Défaillances des digues en 2005 dans l’agglomération de la Nouvelle-Orléans

Enquêtes sur les diguesEdit

Dans les dix années qui ont suivi Katrina, plus d’une douzaine d’enquêtes ont été menées. Il n’y a pas eu de commission indépendante ordonnée par le gouvernement fédéral comme celles qui ont été ordonnées après les attaques terroristes du 11 septembre et après la marée noire de BP dans le Golfe. La seule étude ordonnée par le gouvernement fédéral a été convoquée et gérée par l’Army Corps of Engineers, l’agence fédérale responsable de la performance de la protection contre les inondations. Une importante étude indépendante a été menée par l’Université de Californie à Berkeley. Une deuxième étude majeure a été parrainée par le département des transports de Louisiane et dirigée par Ivor van Heerden de l’université d’État de Louisiane. Des études ont également été réalisées par la FEMA, le secteur des assurances, le National Research Council, le National Institute of Standards and Technology et le Katrina Consolidated Lawsuit. Toutes les études se sont essentiellement accordées sur les mécanismes techniques de défaillance.

Les principaux mécanismes de défaillance du canal de la 17e rue, du canal de l’avenue London et du canal industriel (côté est nord) étaient une mauvaise conception des digues du canal. Le mécanisme de défaillance du canal industriel (côté est sud et côté ouest) était le débordement des digues et des murs d’inondation par l’onde de tempête. Le principal mécanisme de défaillance des digues protégeant l’est de la Nouvelle-Orléans était l’existence de sable à 10 % des endroits au lieu de l’argile épaisse de Louisiane. Le principal mécanisme de défaillance des digues protégeant la paroisse de Saint-Bernard a été le débordement dû à la négligence de l’entretien du Mississippi River Gulf Outlet, un canal de navigation, construit et entretenu par le Corps of Engineers.

Un rapport de juin 2007 de l’American Society of Civil Engineers en comité d’examen par les pairs a conclu que l’inondation du quartier de Lakeview (à partir du canal de la 17e rue) et du quartier de Gentilly (à partir du canal de l’avenue London) était due à deux oublis d’ingénierie.

Les ingénieurs responsables de la conception des digues du canal et des murs en I qui y sont encastrés ont surestimé la résistance du sol, ce qui signifie que la résistance du sol utilisée dans les calculs de conception était supérieure à ce qui existait réellement sous et près de la digue pendant l’ouragan Katrina. Ils ont interprété les données de manière peu prudente (c’est-à-dire en privilégiant la sécurité) : le sol sous la digue était en fait plus faible que celui utilisé pour la conception des murs en I (ASCE : External Review Panel, p. 48). Une autre erreur d’ingénierie critique qui a conduit à la rupture du canal de la 17e rue consiste à ne pas prendre en compte la possibilité d’un vide rempli d’eau, qui s’est avéré être un aspect très important des ruptures des murs en I autour de la Nouvelle-Orléans. « Les analyses indiquent qu’en présence d’une fente remplie d’eau, le facteur de sécurité est inférieur d’environ 30 %. Comme un facteur de sécurité de 1,3 a été utilisé pour la conception, une réduction de 30 pour cent ramènerait le facteur de sécurité à environ un : une condition de défaillance naissante. » (ASCE : External Review Panel, pg 51) Cela signifie que la conception incluait un facteur de sécurité de 30 % ( » 1,3 « ), et pouvait faire face en théorie à des contraintes de 30 % supérieures à celles prévues, mais l’erreur due à la lame d’eau était d’environ 30 %, ce qui a immédiatement utilisé toute la marge de sécurité, ne laissant aucune marge de manœuvre dans la conception si une autre contrainte excessive se produisait.

Les sondages du sol dans la zone de la brèche du canal de la 17e rue ont montré une couche de tourbe commençant à environ 30 pieds (9,1 m) sous la surface, et allant d’environ 5 pieds (1,5 m) à 20 pieds (6,1 m) d’épaisseur. Les ingénieurs ont mal évalué la résistance de la tourbe, qui provient des restes du marécage sur lequel certains quartiers de la Nouvelle-Orléans (près du lac Ponchartrain) ont été construits au XXe siècle. La résistance au cisaillement de cette tourbe s’est avérée très faible et sa teneur en eau était élevée. Selon Robert Bea, ingénieur géotechnicien de l’université de Californie à Berkeley, la faiblesse du sol a rendu le mur d’inondation très vulnérable aux contraintes d’une grande crue. « Au niveau de la 17e rue, le sol s’est déplacé latéralement, entraînant avec lui des pans entiers du mur. … Lorsque l’onde de tempête de Katrina a rempli le canal, la pression de l’eau a augmenté dans le sol sous le mur et dans la couche de tourbe. L’eau a traversé le sol sous la base du mur. Lorsque la pression croissante et l’eau en mouvement ont eu raison de la résistance du sol, celui-ci s’est soudainement déplacé, emportant les matériaux environnants – et le mur – avec lui. »

L’étude fédérale a été lancée en octobre 2005, par le lieutenant-général Carl Strock, chef des ingénieurs et commandant du Corps of Engineers ; il a créé l’Interagency Performance Evaluation Task Force (IPET) pour « fournir des réponses scientifiques et techniques crédibles et objectives aux questions fondamentales sur la performance du système de protection contre les ouragans et de réduction des dommages causés par les inondations dans la région métropolitaine de la Nouvelle-Orléans ». L’IPET était composé d’experts indépendants et reconnus des universités du Maryland, de Floride, de Notre Dame et de l’Institut polytechnique de Virginie, de la National Oceanic and Atmospheric Administration, du South Florida Water Management District, du Harris County Flood Control District (Houston, TX), du ministère américain de l’Agriculture et du United States Bureau of Reclamation, ainsi que de ceux de l’USACE.

Les conclusions finales de l’IPET ont indiqué que,

À l’exception de quatre défaillances de conception des fondations, toutes les brèches majeures ont été causées par le débordement et l’érosion subséquente. La réduction des niveaux de protection a augmenté le nombre de débordements, d’érosions et d’inondations, en particulier à Orléans Est. Les structures qui se sont finalement rompues ont fonctionné comme prévu, assurant une protection jusqu’à ce qu’un débordement se produise, puis devenant vulnérables à une rupture catastrophique. La conception des digues et des murs de protection contre les inondations des canaux de décharge de la 17e rue et de l’avenue London et de la brèche nord-est de l’IHNC était inadéquate en raison de l’enfoncement de palplanches d’acier à des profondeurs trop faibles. Dans quatre cas, les structures ont subi une défaillance catastrophique avant que l’eau n’atteigne les niveaux de conception. Un nombre important de structures qui ont été soumises à des niveaux d’eau dépassant leurs limites de conception se sont bien comportées. Généralement, dans le cas des digues, elles représentaient des hypothèses de conception plus conservatrices et, pour les levées, l’utilisation de matériaux de meilleure qualité et moins érodables.

Critiques de l’enquête fédérale de l’IPETEdit

Les conclusions de l’IPET sont contestées par Levees.org (une organisation de base) comme manquant de crédibilité puisque l’USACE a convoqué et géré l’enquête et a également choisi et directement rémunéré son équipe d’examen par les pairs. Les groupes soulignent que 80 % des participants à l’IPET travaillaient soit pour le Corps of Engineers, soit pour son agence sœur, Army Research and Development. Les trois principaux dirigeants étaient tous des employés ou d’anciens employés du Corps.

La crédibilité de l’IPET a également été remise en question dans une lettre de 42 pages adressée à l’American Society of Civil Engineers (ASCE) soumise par le Dr Ray M. Seed, coprésident de l’étude de l’ILIT. Le Dr. Seed a décrit un plan intentionnel précoce du Corps of Engineers pour cacher ses erreurs dans l’inondation de la Nouvelle-Orléans après Katrina et pour intimider quiconque tenterait d’intervenir. Tout cela s’est fait avec l’aide et la complicité de certains à l’ASCE, selon le Dr Seed.

Conception des murs d’inondationEdit

Photos satellites de la Nouvelle-Orléans prises en mars 2004, puis le 31 août 2005, après les ruptures de digues.

Les enquêteurs se sont concentrés sur les canaux de la 17e rue et de l’avenue London, où des preuves ont montré qu’ils ont été rompus même si l’eau ne s’est pas écoulée sur leur sommet, ce qui indique un défaut de conception ou de construction. Des récits de témoins oculaires et d’autres preuves montrent que les levées et les murs anti-inondation dans d’autres parties de la ville, comme le long du canal Industriel, ont d’abord été surmontés par les eaux de crue, puis ont été rompus ou érodés.

Un rapport préliminaire publié le 2 novembre 2005, réalisé par des enquêteurs indépendants de l’université de Californie à Berkeley et de l’American Society of Civil Engineers (ASCE), a déclaré que de nombreuses ruptures de levées et de murs anti-inondation de la Nouvelle-Orléans se sont produites à des jonctions de maillons faibles où différentes sections de levées ou de murs se rejoignent. Cela n’a pas été soutenu par des études finales ultérieures.

Une équipe d’ingénieurs légistes de l’Université d’État de Louisiane, utilisant un sonar, a montré qu’à un point près de la brèche du canal de la 17e rue, les pieux s’étendent à seulement 10 pieds (3,0 m) sous le niveau de la mer, 7 pieds (2,1 m) moins profonds que ce que le Corps of Engineers avait soutenu. « Le Corps des ingénieurs continue de dire que les pieux mesuraient 17 pieds, mais leurs propres dessins montrent qu’ils mesuraient 10 pieds, a déclaré Ivor van Heerden. « C’est la première fois que quelqu’un est capable d’avoir une idée précise de ce qui se trouve réellement là-dessous. Et, jusqu’à présent, c’est juste 3 mètres. C’est loin d’être assez profond. » Les deux séries de tests effectués en novembre par le Corps of Engineers et les chercheurs de la LSU ont utilisé des méthodes sismiques non invasives. Les deux études ont sous-estimé la longueur des pieux d’environ deux mètres. En décembre, sept des pieux réels avaient été retirés du sol et mesurés. L’Engineering News Record a rapporté le 16 décembre qu’ils mesuraient entre 23′ 3 1/8″ et 23′ 7 7/16″ de long, ce qui correspondait bien aux spécifications de conception initiales, contredisant le rapport initial faisant état de pieux courts.

Ils ont également découvert que les propriétaires le long du canal de la 17e rue, près du site de la brèche, avaient signalé à la commission des eaux et des égouts de la Nouvelle-Orléans l’inondation de leur cour avant en raison d’infiltrations persistantes provenant du canal, et ce depuis un an avant l’ouragan Katrina. Cependant, il n’existe aucune donnée confirmant que l’eau provenait du canal.

D’autres études ont montré que les digues d’inondation du canal de la 17e rue étaient « destinées à échouer » en raison d’une mauvaise conception du Corps of Engineers, affirmant notamment que « cette erreur de calcul était si évidente et fondamentale », ont déclaré les enquêteurs, qui « n’ont pas pu comprendre comment l’équipe de conception composée d’ingénieurs du Corps, de la société locale Eustis Engineering et de la société nationale Modjeski and Masters a pu manquer ce que l’on appelle l’erreur d’ingénierie la plus coûteuse de l’histoire américaine. »

Le Dr Robert Bea, président d’une équipe indépendante d’enquête sur les digues, a déclaré que le cabinet de conception Modjeski and Masters, basé à la Nouvelle-Orléans, aurait pu suivre des procédures correctes pour calculer les facteurs de sécurité des murs anti-inondation. Il a toutefois ajouté que les procédures de conception du Corps des États-Unis ne tiennent peut-être pas compte des modifications de la résistance du sol causées par les changements du débit et de la pression de l’eau pendant une crue d’ouragan. Le Dr Bea a également remis en question la taille des marges de sécurité de la conception. Il a déclaré que le Corps a appliqué une marge de 30 % par rapport à la charge maximale de conception. Un doublement de la résistance serait une marge plus typique pour les ponts d’autoroute, les barrages, les plates-formes pétrolières off-shore et autres structures publiques. Il y avait également des indications que du béton de qualité inférieure aurait pu être utilisé au canal de la 17e rue.

En août 2007, le Corps a publié une analyse révélant que leurs digues étaient si mal conçues que la charge maximale de sécurité n’est que de 7 pieds (2,1 m) d’eau, soit la moitié de la conception originale de 14 pieds (4,3 m).

Un rapport publié en août 2015 dans le journal officiel du Conseil mondial de l’eau a conclu ce qui suit :

« …Ce qui ressort du dossier du projet, c’est que le Corps des ingénieurs de l’armée a recommandé de rehausser les digues du canal de la 17e rue, mais a recommandé des structures à portes à l’embouchure des canaux d’Orléans et de London Avenue parce que ce dernier plan était moins coûteux. L’OLB a convaincu le Congrès d’adopter une loi qui obligeait le Corps à élever les digues des trois canaux. En outre, le Corps, dans une tentative distincte de limiter les coûts du projet, a lancé un test de charge des palplanches (étude E-99), mais a mal interprété les résultats et a conclu à tort que les palplanches devaient être enfoncées à une profondeur de 17 pieds seulement (1 pied ¼ 0,3048 mètre) au lieu de 31 à 46 pieds. Cette décision a permis d’économiser environ 100 millions de dollars US, mais a considérablement réduit la fiabilité globale de l’ingénierie…. »

Le dépassement des levées dans l’est de la Nouvelle-OrléansEdit

Selon le professeur Raymond Seed de l’Université de Californie, Berkeley, une montée des eaux estimée à 24 pieds (7 m), soit environ 10 pieds (3 m) de plus que la hauteur des digues le long du flanc est de la ville, a déferlé sur la Nouvelle-Orléans depuis le golfe du Mexique, provoquant la plupart des inondations dans la ville. Il a déclaré que l’onde de tempête du lac Borgne remontant la voie navigable Intracoastal a provoqué les brèches sur le canal industriel.

Une évaluation aérienne a révélé des dommages sur environ 90% de certains systèmes de levées dans l’est qui auraient dû protéger St. Bernard Parish.

Portion du mur d’inondation au sommet de la digue du canal de la 17e rue, avec des graffitis liés à Katrina. Remarquez les fissures dans les joints du mur d’inondation. L’exploitation et l’entretien sont la responsabilité des commissions locales de digues, comme le prévoit la loi de 1965 sur le contrôle des inondations

Enquête de l’Académie nationale des sciencesEditer

Cette section doit être mise à jour. Veuillez mettre à jour cet article pour refléter les événements récents ou les informations nouvellement disponibles. (Avril 2016)

Le 19 octobre 2005, le secrétaire à la Défense Donald Rumsfeld a annoncé qu’un panel d’experts indépendants, sous la direction de la National Academy of Sciences, se réunirait pour évaluer la performance du système de digues de la Nouvelle-Orléans, et publierait un rapport final dans huit mois. Le panel étudierait les résultats fournis par les deux équipes d’experts qui avaient déjà examiné les défaillances des digues. L’académie a conclu que « l’ingénierie du système de digues n’était pas adéquate. Les procédures de conception et de construction des systèmes de protection contre les ouragans devront être améliorées, et les organismes de conception devront améliorer leurs capacités d’ingénierie. Les digues doivent être considérées non pas comme un système de protection des biens immobiliers, mais comme un ensemble de barrages destinés à protéger les personnes. Il doit y avoir des examens indépendants par les pairs des conceptions et des constructions futures. »

Auditions du comité sénatorialEdit

Des enquêtes préliminaires et des preuves ont été présentées devant le comité sénatorial américain sur la sécurité intérieure et les affaires gouvernementales le 2 novembre 2005, et ont généralement confirmé les conclusions des enquêtes préliminaires.

Le 9 novembre 2005, le Government Accountability Office a témoigné devant le comité sénatorial sur l’environnement et les travaux publics. Le rapport citait la loi de 1965 sur le contrôle des inondations, qui autorisait le Corps des ingénieurs de l’armée américaine à concevoir et à construire un système de protection contre les inondations pour protéger le sud de la Louisiane contre les plus fortes tempêtes caractéristiques de la région.

Le Corps of Engineers admet des problèmes de conceptionEdit

Le 5 avril 2006, plusieurs mois après que des enquêteurs indépendants aient démontré que les défaillances des digues n’étaient pas dues à des forces naturelles dépassant la résistance de conception prévue, le lieutenant-général Carl Strock a témoigné devant le sous-comité du Sénat américain sur l’énergie et l’eau : « Nous avons maintenant conclu que nous avions des problèmes avec la conception de la structure. » Il a également déclaré que le Corps des ingénieurs de l’armée américaine n’avait pas connaissance de ce mécanisme de défaillance avant le 29 août 2005. L’allégation d’ignorance est réfutée par les enquêteurs de la National Science Foundation engagés par le Corps des ingénieurs de l’armée, qui renvoient à une étude de 1986 (étude E-99) réalisée par le Corps lui-même, selon laquelle de telles séparations étaient possibles dans la conception du mur en I. Cette question est à nouveau abordée dans une étude réalisée par le Corps des ingénieurs de l’armée. Cette question est à nouveau abordée dans une étude publiée en août 2015 par J. David Rogers et al. qui concluent qu’une mauvaise interprétation de l’étude de 1986 s’est produite apparemment parce que le Corps avait drapé une bâche sur l’espace qui se formait entre les bases des palplanches de déviation et le sol dans lequel elles étaient encastrées, de sorte qu’ils ne voyaient pas l’espace. La bâche était là pour la sécurité et pour arrêter l’eau qui s’infiltrait par les verrouillages. Le fait de ne pas tenir compte de l’espace dans l’interprétation des résultats des tests a introduit un manque de prudence dans les conceptions finales basées sur ces tests. Il a permis l’utilisation de palplanches plus courtes, et a réduit la fiabilité globale de la protection contre les inondations.

Près de deux mois plus tard, le 1er juin 2006, l’USACE a finalisé son rapport. La version finale du rapport de l’IPET indique que les forces destructrices de Katrina ont été « favorisées par une protection incomplète, des structures plus basses qu’autorisées et des sections de digues avec des matériaux érodables ».

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