La régularisation du lac Winnipeg
Quand Manitoba Hydro a décidé d'exploiter le potentiel hydro-électrique du fleuve Nelson, c'était avec l'idée d'utiliser le lac Winnipeg comme réservoir naturel. En creusant les canaux existants pour augmenter le débit sortant du lac et en construisant des ouvrages régulateurs pour le régulariser, on pouvait garantir une quantité minimale d'eau qui serait suffisante pour alimenter les centrales le long du fleuve Nelson dans le nord du Manitoba.
Le lac
Le lac Winnipeg est le treizième lac au monde en grandeur. Parmi les lacs d'eau douce, il est au onzième rang. En Amérique du Nord, le lac Winnipeg est septième en grandeur. Il a une superficie de 24 420 km2. S'y déversent les eaux de ruissellement de l'énorme bassin hydrographique du fleuve Nelson, qui s'étend des Rocheuses jusqu'à 19 km du lac Supérieur dans l'est du Canada.
Les eaux du lac Winnipeg coulent vers le nord et quittent le lac par le fleuve Nelson qui se déverse dans la baie d'Hudson. Les principaux affluents du lac Winnipeg sont les rivières Winnipeg et Saskatchewan. Ces deux rivières contribuent 75 % du débit entrant alors que les rivières Rouge, Dauphin et Berens ainsi que d'autres plus petits affluents en contribuent 25 %.
Le débit entrant naturel du lac Winnipeg est plus grand au printemps et à l'été à cause de la fonte des neiges pendant le temps doux et des pluies plus abondantes du printemps et du début de l'été. À l'automne, les eaux provenant des affluents diminuent en raison de conditions climatiques plus sèches. En hiver, la neige ne contribue aucunement aux eaux de ruissellement.
L'écart entre les débits entrant et sortant ne fait augmenter ou diminuer que très lentement le niveau du lac Winnipeg à cause de sa grande superficie. De même, le niveau du lac met beaucoup de temps à diminuer après le retrait des eaux à la suite d'une inondation.
Le projet de régularisation du lac Winnipeg
Au mois de février 1966, une entente a été conclue entre les gouvernements du Canada et du Manitoba pour permettre à Manitoba Hydro d'utiliser le lac Winnipeg comme réservoir naturel pour exploiter le potentiel hydro-électrique du fleuve Nelson. Les travaux qui aboutiraient à la régularisation du lac Winnipeg ont commencé en 1970 avec la construction de trois canaux et de la centrale et l'ouvrage régulateur de Jenpeg, qui furent terminés à la fin de 1976.
La régularisation est nécessaire parce que le cycle du débit sortant naturel du lac Winnipeg dans le fleuve Nelson est à l'inverse des besoins d'énergie de la province. La population manitobaine consomme plus d'électricité en hiver qu'en été alors que le déversement du lac Winnipeg dans le fleuve Nelson, à l'état naturel, est plus faible en hiver et plus grand en été. De plus, le débit sortant du lac dépend du niveau d'eau. En hiver, il dépend du niveau d'obstruction des canaux du fleuve Nelson. Par conséquent, il était nécessaire de pouvoir réduire le débit sortant du lac Winnipeg au printemps et au début de l'été pour assurer un débit sortant suffisant à l'automne et en hiver. La régularisation du lac Winnipeg assure un débit sortant hivernal qui permet de répondre aux besoins d'électricité au cours de l'hiver.
Le projet de régularisation du lac Winnipeg comprenait la construction de trois canaux en vue d'augmenter considérablement le débit sortant potentiel du lac en hiver, de la centrale et de l'ouvrage régulateur de Jenpeg, et d'un barrage à la sortie du lac Kiskitto pour empêcher l'eau de refouler dans ce dernier.
Les canaux de dérivation
Pour contourner les rétrécissements naturels du fleuve Nelson, il fallait construire trois canaux de dérivation : le Canal-de-deux-milles, le Canal-de-huit-milles et le canal de dérivation Ominawin. Tous les trois sont d'une profondeur approximative de 7,6 mètres. Pendant les travaux d'excavation, on a extrait un total de 37,3 millions de mètres cubes de matériaux du sol.
Le Canal-de-deux-milles aide à « déboucher » le lac Winnipeg en augmentant le déversement naturel à Warren Landing. Le canal ouvre une voie entre le nord du lac Winnipeg et le lac Playgreen, à l'endroit où le bras de terre qui les sépare est le plus étroit, soit à environ 10 km au nord-ouest de Warren Landing. La largeur du canal est en moyenne 112 m au niveau du lit.
Le Canal-de-huit-milles relie le lac Playgreen à l'extrémité sud du lac Kiskittogisu, juste au nord du 54e parallèle. Le canal, qui augmente le débit sortant du lac Playgreen, est d'une largeur variant entre 130 et 300 m au niveau du lit.
Le canal de dérivation Ominawin contourne les rétrécissements naturels de la rivière Ominawin qui est la décharge du lac Kiskittogisu la plus au Nord et qui se rend jusqu'au canal ouest du fleuve Nelson. L'excavation s'étend sur 2 300 m. Divisée au centre par une levée de pierres, elle comprend deux canaux larges de 172 m au lit.
La centrale de Jenpeg
La centrale et l'ouvrage régulateur de Jenpeg sont situés sur la partie supérieure du fleuve Nelson au point de déversement du canal ouest du fleuve Nelson dans le lac Cross. La fonction principale de Jenpeg est de régulariser le débit sortant du lac Winnipeg qui se jette dans le fleuve Nelson. Sa fonction secondaire est de mettre à profit une chute mesurant 7,3 m pour produire de l'électricité. Le bâtiment des machines et l'évacuateur de crues de la centrale contrôlent le débit sortant du lac Winnipeg. La construction de Jenpeg a commencé en 1972 pour se terminer en 1979. La centrale a une capacité de production normale de 97 MW.
Le barrage Kiskitto
En raison de la construction de la centrale et de l'ouvrage régulateur de Jenpeg et de l'augmentation par la suite des niveaux d'eau en amont du fleuve Nelson, il était nécessaire de construire un barrage à l'émissaire du Lac Kiskitto pour empêcher l'eau de refouler dans ce dernier. Le barrage mesure approximativement 600 m de longueur et 15 m de hauteur au maximum. Le lac est régularisé à l'intérieur de ses limites naturelles. Les niveaux d'eau sont contrôlés pour favoriser au maximum la vie aquatique, la faune et les activités récréatives. Au total, 16 digues séparées, d'une longueur de 14 km, protègent le lac contre les niveaux d'eau plus élevés du canal ouest du fleuve Nelson. Un conduit commandé par une vanne a été installé pour acheminer l'eau provenant du canal ouest du fleuve Nelson. On a aussi construit un petit canal et un ouvrage régulateur pour empêcher le lac de dépasser les niveaux normaux lorsque les précipitations sont abondantes.
Les niveaux d'eau du lac Winnipeg résultant de la régularisation
En 1970, Manitoba Hydro a obtenu un permis pour régulariser le lac Winnipeg. Quand le niveau du lac se situe entre 216,7 m (711 pi) et 217,9 m (715 pi) au-dessus du niveau de la mer, Manitoba Hydro peut, en vertu du permis accordé, régler le débit sortant selon les besoins pour la production de l'électricité le long du fleuve Nelson. Par moments, le niveau du lac est supérieur ou inférieur à ces niveaux (par exemple, lorsque la quantité des eaux de ruissellement est plus faible ou plus forte). Dans ces cas extrêmes, on rétablit le niveau du lac à l'intérieur des limites prévues par le permis, et ce, aussi rapidement que le permettent les conditions du débit entrant.
Lorsque le débit entrant est élevé et que le niveau du lac dépasse 217,9 m au-dessus du niveau de la mer, Manitoba Hydro doit maintenir un déversement maximal afin de rétablir le plus tôt possible le niveau du lac sous les 217,9 m. Les périodes de sécheresse peuvent donner lieu à des niveaux inférieurs à 216,7 m au-dessus du niveau de la mer. Dans ce cas, c'est le ministre de la Conservation qui détermine le débit sortant du lac.
Les conditions météorologiques telles que le vent et la pression barométrique peuvent donner lieu à des écarts considérables entre les niveaux du lac d'un endroit à l'autre. Par conséquent, Manitoba Hydro se sert des niveaux moyens quotidiens obtenus de huit indicateurs de niveau afin de déterminer le niveau du lac. Depuis la régularisation du lac Winnipeg, le niveau moyen du lac demeure presque inchangé par rapport au niveau moyen de la période avant la régularisation.
De plus, les grandes fluctuations du niveau du lac ont été réduites considérablement. Grâce à la régularisation, on a éliminé le risque des niveaux élevés dévastateurs, tels qu'on a connus en 1966 et en 1974. En outre, la régularisation offre une protection contre les niveaux extrêmement bas qui se produisaient naturellement au cours des années de sécheresse, telles que 1932, 1941 et 1962.
Le déversoir du lac Cross
La mise en oeuvre du projet de régularisation du lac Winnipeg a produit un renversement des cycles des niveaux d'eau et des fluctuations qui se produisaient toujours au lac Cross, de sorte que le niveau du lac baisse au printemps et monte à l'automne au lieu du contraire. De plus, les niveaux minimum et maximum étaient en moyenne plus bas après la mise en oeuvre du projet que pendant la période précédant la régularisation.
Manitoba Hydro et les gens de la localité ont collaboré pendant bon nombre d'années pour trouver un moyen qui permettrait, en autant que possible, de rétablir les conditions de vie et l'environnement qui existaient avant la régularisation. En 1990, une entente a été conclue en ce qui concernait les mesures d'atténuation à prendre afin d'augmenter les niveaux d'eau du lac Cross. Ces mesures comprenaient la construction d'un déversoir de pierres et l'excavation d'un canal à l'émissaire du lac Cross, au coût de 9,5 millions de dollars. Un déversoir est un barrage construit dans une rivière pour en retenir l'eau et régulariser le débit. Les travaux de construction du déversoir du lac Cross ont été entrepris en 1991.
Le déversoir et l'exploitation connexe à Jenpeg ont fait monter progressivement de presque 1,4 m le niveau d'eau minimum du lac Cross. De plus, les fluctuations saisonnières se font de façon plus graduelle et plus modérée que par le passé. On continue à surveiller le déversoir pour vérifier son niveau d'efficacité.