Les policiers anti-émeutes ont également, selon des témoins, utilisé des balles en caoutchouc à Barcelone où des milliers de personnes étaient descendues dans la rue tôt le matin pour prendre part au scrutin. Les manifestants ont aussi tenté de protéger les bureaux de vote lorsque la police y a pénétré de force pour saisir des urnes et le matériel de vote.
Au moins 38 personnes ont été blessées dans la province, dont 35 légèrement, essentiellement des contusions, des vertige set des crises d'anxiété, selon les services d'urgence.
Le président indépendantiste de l'exécutif catalan Carles Puigdemont a dénoncé la "violence injustifiée" dont a fait usage la police nationale.
A la mi-journée le représentant du gouvernement espagnol en Catalogne l'a au contraire pressé de mettre fin à la "farce" du référendum, le tenant pour responsable des évènements de la journée.
De Gérone à Barcelone ou Figueras, des milliers de Catalans s'étaient massés dès l'aube devant les centres de vote pour participer au scrutin, interdit par la justice, qui constitue un défi sans précédent pour l'Etat espagnol.
Mais malgré les interventions policières des citoyens ont quand même voté par endroits, selon des journalistes de l'AFP.
A Gérone, des heurts ont éclaté avec la foule lorsque des policiers anti-émeutes ont fait irruption dans le bureau où devait se rendre M. Puigdemont.
Celui-ci a cependant contourné la mesure en allant voter dans un autre bureau de vote proche de Gérone, selon le gouvernement catalan.
"Nous pouvons tenir un référendum d'autodétermination assorti de garanties comme nous nous y étions engagés", a déclaré le porte-parole du gouvernement régional Jordi Turull.
Il a affirmé que l'exécutif catalan disposait d'un "recensement universel" qui permettrait aux électeurs de voter dans n'importe quel bureau de la région.
Mais dans un bureau de vote de Figueras, une journaliste a constaté un blocage du système informatique.
"En Catalogne nous pensons qu'il est essentiel de décider si nous voulons continuer à rester dans l'Etat espagnol", assurait à Barcelone Pau Valls, 18 ans.
Cet étudiant en philosophie avait décidé de camper dès la veille devant le collège Jaume Balmes, l'un des 2.300 bureaux mis en place par l'exécutif régional assure pour permettre aux 5,3 millions de Catalans de voter.
- Un 'moment grave' -
Les habitants de la région, où l'indépendantisme gagne du terrain depuis le début des années 2010, sont divisés presque à parts égales sur l'indépendance.
Mais les Catalans souhaitent majoritairement, à plus de 70%, un référendum d'autodétermination légal, selon les derniers sondages.
Depuis le 6 septembre, date de la convocation du référendum par le pouvoir régional, ni les poursuites judiciaires ni les arrestations ou perquisitions n'ont dissuadé les indépendantistes de cette région où vivent 16% des habitants du pays d'organiser ce scrutin interdit.
Lors d'un entretien avec l'AFP samedi Carles Puigdemont avait évoqué "un moment grave", confirmant qu'en cas de victoire du oui il y aurait des "décisions politiques" qui pourraient déboucher sur une déclaration d'indépendance. Elle serait suivie selon lui d'une phase de "transition" où il négocierait le départ de la Catalogne, une négociation dont Madrid ne veut pas entendre parler.
Les conséquences d'une sécession de cette région, qui compte pour 19% du PIB du pays, grande comme la Belgique, sont aussi incalculables que celles du Brexit déclenché par un référendum, en juin 2016.
Elles inquiètent beaucoup d'Espagnols qui sont pour la première fois descendus dans la rue par milliers samedi pour protester contre le référendum jugé non représentatif. "La Catalogne, c'est l'Espagne", lisait-on sur certaines des pancartes.
- 'Plus grand défi' depuis Franco -
Et dimanche le quotidien El Pais assurait à la Une que la démocratie espagnole était "face à son plus grand défi" depuis la mort du dictateur Francisco Franco en 1975.
Les séparatistes affirment avoir déclenché une "révolution des sourires", et se mobilisent jour après jour avec des slogans positifs sur "l'amour de la démocratie" où armés d'oeillets rouges.
"Nous devons terminer ce processus comme nous l'avons commencé, pacifiquement", avait estimé de son côté Carles Puigdemont.
Les séparatistes avaient prévu d'organiser le vote dans toutes sortes d'endroits: établissements scolaires, couvent, centres de santé, maisons de retraites, musées.
Avec AFP