Cadre de défense contre les inondations pour les sous-stations National Grid au Royaume-Uni

Au Royaume-Uni, un certain nombre de sous-stations électriques sont situées dans des plaines inondables. Les sous-stations jouent un rôle central dans le réseau d'approvisionnement énergétique. Lorsque des inondations se produisent, celles-ci peuvent tomber, entraînant des effets en cascade sur d'autres secteurs tels que l'approvisionnement en eau, les soins de santé, les transports, les communications et les services d'urgence. Les vents violents vont souvent de pair avec les inondations et peuvent avoir un impact supplémentaire sur le réseau de distribution, par exemple en enlevant les poteaux et les fils.

La rupture de l’approvisionnement en électricité peut avoir des répercussions considérables sur la vie des personnes ainsi que des répercussions économiques plus larges, qui augmentent largement les effets indirects des inondations. Les inondations temporaires de l'été 2007 ont empêché environ un demi-million de personnes d'avoir accès à l'approvisionnement énergétique. Les coûts totaux de cet événement ont été estimés à plus de 3,2 milliards de livres sterling. Une estimation du coût économique des inondations hivernales (2015 à 2016) sur le secteur de l'énergie (principalement la distribution) est de 83 millions de livres sterling (faible 75 millions de livres sterling - élevé 91 millions de livres sterling aux prix de 2015).

Le changement climatique devrait exacerber les risques d'inondation, augmentant l'intensité et la fréquence des inondations.

Le National Grid Substation Flood Defence Framework est un programme national visant à améliorer la résilience du réseau de transport d'électricité à tout type d'inondation (inondations fluviales, marémotrices, pluviales et souterraines ainsi que les inondations potentielles des égouts et des drains et les inondations dues à la défaillance des réservoirs). L’objectif spécifique des mesures d’adaptation mises en œuvre dans le cadre du présent programme est de protéger les sous-stations du réseau national contre les inondations en empêchant l’entrée d’eau dans ces infrastructures, réduisant ainsi le risque pour la sécurité de l’approvisionnement et garantissant que le réseau de transport maintient l’approvisionnement en électricité.

Des mesures ont été identifiées et conçues pour assurer la protection contre une inondation de 1/1 000 ans, compte tenu des effets du changement climatique attendus dans un scénario d'émissions élevées (UKCP09, correspondant au scénario SRES A1FI du GIEC) d'ici 2080. Dans les cas où cet objectif n’est pas réalisable, National Grid réduira cette protection afin de la protéger contre une inondation d’une durée de 1 à 200 ans, tout en tenant compte des effets du changement climatique à l’horizon 2050 par scénario d’émissions élevées ou d’une inondation d’une durée de 1 à 1 000 ans aux niveaux actuels.

L'approche appliquée pour améliorer la résilience des sous-stations du réseau aux inondations consistait en deux étapes. La première étape a porté sur l'évaluation de la vulnérabilité et des risques d'inondation. Les sous-stations touchées par une inondation de 1:100 an, 1:200 an, 1:1 000 an et 1:1 000 an + de changement climatique ont été identifiées, en tenant compte des effets attendus du changement climatique selon le scénario d'émissions UKCP09 élevé. La deuxième étape porte sur l'identification, la conception et la mise en œuvre de solutions de défense contre les inondations pour chacune des sous-stations critiques. Cette étape a été mise en œuvre en deux étapes. Au cours de la première étape, 11 sous-stations à haut risque ont été identifiées et protégées; il s’agit de sous-stations qui pourraient subir un impact lors d’une inondation d’une durée de 1 an et 100 ans. La deuxième étape est axée sur la protection de 38 autres sous-stations à risque moyen; il s’agit de sous-stations qui pourraient subir un impact en cas d’inondation d’une durée de 1 an 200 ou de 1 an 1 an 1 000. Le programme a débuté en 2008 et, d’ici 2021, l’ensemble des 49 sous-stations critiques (à risque élevé et moyen) du réseau national seront étanches aux inondations. Selon les estimations, 100 autres sites présentant un risque pour les eaux de surface seront protégés d’ici à 2026.

Les solutions de résilience aux inondations appliquées consistent en une combinaison des pratiques suivantes: les barrières anti-inondation; les mesures portatives de protection contre les inondations; les terriers; portes et portails anti-inondation; systèmes de drainage et stations de pompage; réservoirs de stockage des crues; les mesures fondées sur la gestion des terres; et a coordonné les solutions locales avec l’Agence pour l’environnement.

Pour les sites plus grands présentant plusieurs points à risque, la protection de l’ensemble du site combinant les mesures ci-dessus est souvent l’approche privilégiée et efficace afin de garantir que l’ensemble de la zone opérationnelle reste protégé contre les risques d’inondation. Cela implique généralement la construction d'un mur d'inondation dur autour du périmètre du site. Cela a été appliqué, par exemple, à la sous-station de Walham, située juste à l'extérieur de Gloucester, dans le sud-ouest de l'Angleterre, où des pieux d'acier ont été nichés dans le sol autour du périmètre de 1 km du site pour former une base pour le mur de défense. Ensuite, un mur d'inondation en béton coulé d'une hauteur comprise entre 1,6 et 1,9 m a été construit pour protéger le site d'une inondation de 1/1 000 ans. Cinq stations de pompage ont également été installées pour faire face aux infiltrations potentielles ou à toute infiltration résiduelle d'eau de crue. Un autre exemple est la sous-station Stella South, située près de la rivière Tyne à Newburn, et avec une exploitation de 132 kV. Cette sous-station a été protégée par une barrière anti-inondation dure et un terrier de défense souple construit avec des matériaux locaux afin de réduire l'impact écologique de la construction. La sous-station d’Aberthaw, à l’ouest de Cardiff, dans le sud du pays de Galles, en est un troisième exemple; Cette sous-station de 132 kV est désormais protégée par un mur d'inondation en béton empilé de 2,4 m de haut.

Cependant, la protection de l'ensemble du site n'est pas toujours la meilleure approche, car elle peut réduire la zone de plaine inondable pour le stockage de l'eau et peut rediriger les eaux de crue vers les terrains des maisons voisines. À condition que les équipements critiques ne soient pas affectés par les eaux de crue, le site peut rester opérationnel même si la partie du site est sujette à des inondations.

Reconnaissant que les risques d'inondation ne seraient pas atténués immédiatement, National Grid a acheté un premier système de barrière démontable de 1,7 km et l'a étendu à 2,3 km à la suite des inondations de 2014 à 2015. Cet équipement de défense mobile de 2,3 km permet de protéger plusieurs sites en même temps: un très grand site; ou deux grands sites; ou trois sites de taille normale. Actuellement, il y a sept remorques disposées en trois paires (avec la septième remorque transportant des coins et des équipements supplémentaires) qui peuvent fonctionner indépendamment avec son propre chariot élévateur et son alimentation diesel pour les pompes. La barrière est également disponible pour les sites gaziers et, avec suffisamment de temps de mobilisation et d'installation, peut être utilisée sur n'importe quel site. 12 pompes de 3 000 litres qui peuvent pomper 3 tonnes par minute font partie de l'équipement de barrière et sont complétées par 10 autres pompes plus petites pour une utilisation dans des zones plus petites telles que les bâtiments, etc. Typiquement, à partir de l'arrivée sur un site moyen, il faudrait 8 à 12 heures pour déployer la barrière en fonction de la complexité du site. Des exercices de barrière sont régulièrement effectués.

National Grid surveille 24 heures sur 24 les risques météorologiques grâce à sa salle de contrôle. Ses sites sont enregistrés dans le système d’alerte en cas d’inondation de l’Agence pour l’environnement et reçoivent les alertes quotidiennes du centre de prévision des inondations et du partenariat sur les risques naturels. National Grid est un membre participant du Centre de prévision des inondations et des groupes de travail du Partenariat sur les risques naturels, et les données du bureau du MET et d'autres prévisions météorologiques sont surveillées pour détecter les risques potentiels.

Le Cadre national de défense contre les inondations du réseau s'applique uniquement au transport d'électricité et a été élaboré pour mettre en œuvre la RTE 138. Les évaluations des risques ont été réalisées par un certain nombre de consultants professionnels. Au cours des phases d'évaluation de la vulnérabilité et de conception des mesures d'inondation, National Grid a collaboré étroitement avec l'Agence britannique pour l'environnement, Natural Resources of Wales, les autorités locales, Internal Drainage Boards et ses partenaires énergétiques dans le cadre de l'ETR 138. En outre, dans le cadre de l'élaboration du cadre fondé sur l'ETR 138, National Grid a demandé l'approbation des plans de défense du ministère des Affaires, de l'Énergie et de la Stratégie industrielle (BEIS) et de notre organisme de réglementation, l'Office of Gas and Electricity Markets (Ofgem).

Les facteurs de succès pour la mise en œuvre des mesures d'adaptation du Cadre national de défense contre les inondations dans les sous-stations du réseau comprennent une vision claire, des niveaux de résilience cibles clairs, un leadership fort et une bonne collaboration et un partenariat avec les autorités locales et nationales. Comme BEIS et Ofgem sont signataires et participent à la production et à la mise à jour de l'ETR 138, cela a rationalisé le processus de financement et justifié les investissements dans la résilience aux inondations.

Les facteurs limitatifs pertinents au niveau local peuvent inclure d’autres secteurs n’atteignant pas un niveau de résilience aussi élevé. Au fur et à mesure que les données d'inondation, la modélisation et l'expérience des événements d'inondation réels mûrissent et sont affinées, cela crée une situation difficile pour maintenir un niveau de résilience cible de 1: 1 000. Il existe plusieurs exemples de sites où les niveaux d'inondation ont augmenté ou diminué, ce qui a ensuite influencé la solution de résilience aux inondations.

Le coût total de la mise en œuvre de la première phase du National Grid Substation Flood Defence Framework est d'environ 117 millions de livres sterling, avec un montant supplémentaire attendu de 59 millions de livres sterling pour de nouveaux investissements en matière de résilience face aux risques liés aux eaux de surface. Les dépenses consacrées aux défenses démontables sont estimées entre 2,5 et 3 millions de livres sterling et comprennent le déploiement pour des exercices et des événements réels.

Les avantages attendus sont la protection contre les inondations des sous-stations du réseau national et le maintien de l'approvisionnement énergétique, empêchant ainsi les effets de cascade sur d'autres secteurs et services.

Les principaux moteurs juridiques des mesures d’adaptation prévues dans le cadre de défense contre les inondations des sous-stations du réseau national sont le règlement sur les risques d’inondation (2009), qui fait partie du processus de mise en œuvre de la directive de l’UE sur les inondations, et la loi britannique sur le changement climatique (2008), y compris les exigences en matière de rapports périodiques par secteur.

Le règlement de 2009 sur les risques d’inondation impose aux autorités locales responsables des inondations (LLFA), à l’Agence pour l’environnement et à Natural Resources Wales de préparer et de publier des plans de gestion des risques d’inondation (FRMP) sur un cycle de six ans. La loi britannique sur le changement climatique exige que National Grid fasse régulièrement rapport sur les activités de réponse à l'adaptation. Cette évaluation et ces rapports ont également encouragé National Grid à poursuivre ses activités de défense contre les inondations.

Le Cadre de défense contre les inondations de la sous-station du réseau national a débuté en 2008. La mise en œuvre de la protection contre les inondations contre les risques de marée et les risques fluviaux devrait être achevée d'ici 2021. Toutefois, lorsque des gains d'efficience ont été constatés dans la coordination des travaux avec les grands projets d'aménagement de sites et les programmes des agences de l'environnement, un petit nombre de sites dépasseront cette date. D’autres investissements dans les risques liés aux eaux de surface seront réalisés au cours de la période de référence réglementaire allant de 2021 à 2026.

Le Cadre de défense contre les inondations de la sous-station du réseau national comprend une grande variété de mesures spécifiques, dont chacune a une durée de vie spécifique. Généralement, la durée de vie varie entre 30 et 80 ans. National Grid considère les risques d'inondation comme un problème d'adaptation à long terme et exigera un examen et une vigilance fréquents.

Douglas Dodds
Environmental Engineer
National Grid Electricity Transmission
E-mail: douglas.dodds@nationalgrid.com 
Tel.: +44 (0)7825 385425