Eutrophisation des lacs
Qu’est-ce que c’est?
L’eutrophisation est un processus par lequel un lac passe d’un niveau oligotrophe (peu nourri) à eutrophe (bien nourri), c’est-à-dire qu’il atteint une concentration de nutriments très élevée et une grande accumulation des sédiments, ce qui modifie ces caractéristiques et favorise l’abondance des plantes aquatiques.
On distingue trois stades évolutifs de l’eutrophisation d’un lac, nommés « niveaux trophiques », soit oligotrophe, mésotrophe et eutrophe.
Oligotrophe
Lac pauvre en éléments nutritifs, qui possède donc des eaux très claires et généralement profondes. On y retrouve peu de végétaux et son bassin versant est relativement petit.
Mésotrophe
Lac qui a accumulé des éléments nutritifs et est donc plus riche. On commence donc à voir des changements au niveau des espèces présentes et de leur nombre.
Eutrophe
Lac très riche en nutriments, aux eaux généralement moins claires et peu profondes. Les végétaux sur les berges vont s’étendre et graduellement pour recouvrir le lac. C’est la dernière étape avant que le lac ne devienne un marais.
Source: ROBVQ
En soi, l’eutrophisation naturelle fait partie du cycle de vie d’un lac et n’est pas dommageable.
Malheureusement, l’eutrophisation causée par les activités humaines se fait de façon accélérée; on parle de dizaines d’années au lieu de milliers. Les conséquences sont alors déplaisantes pour la faune et la flore du lac, mais aussi pour ceux qui utilisent le lac, que ce soit pour la pêche, la baignade, pour s’approvisionner en eau ou pour toute autre activité.
Le processus d’eutrophisation
Plusieurs éléments nutritifs sont considérés comme « limitants », c’est-à-dire qu’ils sont nécessaires à la croissance des plantes terrestres et aquatiques et que ces dernières ne pourront pas proliférer si elles n’en obtiennent pas. Parmi ces éléments nutritifs limitants, on retrouve l’azote et le phosphore, qui est l’élément le plus limitant dans un lac.
- L’eutrophisation commence donc par une accumulation de ces éléments nutritifs, qui proviennent de sources naturelles et anthropiques;
- Les plantes aquatiques et algues utilisent ces nutriments pour croître et se reproduire, devenant plus abondantes. Cela a pour effet d’augmenter la turbidité de l’eau;
- L’augmentation de la turbidité signifie que moins de lumière se rend au fond de l’eau et la photosynthèse ne peut se faire qu’en surface du lac;
- Le matériel végétal abondant en surface se déposera, à sa mort, au fond du lac;
- Les décomposeurs utilisent de l’oxygène dissous afin de décomposer cette matière végétale, ce qui provoque une diminution des concentrations d’oxygène dissous en profondeur;
- La raréfaction de l’oxygène dissous occasionne un changement au niveau de la biodiversité des espèces fauniques et florales du lac, qui n’ont pas toutes besoin de la même quantité d’oxygène.
Les effets de l’eutrophisation
Normalement, les effets de l’eutrophisation se mesurent sur des milliers d’années. Or, une eutrophisation accélérée provoque ces mêmes changements en quelques décennies, ils peuvent donc facilement être perçus par l’homme. Parmi ceux-ci, on peut retrouver une plus grande abondance de plantes aquatiques et d’algues, une dégradation de la qualité de l’eau, de l’envasement, un changement au niveau de la biodiversité, ainsi que l’apparition de cyanobactéries .
Algues et plantes aquatiques
Les algues sont des végétaux simples généralement unicellulaires et microscopiques sans racines, invisibles à l’œil nu. Ces algues sont habituellement vertes, brun, rouge ou jaune. Il existe aussi des algues filamenteuses, visibles à l’œil nu, à ne pas confondre avec des plantes aquatiques.
Les algues et plantes aquatiques jouent un rôle très important dans la chaîne alimentaire. Elles constituent une source de nourriture importante pour la faune aquatique. De plus, elles libèrent de l’oxygène qui servira ensuite à la respiration d’autres organismes aquatiques.
La croissance et la multiplication des algues et des plantes aquatiques est influencée par divers facteurs, notamment la température, la transparence de l’eau et l’abondance de nutriments (le phosphore et l’azote). Un changement drastique de l’un de ces facteurs pourrait affecter l’écosystème aquatique en entier.
Une multiplication excessive de végétaux pourrait avoir plusieurs conséquences désagréables, notamment diminuer la transparence de l’eau et nuire à la photosynthèse. Une grande quantité de végétaux dans l’eau pourrait aussi boucher des conduites, prises d’eau et filtres d’usines de production d’eau potable. La décomposition de ces végétaux nécessite également énormément d’oxygène, ce qui pourrait affecter la respiration des autres organismes aquatiques.
En résumé, la présence naturelle des algues et plantes aquatiques permet de maintenir une bonne santé du lac. Cependant, l’intervention humaine pourra affecter leur cycle de vie normale.
Oxygène dissous
L’oxygène est un élément essentiel à la vie, sur terre comme sous l’eau. L’oxygène dissous est donc la façon dont les organismes aquatiques peuvent obtenir l’oxygène dont ils ont besoin. Il peut donc être un indicateur de la santé du lac.
La solubilité de l’oxygène varie selon la température de l’eau. De ce fait, l’eau froide contient une concentration plus élevée d’oxygène que l’eau chaude, de sorte qu’un lac aura des concentrations d’oxygène différentes à différentes profondeurs. De même, la solubilité de l’oxygène varie en fonction de l’altitude; les lacs en basse altitude auront une plus haute concentration d’oxygène que ceux en haute altitude. Sa disponibilité dans l’eau changera aussi en fonction du nombre d’espèces l’utilisant.
L’oxygène dissous a plusieurs provenances; les échanges avec l’atmosphère, un phénomène lent pouvant être facilité par l’agitation de l’eau par le vent, qui augmente la surface de contact de l’eau et de l’air par la création de vague; ainsi que la photosynthèse des organismes aquatiques. Malheureusement, une trop grande abondance de plantes aquatiques et d’algues, au lieu de faire plus de photosynthèse, va plutôt augmenter la turbidité de l’eau et donc diminuer la quantité de lumière qui pénètre le lac. Or, sans lumière, les plantes ne peuvent pas faire de photosynthèse et la quantité d’oxygène dissous dans l’eau diminue. La mortalité de ces végétaux augmente la quantité de matière organique à décomposer ainsi que la disponibilité d’oxygène dissous et ces végétaux morts viennent augmenter la turbidité de l’eau.
L’oxygène sert à la respiration des organismes aquatiques; une forte diminution de l’oxygène dans les lacs, par exemple à cause d’une hausse de température ou par une prolifération d’algues et de plantes aquatiques qui l’utilise résultera en une perte de biodiversité, puisque certaines espèces nécessitant une plus grande concentration d’oxygène ne pourront survivre. Certaines plantes ayant plus de facilité à coloniser un milieu riche, mais pauvre en oxygène, seront favorisées au détriment des autres en prendront rapidement toute la place.
Pour limiter la diminution d’oxygène dissous, il suffit de limiter la croissance et la Multiplication excessive de plantes et algues dans les lacs!
Acidité (pH)
Le pH mesure l’acidité d’un liquide. L’acidité du lac joue beaucoup sur sa biodiversité, puisque la plupart des organismes ont besoin d’un pH neutre pour survivre; une trop forte variation du pH peut entrainer de la mortalité auprès de certaines espèces. De plus, l’acidité influence la quantité d’éléments nutritifs dissous dans l’eau, comme le phosphore et l’azote, mais aussi la quantité de métaux lourds. En effet, en conditions acides, certains métaux lourds toxiques se libèrent des sédiments dans l’eau et deviennent disponibles à la consommation aux organismes aquatiques.
L’acidité d’un lac peut être influencée par son environnement physique, notamment la géologie du sol. L’eau sera basique sur un sol calcaire, alors que sur une roche granitique, l’eau aura une tendance acide et sera donc plus sensible. Un autre facteur jouant beaucoup sur l’acidité est d’origine anthropique; il s’agit de la pollution. Les principales sources de pollution sont les rejets des eaux usées et les rejets industriels. De plus, les pluies acides, qui elles, en plus de provenir des combustibles fossiles et de l’industrie d’affinage des métaux, peuvent aussi provenir de sources naturelles comme des éruptions volcaniques et feux de forêt.
Source: ROBVQ
Concrètement, dans mon lac
Le pH et l’oxygène dissous, on ne les voit pas! La multiplication d’algues et de plantes aquatiques, ça n’a pas l’air terrible! Une eau turbide, ce n’est pas dramatique non plus!
Et pourtant, les impacts sont plus grands que ce qu’on pourrait le croire. Par exemple, la prolifération d’algues et de plante aquatique rend la baignade déplaisante, ou même dangereuse dans le cas d’apparition de fleurs d’eau de cyanobactéries. Elle rend l’eau odorante déplaisante au goût, ce qui rend le traitement de l’eau plus dispendieux et qui augmente donc le coût de l’eau potable. De plus, cette abondance de végétaux diminue la quantité d’oxygène dissous disponible dans l’eau cause une perte de biodiversité à la fois sur les berges et dans l’eau, ainsi qu’une hausse du taux de mortalité chez les poissons. L’eau turbide et l’envasement des lacs peuvent aussi nuire à la qualité de l’expérience touristique, puisque l’on apprécie les eaux claires et limpides. De ce fait, les lacs perdent de leur attrait récréotouristique, puisque la pêche et la baignade y sont moins pratiquées et que valeur esthétique du lac et des berges diminue. Cela, à son tour, peut faire baisser la valeur des propriétés aux alentours du lac.
L’impact de l’eutrophisation des lacs n’est pas que financier! Au niveau de l’écosystème, le lac joue un rôle très important et offre des habitats pour un grand nombre d’espèces fauniques et végétales. L’eau des lacs et leurs berges sont aussi des richesses qu’il nous incombe de conserver et d’entretenir convenablement.
Causes et prévention
Phosphore
L’eutrophisation étant causée, au départ, par une augmentation d’éléments nutritifs dans l’eau, toute activité humaine qui est à l’origine d’un apport supplémentaire en azote, mais surtout en phosphore, participe à l’accélération de l’eutrophisation des lacs. En voici quelques exemples :
- L’épandage d’engrais chimique ou naturel;
- L’érosion des berges;
- L’utilisation de produits domestiques contenant des phosphates;
- Les rejets d’eaux usées industrielles, urbaines et domestiques.
Pour apprendre comment éviter d’accélérer le processus d’eutrophisation, nous vous invitons à consulter les autres onglets de notre section des « bonnes pratiques »!