Des résultats du projet SECCELA ont été publiés en début d’année dans la revue Climatic Change. Le projet SECCELA du Pôle R&D ECLA avait pour but de mieux caractériser la réponse des plans d'eau au changement climatique.

L'étude en question a caractérisé les régimes de brassage de 170 plans d’eau en France sur une période de 60 ans, et a évalué l’existence d’éventuels basculements dans les régimes de brassage dominants au cours du temps.

Enjeux de l'étude

Le réchauffement climatique a de nombreux impacts sur le fonctionnement des écosystèmes lacustres, et de nombreux processus peuvent être reliés à la température des masses d'eau. Les différences de température entre couche de surface d'un lac (épilimnion) et couche de fond (hypolimnion) conditionne notamment le mélange des eaux (brassage). Sous l'effet du changement climatique, les couches de surface se réchauffent, se qui peut limiter les phases de brassage selon les plans d'eau. Cette étude calcule et analyse les régimes de brassage de 170 plans d'eau en France hexagonale. C'est la première étude à cette échelle, et elle propose une catégorisation des régimes de brassage mais aussi une caractérisation de l'impact du changement climatique (réchauffement) sur ces mélanges.

Une meilleure connaissance des régimes de brassage permet de mieux contraindre le fonctionnement des plans d'eau et leur éventuelle réponse au réchauffement climatique.

Méthode

L’analyse repose sur le jeu de données LakeTSim (Sharaf et al., 2023), développé et publié par la même équipe en 2023. LakeTSim fournit des chroniques de températures simulées de l’épilimnion (couche de surface) et de l’hypolimnion (couche profonde) des lacs. Le recours à la modélisation constitue un atout majeur lorsque les données de terrain sont inexistantes ou peu fréquentes, comme c’est souvent le cas dans le cadre des suivis réalisés au titre de la Directive Cadre sur l’Eau.

Dans le cadre de cette étude, seules les simulations issues du mode calibré du modèle ont été utilisées (voir section “Pour aller plus loin” en bas de cette page). Ce choix s’explique par des incertitudes plus élevées pour les lacs dépourvus de données in situ, en particulier pour l’épilimnion, soulignant ainsi l’importance des observations de terrain. 

Les régimes de brassage annuels ont ainsi pu être calculés pour 170 lacs sur la période 1959–2019. Dans un second temps, la période d’étude a été scindée en deux sous-périodes de 30 ans (1959–1988 et 1989–2019). Les régimes de brassage dominants ont été déterminés pour chacune de ces périodes. Les lacs aux régimes de brassages « constants » (le même régime de brassage est calculé sur l’ensemble de la période) ont été différenciés des lacs aux régimes de brassage « marginaux » (au moins deux régimes de brassage observé sur la période donnée). Enfin, les régimes de brasages dominants ont été comparés entre les deux périodes afin d’identifier d’éventuels changements.

Résultats principaux

• Alors qu’un régime de brassage unique est communément attribué à un lac (régimes de brassages “constants”), les résultats confirment que certains lacs peuvent présenter des régimes de brassage variables d’une année sur l’autre (régimes de brassages “marginaux”), ce qui avait souligné par des travaux dans la communauté internationale .
• Néanmoins, de manière générale, la proportion de lacs présentant des régimes de brassages “marginaux” a diminué entre les deux périodes, et la proportion du régime dominant a augmenté.
• Sur la période 1959–1988, 55 % des lacs étaient monomictiques chauds, 30 % polymictiques et 15 % dimictiques, avec 57 % des lacs étaient classés dans le groupe des lacs aux régimes de brassage “marginaux” (contre 44% sur la seconde période).
• Seuls 6 % des lacs ont connu un basculement de leur régime de brassage dominant entre les deux périodes étudiées. Les lacs ayant changé de régime (6 %), tous situés à basse altitude (< 800 m) en France centrale et nord-est, sont passés d’un régime dimictique à monomictique chaud, représentant 77 % des lacs dimictiques de basse altitude.
• Les lacs étudiés montrent un réchauffement généralisé de l’épilimnion, plus rapide que celui de la température de l’air.
• Les lacs ayant montré un basculement de régime de brassage dominant ont connu un réchauffement plus marqué de l’épilimnion (0,25 °C/décennie) que les lacs n’ayant pas changé de régime (0,2 °C/décennie), ainsi qu’une augmentation de la stabilité thermique et du gradient de densité.
• Les lacs de haute altitude sont restés dimictiques, avec un réchauffement plus modéré de l’épilimnion et une diminution spécifique du rayonnement solaire hivernal, sans changement significatif du gradient de densité.

Ces résultats apportent de nouveaux éléments sur la dynamique des régimes de brassage des lacs français sur six décennies, avec des implications importantes pour la compréhension des impacts écologiques du changement climatique et pour l’orientation des stratégies de gestion. À l’avenir, une réduction du brassage est attendue dans les lacs dimictiques, en particulier ceux de basse altitude.

Pour aller plus loin