIFÈRE ET BARRAGES SOUTERRAINS

### 5.5.1. Présentation, Principe et intérêt

Les nappes aquifères sont largement utilisées comme ressource en eau dans le monde. Elles sont surexploitées dans de nombreux endroits. Pour limiter ces effets, les méthodes privilégiées sont : favoriser l'infiltration et limiter les prélèvements. En plus de ces approches, il y a eu de nombreux essais et projets de recharge de nappe.

La recharge de nappe aquifère consiste à artificiellement augmenter les volumes d'eau dans un aquifère, qu'il soit de surface (alluvions) ou profond. Il s'agit d'un concept qui présente, au moins en théorie, des avantages importants, en particulier sous climat aride ou semi-aride : pas d'évaporation, pas de perte de volume par sédimentation, et généralement pas d'évacuateur de crue. Ce concept a souvent été exploré, pour tenter de contrer les effets de la surexploitation, et pour maintenir une réserve d'eau accessible en saison sèche [57]. Il est également envisagé pour reconstituer des réserves de long et très long terme, en favorisant l'infiltration des eaux excédentaires certains années (par exemple : Californie, moyens mis en œuvre pour optimiser l'infiltration des eaux excédentaires de l'hiver 2022-23).

Les barrages sont parfois utilisés à cet effet :

* Des barrages de recharge sont parfois utilisés pour favoriser la recharge de nappe.

* Des barrages ont également été édifiés pour former de nouvelles nappes aquifères, les sand dams. De nombreux ouvrages – plutôt petits – ont été construits, par exemple au Kenya.
* Les *barrages souterrains* ont une fonction différente : ils ne visent pas à augmenter les volumes d'eau infiltrés, mais à relever le niveau de la nappe. Ceux qui ont été construits l'ont en majorité été pour réaliser un stockage en nappe aquifère. Il y a quelques autres exemples, pour lesquels la fonction a été de réaliser une barrière contre l'intrusion d'eau salée près des cotes (« salt barrier »), voire d'eau polluée, pour protéger une nappe d'eau douce.

Les paragraphes qui suivent distinguent les barrages de subsurface (et le stockage en aquifère de surface) et les barrages visant les aquifères profonds.

Il est globalement constaté que les projets sont relativement peu nombreux, et qu'il y a eu des échecs. Or, le Tableau 1 met en évidence le volume conséquent des ressources souterraines et donc, au moins en théorie, l'intérêt qu'il y aurait à améliorer la recharge des nappes et le stockage en souterrain. Comme l'écrit Anton Schleiss « *Les barrages de recharge des aquifères vont certainement avoir plus d'intérêt à l'avenir mais leur mise en œuvre est délicate et nécessite plus de R&D* » [AS].

### 5.5.2. Stockage en nappe de surface,

Le stockage en nappe de surface consiste à stocker l'eau dans des alluvions, par l'intermédiaire d'un barrage qui assure une coupure des écoulements souterrains, et maintient une différence de niveau entre l'amont et l'aval. Les schémas ci-dessous, élaborés par INOWAS [48], illustrent quelques-uns des concepts utilisés.

<figure><img src="image_33.png" /><figcaption>Fig. 33
Différents types de barrages pour augmenter le stockage en nappe aquifère de surface [48]</figcaption></figure>
Petits barrages : assurer un certain volume d'eau en saison sèche, pour la subsistance

Il y a de très nombreux petits barrages qui fonctionnent en « sand dam » dans les zones semi-aride de l'Afrique sahélienne, que les barrages aient été conçus de cette manière, ou simplement par conséquences des conditions climatiques : les retenues se vident une partie de l'année, mais une nappe perchée persiste dans les alluvions de la retenue. [RS].

Le rapport Q108-R1 explore l'intérêt des « sand dams » comme solution de stockage d'eau pour les régions arides. Les auteurs constatent qu'il y a un grand nombre de ces projets, déployés par des ONG qui constatent que ces barrages souterrains offrent une réserve d'eau utile aux populations, en particulier en cas de sécheresse ; le fait que l'eau souterraine n'attire pas les moustiques est également un avantage important. Cependant, il y a un nombre important d'échecs, de l'ordre de 50%, la plupart du temps parce que les sédiments qui se sont déposés dans la retenue sont trop fins. Q108-R1 suggère une coopération accrue entre les ONG, qui développent ces projets, et la profession des barrages, qui peut apporter une expertise utile pour limiter le taux d'échecs. L'expertise requise couvre les thématiques de la géologie, de l'hydrologie et du transport sédimentaire (la retenue doit être suffisamment petite pour que les sédiments fins ne soient pas piégés, et que seul les sédiments grossiers soient stockés en arrière du barrage). L'exemple pratique d'un barrage au Kenya illustre ce propos [1].

Une variante des « sand dams » est le principe des « sponge riverbeds », développé en Chine. Il s'agit de remplacer les alluvions du lit de la rivière par des matériaux granulaires (sable, gravier) ; le lit retient ainsi une fraction d'eau bien plus importante (jusqu'à 450 kg/m3), ce qui augmente les réserves abritées de l'évaporation, et ce qui présente également l'intérêt d'améliorer les écoulements de surface. Cette variante est pour l'instant expérimentale. Elle illustre en tous cas l'intérêt renouvelé du stockage en aquifère de surface. [JJ]

Grands aquifères : mobiliser des ressources en eau plus importantes

Cependant, les ressources tirées de ces petits barrages restent limitées. Seuls certains projets permettent une mobilisation plus importante. Il s'agit de projets de type Barrage souterrain ou Barrage de recharge.

Barrages souterrains - Un inventaire des projets, fait en 2016, ne recense qu'un petit nombre de projets pour lesquels le volume d'eau mobilisé dépasse 10 000 m³/jour, soit donc 100 l/s ou 3 hm³ par an.
<table><tr><td>Fukusato, Sunagawa, Minafuku (Okinawa, Japon)</td><td>Trois barrages souterrains construits sur la même vallée. Aquifère : horizon calcaire Ryuku très perméable (3,5 10<sup>-3</sup> m/s), épaisseur 10 à 70 m, porosité 10% Hauteur de la coupure étanche : 16,5 à 50 m Production annuelle : 7 et 8 hm<sup>3</sup>/an pour Sunagawa et Fukusato (Minakafu, plus petit, avait été construit à titre expérimental) Capacité des réservoirs : 10,5 – 9,5 et 0,7 hm<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Nakhara (Okinawa, Japon)</td><td>Barrage souterrain Aquifère : horizon calcaire Ryuku très perméable Production annuelle : 9 hm<sup>3</sup>/an Capacité du réservoir : 2 hm<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Komesu (Okinawa, Japon)</td><td>Barrage souterrain assurant une barrière anti-sel. Hauteur importante (69 m) Aquifère : horizon calcaire Ryuku très perméable Production annuelle : 1,8 hm<sup>3</sup>/an Capacité du réservoir : 2 hm<sup>3</sup></td></tr><tr><td>Tadjemout (Algérie)</td><td>Barrage souterrain Aquifère : sables et galets, au contact d'une formation de grès ; perméabilité des alluvions : 10<sup>-3</sup> m/s Production annuelle : de l'ordre de 6 hm<sup>3</sup>/an La nappe des alluvions est alimentée par une source dans les grès.</td></tr><tr><td>Ssangcheon (S. Korea)</td><td>Aquifère : Alluvions grossières Production annuelle : de l'ordre de 12 hm<sup>3</sup>/an La nappe des alluvions est alimentée par l'écoulement de surface (infiltration)</td></tr></table>

Plusieurs de ces projets ont été développés sur l'île d'Okinawa au Japon, en raison de la configuration topographique (relief accidenté) et géologique spécifique (formation très perméable de quelques dizaines de mètres surmontant un substratum étanche). Cela offre un retour d'expérience très utile pour des conditions similaires [47]. De manière générale, quatre conditions sont nécessaires pour qu'un barrage souterrain soit en mesure de mobiliser des ressources en eau significatives :

* Un réservoir souterrain :

* constitué d'alluvions grossières ou de rocher très perméable ; typiquement une perméabilité de plus de 10<sup>-4</sup> m/s

* et de capacité suffisante : volume topographique disponible au-dessus de la nappe naturelle, multiplié par la porosité accessible

* Une fermeture hydraulique :

* A la base et sur les rives du réservoir, des formations géologiques de faible perméabilité (typiquement un contraste de perméabilité d'un facteur 100), ou un niveau de nappe suffisamment eau sur les rives

* Un verrou sur lequel il est possible d'installer une coupure étanche à une profondeur raisonnable ; cela a été fait jusqu'à 70 m de profondeur

* Une alimentation en eau du réservoir en quantité suffisante :

* Idéalement, directement par l'écoulement souterrain, comme à Okinawa

* Sinon, par infiltration depuis l'eau de surface, mais cela expose à la problématique du colmatage.

* Dans tous les cas, en vérifiant le volume annuel de l'écoulement souterrain

* La vérification des impacts : en particulier l'impact à l'aval de l'abaissement de la nappe (en cote et flux annuel) sur les puits et forages qui sont exploités
## Barrages de recharge

Les barrages de recharge forment des réservoirs de stockage classiques, associés à des dispositifs favorisant l'infiltration de l'eau. Il existe ainsi :

* Des réservoirs installés au-dessus de la nappe, sur des horizons perméables, et l'eau stockée en période pluvieuse s'infiltre dans la nappe.

* Des réservoirs classiques, à partir desquels des lâchures sont opérées et dirigées vers des champs d'infiltration, naturels ou renforcés par des puits d'infiltration.

Il serait utile de réaliser le retour d'expérience de grands barrages ayant la recharge de nappe comme fonction principale. A la connaissance de l'auteur, un tel travail de retour d'expérience n'est pas disponible. On peut souligner le fait que de nombreux barrages assurent une fonction de recharge de nappe, en raison des « fuites » par les berges de la retenue.

## Barrage pour le Stockage en aquifère profond

Il n'a pas été trouvé, pour la rédaction de ce rapport, d'exemple significatif de barrage (au sens de coupure étanche) pour le stockage en aquifère profond. Le stockage artificiel en aquifère profond (« Aquifer Storage and Recovery », ASR), qui consiste à injecter de l'eau douce dans des aquifères en profondeur, est une technologie peu déployée, mais pour laquelle il existe quelques cas d'application majeurs, notamment aux Etats-Unis :

<table><caption>Table 3
Exemples de Stockage en aquifère profonds, Etats-Unis.</caption><thead><tr><td></td><td>VOLUME DE STOCKAGE, HM³</td><td>CAPACITÉ DE PRODUCTION JOURNALIÈRE, M³/JOUR</td></tr></thead><tbody><tr><td>Las Vegas, Nevada</td><td>400</td><td>750 000</td></tr><tr><td>San Antonio, Texas</td><td>85</td><td>225 000</td></tr><tr><td>Calleguas, California</td><td>40</td><td>150 000</td></tr></tbody></table>

Selon certaines publications [49], le coût de cette forme de stockage serait du même ordre de grandeur que le coût du stockage en surface par les barrages. Cela reste à confirmer.
5.5.3. Assurer le renouvellement des nappes par le stockage de surface

Une manière d'assurer la recharge des nappes est de limiter les prélèvements. Les projets de nouveaux réservoirs en Angleterre (cf. §3.4) ont notamment pour fonction d'éviter les pompages dans la nappe de la craie, pour permettre à cette nappe de se maintenir, y compris en saison sèche, et ainsi d'assurer naturellement ses fonctions écologiques d'alimentation des petits cours d'eau et des zones humides.

## 5.6. BARRAGES EN MER

5.6.1. Présentation, Principe et intérêt

Par « barrages en mer », on entend les ouvrages qui retiennent l'eau de la mer. Ces barrages peuvent avoir différentes fonctions :

* La protection côtière, par exemple la barrière « Delta Works » aux Pays-Bas

* La production d'électricité marémotrice, par exemple le barrage de la Rance, en France

* Le stockage d'énergie, en formant un réservoir off-shore pour un dispositif de pompage turbinage utilisant l'eau de mer. Il n'existe pas de tel ouvrage aujourd'hui, mais il y a eu de premières expérimentations de STEP utilisant l'eau de la mer, par exemple la STEP d'Okinawa au Japon.

<figure><img src="image_34.png" /><figcaption>Fig. 34
Delta Works, Pays-Bas</figcaption></figure>
<figure><img src="image_35.png" /><figcaption>Fig. 35
Barrage de La Rance</figcaption></figure>

<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Fig. 36
Barrage de Sihwa, By Arne Müseler /
www.arne-mueseler.com</figcaption></figure>

Le principe général consiste à construire un ouvrage de fermeture en mer, éventuellement complété par des ouvrages de régulation (vannes, turbines, écluses, ...).

L'intérêt de la protection côtière est évident dans les zones de faibles altitude, soumises à l'élévation du niveau de la mer, lorsque les options de repli ne sont pas favorables. Aux Pays-Bas, les digues ont été dimensionnées pour des événements de période de retour jusqu'à 10 000 ans (combinaison de cote de marée et de tempête), et elles protègent un quart de la population.

L'intérêt des barrages pour la production d'électricité marémotrice a été démontré historiquement pour les cotes où la hauteur de marée dépasse 4 m. L'électricité marémotrice est une électricité renouvelable et prédictible, et suffisamment économique. Il y a des réalisations notamment en France (La Rance, 240 MW) et en Corée du Sud (Sihwa, 254 MW). Des projets sont à l'étude au Royaume-Uni (Swansea Bay, Mersey river), pour plusieurs centaines de MW. Une étude d'opportunité a été conduite en France [39][40], démontrant l'intérêt de cette technologie, et montrant que, sous certaines conditions, elle pouvait utiliser des hauteur de marée plus faibles (cf. « maréliennes », ci-dessous).

Le stockage d'énergie en mer a les mêmes fonctions que le stockage d'énergie par des STEP sur le continent. Pour des raisons qui tiennent à la dynamique d'évolution des cotes, il y a de grands linéaires de falaises côtières le long desquelles des bassins peuvent être construits, avec des remblais qui repose sur un fond marin peu profond (issu du recul progressif de la cote). Les bassins à la mer permettent d'envisager des STEP à fort débit d'équipement, très courte distance entre bassin haut et bassin bas, et éventuellement volume de stockage de plusieurs jours dans le bassin haut.
Les questions environnementales relatives à la construction de barrages en mer sont délicates : les milieux littoraux sont souvent des écosystèmes riches. Deux raisons laissent penser que des projets sont possibles, et éventuellement souhaitables. D'abord, certaines zones côtières doivent être protégées, et vont devoir être demain encore davantage protégées contre les submersions marines – et pas seulement aux Pays-Bas. Ainsi, des endiguements sont inévitables, et il est utile d'envisager les autres services que ces endiguements pourraient rendre (production ou stockage d'énergie par exemple). Ensuite, certaines zones côtières sont déjà fortement anthropisées ou polluées, par exemple le long de zones industrielles, ports, ou à proximité de centrales thermiques ou nucléaires. Notons par exemple que le projet marémoteur de Swansea Bay avait reçu un accueil favorable d'ONG.

### 5.6.2. Protections à la cote, quelques exemples et idées

L'élévation du niveau de la mer pose des questions difficiles pour les populations vivant près des cotes. Les mesures envisagées sont variées et à choisir au cas par cas : accepter le recul et déplacer les populations ; protéger contre les tempêtes en luttant contre l'érosion et en confortant les ouvrages de protection (ouvrages naturels ou artificiels, en soulignant le recours de plus en plus fréquent à l'écoconception et aux solutions fondées sur la nature) contre le franchissement par les vagues ; réhaussement des niveaux de protection.

Ce rapport n'a pas pour ambition de traiter ce sujet dans son ensemble. Il se limite à présenter des cas où la solution retenue a consisté à installer des ouvrages de grande ampleur, véritables « barrages » contre les très hautes eaux et tempêtes.

Les Pays-Bas sont abrités derrière les digues de protection du plan Delta (1953-1985). Plus de 100 km de digues artificielles ont été érigées, pour fermer des estuaires ou protéger des zones spécifiques. Des barrières mobiles anti-tempêtes gèrent l'ouverture ou la fermeture de la connexion entre les fleuves et la mer. En 1993 et 1995, les crues centennales de la Meuse et du Rhin ont conduit à des inondations importantes, et ont motivé le programme « Room for Rivers », qui augmente les plaines inondables disponibles, pour amortir les élévations du niveau d'eau en crue. Des stations de pompage sont nécessaires pour renvoyer les eaux excédentaires en mer. L'une d'entre elles, Afsluitdijk, a été récemment rénovée, et sa puissance portée à 275 m³/s pour une dénivelée de 3,40 m.

La poursuite de l'élévation du niveau de la mer conduit les Pays-Bas à envisager des modifications du système de protection. Une des options envisagées (« seaward ») consiste à construire un grand barrage en mer, combiné à des stations de pompage de forte capacité.
<figure><img src="image_37.png" /><figcaption>Fig. 37
Stratégies d'adaptation à une élévation de la mer de +4 ou +5m, option « seaward », Pays-Bas [67]</figcaption></figure>

Aux Etats-Unis, le désastre de l'ouragan Katrina a conduit à des travaux importants de protection contre les submersions marines, dans le delta du Mississipi. Il faut à la fois permettre l'écoulement du fleuve, et pouvoir protéger les zones intérieures des tempêtes en mer (combinaison d'une élévation du niveau moyen et des hauteurs de vagues). Un des ouvrages assurant cette fonction est le West Closure Complex, réalisé par l'USACE, et illustré ci-dessous. Comme aux Pays-Bas, cela combine : des murs ou digues de fermeture, une très grande barrière mobile, ouverte en temps normal et fermée en cas de tempête, et une station de pompage, qui transfère l'intégralité des débits de la rivière lorsque la barrière est fermée.

<figure><img src="image_38.png" /><figcaption>Fig. 38
Le système « West Closure Complex » : illustration du système (gauche) [69] ; système en fonctionnement pendant l'ouragan Isaac (droite) Photo by: PAO, USACE, New Orleans District</figcaption></figure>
5.6.3. Energie marémotrice : le concept de marélienne

L'énergie marémotrice connaît un regain d'intérêt depuis quelques années,
pour deux raisons : il s'agit d'une électricité renouvelable, qui a l'avantage d'être
prédictible ; l'élévation du niveau de la mer génère des besoins de protection côtière
qui peuvent être combinés avec de la production ou du stockage d'électricité.

Un des inconvénients de l'énergie marémotrice est le fait que les solutions
classiques nécessitent des marées importantes pour être rentables. Une solution
alternative a été proposée, sous le nom de « maréliennes » [41]. Les « maréliennes »
résultent de la combinaison d'un bassin marémoteur et de chenaux équipés d'hy-
droliennes. Le principe des maréliennes est de relier des bassins de centaines de
kilomètres carrés à la mer par des chenaux de plusieurs kilomètres où sont placées
des rangées d'hydroliennes. [FLe]

<figure><img src="image_39.png" /><figcaption>Fig. 39.
Le concept de maréliennes, © ISL ingénierie</figcaption></figure>
Il s'agit à ce stade d'un principe de développement conceptuel, qui présente les avantages suivants :

* Il est efficace sous des hauteurs de marée plus faibles qu'une usine marémotrice classique (plus faible charge, plus forts débits)

* Le principe des chenaux augmente la liaisons hydraulique entre le bassin et la mer, ce qui diminue donc l'artificialisation du bassin.

Selon les évaluations préliminaires, cette solution est attractive dans des pays de faible amplitude des marées, c'est-à-dire dans une quinzaine de pays au total, pour un potentiel mondial de l'ordre de 1 000 TWh/an. La France est un des pays les plus prometteurs avec la possibilité de plus de 50 TWh/an.

## 6. ACRONYMES

* GHG : Green House Gas

* IPCC : International Panel on Climate Change

* RCP : Representative Concentration Pathway : les quatre scénarios globaux considérés par IPCC. RCP8.5 ; RCP6.0 ; RCP4.5 ; RCP2.6, les chiffres représentent le forçage radiatif (en W/m² à l'horizon 2100), c'est-à-dire l'écart avec le bilan radiatif d'avant la période industrielle.

* GLOF : Glacial Lake Outburst Flood

* GCM : Global Climate Model, voir par exemple le bulletin 200 pour une définition

* RCM : Regional Climate Model, voir par exemple le bulletin 200 pour une définition

* LCSA : Life Cycle Sustainability Analysis

* ESAI : Environmental and Social Impact Assessment

* IPBES : International Panel on Biodiversity and Ecosystemic Services

* ShSH : Slightly Hybridized Solar Hydro (a solar farm and a hydropower plant, with the solar farm AC peak power around 20% to 40% of the hydropower installed capacity)
HhSH : Highly Hybridized Solar Hydro (a solar farm and a hydropower plant, with the solar farm AC peak power around 30% to 70% of the hydropower installed capacity)

FSH : Full Solar Hydro (a solar farm + a dedicated pumped storage)

STEP : Station de Transfert d'Energie par Pompage

## 7. BIBLIOGRAPHIE

### 7.1. RAPPORTS DE LA QUESTION 108

[1] MALTA ET AL., *Sand dams: the case for greater collaboration between the dam industry and non-governmental organizations* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R1, 2025

[2] J. ROEDER ET AL., *Sediment and flood management at a planned multi-purpose reservoir in a periglacial environment* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R2, 2025

[3] T. MOTE ET AL., *Wildfire impact on dam and reservoir landslide safety risks considering future climate* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R3, 2025

[4] L. PEYRAS ET AL., *Towards FRcold guidelines for the realization of floating PV plants on dam reservoirs* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R4, 2025

[5] O. BORY ET AL., *Etanchéité des barrages et réservoirs de STEP : spécificités, conception et retours d'expérience* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R5, 2025

[6] J. GAILHARD ET AL., *Changement climatique en France : une adaptation nécessaire des barrages et réservoirs, vision nationale et exemple local - ICOLD 28th Congress*, Chengdu, Q108-R6, 2025

[7] J-R. LHERBIER ET AL., *Innovative design and feedback of waterways from a major pumped storage project in arid region* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R7, 2025

[8] N. ROSIN-CORRE ET AL., *Adaptations to the design of Abdelmoumen pumped-storage scheme during the construction phase* - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R8, 2025
[9] V. BERCHE ET AL., Le Canal Seine-Nord Europe, projet hydraulique majeur en France - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R9, 2025

[10] D. STEMATU ET AL., Potential of Romanian dams to adjust to changing environment - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R10, 2025

[11] L. KASSANA ET AL., A case of potential Burera-Ruhondo PSH scheme in Rwanda, Africa - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R11, 2025

[12] E. MARTINS BRETAS ET AL., Reflections on the management of energy projects based on immature technologies: the case of a FPV pilot project - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R12, 2025

[13] H-J. WRIGHT ET AL., Olifantspoort off-channel storage dam – critical storage to augment water supply - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R13, 2025

[14] E. ROSHANI ET AL., Quantifying the impact of changing climate on dam operation: a review for engineering practitioners - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R14, 2025

[15] Y. FU ET AL., Excavation and filling technology for deformation control in highly water-bearing multilayer reservoir basins - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R15, 2025

[16] G. YINI, Landscape signage for pumped storage dams - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R16, 2025

[17] J. XU ET AL., Innovative technology and application research on anti-seepage of pumped storage power station reservoir basin - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R17, 2025

[18] M. ZHANG ET AL., Safety risk assessment of a hydropower dam based on risk matrix method - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R18, 2025

[19] X. HE ET AL., Introduction to the world's first 100-meter-deep floating photovoltaic project in southeast Asia - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R19, 2025

[20] D.K. SHARMA, Dams for energy transition and need for pumped storage and hydroelectric projects in India - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R20, 2025

[21] P. SUCHOPARKOVA ET AL., Connection of the Libouš surface quarry with the Nechranice reservoir - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R21, 2025

[22] I.S. RINDASU-BEURAN ET AL., Adaptation of the reservoir operation rules in the context of climate change - ICOLD 28th Congress, Chengdu, Q108-R22, 2025
## 7.2. CONTRIBUTIONS PERSONNELLES

La liste des contributeurs personnels est donnée ci-dessous. Ces contributions ont alimenté la réflexion générale. Par ailleurs, quand un développement dans le texte reprend explicitement et entièrement une idée développée par l'un des contributeurs, cela est référencé par les initiales, selon la codification ci-dessous.

<table><tr><td>Eric Halpin, USA - [EH]</td><td>Arnaud de Bonviller, France - [ADB]</td></tr><tr><td>Benjamin Graff, France - [BG]</td><td>Adama Nombre, Burkina Faso - [AN]</td></tr><tr><td>Jérémy Savatier, France - [JS]</td><td>Felipe Lazaro, World Bank - [FLa]</td></tr><tr><td>Richard Herweynen, Australia - [RH]</td><td>Tadahiro Fukuda, Japan - [TF]</td></tr><tr><td>Jean-Pierre Tournier, Canada - [JPT]</td><td>Chen Guanfu, China - [CG]</td></tr><tr><td>Michel Ho Ta Khanh, Vietnam - [MHTK]</td><td>Tetsuya Sumi, Japan - [TS]</td></tr><tr><td>Peter Rae, Canada - [PR]</td><td>Peter Mulvihill, Nouvelle-Zélance - [PM]</td></tr><tr><td>Mateja Klun, Slovenia - [MK]</td><td>Luciano Canale, European Investment Bank - [LC]</td></tr><tr><td>Ali Hossein Nezhad, Iran - [AHN]</td><td>Flavio Miguez, Brazil - [FM]</td></tr><tr><td>Jean-Louis Dufresne, France - [JLD]</td><td>Denise Bunte-Bisnett, USA - [DBB]</td></tr><tr><td>Ahmed Chraïbi, Maroc - [AC]</td><td>Jia Jinsheng, China - [JJ]</td></tr><tr><td>Robert Slomp, Pays-Bas - [RS]</td><td>Devendra Sharma, Inde - [DS]</td></tr><tr><td>Anton Schleiss, Suisse - [AS]</td><td>Alison Bartle, UK - [AB]</td></tr><tr><td>François Lempérière, France - [FLe]</td><td>Biswajit Das, Inde - [BD]</td></tr><tr><td>Georges Annandale, USA - [GA]</td><td>Michel Lino, France, ICOLD - [ML]</td></tr><tr><td>Atle Harby, Norway - [AH]</td><td>Marcel Bottema, Pays-Bas - [MB]</td></tr></table>

## 7.3. BIBLIOGRAPHIE GÉNÉRALE

[23] ICOLD, *Position paper on Dams and the Environment*, https://www.icold-cigb.org/userfiles/files/DAMS/Position_paper.pdf

[24] ICOLD, *Global climate change, dams, reservoirs and related water resources, Bulletin 169*, November 2016

[25] ICOLD, *Climate change, Dams and Reservoirs, Climate-induced water shortage and drought risk management*, Bulletin 200, February 2024
[26] ICOLD, *Climate change, Dams and Reservoirs, Role of Hydropower in climate change mitigation and new energy mix*, Bulletin 201, February 2024

[27] IPCC 6th assessment report, *Chapter 4: water*, 2023

[28] IPBES. (2019). *Summary for policymakers of the global assessment report on biodiversity and ecosystem services*. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.10413114

[29] World Bank. 2023. *What the Future Has in Store: A New Paradigm for Water Storage*. © Washington, DC. http://hdl.handle.net/10986/39418 License: CC BY 3.0 IGO. »

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## 7.4. BIBLIOGRAPHIE PAR RÉGIONS DU MONDE

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[59] https://www.ecologie.gouv.fr/politiques-publiques/adaptation-france-changement-climatique

[60] https://assets.rte-france.com/prod/public/2022-01/Energy%20pathways%202050_Key%20results.pdf

[61] France Stratégie, *La demande en eau, Prospective territorialisée à l'horizon 2050, janvier 2025.*

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[65] https://www.watercorporation.com.au/Our-water/Perths-water-supply/Integrated-water-supply-scheme

[66] Ministère de la Transition écologique, France, *Plan de résilience pour l'eau dans les Pyrénées Orientales*, Mai 2024 https://www.pyrenees-orientales.gouv.fr/contenu/telechargement/43019/335336/file/22.05.2024_DP PLAN%20EAU Pyrenees Orientales.pdf

[67] Rijkswaterstaat, Ministry of Infrastructure and Water management, *How can the Netherlands cope with sea level rise*, November 2023.

[68] Rijkswaterstaat, Ministry of Infrastructure and Water management, *Rooms for Sea level rise*, March 2024.
[69] USACE, *Hurricane & Storm Damage Risk Reduction System Fact Sheets*, https://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/HSDRRS/Hurricane%20%20Storm%20Damage%20Risk%20Reduction%20System%20Fact%20Sheets.pdf

[70] Thames Water, *South East Strategic Reservoir Option (SESRO) Public Consultation 2024 Technical brochure*, June 2024 https://dn9cxogfaqr3n.cloudfront.net/2024/13491+-+TW+SESRO+Technical+brochure_A4_FINAL+AW+REV-LR.pdf

[71] WELBANK J (2022). *Best value planning of strategic water supply reservoirs*. Dams and Reservoirs in a Climate of Change. The British Dam Society.

[72] CFBR, *Seine-Morge monographie*, disponible sur : https://www.barrages-cfbr.eu/Marseille_monographies_barrages.html

[73] https://en.wikipedia.org/wiki/Delta_Works

[74] M. LINO ET AL., *Quels barrages pour l'Afrique sahélienne ?* – Symposium ICOLD – CFBR “Partager l'eau : multi-usages des réservoirs et innovations” – May 30, 2022