Réchauffement des lacs suisses : pourquoi suivre la température et l’oxygène dissous ?
Sous l’effet du changement climatique, on observe depuis quelques années un réchauffement des lacs. En Suisse, les eaux de surface de la plupart des lacs se sont réchauffées d’environ 0,4 °C par décennie depuis 1980.
Cela a un effet direct sur la dynamique de brassage et donc sur la teneur en oxygène dans les zones plus profondes des lacs. Ces évolutions concernent directement les gestionnaires de plans d’eau, les producteurs d’eau potable et les acteurs chargés du suivi écologique. Température et oxygène dissous sont alors mesurés à plusieurs profondeurs pour suivre l’évolution du lac dans le temps.
L'essentiel de l'article
- Les eaux de surface des lacs suisses se réchauffent, ce qui prolonge la stratification et limite le brassage saisonnier.
- Lorsque les eaux profondes restent isolées plus longtemps, leur oxygène se renouvelle moins bien.
- Le suivi doit croiser température et oxygène à plusieurs profondeurs, ponctuellement ou en continu, pour voir où et quand ces évolutions apparaissent.
Les effets du réchauffement des lacs suisses
Une stratification thermique plus précoce et plus longue
Dès le printemps, la surface des lacs se réchauffe. Cette eau plus chaude reste au-dessus des eaux profondes, plus froides et plus denses, ce qui réduit fortement les échanges verticaux . Cette formation de couches de températures distinctes dans un plan d’eau s’appelle la stratification thermique. La stratification est un phénomène saisonnier normal, mais ce qui est préoccupant, c’est sa durée depuis quelques années.
L’OFEV (Office fédéral de l’environnement Suisse) constate que la stratification commence de plus en plus tôt au printemps et se dissout plus tard à l’automne. Les couches profondes restent donc isolées pendant une plus longue période, ce qui représente plusieurs semaines supplémentaires sans renouvellement direct de l’eau de fond.
Un brassage saisonnier moins efficace
Le refroidissement automnal et hivernal réduit progressivement l’écart de température entre la surface et les profondeurs. L’OFEV a observé ces dernières années un mélange moins complet dans les lacs de Constance, de Zurich et dans le Léman, avec un apport d’oxygène réduit dans les eaux profondes.
Sur certaines simulations, les lacs de moyenne altitude, aujourd’hui brassés deux fois par an, pourraient ne plus connaître qu’un seul brassage complet annuel si les températures continuent de monter.
Un renouvellement plus limité de l’oxygène dans les eaux profondes
Pendant les mois de stratification, les eaux profondes consomment toujours de l’oxygène. La respiration des organismes et la dégradation de la matière organique continuent. Malheureusement, l’eau riche en oxygène de la surface ne descend pratiquement plus jusqu’au fond. Plus cet épisode est long, plus les réserves diminuent. Et si le brassage suivant reste superficiel ou partiel, les couches profondes reçoivent encore moins d’oxygène et leur renouvellement peut rester limité jusqu’à un brassage suffisamment profond.
Les conséquences d’un manque d’oxygène dans les lacs
Des zones moins favorables à la vie aquatique
Les eaux profondes restent plus froides en été et servent de refuge à plusieurs espèces adaptées à ces températures. Lorsque l’oxygène y devient insuffisant, cet habitat se réduit et entraine que certains poissons se retrouvent coincés entre des eaux de surface trop chaudes et des profondeurs moins bien oxygénées.
Lorsque l’oxygène se raréfie près du fond, les échanges entre l’eau et les sédiments évoluent. Certains nutriments peuvent alors être davantage relargués dans la colonne d’eau. Cette modification peut ensuite favoriser le développement d’algues ou de cyanobactéries.
Le suivi de l’oxygène dissous apporte donc aussi des informations sur l’évolution des équilibres du lac.
Comment interpréter les mesures d’oxygène dissous ?
Lire la concentration avec le pourcentage de saturation
Une valeur en mg/L ne se lit pas seule. À concentration égale, l’état d’oxygénation n’est pas le même dans une eau froide que dans une eau plus chaude, puisque la quantité d’oxygène que l’eau peut dissoudre varie avec la température.
Le pourcentage de saturation permet de replacer la mesure dans ces conditions :
Saturation en O₂ (%) = O₂ mesuré (mg/L) / O₂ à saturation (mg/L) × 100
Ainsi, une mesure de 8 mg/L ne correspond pas au même niveau de saturation selon la température de l’eau. Lire les deux valeurs ensemble donne une vision plus juste de l’oxygénation du lac et facilite les comparaisons entre profondeurs ou entre campagnes.
L’intérêt du suivi de la température et de l’oxygène dissous
Réaliser des mesures à différentes profondeurs
Un profil vertical combine plusieurs relevés entre la surface et le fond. Les points peuvent être rapprochés autour de la thermocline, où la température change rapidement, puis espacés dans les couches plus profondes pour suivre l’évolution de l’oxygène sous cette zone de transition.
Pour ces campagnes, ODEON peut être utilisé avec le capteur OPTOD, qui mesure simultanément l’oxygène dissous et la température. Sa plage de mesure pour l’oxygène s’étend de 0 à 20 mg/L, avec une lecture également disponible en pourcentage de saturation.
Si plusieurs paramètres doivent être relevés au même niveau, la TRIPOD peut accueillir jusqu’à trois capteurs sur une même sonde.
Mettre en place un suivi autonome et connecté
Pour un suivi sur plusieurs semaines ou plusieurs mois, les capteurs peuvent rester installés aux profondeurs retenues et enregistrer les mesures à intervalles réguliers. Les séries obtenues permettent de suivre l’évolution de la température et de l’oxygène en profondeur au fil de la saison.
Sur un lac, une bouée connectée peut aussi servir de support au dispositif de mesure. Les capteurs sont maintenus au point de suivi défini et les données peuvent être transmises à distance, ce qui évite de dépendre uniquement des campagnes ponctuelles sur le terrain.
La sonde TRIPOD communique en Modbus RS-485 ou SDI-12 et peut être raccordée à un logger ou à une centrale d’acquisition.
Avec LOG AQUA, les données issues des capteurs numériques sont enregistrées puis transmises par réseau GSM vers une interface web sécurisée. Jusqu’à quatre capteurs numériques peuvent être connectés simultanément.
Choisir un dispositif adapté au suivi du lac
Pour une campagne ponctuelle, le besoin reste de mesurer sur site, à plusieurs profondeurs, avec un équipement facilement déployable. Dès que le suivi s’inscrit dans la durée, la logique change. Une sonde multiparamètre, une bouée connectée ou une chaîne autonome peut alors rester en place pour enregistrer les données et les transmettre à distance.
Aqualabo intervient sur différents types de configurations auprès de collectivités, bureaux d’études, structures scientifiques et gestionnaires de l’eau. Les solutions proposées couvrent le suivi de la température, de l’oxygène dissous et d’autres paramètres physico-chimiques, dans les lacs et plans d’eau, en Suisse comme à l’international.
