Centrale hydroélectrique de Taum Sauk

En 1953, la Union Electric Company a commencé à rechercher un site où construire une nouvelle installation de stockage- pompage. En 1958, les responsables de la compagnie avaient décidé de se concentrer sur des sites avec au moins 91 m de dénivelé vertical, pour utiliser un réservoir de stockage assez petit.

L'entreprise de génie civil Sverdrup-Parcel & Associates (en) avait l’intention de recommander Taum Sauk Mountain comme site, en partie parce qu’il s’agissait du point le plus élevé du Missouri à 534 m (1 752 pieds), mais le projet a alors suscité une forte opposition politique et citoyenne en raison de son potentiel impact paysager (ce secteur a ensuite été intégré à un parc national). La montagne Proffit, située non loin de là, s'est avérée être une bonne alternative, par son altitude comparable de 520 m (soit le 6ème plus haut sommet du Missouri) et sa proximité de la fourche est de la Black River ainsi que du réseau de transport d'électricité existant, situé à 43 km[4].

La construction de la centrale de Taum Sauk a commencé en 1960 sous la responsabilité de Fruin-Colnon Construction, et de l'Utah Construction and Mining Company (en). La centrale est entrée en service en 1963 avec deux groupes pompe-turbine réversibles pouvant générer chacun 175 MW. La Federal Power Commission (prédécesseur de la Federal Energy Regulatory Commission) n’avait pas eu à délivrer de licence à ce dernier, car Union Electric affirmait que la FPC n’avait pas compétence sur les eaux non-navigables où la centrale avait été construite. Un procès a opposé FPC à Union Elec. (Co., 381 US 90 ; 1965) et la Cour suprême des États-Unis a estimé que le FPC était compétent et que Taum Sauk avait besoin d'une licence FPC. Le projet ayant été jugé correctement conçu bien que construit sans supervision fédérale, il a rétroactivement reçu une licence[9] - [10].

À son achèvement, la centrale de Taum Sauk était de loin le plus grand entrepôt à stockage par pompage en Amérique du Nord et considérée comme une étape importante du développement de la technologie de stockage par pompage. Ses turbines-pompes étaient alors les plus grandes jamais construites. Entre autres caractéristiques remarquables, on nota sa charge hydraulique exceptionnellement élevée (établissant le record aux États-Unis pour l’époque, dépassant de loin tous les précédents projets de stockage-repompage du pays), sa grande capacité de stockage ( « première des grandes stations de stockage-repompage de grande capacité à être opérationnelle aux États-Unis » [11]), une capacité de démarrage immédiate, la possibilité d'être exploitée à distance (fonctionnalité unique en son temps) par des opérateurs humains situés à 90 à 120 miles de distance (depuis Saint-Louis ou la centrale électrique d'Osage située sur le barrage de Bagnell), ou même de fonctionner entièrement automatiquement, sans intervention humaine. Taum Sauk a également été la première centrale fonctionnant exclusivement sur le stockage-repompage aux États-Unis[4].

En juillet 1972, les groupes motopompes-turbines ont été améliorés, passant de 175 MW à 204 MW chacun, ce qui porte la puissance globale de la centrale de 350 à 408 MW[2] - [12].

De 1998 à 1999, les turbines des deux groupes ont été modernisées, ce qui a encore permis d’améliorer les débits et d’augmenter la puissance à 225 MW par unité (450 MW au total)[13] - [12].

Des fuites mineures dans le réservoir ont conduit à la construction d'un petit bassin de collecte et d'une station de pompage renvoyant l'eau des fuites dans le réservoir. Ensuite, pour réduire les fuites, une entreprise spécialisée (Geo-Synthetics) a posé une couche de revêtement protecteur dans le réservoir lui-même, du 13 septembre au 15 novembre 2004[14].

En octobre 2005, quelques mois avant la défaillance du réservoir supérieur, la centrale a été classée dans la liste IEEE Milestone[15]. Le site a été reclassé en 2010 après l'achèvement du nouveau barrage réservoir supérieur[16].

En 2005, une grande partie du réservoir supérieur s'est effondrée, drainant plus d'un milliard de gallons américains (3,8 gigalitres) d'eau en moins d'une demi-heure.

Une large bande de forêt dense a été emportée, jusqu'à la mise au jour de la roche-mère sous-jacente par le torrent d'eau. Source: FERC

Des photos aériennes montrent le réservoir supérieur avant (en haut) et après (en bas) sa défaillance.

Le 14 décembre 2005 à 5 h 12, le niveau d'eau dépasse le côté nord-ouest du réservoir supérieur, de l’eau continuant à être pompée du réservoir inférieur après que le réservoir supérieur ait été rempli.

Ceci a conduit à la défaillance catastrophique d’une section triangulaire de la paroi du réservoir et à la libération de 3,8 GL d'eau en 12 min.

Une vague de 6 m de haut se précipite alors dans la vallée vers la fourche est de la Black River.

Une combinaison de défauts de conception et de construction a fait que le barrage continuait à être exploité alors que l'on savait que le système principal de mesure du niveau d'eau n'était plus fonctionnel (des tuyaux s'étant détachés), et que le système de mesure secondaire « à sécurité intégrée » avait été déplacé au-dessus de la hauteur réelle du barrage pour éviter les faux positifs. Le barrage fonctionait ainsi de manière non sûre et était régulièrement surchargé, cette fois jusqu'au débordement[17] - [2]. Il n'y avait aucun déversoir de trop-plein autour du réservoir d'origine.

Ce n'était pas le premier débordement de cette installation ; un mémo écrit par Richard Cooper, surintendant de la centrale hydroélectrique Ameren Taum Sauk, indiquait que le réservoir avait présenté un débordement qualifié de « chutes du Niagara » le 27 septembre au même endroit (site où la brèche s'est créé) en raison de l'action des vagues induites par l'ouragan Rita.

Un autre mémo de Cooper indiquait que ce dernier avait averti que les indicateurs utilisés pour surveiller le niveau d'eau dans le réservoir fonctionnaient mal en octobre.

Par chance, personne n'a été tué lors de l'accident. Seul Jerry Toops (directeur des parcs de Johnson et du parc de Taum Sauk), son épouse et ses trois enfants ont été touchés par le flot issu de l'effondrement de la digue. Ils ont été blessés mais ont survécu. Les enfants ayant été transportés dans un hôpital de Saint-Louis ; l'un d'entre eux a été soigné pour des brûlures graves causées par des compresses chauffantes appliquées par des secouristes pour le traitement de l'hypothermie.

Le barrage du réservoir inférieur était conçu pour contenir une grande partie de la capacité du réservoir supérieur, et il a résisté à l’inondation. En stockant l'essentiel du déluge d'eau, il a épargné les villes situées en aval, notamment Lesterville et Centerville. Un ordre d'évacuation volontaire avait été émis pour ces zones, qui ont finalement été épargnées des dégâts. Les hautes eaux ont été stoppées au lac Clearwater (en), dont le barrage a résisté[18].

La Federal Energy Regulatory Commission (FERC) a condamné Ameren à une amende de 15 millions de dollars aux termes d'un règlement relatif à l'infraction commise à Taum Sauk. 10 millions d'amendes pénales et 5 millions destinés à « des améliorations apportées au projet Taum Sauk ou à sa proximité »[19]. L’amende de 15 millions de dollars était la plus importante amende de l’histoire de la FERC, 30 fois plus élevée que celle de 500 000 $, l’ancien record[4].

L'État du Missouri a aussi poursuivi Ameren en lui réclamant des dommages-intérêts, alléguant qu'Ameren avait été imprudente dans l'exploitation de la centrale[20] - [21].

La patrouille autoroutière du Missouri a remis au procureur général du Missouri en juin 2007 un rapport d'enquête « qui n'a pas nommé de suspect » et le procureur général a déclaré qu'il n'y aurait aucune accusation pénale. Selon des informations parues dans la presse, Ameren n'aurait pas fourni l'identité de la personne qui aurait déplacé les jauges destinées à empêcher les dépassements, mais qui aurait aussi remis les jauges en place avant le passage des enquêteurs[22] - [23].

La radio KMOX de Saint-Louis a annoncé que l'US Environmental Protection Agency (en) assistée par le bureau du procureur américain avait ouvert une enquête sur les violations du Clean Water Act et avait demandé le rapport de la Highway Patrol[24].

La Commission du service public a rouvert son enquête (sur la base du rapport de la patrouille routière) et a ensuite conclu que l'accident était un échec de la direction d'Ameren, déclarant :

... la Commission ne peut que conclure que la perte de la centrale de Taum Sauk était due à une imprudence de la part d'UE (filiale d'Ameren AmerenUE). UE était bien consciente des résultats catastrophiques susceptibles de se produire si l'UR (Upper Reservoir) était dépassé par un pompage excessif. UE savait ou aurait dû savoir que stocker de l'eau contre le mur de parapet d'un barrage en enrochement était « sans précédent ». UE savait ou aurait dû savoir que le fait de fonctionner avec un franc-bord de seulement un ou deux pieds ne laissait aucune marge d'erreur et nécessitait un contrôle particulièrement précis du niveau d'eau de l'UR. Compte tenu de ces circonstances, la décision de l'UE de poursuivre l'exploitation de Taum Sauk après la découverte de la défaillance du système d'ancrage de la tuyauterie de jauge et du manque de fiabilité des piézomètres sur lequel le système de contrôle était basé est franchement au-delà de l'imprudence – elle est inconsciente. UE savait également ou aurait dû savoir que les sondes Warrick supérieures avaient été replacées au-dessus du point le plus bas au sommet de l'UR. (Rapport PSC page 71, définitions des acronymes ajoutées)

Ameren disposait d'un délai de 90 jours à compter de la date du rapport pour informer la commission de la manière dont elle compte respecter les recommandations du rapport, notamment une règle de dénonciation, une modification de la structure de gestion de la sécurité, la comptabilité financière pour la reconstruction du réservoir supérieur et un point unique de gestion pour la reconstruction[25] - [26].

Fin 2011, Ameren aurait versé près de 200 millions de dollars au total à la suite de l'accident de 2005[27] - [28].

Les autorités fédérales de réglementation ont approuvé le plan de reconstruction du réservoir proposé par Ameren..

Les travaux de démolition et reconstruction démarrent fin 2007. Contrairement à l'original, la structure reconstruite est entièrement faite de béton compacté au rouleau. Outre une meilleure instrumentation de détection de remplissage, il comprend un déversoir conçu pour gérer un débordement égal à la capacité maximale des unités de pompage et un système vidéo pour surveiller le niveau d'eau. Le coût de la reconstruction du réservoir (estimé à 490 millions de dollars) a été partiellement couvert par l'assurance. Il était interdit au service public de facturer aux clients le remboursement de tous les coûts de l'accident.

Le 27 février 2010, l'eau a pu à nouveau être pompée dans le nouveau réservoir, des ingénieurs surveillant la réponse de la nouvelle construction en y faisant monter et baisser le niveau de l'eau à plusieurs reprises.

L'approbation finale requise de la FERC pour le « retour à des opérations de projet normales » a été reçue le 1^er avril 2010.
Le service public a satisfait aux critères d'exploitation en service de la commission du service public du Missouri le 15 avril et l'installation a produit à nouveau de l'électricité le 21 avril 2010[6]. Le nouveau barrage a été récompensé par la United States Society on Dams (en) avec son « Prix d'excellence dans le projet construit »[7]. Le 27 septembre 2010, l'IEEE a redéfini la centrale en tant qu'IEEE milestone[16].

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  Une photo aérienne montre les progrès de la reconstruction (ici fin novembre 2009).
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  Le réservoir de remplacement achevé, vu à partir de l'affouillement créé par l'effondrement de l'original.

• lac de barrage
• Liste des pannes de centrales hydroélectriques
• Séismes induits

• Missouri sud-est (cap Giradeau, MO): le réservoir de Taum Sauk ne fonctionne plus
• Ameren Press Releases: Détail du communiqué de presse, Détail du communiqué de presse
• Daily Journal (Park Hills, Missouri): Le barrage de Taum Sauk échoue
• Service météorologique national, bureau de St. Louis: échec du barrage de Taum Sauk
• Photos de l'USGS Mid-Continent Geographic Science Center
• Page de mise à jour des dégâts du parc d'état Johnson's Shut-Ins
• Pages Web Ameren sur la restauration de Shut-ins de Taum Sauk et Johnson
• Rapport du groupe de consultants indépendants de la FERC (IPOC), 25 mai 2006
• Site Web sur la gestion de l'eau (Ameren Missouri Taum Sauk)