Réservoir

En général, les réservoirs sont classés d'après trois caractéristiques physiques de base : profondeur maximale, zone inondée et volume d'eau à plein remplissage.

Eau, cycle de l
Le cycle de l'eau est un élément clé de changement dans l'environnement. Il est essentiel à toute forme de vie (oeuvre de Michael Lee).
Lacs du Canada, carte des

Réservoir

Un réservoir est une étendue d'eau, qu'il s'agisse d'un étang ou d'un lac, créé par l'aménagement d'un barrage ou d'une rivière au déversoir d'un lac, ou d'un réservoir artificiel pour emmagasiner l'eau. L'eau du réservoir est utilisée aussi bien pour la consommation directe telle que l'irrigation, l'utilisation industrielle ou municipale que pour la consommation indirecte, comme la production d'énergie, les loisirs, la lutte contre les inondations et l'amélioration de l'habitat sauvage. Les réservoirs peuvent servir à améliorer la capacité de stockage d'un lac ou à être crées sur les rivières, les ruisseaux ou les torrents. Dans cet article, on ne traite pas des réservoirs souterrains pour l'eau, le gaz ou le pétrole.

En général, les réservoirs sont classés d'après trois caractéristiques physiques de base : profondeur maximale, zone inondée et volume d'eau à plein remplissage. Les grands réservoirs peuvent avoir plusieurs niveaux cibles, chacun garantissant une quantité d'eau utilisable à une période précise de l'année. Par exemple, en plus du niveau maximal d'exploitation, un réservoir peut avoir un niveau correspondant au volume souhaitable au début de chaque période de crue; un niveau de retenue qui est le niveau maximum autorisé pendant les crues; un niveau minimal (la réserve morte) qui est le niveau sous lequel on ne peut prélever d'eau pour la consommation directe. D'autres niveaux sont établis pour combler différents besoins, comme les loisirs d'été, l'irrigation et la production d'énergie tout au long de l'année.

Avant l'aménagement d'un réservoir, des études détaillées du site sont conduites afin de vérifier la capacité du réservoir à combler les besoins des utilisateurs potentiels et d'évaluer l'ensemble des avantages qu'offrira le projet. En général, les études se font sur une base mensuelle, en évaluant, à partir de données historiques enregistrées ou estimées sur l'écoulement de l'eau durant une période de 50 à 60 ans, le comportement qu'aurait eu le réservoir en conditions de sécheresse et de crue des années passés. Les résultats servent à décider si le réservoir répondrait aux besoins de ses utilisateurs potentiels dans des conditions de sécheresse similaires à celles qui se sont produites antérieurement. Ainsi, un réservoir devant desservir une agglomération sera conçu pour éviter de manquer d'eau, car la population n'accepte pas une telle situation. Si le manque d'eau n'est qu'un inconvénient mineur et ne cause pas de difficultés économiques sérieuses, on conçoit alors des réservoirs qui peuvent manquer d'eau, mais dans des limites acceptables, en cas de sécheresse marquée. Cela permet une utilisation plus efficace des ressources d'eau disponibles. On utilise souvent deux réservoirs ou plus pour optimiser le potentiel d'alimentation d'un bassin hydrographique. On peut évaluer l'amélioration du potentiel qu'offrent un ou plusieurs réservoirs supplémentaires à un système existant au moyen d'études hydrologiques détaillées similaires sur les deux réservoirs.

L'eau s'évapore de la surface des réservoirs lorsqu'ils ne sont pas recouverts de glace. Ces pertes, évaporation nette, peuvent se calculer en soustrayant les précipitations estimées ou enregistrées de l'évaporation estimée. Le volume des pertes dues à l'évaporation nette est alors calculé en multipliant l'évaporation nette par la superficie du réservoir. Si les études hydrologiques indiquent que l'augmentation de la capacité de stockage n'augmentera pas de façon significative le rendement du réservoir, soit parce que l'eau s'évaporerait avant d'être utilisée, soit parce que toute l'eau disponible a été exploitée, le projet est à sa capacité de stockage maximum et augmenter la réserve n'amènerait que du gaspillage.

Les réservoirs comportent des évacuateurs de crues pour rejeter le surplus d'eau en cas de trop-plein. On détermine la capacité de ces évacuateurs en fonction des risques de pertes économiques et du danger pour la population en cas de défaillance du barrage. Lorsqu'il y a danger en aval, soit en pertes humaines, soit en dégâts majeurs aux habitations, on conçoit ces déversoirs pour traiter le plus important débit prévisible. L'exploitation des réservoirs s'organise ensuite afin de coordonner la consommation, les utilisations à des fins récréatives et la production d'énergie, avec un débit d'évacuation suffisant pour maintenir les niveaux préétablis de débit minimum; on fixe donc les niveaux mensuels du réservoir, de l'évacuation et des détournements.

L'environnement du réservoir subit aussi des changements. Le lac nouvellement créé fournit un espace de loisirs supplémentaire, mais la rivière est détruite et les berges servant d'abris à la faune disparaissent. En général, en aval du réservoir, la rivière présente des débits de pointe plus faibles et des débits minimums plus élevés en raison de l'effet modérateur du réservoir en période de crue et de l'évacuation d'eau en période de sécheresse. Comme l'eau évacuée du réservoir est plus froide, le poisson doit s'adapter à son nouvel environnement ou migrer. Toutefois, le volume et la diversité des stocks de poisson augmentent souvent dans le réservoir lui-même, entraînant un gain net pour la pêche. La qualité de l'eau de l'ensemble du réservoir et en aval a tendance à s'améliorer, car le réservoir agit comme décanteur en régularisant les fluctuations saisonnières. La turbidité de l'eau en aval s'améliore aussi puisque les sédiments de la rivière sont emprisonnés dans le réservoir. Ce phénomène peut avoir un effet néfaste sur le chenal de sortie, à l'aval du réservoir, en raison de l'érosion du lit du cours d'eau. De la même façon, à l'extrémité amont du réservoir, la capacité du canal d'amenée est réduite par la sédimentation.

Le lac Diefenbaker constitue un bon exemple de réservoir à usage multiple. Après un siècle de propositions et de plans, le projet a été approuvé en 1958. Le 25 mai 1959, une cérémonie inaugurale marquait le début de la construction du barrage principal, le barrage Gardiner, sur la rivière Saskatchewan-Sud. Ce barrage et la centrale de Coteau Creek, conçus pour exploiter l'énergie hydroélectrique du site, ont été terminés en 1967. Un deuxième barrage a ensuite été construit sur la rivière Qu'Appelle pour retenir l'eau qui s'échappait en aval par ce cours d'eau. Au printemps de 1968, le lac Diefenbaker est rempli à sa capacité d'exploitation et la production d'énergie commence. En 1970, le réservoir est rempli à sa pleine capacité pour la première fois.

Au niveau maximal, le barrage contrôle un réservoir qui emmagasine un total de 9,4 milliards de m3, dont seulement 4 milliards de m3 de réserve utile. Les 5,4 milliards de m3 restants constituent une réserve morte qui ne peut être utilisée ni pour la production d'énergie, ni pour déverser de l'eau en aval. La profondeur maximale de l'eau au barrage est de 58 m, et le réservoir créé par le barrage Gardiner a 225 km de long et un rivage de 760 km. L'évacuateur de crues, de 161 m de large, peut évacuer 400 000 m3 d'eau à pleine capacité. Au cours d'une année moyenne, plus de 200 000 acres-pied d'eau sont perdus par l'évaporation de surface, le lac couvrant une superficie de 43 000 hectares.

En 1986, quelque 16 000 hectares étaient irrigués avec l'eau du lac Diefenbaker, et on estime pouvoir irriguer 115 000 hectares en 2030. La centrale de Coteau Creek produit en moyenne 775 millions de kWh par an, et les centrales hydroélectriques en aval du bassin profitent de la régulation du débit du lac Diefenbaker. Par exemple, la centrale des Squaw Rapids Plant sur la rivière Saskatchewan, près de Nipawin, en Saskatchewan, peut maintenant produire 40 p. 100 de son énergie en hiver, soit le double de la quantité initialement prévue, en raison de l'amélioration du débit provenant du lac Diefenbaker. L'eau du lac permet aussi d'approvisionner trois mines de potasse, huit communautés et d'aménager une série de projets pour les loisirs ou la faune, en utilisant l'eau détournée du lac.

Le lac lui-même a permis de créer une zone de villégiature à vocation aquatique très fréquentée, dans une région absolument sèche de la Saskatchewan. De plus, chaque année, le lac permet de déverser de l'eau dans le réseau de la rivière Qu'Appelle afin d'augmenter les réserves municipales de Moose Jaw et de Regina et d'accroître la qualité et la quantité d'eau dans tout le réseau.

Principaux réservoirs du Canada

Réservoir

Riviére ou fleuve

Province Capacité de retenue totale (millions de m3) Année de l'inauguration

Lac St Lawrence

Saint-Laurent
Ontario 808 1958

Lac Cross-lac Cedar

Rivière Saskatchewan
Manitoba 9 643 1965
Lac Williston Rivière de la paix
Colombie-Britannique 70 309 1968
Réservoir Manicouagan Rivière Manicouagan
Québec 141 851 1968
Lake Diefenbaker
Rivière Saskatchewan Sud Saskatchewan 9 868 1972

Lac Kinbasket

Rivière Columbia

Colombie-Britannique

24 670 1972
Wreck Cove Wreck Cove Nouvelle-Écosse 126 1978

Lac Hinds

Rivière Humber
Terre-Neuve et Labrador 305 1980
Smallwood Rivière Churchill

Terre-Neuve et Labrador

28 000 1971

Lecture supplémentaire

  • B. Henderson-Sellers, Reservoirs (1979).