UTILISATION DES BARRAGES DANS LA LUTTE … · grand barrage robuste et onéreux, dont la mise en place au large peut nécessiter le recours à des tourets, des grues ou des navires

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UTILISATION DES BARRAGES DANS LA LUTTE CONTRE LA POLLUTION PAR LES HYDROCARBURES

GUIDE D’INFORMATIONS TECHNIQUES

2 UTILISATION DES BARRAGES DANS LA LUTTE CONTRE LA POLLUTION PAR LES HYDROCARBURES

Principes de conception

Les barrages sont des structures flottantes étudiées pour remplir une ou plusieurs des fonctions suivantes :

• Confinement et concentration des hydrocarbures : circonscrire les hydrocarbures flottants pour empêcher qu’ils ne s’étalent à la surface de l’eau et pour accroître leur épaisseur afin de faciliter leur récupération ;

• Déviation : canaliser les hydrocarbures vers un point favorable à leur récupération sur le littoral, d’où ils sont ensuite collectés au moyen de camions d’aspiration, de pompes ou autres méthodes de récupération ;

• Protection : dévier les hydrocarbures pour les éloigner des sites d’importance économique ou biologiquement sensibles, dont les entrées des ports, les prises d’eau de refroidissement des centrales énergétiques, les installations de mariculture ou les réserves naturelles.

Les barrages existent en tailles, en matières et en modèles divers, adaptés aux exigences spécifiques de ces différentes situations et des environnements concernés. Ils vont du petit modèle léger et peu coûteux, posé manuellement dans les ports (Figure 1) au grand barrage robuste et onéreux, dont la mise en place au large peut nécessiter le recours à des tourets, des grues ou des navires d’une certaine taille. Les barrages sont disponibles en diverses longueurs, avec les éléments de raccordement permettant de relier plusieurs tronçons les uns aux autres en fonction de la longueur totale requise. Les raccords peuvent également servir de points de remorquage ou d’ancrage. En plus des tourets, d’autres équipements auxiliaires peuvent être nécessaires, tels que pattes d’oie, gonfleurs et ancres.

La caractéristique la plus importante d’un barrage réside dans sa capacité de confinement et de déviation des hydrocarbures, déterminée par son comportement par rapport au mouvement de l’eau. Chacun des éléments suivants entre normalement dans la composition d’un barrage pour optimiser ce comportement :

• un franc-bord pour empêcher ou réduire le débordement ; • une jupe immergée pour empêcher ou réduire les fuites

d’hydrocarbure sous le barrage ; • un élément de flottaison, soit gonflable, soit en mousse ou autre

matière flottante ;

• un élément de tension longitudinale (chaîne ou câble) pour supporter les forces des vents, des vagues et des courants ;

• un lest pour maintenir la verticalité du barrage.

On distingue deux catégories générales de barrages :

Les barrages rideau sont dotés d’une jupe (ou d’un panneau flexible) continue immergée, soutenue par un élément de flottaison gonflable ou en mousse, le plus souvent cylindrique (Figures 2a et 2c).

Les barrages barrière sont généralement des structures plates tenues à la verticale dans l’eau par des flotteurs intégrés ou externes, un lest et des armatures (Figure 2b).

5Figure 1 : Barrage barrière déviant les hydrocarbures des bateaux au mouillage.

Introduction

Les barrages antipollution sont couramment employés pour circonscrire les hydrocarbures déversés en milieu marin. Ils permettent également de dévier la trajectoire du polluant afin de l’éloigner de ressources sensibles ou de le canaliser vers un point favorable à sa récupération. L’efficacité des opérations de déploiement de barrages peut être limitée par l’étalement rapide d’hydrocarbures flottants, ainsi que par les effets des courants, des marées, des vents et des vagues. Un barrage bien étudié et une intervention à la fois bien préparée et bien coordonnée permettent de remédier en partie à ces problèmes ; le recours à un barrage quel qu’il soit est toutefois inadapté dans certaines circonstances.

Ce document décrit les principes de conception des barrages antipollution et leurs deux principaux modes d’utilisation, à savoir le remorquage par navires au large et l’ancrage en eaux peu profondes ou côtières.

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Il existe également des modèles échouables, sur lesquels la jupe est remplacée par des chambres de flottaison remplies d’eau, permettant ainsi au barrage de se poser sur un littoral exposé à marée basse (Figure 2d). Le modèle de barrage résistant au feu est étudié spécifiquement pour supporter les températures élevées générées par le brûlage des hydrocarbures. Il peut être de type rideau ou barrière, avec les capacités et les limitations respectives de ces deux types de barrage en ce qui concerne le confinement des hydrocarbures.

Les barrages doivent être suffisamment flexibles pour suivre le mouvement des vagues tout en conservant suffisamment de raideur pour retenir autant d’hydrocarbures que possible. Certains modèles de barrages barrière et de barrages rideau à élément de flottaison solide suivent mal le mouvement des vagues ; le franc-bord coule au-dessous de la surface ou la jupe remonte entre les crêtes lors du passage d’une vague, permettant ainsi aux hydrocarbures de s’échapper. Par conséquent, l’utilisation de ces types de barrage devrait être limitée aux eaux calmes.

Bien que des systèmes de barrage aient été mis au point pour un usage par courants forts et d’autres pour un remorquage à des vitesses relativement élevées, la plupart des modèles de barrages conventionnels sont incapables de confiner les hydrocarbures contre un courant de plus de 0,5 m.s-1 (1 nœud)

5Figure 2a : Barrage rideau à élément de flottaison en mousse solide avec lest externe.

5Figure 2b : Barrage barrière à élément de flottaison externe avec élément de flottaison externe et lest. Les points d’ancrage sont espacés sur la partie inférieure.

agissant à angle droit. Dans la pratique, la vitesse de fuite se situe aux alentours de 0,35 m.s-1 (0,7 nœud) pour la plupart des barrages, indépendamment de la hauteur de la jupe. Le mode de fuite de l’hydrocarbure, et son rapport avec la vitesse de l’eau, sont tout autant fonction du type d’hydrocarbure que du modèle de barrage. Les hydrocarbures à faible viscosité s’échappent moins vite que les hydrocarbures plus visqueux. Avec les premiers, la turbulence causée dans le bourrelet par les courants forts arrache des gouttelettes du dessous de la couche d’hydrocarbure, qui sont ensuite entraînées sous le barrage. Ce phénomène est appelé « arrachement » (Figure 3a). Les hydrocarbures à faible viscosité sont également prédisposés au « sous-tirage » (Figure 3b) : sous l’effet de la force des courants, des gouttelettes se détachent de l’hydrocarbure accumulé contre le barrage, puis s’écoulent verticalement vers le bas et sous la jupe. Les hydrocarbures plus visqueux sont moins susceptibles d’être arrachés dans l’eau et peuvent former des couches plus épaisses contre le barrage. Lorsqu’une certaine épaisseur d’accumulation critique est atteinte, l’hydrocarbure est emporté sous le barrage (Figure 3c).

À l’effet des courants fluviaux et des courants de marée, viennent s’ajouter ceux du vent et des vagues, capables de générer un mouvement de l’eau supérieur à la vitesse de fuite, et de causer le débordement de l’hydrocarbure confiné (Figure 3d). Par courants

5Figure 2c : Barrage rideau gonflable avec chaîne de tension/lest combinée posée dans une poche intégrale fixée à la base de la jupe.

5Figure 2d : Barrage échouable intertidal. Chambre à air supérieure pour permettre la flottaison, tubes inférieurs remplis d’eau pour le lest pendant la flottaison et pour assurer une bonne adhésion au substrat à marée basse.

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très forts, le barrage peut être submergé, notamment si la flottaison prévue n’est pas suffisante (Figure 3e) ou couché, permettant ainsi le passage de l’hydrocarbure (Figures 3f et 4). La fuite d’hydrocarbure peut également être causée par la turbulence le long d’un barrage, d’où la nécessité de privilégier un profil uniforme, sans projections. Les dimensions des tronçons de barrage sont des facteurs importants. La taille optimale d’un barrage dépend en grande partie de l’état de la mer dans laquelle il est utilisé. En règle générale, il convient de sélectionner la hauteur de franc-bord minimum pour empêcher le débordement d’hydrocarbure. La jupe doit être d’une hauteur analogue. Un franc-bord trop haut risque d’agir comme une voile et de causer des problèmes de dérive. En augmentant la hauteur de la jupe, le barrage est davantage exposé au risque de sous-tirage en raison de la vitesse accrue de l’eau qui passe en dessous. Des tronçons de barrage courts peuvent être plus faciles à manipuler et peuvent protéger l’intégrité du barrage tout entier en cas de défaillance d’un tronçon. Ces avantages doivent toutefois être mesurés par rapport aux difficultés posées par le raccordement efficace des tronçons les uns aux autres. Les raccords interrompent le profil du barrage et, dans la mesure du possible, ne devraient pas coïncider avec le point de plus forte concentration d’hydrocarbure. Ils doivent être étudiés de manière à pouvoir être attachés et détachés facilement pendant le déploiement et lorsque les barrages sont dans l’eau.

De nombreux types de raccords de barrage sont proposés par les fabricants. Bien que la prévalence des raccords standard Unicon ou ASTM (American Society for Testing and Materials) ait réduit la variété, les nombreux modèles disponibles peuvent poser des difficultés lorsqu’il s’agit de joindre des barrages d’origines différentes. Il convient donc de faire attention à cet aspect lorsque des barrages sont commandés auprès de fournisseurs différents.

Les autres caractéristiques importantes sont la résistance à la traction, la facilité et la vitesse de déploiement, la fiabilité, le poids et le coût (Tableau 1). Il est essentiel qu’un barrage soit suffisamment robuste et durable pour l’usage prévu car il devra souvent tolérer une manipulation inexperte, divers effets de torsion, des débris flottants gros et lourds, et l’abrasion causée

par les rochers, les murs de quai ou les coraux (Figure 5). Sa structure doit être suffisamment résistante pour supporter les forces de l’eau et du vent lorsque le barrage est remorqué ou ancré. La facilité et la vitesse de déploiement, combinées avec la fiabilité, sont évidemment très importantes dans une situation qui évolue rapidement et peuvent influencer le choix effectué.

Certains barrages à prix bas sont conçus pour être utilisés une fois seulement, puis incinérés ou renvoyés au fabricant pour être recyclés. Un grand nombre des barrages robustes plus coûteux, à condition d’être correctement déployés et entretenus, peuvent être réutilisés à de multiples reprises. Les barrages nécessitent normalement d’être nettoyés après utilisation, ce qui peut s’avérer difficile pour certains modèles (Figure 6). Le nettoyage à la

5Figure 4 : La force du courant a causé le couchage du barrage, permettant à l’hydrocarbure de fuir sous la jupe.

5Figure 3 : Modes de défaillance des barrages. Les flèches indiquent la direction du courant. (D’après un diagramme dans Oil Science and Technology, avec l’autorisation de Merv Fingas).

5Figure 3a : Arrachement. 5Figure 3b : Sous-tirage.

5Figure 3d : Débordement.

5Figure 3c : Accumulation critique.

5Figure 3e : Submersion. 5Figure 3f : Couchage.


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vapeur ou aux solvants sont les méthodes les plus fréquemment utilisées mais, dans le deuxième cas, il est important de veiller à la compatibilité du produit chimique employé et du textile dont le barrage est constitué. Une récupération, un entretien et un stockage adéquats sont importants pour prolonger la durée de vie d’un barrage et veiller à ce qu’il soit toujours prêt à être déployé au pied levé. Certains barrages, particulièrement les modèles auto-gonflables, sont facilement endommagés par l’abrasion s’ils ne sont pas récupérés avec soin. Des kits de réparation d’urgence doivent toujours être à portée de la main pour les dégâts mineurs, sous peine de rendre inutilisable tout un tronçon, voire toute la longueur du barrage. Les dégâts majeurs infligés au textile du

barrage sont souvent difficiles à réparer et peuvent nécessiter le remplacement d’un tronçon entier. Un stockage adéquat des barrages est important afin de minimiser la dégradation à long terme du textile sous l’effet de températures élevées, de rayons ultraviolets ou de moisissure ; ces phénomènes sont toutefois moins problématiques avec certaines matières plus évoluées, comme le polyuréthanne ou le néoprène. Les barrages gonflables n’occupent qu’un petit espace de stockage lorsque dégonflés, tandis que les barrages à flotteurs solides sont encombrants. Ce facteur doit être pris en compte pour le transport des barrages sur le site et lorsque l’espace de stockage est limité, comme par exemple à bord d’une embarcation.

5Figure 5 : Un barrage peut être facilement endommagé lorsque déployé. Des inspections régulières sont requises pour veiller à ce que son efficacité soit maintenue tout au long du cycle de marée.

5Figure 6 : Les hydrocarbures piégés derrière les flotteurs externes d’un barrage barrière peuvent être particulièrement difficiles à nettoyer.

5Tableau 1 : Caractéristiques des principaux types de barrage.

Type de barrage

Méthode de flottaison Stockage Suivi des

vaguesArrimé ou remorqué ?

Facilité de nettoyage

Coût relatif Usage préféré

Barrage rideau

GonflableCompact quand dégonflé

Bon L’un ou l’autre Facile Élevé Zone littorale ou large

Mousse solide Encombrant Raisonnable Arrimé Facile Faible à moyen

Eaux littorales abritées, par ex. ports

Barrage barrière

Flotteurs mousse externes

Encombrant Mauvais Arrimé

Moyenne à difficile. L’hydrocarbure peut être piégé derrière le flotteur externe ou dans les joints des chambres.

FaibleEaux abritées (par ex. ports, ports de plaisance)

Barrage échouable

Chambre supérieure gonflable, chambres inférieures remplies d’eau

Compact quand dégonflé

Bon Arrimé

Moyenne. L’hydrocarbure peut être piégé dans les joints des chambres.

Élevé

Le long des littoraux intertidaux abrités (vagues non déferlantes)


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Forces exercées sur les barrages

Pour estimer la force approximative F (kg) exercée sur un barrage d’une superficie immergée A (m²) par un courant à une vitesse V (m.s-1), la formule suivante peut être utilisée :

F = 100 x A x V²

Ainsi, la force approximative qui agit sur 100 mètres de barrage avec jupe de 0,6 mètre dans un courant de 0,25 m.s-1 (0,5 nœud) devrait être :

F = 100 x (0,6 x100) x (0,25)² ≈ 375 kg (force)

D’après le graphe de la Figure 7, on constate que doubler la vitesse du courant impliquerait une multiplication par quatre de la charge. La force approximative exercée par le vent directement sur le franc-bord du barrage peut également être considérable. À des fins d’estimation de cette force du vent, la formule ci-dessus peut être employée en partant du principe que des pressions plus ou moins équivalentes sont créées par un courant d’eau et une vitesse du vent 40 fois supérieure. Par exemple, la force approximative qui agit sur 100 mètres de barrage avec un franc-bord de 0,5 mètre soumis à un vent de 7,5 m.s-1 (15 nœuds) serait :

F = 100 x (0,5 x100) x (7,5/40)² ≈ 175 kg (force)

Dans les exemples ci-dessus, les forces combinées du courant et du vent seraient égales à environ 550 kg s’ils agissaient dans la même direction sur une barrière rigide. Dans la pratique, le barrage serait positionné en biais par rapport au flux pour former une courbe et modifier ainsi l’ampleur et la direction des forces (voir également le Tableau 2, page 9). Ces calculs donnent une indication des forces et facilitent la sélection des ancrages ou des embarcations de remorquage. Lorsqu’un barrage est remorqué, sa vitesse dans l’eau devrait être saisie en tant que vitesse V dans la formule donnée en début de section.

Les forces exercées sur les barrages par les vagues non déferlantes ou la houle sont généralement insignifiantes. À condition que le barrage ait le degré de flexibilité requis, il peut suivre le mouvement superficiel de l’eau sans grandes conséquences. Cependant, lorsqu’une vague se brise contre un barrage, la charge immédiate qui en résulte peut causer son déchirement si la résistance en tension et celle du textile sont insuffisantes.

Déploiement des barrages

Le déploiement de barrages peut être une opération difficile et potentiellement dangereuse. Le mauvais temps et les mers agitées restreignent les opérations, tandis que la manipulation d’équipement mouillé et huileux sur des embarcations qui tanguent et roulent est difficile et peut présenter des risques pour le personnel. Même par conditions calmes idéales, il est important que les opérations soient bien préparées et contrôlées afin de minimiser ces risques et les possibilités d’endommagement du barrage. Une stratégie adéquate devrait être établie dans le cadre du processus de planification des interventions d’urgence. Les conditions locales, les sites de déploiement, les types et longueurs de barrage disponibles, les configurations de barrage appropriées et la disponibilité de navires et autres ressources devraient être entièrement pris en compte avant qu’un accident ne se produise. L’installation de points d’ancrage de barrage

fixes devrait également être envisagée dans les cas appropriés et leurs positions notées dans un plan d’intervention d’urgence. La planification est particulièrement pertinente pour les terminaux pétroliers et installations analogues, où tant la source que l’ampleur la plus probable d’un déversement peuvent être prévues. Des exercices de déploiement de barrage devraient être effectués régulièrement afin que le personnel d’intervention soit parfaitement familiarisé avec les procédures opérationnelles.

Barrages remorqués L’étalement rapide des hydrocarbures sur une zone importante rend leur confinement et leur récupération en mer particulièrement problématiques. Pour tenter d’empêcher l’étalement et de confiner l’hydrocarbure afin de maximiser la probabilité de rencontre pour les récupérateurs, des barrages longs configurés en U, V ou J peuvent être remorqués par deux navires (Figure 8). Par exemple, un barrage remorqué de 300 mètres peut permettre de balayer une largeur d’eau pouvant atteindre 100 mètres. Des dispositifs de récupération adaptés et un espace de stockage suffisant à bord sont essentiels au succès global de l’opération. Les récupérateurs peuvent être déployés de l’un des remorqueurs ou d’un troisième navire derrière le barrage (Figure 9). Les systèmes combinés confinement-récupération, avec récupérateurs incorporés dans la face du barrage, sont rarement déployés de nos jours en raison de leur complexité et du fait qu’ils ne peuvent récupérer qu’un nombre limité d’hydrocarbures. L’utilisation de récupérateurs est traitée plus en détail dans un autre Guide d’Informations Techniques.

Les hydrocarbures peuvent s’échapper plus facilement sous les raccords non flexibles entre les tronçons du barrage. Par conséquent, pour réduire les fuites au minimum, il est important de veiller à qu’il n’y ait pas de raccords à l’apex du barrage lors du remorquage d’un barrage en tronçons configuré en U, V ou J. Avec une configuration en U, ce problème est atténué en utilisant un nombre impair de tronçons. Pour éviter les tensions

15,000

20 000

25 000

Jupe de 0,6 m

0

5 000

10 000

15 000

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5

Forc

e (k

g)

Courant (ms-1)

Forces exercées sur des barrages de 100 m de diverses hauteurs de jupe

Jupe de 0,4 m Jupe de 0,8 m Jupe d’1 m

5Figure 7 : Forces exercées sur une longueur de barrage de 100 mètres avec diverses hauteurs de jupe, montrant une hausse exponentielle correspondant à l’accélération des courants.


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excessives et l’arrachement, les barrages ne doivent pas être fixés directement aux navires remorqueurs. Il convient plutôt d’employer des câbles de longueur suffisante entre les extrémités du barrage et le navire remorqueur, généralement de 50 mètres ou plus pour tracter un barrage de 300 mètres.

L’observation est le meilleur moyen de juger de la performance d’un barrage. Les hydrocarbures perdus sous le barrage apparaitront sous forme de globules ou de gouttelettes remontant derrière le barrage. Des irisations peuvent être présentes, même si le barrage fonctionne correctement. La formation de tourbillons derrière le barrage indique qu’il est remorqué trop vite.

Afin de maximiser la performance, les navires devraient pouvoir maintenir à la fois la configuration correcte des barrages tractés et les vitesses très basses requises dans l’eau, c’est-à-dire une vitesse inférieure à la vitesse de fuite. Pour cela, chacun des deux navires remorqueurs doit avoir au moins la moitié de la puissance totale nécessaire pour remorquer le barrage à la

vitesse maximale possible pour retenir les hydrocarbures, et doit pouvoir manœuvrer à des vitesses suffisamment faibles. À titre indicatif, chaque cheval d’un moteur en-bord correspond à sa capacité à fournir un effort de traction de 20 kg. Les unités de propulsion doubles, les propulseurs d’étrave et de poupe et les hélices à pas variable sont utiles. Par ailleurs, une zone de travail ouverte et basse sur le pont arrière, équipée d’un treuil, de matériels de levage ou d’un touret, est nécessaire pour la manipulation de barrages encombrants et lourds. L’expérience a toutefois démontré qu’en raison de leur exposition, les ponts de ces navires peuvent être dangereux pour l’équipage par mer agitée.

Le point de remorquage idéal à bord du navire doit être trouvé au moyen d’essais et peut nécessiter d’être modifié selon la trajectoire et la direction du vent. Par exemple, un navire à hélice unique remorquant de la poupe aura du mal à manœuvrer, et remorquer à partir d’un point avancé du navire est préférable. De bonnes communications entre les deux remorqueurs doivent

5Figure 8 : Barrage gonflable déployé en U entre deux navires pour confiner un pétrole brut lourd. La récupération de l’hydrocarbure assurera le succès de l’opération de dépollution.

5Figure 9 : Barrage rideau employé en configuration en V par deux remorqueurs avec un navire écrémeur distinct à l’apex.

5Figure 10 : Système de récupération à un seul navire employant une courte longueur de barrage rideau déployée à partir d’un catamaran de dépollution, dans un pétrole brut très émulsionné

5Figure 11 : Bien que suffisamment flexible pour suivre le mouvement des vagues, le barrage est remonté sous l’effet de la houle à l’endroit où il est attaché à la coque, permettant potentiellement à l’hydrocarbure de s’échapper au niveau de l’apex.


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5Figure 12 : Barrage gonflable ancré autour d’une épave partiellement coulée pour confiner une fuite potentielle d’hydrocarbures de soute.

5Figure 13 : Barrage rideau déployé devant la prise d’eau de refroidissement d’une centrale thermique.

être maintenues pour qu’ils puissent évoluer à la même vitesse et d’une manière contrôlée et coordonnée. Des aéronefs équipés de communications air-mer peuvent également être utilisés pour coordonner le mouvement et les activités des navires, ainsi que pour les diriger vers les zones les plus épaisses de la nappe.

Un seul et même navire peut prendre en charge les rôles multiples de confinement, récupération, séparation et stockage des hydrocarbures. Un barrage flexible attaché à un tangon (Figure 10) ou un bras rigide (sweeping arm) peut être utilisé pour confiner l’hydrocarbure et en permettre la récupération. Quel que soient les systèmes de récupération et de confinement tractés, dans la houle des hydrocarbures peuvent malgré tout s’échapper d’un barrage fixé rigidement au navire (Figure 11). Les systèmes à un seul navire sont plus flexibles que ceux, plus complexes, à plusieurs embarcations, bien que la largeur de balayage des hydrocarbures soit plus ou moins limitée à celle du navire. Si cette largeur est trop importante, l’installation peut devenir encombrante et prédisposée à être endommagée par mauvais temps. Cette restriction de largeur peut être de moindre importance lorsque l’hydrocarbure flottant a été entraîné en bandes parallèles étroites.

En raison des limitations de performance des barrages, conjuguées avec les contraintes supplémentaires imposées par l’utilisation de récupérateurs, les opérations de confinement et de récupération en mer ne sont jamais que partiellement réussies.

Barrages ancrés Dans de rares cas, il peut être approprié d’ancrer les barrages pour confiner l’hydrocarbure déversé à proximité d’une source, par exemple un navire qui fuit (Figure 12). Les eaux peuvent cependant être trop exposées et les courants trop forts pour que ces barrages soient efficaces, et l’ancrage en eau profonde peut être difficile. Par ailleurs, un barrage positionné près de la source peut générer un risque d’incendie et entraver les tentatives d’endiguement de la fuite ou de sauvetage du navire. Même par mer calme, d’importants rejets instantanés d’hydrocarbures peuvent facilement submerger un barrage et le rendre inefficace. Cela est particulièrement vrai pour les hydrocarbures légers, qui se dissipent normalement naturellement et plus efficacement sans barrage.

Il est plus fréquent que des barrages soient déployés près du littoral pour protéger les zones sensibles, notamment les estuaires, les

marais, les mangroves, les zones aménagées et les prises d’eau (Figure 13). Dans la pratique, il n’est pas toujours possible de protéger tous ces sites. Une planification méthodique doit donc se préoccuper en premier lieu d’établir les zones pour lesquelles un barrage pourra être efficace, puis de mettre ces barrages en place par ordre de priorité.

Une inspection aérienne peut être utile pour déterminer les sites potentiellement adaptés à la pose de barrages, y compris les points d’accès. Lors de la sélection d’un lieu et d’une méthode de déploiement, des compromis entre diverses exigences contraires peuvent être nécessaires. Par exemple, bien qu’il soit souhaitable de protéger tout un fleuve, l’estuaire peut être trop large ou les courants trop forts pour que cela soit possible, particulièrement si l’influence des marées est importante. Un fort débit sortant des fleuves ou estuaires peut rendre inutile le déploiement de barrages contre les hydrocarbures provenant de la mer.

Dans certains cas, il conviendra de rechercher un lieu plus adapté en amont, en tenant compte des besoins d’accès pour le déploiement du barrage et le retrait de l’hydrocarbure récupéré. À défaut d’être collecté au fur et à mesure qu’il arrive à la position prévue sur le littoral, l’hydrocarbure s’accumulera et évoluera vers le centre du fleuve, où des courants plus forts risquent de l’entraîner sous le barrage.

Il est souvent préférable d’utiliser des barrages pour dévier l’hydrocarbure vers des eaux relativement calmes (Figure 14) où il peut être récupéré, plutôt que de tenter le confinement. Comme le montre le Tableau 2, il est possible de dévier un hydrocarbure flottant même dans un courant de 1,5 m.s-1 (3 nœuds), aux endroits où un barrage positionné à angle droit par rapport à l’écoulement ne réussirait pas à le confiner. Selon ce principe, un fleuve peut être protégé en plaçant un barrage en biais par rapport au sens de l’écoulement. Pour maintenir une voie navigable ou pour dévier un hydrocarbure d’un côté du fleuve vers l’autre afin d’en faciliter la récupération, deux sections de barrage peuvent être positionnées en épi sur chaque rive, en tenant compte de l’inversement du flux des marées.

Il est crucial qu’un barrage soit correctement ancré puisque sa bonne performance exige que l’angle de déflexion reste approprié pour la force du courant qui prévaut. Pour maintenir cet angle et empêcher la formation dans le barrage de poches qui piègeront l’hydrocarbure, des points d’ancrage fréquents peuvent être


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nécessaires, bien que la pose d’ancrages multiples puisse ne pas être pratique en cas d’urgence. La formule de calcul des forces donnée à la page 6 peut être utilisée en conjonction avec les Tableaux 2 et 3 pour obtenir une idée de la taille et du nombre minimum d’ancrages requis pour retenir un barrage dans un courant d’une force connue, en tenant compte de l’effet maximum probable du vent. Les ancres de type Danforth ou les ancres plates sont efficaces sur les substrats sableux ou vaseux (Figure 15), tandis que les ancres à jas ou les grappins sont préférables sur les fonds rocheux. Si le temps n’est pas compté, des blocs de béton peuvent être coulés. De tels corps-morts fournissent des points d’arrimage pratiques et fiables mais leur poids à l’air doit être égal à au moins trois fois la charge prévue, pour compenser leur flottabilité dans l’eau de mer. Un navire équipé de matériels de levage est nécessaire pour la manipulation d’ancrages lourds.

Quel que soit le type d’ancrage utilisé, il est important de sélectionner la longueur des lignes de mouillage en fonction de la profondeur de l’eau, de la houle et de l’amplitude de marée attendues (Figure 16). Si les lignes sont trop courtes, le barrage ne tiendra pas bien dans l’eau et l’effet d’arrachement produit par les vagues sur les lignes risque de déplacer les ancrages ou d’endommager les barrages. Inversement, si les lignes sont trop longues, la configuration pourra difficilement être maintenue. Une longueur de chaîne lourde entre l’ancre et la ligne améliore considérablement le pouvoir de tenue d’une ancre, tandis qu’un flotteur intermédiaire entre le barrage et l’ancre permet d’éviter

5Figure14 : Barrage utilisé en deflection pour dévier l’hydrocarbure vers le littoral où il sera récupéré (© Norwegian Coastal Administration).

5Figure 15 : Ancrage typique d’un barrage. Le même système serait employé à des intervalles réguliers le long du barrage.

la submersion de l’extrémité du barrage. De même, un lest suspendu aux lignes de mouillage les empêche de flotter à la surface lorsqu’elles ne sont pas tendues.

Les postes d’amarrage magnétiques permettent au barrage d’être attaché directement à la coque d’un navire. Les compensateurs de maré permettent le mouvement vertical du barrage tout au long du cycle de marée lorsqu’il est attaché à un poste prédéterminé, par exemple à l’entrée d’un port.

Lorsqu’un barrage est déployé à partir du littoral, il est souvent possible d’utiliser des éléments fixes déjà en place, notamment des arbres ou des rochers. Sur un littoral dépourvu de ce type d’éléments, des pieux multiples (Figure 17) ou un objet enfoui, comme une un tronc d’arbre, constituent un excellent point d’ancrage. Les barrages échouables lestés à l’eau sont les plus adaptés à cet environnement car leur conception permet le confinement pendant le cycle de marée. Il convient toutefois d’accorder un soin particulier au positionnement de ces barrages préalablement au lestage car ils sont difficiles à manipuler au sol une fois remplis (Figure 18). Les barrages échouables sont souvent utilisés en conjonction avec un barrage rideau.

Les décisions prises quant aux aspects exposés ci-dessus peuvent être combinées en un plan de pose spécifique, qui établit les postes d’ancrage, les points de récupération de l’hydrocarbure, les voies d’accès, ainsi que la longueur et le type de barrage pour un lieu particulier. Avant d’être incorporés dans les plans d’intervention d’urgence locaux, ces plans de pose devraient être mis à l’essai dans diverses conditions de marée afin de s’assurer que les arrangements prévus donneront les résultats escomptés.

5Tableau 2 : Angles de déploiement maximum des barrages à tension par le bas par rapport au sens de l’écoulement, pour différentes forces de courant, afin d’empêcher la fuite de l’hydrocarbure. Les calculs reposent sur une vitesse de fuite de 0,7 nœud (0,35 m/s) à 90°.

5Tableau 3 : Force de tenue des ancres de type Danforth dans la vase, le sable ou le gravier, et l’argile.

Force du courant Angle max.(nœuds) (m/s) (degrés)

0,7 0,35 90

1,0 0,5 45

1,5 0,75 28

2,0 1,0 20

2,5 1,25 16

3,0 1,5 13

Poids de Force de tenue (kg force)l’ancre

(kg) Vase Sable Argile

15 200 250 300

25 350 400 500

35 600 700 700


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La configuration d’un barrage change au gré des vents, des courants et des marées, et des vérifications et modifications fréquentes des ancrages sont nécessaires. Les hydrocarbures et les débris confinés doivent être éliminés rapidement, à défaut de quoi la performance et les avantages du barrage seront sérieusement compromis. Si la température atmosphérique est élevée de jour et basse de nuit, il est important de tenir compte de la dilatation/contraction de l’air dans les barrages gonflables. Il peut ainsi être nécessaire de libérer de l’air le jour et de regonfler le barrage la nuit. Les barrages étant vulnérables aux dommages liés à la circulation maritime, notamment de nuit, certaines précautions peuvent être prises pour réduire ces risques. Il peut s’agir, par exemple, de notifier les marins et de marquer les barrages de voyants lumineux. Les barrages de couleurs vives sont plus visibles de jour et se voient mieux sous les éclairages de nuit.

En plus de l’interception ou de la déviation des hydrocarbures, les barrages anti-pollution peuvent être employés dans des zones abritées, où des hydrocarbures se sont accumulés naturellement, afin d’en empêcher tout mouvement si les conditions venaient à changer (Figure 19).

5Figure 16 : L’utilisation d’une amarre trop courte a entraîné la mise en suspension du barrage à marée basse, permettant à l’hydrocarbure de passer au-dessous. Un ajustement régulier des amarres serait nécessaire pour maintenir le barrage à une position efficace tout au long du cycle de marée. Des amarres coulissantes seraient plus efficaces dans ce scénario.

5Figure 17 : Pieux d’amarrage pour tenir le barrage en place sur un littoral sans arbres ni autres points d’ancrage naturels.

5Figure 18 : Barrage échouable déployé dans un estuaire. Les chambres à eau inférieures permettent au barrage de reposer sur le littoral à marée basse. Ici, des tronçons de barrage échouable sont reliés à des tronçons de barrage rideau gonflable.

5Figure 19 : Hydrocarbure semi-solide retenu contre le littoral par un tronçon de barrage gonflable pour faciliter la récupération.

Cela permet non seulement de minimiser l’étendue de la contamination, mais aussi de contrôler la collecte des hydrocarbures ainsi piégés. Les barrages peuvent en outre faciliter le nettoyage du littoral en confinant les hydrocarbures lessivés des plages et des rochers, par exemple par les opérations de flushing ou de nettoyage à haute pression. Ils permettent de concentrer les hydrocarbures et de les déplacer vers les dispositifs de récupération. Dans certaines circonstances, de simples barrages absorbants jetables peuvent être employés pour récupérer les minces films d’hydrocarbure, mais leur usage doit être étroitement contrôlé. L’utilisation de matériaux absorbants est traitée plus en détail dans un Guide d’Informations Techniques séparé.

Autres systèmes

Des barrages à bulles d’air permanents ont été mis en place pour protéger les ports, lorsque les courants sont relativement faibles et que des barrages flottants gêneraient le mouvement des navires. Un rideau montant de bulles est produit par pompage d’air dans une canalisation posée sur le fond marin. Les bulles d’air créent


un contre-courant à la surface, qui retient l’hydrocarbure contre un flux d’eau pouvant atteindre 0,35 m.s-1 (0,7 nœud). L’efficacité de ce type de barrage est toutefois limitée aux fines couches d’hydrocarbure par mer calme, car même un vent léger peut causer la fuite de l’hydrocarbure. Par ailleurs, les systèmes les plus simples nécessitent des compresseurs de taille pour fournir suffisamment d’air. Des contrôles réguliers de ces systèmes sont essentiels pour veiller à ce que les perforations pratiquées dans les canalisations ne soient pas bloquées par du limon ou des organismes marins.

À défaut d’équipement spécial, les hydrocarbures peuvent être confinés ou récupérés au moyen de systèmes improvisés réalisés à partir des matériaux disponibles localement. Des barrages ancrés peuvent être construits à partir de bois, de bidons d’huile, de tuyaux d’incendie gonflés, de pneus en caoutchouc ou de

L’essentiel

• Établir les priorités de protection afin de maximiser l’efficacité des barrages disponibles. • Décider si les zones sélectionnées peuvent être protégées par des barrages remorqués ou ancrés.• Obtenir autant d’informations que possible sur les courants, les marées et les vents.• Calculer les forces susceptibles d’être exercées sur les barrages.• Passer en revue les modèles de barrages disponibles et sélectionner le mieux adapté aux conditions

d’utilisation prévues.• Tenir compte de la fiabilité, de la facilité, de la vitesse de déploiement et des arrangements concernant

le stockage, l’entretien et la réparation.• Sélectionner des embarcations adaptées pour le remorquage et penser à la logistique nécessaire

en soutien des opérations en mer.• Identifier les lieux pour un déploiement optimal du barrage et élaborer, puis vérifier les plans de

pose à incorporer dans les plans d’intervention d’urgence nationaux et locaux.• Assurer la formation complète du personnel et l’entretien de leurs compétences par le biais d’exercices

pratiques.• Apprécier les limitations des barrages pour le confinement des hydrocarbures et être conscients

de la nécessité d’improviser si nécessaire.

filets de pêche garnis de paille (Figure 20). Dans les eaux peu profondes, des pieux peuvent être enfoncés dans le fond pour soutenir des cloisons ou tapis constitués de sacs, de roseaux, de bambous ou autres matières (Figure 21). Dans ces cas, le barrage ou la barrière peut également servir d’absorbant pour faciliter la récupération des hydrocarbures.

Sur les longues plages sableuses, des barres de sable peuvent être construites dans les eaux peu profondes, au moyen de bulldozers, pour intercepter les hydrocarbures qui évoluent le long du littoral ou pour les empêcher de pénétrer dans les estuaires étroits ou les lagunes. Ces barrages doivent toutefois être employés avec prudence car ils nécessitent un effort considérable, peuvent être rapidement entraînés par les courants ou les marées successives et pourraient éventuellement endommager la structure ou l’écologie de la plage.

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5Figure 20 : Barrage improvisé à partir de filets et de paille. Bien que l’on ne s’attende pas à ce qu’il survive plus d’un cycle de marée, il peut néanmoins servir à réduire la contamination du littoral par les hydrocarbures flottants arrivants.

5Figure 21 : Barrière filtrante construite à partir de coquilles d’huîtres, retenues en place par des pieux et des filets.


GUIDES D’INFORMATIONS TECHNIQUES

1 Observation aérienne des déversements d’hydrocarbures en mer

2 Devenir des déversements d’hydrocarbures en mer 3 Utilisation des barrages dans la lutte contre la

pollution par les hydrocarbures 4 Utilisation des dispersants dans le traitement des

déversements d’hydrocarbures 5 Utilisation des récupérateurs dans la lutte contre

la pollution par les hydrocarbures 6 Reconnaissance des hydrocarbures sur les

littoraux 7 Nettoyage des hydrocarbures sur les littoraux 8 Utilisation de matériaux absorbants dans la lutte

contre la pollution par les hydrocarbures 9 Traitement et élimination des hydrocarbures et

des débris 10 Direction, commandement et gestion des

déversements d’hydrocarbures 11 Effets de la pollution par les hydrocarbures sur les

pêches et la mariculture 12 Effets de la pollution par les hydrocarbures sur les

activités sociales et économiques 13 Effets de la pollution par les hydrocarbures sur

l’environnement 14 Échantillonnage et suivi des déversements

d’hydrocarbures en mer 15 Préparation et soumission des demandes

d’indemnisation pour les dommages dus à la pollution par les hydrocarbures

16 Planification d’urgence en cas de déversement d’hydrocarbures en mer

17 Intervention en cas d’accident chimique en mer

L’ITOPF est une organisation à but non lucratif, fondée au nom des armateurs du monde entier et de leurs assureurs. Sa mission : contribuer à l’efficacité des interventions de lutte contre la pollution en cas de déversements en mer d’hydrocarbures, de produits chimiques et autres substances dangereuses. De l’intervention d’urgence à la formation, l’éventail de services proposés comprend également l’apport de conseils techniques en matière de nettoyage, l’évaluation des dommages causés par la pollution et l’aide à la préparation de plans d’intervention en cas de déversement. Source d’informations exhaustives sur la pollution marine par les hydrocarbures, l’ITOPF publie ce document dans le cadre d’une série de guides basés sur l’expérience de son personnel technique. L’information qu’il contient peut être reproduite avec la permission expresse préalable de l’ITOPF. Pour tout renseignement complémentaire, merci de vous adresser à :

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UTILISATION DES BARRAGES DANS LA LUTTE … · grand barrage robuste et onéreux, dont la mise en place au large peut nécessiter le recours à des tourets, des grues ou des navires