Communiqué de presse
FNS: Image du mois janvier 2006:
Mécanismes doxygénation découverts par des chercheurs de lEPFL
2006-01-10T09:00:00
Berne (ots) - Le lac Léman respire par avalanches La qualité des eaux du lac Léman est un souci permanent pour
ceux qui habitent sur ses rives. Pour rester en bonne santé, cette
immense étendue aquatique doit absolument oxygéner ses couches les
plus profondes. Elle y parvient généralement en hiver. Mais avec le
réchauffement du climat, ce phénomène semble senrayer, comme lont
constaté des chercheurs de lEPFL, soutenus par le Fonds national
suisse. En suivant les mouvements des masses deau depuis de
nombreuses années, ils ont pu démontrer que plusieurs mécanismes
sont responsables de leur brassage. Lors de lhiver 2004-2005, le lac Léman a réussi à oxygéner ses
couches les plus profondes, à près de 300 mètres, avec une
amplitude que le professeur Ulrich Lemmin et son équipe du
Laboratoire dhydraulique environnementale de lEPFL navaient plus
vue depuis longtemps. Cest une bonne nouvelle car ce phénomène est
essentiel au maintien de la bonne qualité des eaux du lac. Mais cet
épisode réjouissant ne peut cacher une tendance inquiétante : le
réchauffement du climat, et lélévation sensible des températures
moyennes hivernales ces dernières années, ont contribué à freiner
ces processus doxygénation. Léquipement dont dispose les scientifiques leur a permis
dobserver les mouvements internes du Léman responsables de ce
phénomène. Une batterie de capteurs capables de mesurer toutes
sortes de paramètres (température, mouvements, etc.) leur est
nécessaire. En outre, il leur faut placer ces instruments en
plusieurs endroits et à différentes profondeurs, condition
indispensable pour suivre le déplacement des masses deau. Une fois les données accumulées et traités par les ordinateurs,
les mouvements secrets du lac se révèlent à lécran dans toute leur
complexité. Il a fallu toute la science des hydrodynamiciens pour
les identifier. Le plus visible de tous est sans doute celui que
lon a baptisé « boucle de convection ». Un millefeuille de 300 mètres Il faut imaginer le lac comme un millefeuille constitué de
différentes couches deau qui se distinguent par leur température
et leur densité respectives. Cest à la surface que le thermomètre
oscille le plus, au gré des saisons. De plus de 20°C en été, on
passe facilement quelques mois plus tard à des températures proches
de zéro si lhiver est rigoureux. Or cest justement en hiver que
se produisent les boucles de convection, quand la température des
eaux de surface devient inférieure à celle des eaux profondes qui
se maintiennent, elles, toujours aux alentours des 5.5°C. « En
physique des liquides, explique Ulrich Lemmin, plus froid signifie
généralement plus dense. Logiquement quand les couches supérieures
du lac atteignent des températures assez basses, elles plongent
vers le fond. » Loxygène quelles contiennent va sy révéler
particulièrement précieux au maintien de la bonne qualité des eaux
du lac. Algues ou animaux morts tombent en nombre au fond du lac.
La dégradation de cette matière organique par les bactéries
aérobies entraîne une grande consommation doxygène. Si ce dernier
manque, le travail de nettoyage par les bactéries ne peut plus se
faire. La matière organique saccumule dans les sédiments, de même
que certains polluants comme le phosphore, et ce jusquà menacer
léquilibre du lac. Le brassage saisonnier du lac Léman est donc essentiel à sa
bonne santé et lest dautant plus que les activités et la présence
humaine font peser sur lui une pression sans cesse grandissante.
Cest la raison pour laquelle les spécialistes sinquiètent des
conséquences dun éventuel réchauffement climatique durable. Il
suffit dune faible augmentation des températures moyennes en hiver
pour que le brassage du lac diminue et se révèle insuffisant à la
régénération de ses eaux. Limportance des zones côtières peu profondes Pour prendre toute la mesure du phénomène, il est nécessaire de
décortiquer ce processus doxygénation dans son entier. Est-il
possible que les boucles de convection ne soient pas les seuls
mouvements à assurer ce brassage ? Et si cest le cas, ces autres
manifestations sont-elles tout aussi sensibles aux variations de la
température atmosphérique ? Cest en sinspirant dobservations effectuées en laboratoire,
quUlrich Lemmin et son équipe ont étendu leurs investigations. A
leur grande satisfaction, ils ont découvert dautres phénomènes de
brassage. Les scientifiques se sont notamment intéressés aux zones
côtières du Léman, où la profondeur nexcède guère les cinq mètres
sur une largeur de plusieurs dizaines de mètres. Ces zones, très
abondantes par exemple entre Genève et Lausanne, en bordure de ce
que lon appelle le Petit Lac, se refroidissent très vite du fait
de leur faible profondeur. Devenue froide et donc plus dense, cette
eau côtière coule à son tour et dévale en avalanches le long des
pentes lacustres pour converger au fond du Petit Lac. Tout récemment, léquipe de lEPFL a réussi à mettre en évidence
un autre phénomène qui concourt à loxygénation du lac
profond. « Ce sont certaines mesures qui nous ont mis la puce à
loreille. Mais elles ne suffisaient pas. Les expériences en
laboratoire nous ont aidés à mettre au point un modèle numérique
réaliste. Nous sommes maintenant convaincus de lexistence dun
troisième phénomène de brassage qui est intimement lié au second,
cest à dire aux cascades qui se produisent depuis les côtes peu
profondes. » En effet, quand, en hiver, les eaux froides côtières
atteignent le fond du Petit Lac, elles nont réalisé quune partie
de leur voyage. Il leur reste en effet à atteindre un point plus
bas encore, à lest, sur le plateau du lac qui atteint 300 mètres
de profondeur. Lentement, elles quittent le Petit Lac et glissent
pour rejoindre cet abîme lacustre, apportant avec elles leur charge
en oxygène. On sait donc désormais que le Léman « respire » de différentes
façons. Cette découverte devrait non seulement permettre de mieux
protéger le plus grand lac de Suisse, et dEurope occidentale, mais
également de mieux comprendre dautres étendues deau douce, elles
aussi mises à rude épreuve par le réchauffement climatique et les
activités humaines. Pour de plus amples informations:
Prof. Ulrich Lemmin
Laboratoire dhydraulique environnementale
EPFL
CH-1015 Lausanne
tél: +41 (0)21 693 23 79
e-mail: ulrich.lemmin@epfl.ch Le texte et limage de cette information peuvent être téléchargés
sur le site web du Fonds national suisse:
http://www.snf.ch/communique
Permalink:
https://www.presseportal.ch/fr/pm/100002863/100502792
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