La construction d'un réseau d'eau de 20 milliards de dollars en Californie peut-elle freiner une catastrophe liée au changement climatique ?

La majeure partie de la population californienne se trouve littéralement entre le marteau et l’enclume.

Le rocher est la Sierra Nevada, la plus grande chaîne de montagnes des États-Unis (à l'exception de l'Alaska), qui traverse le centre-est de l'État et couvre environ 25 % de la superficie de la Californie. Le point dur est une mer d'eau dure – d'eau salée, plus précisément – sous la forme de l'océan Pacifique le long de la côte ouest de l'État.

Historiquement, la majeure partie de l'eau potable des Californiens provient des montagnes ; une série complexe d'infrastructures de distribution d'eau comprenant des barrages, des digues, des prises d'eau et des sorties d'eau achemine la neige fondue à travers le réseau d'eau jusqu'aux maisons, aux entreprises et aux fermes.

Mais les responsables californiens ont déclaré que le changement climatique a exacerbé le système de transport d’eau déjà fragile, et que l’infrastructure existante a fourni moins d’eau que les années précédentes.

En conséquence, le Département des ressources en eau de Californie (DWR) et son State Water Project (SWP) prévoient un projet colossal d’infrastructure de transport d’une valeur de plus de 20 milliards de dollars.

Le projet, baptisé Delta Conveyance Project (DCP), prévoit l'ajout de nouvelles installations de transport d'eau et la modernisation des installations existantes, ainsi que l'installation de tunnels en béton d'une longueur de 72 km à travers un delta fluvial régional entre la capitale de l'État de Sacramento et la ville de San Francisco. Le « Delta » est le confluent des rivières San Joaquin et Sacramento, cette dernière recevant deux nouvelles prises d'eau dans le cadre du projet.

Considérant que le système d'eau du DCP desservira un peu moins de 30 millions de personnes (soit environ 70 % des habitants de la Californie), il s'agit d'un moment énorme pour le plus grand État des États-Unis en termes de population.

Un regard plus approfondi sur la construction du mégaprojet DCP en Californie

Une carte des travaux prévus pour le projet de transport du delta de Californie à partir de janvier 2024. La partie conception du projet est encore en cours de développement. (Image : DCP Design and Construction Authority)

Les gros problèmes nécessitent souvent de grandes solutions, et l’Autorité de conception et de construction du DCP (DCA), qui est l’organisation conjointe qui gère le mégaprojet, n’hésite certainement pas à passer à l’échelle supérieure.

Composé de représentants de 16 agences publiques de l'eau de Californie (PWA), le DCA est desservi par le California DWR State Water Project, l'agence de services publics de l'État responsable des infrastructures d'eau et d'électricité.

Graham Bradner est le directeur exécutif du DCA et il a détaillé pour Construction Briefing l'immense chantier de construction de services publics et a offert un aperçu de certaines des méthodes et des matériaux qui seront utilisés.

« Le projet consisterait en deux nouvelles prises d’eau le long du cours principal du fleuve Sacramento », a-t-il déclaré. « Elles serviraient à détourner les flux du State Water Project [du] nord du delta [à l’intérieur d’un] tunnel de transport de 45 miles de long et de 36 pieds (11 m) de diamètre interne. »

Le projet utilisera des tunneliers (TBM) pour les principaux travaux de creusement de tunnels.

« Ce tunnel relierait ces prises d'eau dans le nord du delta à l'infrastructure existante du projet d'eau de l'État dans le sud du delta », a expliqué Bradner.

Les améliorations comprendraient également la construction d'une nouvelle usine de pompage pour évacuer l'eau du tunnel et la faire monter sur environ 76 m jusqu'au réservoir de Bethany, situé à environ 97 km à l'est de San Francisco et à un peu plus de 64 km au sud-ouest de la source.

La nouvelle usine de pompage de Bethany serait composée d'une « série de quatre conduites d'aqueduc parallèles en acier soudé de 4,6 m (15 pieds) de diamètre [qui] s'étendraient sur environ 4 km (2,5 miles) à flanc de colline, puis se déverseraient dans le réservoir existant par une nouvelle structure de décharge », a déclaré Bradner.

Bradner a déclaré que le béton sera le matériau le plus utilisé pour le projet et a noté l'utilisation de segments en béton préfabriqués et de murs diaphragmes pour les travaux souterrains.

L'acier, notamment sous forme de barres d'armature et pour les canalisations d'aqueduc, sera également un élément courant. Bradner a déclaré que des discussions sur l'utilisation de matériaux renforcés de fibres d'acier pourraient également être envisagées, bien qu'il ait noté que ces discussions auraient lieu au moment de la signature des contrats dans les années à venir.

Quelle est la prochaine étape pour le projet Delta Conveyance ?

Un système de pompage d'eau et d'aqueduc du State Water Project de Californie, aux États-Unis, à l'extrémité sud de la vallée de San Joaquin. (Image : Adobe Stock)

Le programme doit encore acquérir divers permis jusqu'en 2026, mais il a reçu l'approbation du DWR de l'État suite à la publication du rapport d'impact environnemental de l'agence pour le DCP.

Les permis relatifs à la protection des espèces menacées seraient les prochains, suivis par les permis relatifs aux droits d'eau au début de l'année prochaine.

Pour l'instant, le développement et la conception se poursuivent en interne avec l'espoir de mettre en œuvre les plans une fois les processus d'autorisation terminés, ce qui devrait durer encore plusieurs années.

L'organisation a commencé le processus d'identification des partenaires contractuels potentiels privilégiés pour la conception, mais les appels d'offres officiels pour la préconstruction pourraient également ne pas apparaître avant des années.

« Nous prévoyons de lancer la construction à la mi-2029 », a déclaré Bradner. « Cela commencerait par les premiers travaux, de sorte que notre infrastructure électrique et les connexions nécessaires à la construction, l'accès routier et tous les éléments liés à la logistique seraient construits au cours de ces premières phases. »

Les plus gros équipements, les tunneliers, seront parmi les premiers à être acquis, a déclaré Brander. En raison de l'ampleur des phases de forage, il a suggéré que « le plus tôt serait le mieux » pour obtenir les tunneliers sur place.

« Nous nous procurerions… au moins les entrepreneurs [fournissant les tunneliers] relativement tôt afin de pouvoir commencer la construction des puits de tunnel et des puits de lancement », a confirmé Bradner, prévoyant que le forage commencerait en 2033 ou 2034. « 2035 correspond donc à peu près au pic des activités de construction. »

La mise en service pourrait avoir lieu dès 2042, a-t-il déclaré, et les opérations de services publics débuteraient en 2045.

Le changement climatique a rendu le projet Delta Conveyance obligatoire

Pour Carrie Buckman, responsable du programme environnemental du California DWR, une nouvelle installation de transport – qui dessert plus de 27 millions de personnes et 750 000 acres de terres agricoles du nord de Sacramento au sud de Los Angeles – a toujours été envisagée, mais les changements climatiques ont fait passer le projet du statut de « liste de souhaits » au niveau « ASAP ».

« Le changement climatique et l’élévation du niveau de la mer que nous avons déjà commencé à ressentir… vont exacerber certains problèmes existants », a-t-elle déclaré à Construction Briefing . « Nous allons voir l’eau arriver davantage sous forme de pluie et moins sous forme de neige. »

Il s’agit d’un problème pour l’agence de l’eau, car son système de transport et ses infrastructures existants ont été construits dans l’hypothèse où la neige dans les montagnes (qui s’accumulerait de novembre à mars) fondrait au printemps avant d’être distribuée de manière contrôlée par le réseau d’eau.

La réduction de l’enneigement au cours des dernières années et les quantités de pluie plus importantes sur une période plus courte ont entraîné davantage de débordements et moins d’eau acheminée vers les municipalités.

Buckman a déclaré que si les agences gouvernementales collectives « n'agissent pas maintenant », certains résidents de Californie pourraient risquer de perdre leur accès régulier à l'eau potable.

Les responsables affirment que le DCP peut fournir des protections contre les débordements et les tremblements de terre

La station de pompage d'eau et l'aqueduc « Dos Amigos » en Californie centrale, aux États-Unis. (Image : Adobe Stock)

Avec un plan en marche et des fonds alloués (le SWP finance le projet grâce aux obligations de revenus du DWR, qui seront remboursées par les PWA participantes), la seule question demeure : le DCP peut-il être terminé avant qu'une catastrophe naturelle majeure ne survienne ?

L’élévation du niveau de la mer – qui pousse l’eau dans la région du delta depuis la baie de San Francisco vers l’ouest – pourrait provoquer des débordements qui présentent un risque important pour les vies et les biens, en particulier pour un chapelet de près de 60 îles intérieures.

Buckman a déclaré, officieusement, que les îles sont appelées « îles Tasse de thé », car leurs parties intérieures se trouvent jusqu'à 6,1 m sous le niveau de la mer.

« Le delta est doté d’un système de digues assez fragile », a-t-elle ajouté. « Si ces digues cèdent en cas de séisme, par exemple, l’eau s’engouffre dans la baie, apportant avec elle du sel. »

La Californie subit environ 10 000 tremblements de terre chaque année (un séisme de magnitude 4,4 a récemment secoué la région de Los Angeles le 12 août) et la région du Delta est régulièrement en état d'alerte élevé en raison de l'activité sismique. Sous le Delta se trouvent deux failles majeures – Cleveland Hills et Sierra Nevada – et il se trouve dans la zone active de faille de San Joaquin.

Juste à l'ouest, plus près de San Francisco, se trouvent les failles de San Andreas et de Hayward, faisant de la grande région du delta l'une des plus vulnérables aux tremblements de terre aux États-Unis.

Si même un tremblement de terre modéré devait compromettre le vieux système de digues, Buckman a déclaré que cela pourrait être catastrophique pour plus de la moitié des près de 40 millions d'habitants de l'État.

« Cela pourrait entraîner des coupures d’eau pendant un an », a déclaré Buckman. « Et ensuite, pendant plus d’un an, la qualité de l’eau pourrait être très fortement dégradée.

« Il est donc très important d'avoir un point de livraison alternatif qui ne serait pas soumis aux contraintes [existantes].

« Essentiellement, nous considérons ce projet comme un moyen de moderniser le projet d'eau de l'État [DWR] pour s'adapter au changement climatique. »