Qu'en est-il des petits lacs suisses ?
L'état trophique de 163 petits lacs de Suisse a été évalué selon les directives d'évaluation des eaux de la communauté de travail des Länder allemands (LAWA) et présenté pour la première fois sous forme de vue d'ensemble. Malgré des assainissements réalisés avec succès en de nombreux endroits, plus de 50% des petits lacs d'altitude étudiés se trouvent encore dans un état trophique insuffisant.
Quelle importance accorde-t-on aux petits lacs ? La Suisse compte environ 1600 lacs d'une superficie minimale de 0,5 hectare. Environ 1500 de ces lacs ont une superficie inférieure à 50 hectares. Ces plans d'eau, appelés petits lacs dans le présent rapport, présentent une grande diversité tant au niveau de leur formation que de leur utilisation. De nombreux petits lacs, tels que les lacs totémiques, les barrages morainiques et les dolines, se sont formés naturellement. Les petits lacs créés artificiellement, tels que les fosses de tourbage, les étangs de retenue ou les lacs de dragage, sont tout aussi variés. Les petits lacs sont utilisés de manière très différente par l'homme, par exemple pour les loisirs, la pêche, les bassins de rétention des crues ou la production d'électricité.
Tous ces petits lacs constituent en outre un habitat important pour des espèces animales et végétales en partie menacées. Bien que la surface d'eau de tous les petits lacs ne représente qu'environ 3% de la surface d'eau de tous les lacs suisses, ils abritent environ 50% des espèces d'escargots aquatiques, de coléoptères aquatiques, de plantes aquatiques et de libellules présentes en Suisse et environ 80% des espèces d'amphibiens présentes en Suisse [1] - ils sont un hotspot absolu pour la biodiversité.
Il est important de connaître l'état des petits lacs pour pouvoir préserver ces précieux habitats, les protéger de manière ciblée et garantir à long terme les multiples usages de ces lacs. Cependant, il n'existe pas encore de vue d'ensemble de leur état à l'échelle nationale, en raison de l'absence de méthodes d'évaluation uniformes et de l'hétérogénéité des données disponibles, due aux pratiques de monitoring différentes d'un canton à l'autre.
Afin d'obtenir néanmoins une vue d'ensemble, une évaluation des petits lacs suisses étudiés a été effectuée selon les directives "Gewässerbewertung - stehende Gewässer" (évaluation des eaux - eaux stagnantes) de la Länderarbeitsgemeinschaft (LAWA) allemande [2-5]. Pour ce faire, toutes les données disponibles au niveau cantonal sur l'état trophique des petits lacs ont été rassemblées, résumées et, lorsque les données étaient suffisantes, évaluées en appliquant ces directives [6].
Taux d'évaluation
L'évaluation d'une masse d'eau stagnante selon l'approche LAWA s'appuie en principe sur la trophie réelle et sur la trophie de référence à définir pour chaque masse d'eau, dans laquelle la masse d'eau se trouverait dans des conditions naturelles ou semi-naturelles. La trophie de référence tient compte des caractéristiques individuelles du cours d'eau et de son bassin versant et peut être déterminée individuellement pour chaque lac à partir des données morphométriques ou de l'apport potentiellement naturel de nutriments en provenance du bassin versant. La mesure de l'évaluation est l'écart entre la trophie réelle et la trophie de référence [2]. Par trophie, on entend l'intensité de la production organique photoautotrophe, qui dépend fortement de l'offre en nutriments disponible.
Cette approche permet de vérifier directement si les objectifs de qualité mentionnés dans l'OEaux (pas de production anormalement élevée de biomasse), qui constitue la base légale pour la surveillance des petits lacs, sont atteints. Il faut partir du principe qu'un écart entre la trophie réelle et la trophie de référence influence la présence d'animaux et de plantes sensibles et a donc des conséquences importantes sur le fonctionnement de l'écosystème. C'est pourquoi cette approche permet également de vérifier indirectement le respect des exigences de l'ordonnance sur la protection des eaux (pas d'atteinte à la reproduction, au développement et à la santé des plantes, animaux et microorganismes sensibles ; conditions naturelles).
Détermination de la trophicité réelle
La détermination de l'état trophique réel s'effectue à l'aide d'un ensemble de données à collecter selon des directives définies, qui comprennent les concentrations de phosphore, les teneurs en chlorophylle a (Chla) ainsi que les profondeurs de visibilité.
En raison de l'absence d'un jeu de données uniforme des paramètres nécessaires, la trophie réelle a été tirée d'études existantes et de rapports spécialisés cantonaux. La classification de la trophie réelle a été effectuée en 4 niveaux :
| oligotrophe | faiblement productif |
| mésotrophe | moyennement productif |
| eutrophe | hautement productif |
| hautement eutrophique | très élevé productif |
La trophie de référence peut être déterminée d'une part à partir des données morphométriques des lacs, telles que la forme du bassin et la profondeur ou le comportement de stratification, et d'autre part à partir de l'apport naturel potentiel de phosphore en provenance du bassin versant. Une comparaison des résultats issus des deux approches de référence indépendantes permet de plausibiliser les trophées de référence déterminés.
Dans les présentes évaluations, la détermination de la trophie de référence a été effectuée uniquement sur la base de la morphométrie en raison du manque de données nécessaires. La base est constituée par une relation statistique entre les paramètres descriptifs de la trophie, tels que les concentrations de chla, la profondeur de visibilité et la concentration de phosphore total, et les facteurs caractérisant la forme du bassin d'un lac, tels que le volume, la surface, la profondeur maximale, la longueur et la largeur. Cette relation statistique se base sur des données de mesure actuelles concernant 108 lacs d'origine glaciaire en Allemagne, qui ont été étalonnées avec des données concernant 51 lacs glaciaires à l'état naturel en Biélorussie [2].
Évaluation
La mesure pour l'évaluation représente l'écart entre l'état actuel et l'état de référence. Sur la base des données disponibles, l'évaluation est présentée en trois étapes, en dérogation à la directive LAWA :
| bien | Trophée réel égal ou meilleur que le trophée de référence |
| modéré | La trophée réelle est au maximum d'un niveau inférieur à la trophée de référence |
| insatisfaisant | La trophée réelle est inférieure de plus d'un niveau à la trophée de référence |
Les petits lacs pour lesquels la trophie de référence n'a pas pu être déterminée en raison de l'insuffisance des données morphométriques n'ont pas été évalués. Pour ces petits lacs, seule une classification de la trophie est disponible. Cela concerne tous les petits lacs artificiels et quelques petits lacs alpins et subalpins.
ÉTAT DES PETITS LACS
Des informations sur la situation trophique de 163 petits lacs sont disponibles. Les petits lacs étudiés se répartissent sur tous les étages altitudinaux, du collinéen à l'alpin. La proportion de lacs étudiés disposant d'informations sur la situation trophique se situe entre 14 et 18% aux altitudes collinéenne, montagnarde et subalpine, et à 6% aux altitudes alpines. Les lacs alpins sont relativement sous-représentés dans l'échantillon étudié, mais dans l'ensemble, une bonne taille d'échantillon est atteinte à toutes les altitudes.
Afin de présenter une vue d'ensemble de l'état des petits lacs suisses et de pouvoir discuter des résultats dans leur contexte, les lacs ont été classés en différentes catégories. Lors du regroupement, les données influençant la situation trophique, telles que la formation, l'altitude et le comportement de stratification des petits lacs, ont été prises en compte.
La première étape a consisté à regrouper les lacs naturels et artificiels en fonction de leur origine. Cela semble approprié, car l'approche d'évaluation selon la directive LAWA se base sur une comparaison de l'état actuel avec un état de référence proche de l'état naturel, qui doit encore être défini pour les petits lacs artificiels. C'est pourquoi seule une classification trophique a été effectuée pour les lacs artificiels, mais pas d'évaluation proprement dite selon la directive LAWA. L'état des petits lacs est donc présenté ci-après séparément pour les petits lacs naturels et artificiels.
L'altitude a été utilisée comme deuxième critère de regroupement. D'une part, celle-ci est considérée comme un point de repère pour la charge anthropique provenant du bassin versant des lacs, étant donné que la densité de population et la part et l'intensité de l'agriculture diminuent avec l'altitude. D'autre part, cette classification permet également de tenir compte des conditions climatiques qui sont pertinentes pour la production primaire. La classification des altitudes a été effectuée selon des critères géobotaniques en quatre niveaux d'altitude. La classification en fonction de l'altitude permet de tirer des conclusions sur les lacs présentant des situations de pollution comparables.
| Niveau d'altitude | Altitude [m au-dessus du niveau de la mer] |
Proportion Terres agricoles % |
Proportion Zone d'habitation % |
| collin | < 700 | 49 | 18 |
| montan | 700-1200 | 44 | 4 |
| subalpin | 1200-1900 | 18 | 1 |
| alpin | > 1900 | 1 | 0 |
Le troisième critère de regroupement a été le comportement de stratification. Une distinction a été faite entre les petits lacs non stratifiés et les petits lacs stratifiés. Contrairement aux lacs stratifiés, les nutriments libérés dans l'eau ou les sédiments après la décomposition de la biomasse sont immédiatement disponibles pour la croissance des algues dans les lacs peu profonds non stratifiés. La situation trophique des lacs est ainsi influencée de manière déterminante et constitue également, selon la directive LAWA, un paramètre important pour la détermination de la trophie réelle et de référence.
Petits lacs naturels
Situation actuelle
En règle générale, les petits lacs de basse altitude sont plus riches en nutriments et ont tendance à être dans un état trophique insuffisant que les petits lacs de haute altitude. Ainsi, 21 des 36 petits lacs collinaires étudiés (60%) se trouvent dans un état insuffisant. Quelle que soit l'altitude, les petits lacs non stratifiés sont généralement mieux évalués que les lacs stratifiés, car ils ont tendance à présenter naturellement un niveau trophique plus élevé que les lacs stratifiés en raison de leur morphométrie (polymixie, fertilisation propre élevée).
L'état insatisfaisant des petits lacs collinaires peut être attribué à une ou plusieurs causes. 80% des petits lacs dans un état moyen et insatisfaisant se trouvent dans des bassins versants où l'agriculture est intensive. Les perturbations dues à cette exploitation agricole intensive dans le bassin versant jouent probablement un rôle essentiel dans leur état insatisfaisant. Les nutriments parviennent dans les cours d'eau d'une part par la fertilisation des surfaces agricoles parfois directement adjacentes aux rives et par le ruissellement des nutriments qui en résulte, et d'autre part par les rejets de drainage. De nombreux petits lacs ont été abaissés pendant la Seconde Guerre mondiale, les surfaces marécageuses environnantes ont été drainées et rendues utilisables pour l'agriculture. L'apport d'air entraîne la décomposition de la tourbe. Les substances nutritives libérées sont également transportées dans les lacs via des drains.
Les nutriments parviennent encore dans certains petits lacs par le biais de l'évacuation des eaux urbaines, par exemple par les rejets des déversoirs d'orage ou des eaux météoriques ou, dans certains cas, par les ménages non raccordés à une STEP. Des études menées sur neuf petits lacs collinaires du canton de Berne révèlent à la fois des pollutions par les nutriments issus de l'agriculture et des apports d'eaux usées domestiques, qui sont cités comme les raisons de leur état insuffisant [7].
Ces apports de nutriments provenant de sources ponctuelles sont cependant généralement d'importance secondaire. Dans la plupart des cas, il s'agit d'apports diffus provenant de l'agriculture. C'est ce qu'a pu montrer une analyse des flux de substances, par exemple au lac d'Inkwil (BE/SO) [8]. Avec une part de 91 à 98% pour le phosphore et l'azote, les apports diffus dépassaient largement les apports provenant de sources ponctuelles (déversements d'eau de pluie, rejets d'eaux météoriques). Les apports issus de la culture des champs ont été considérés comme les sources de nutriments les plus importantes.
Les apports de nutriments provenant de l'agriculture devraient être dominants dans de nombreux petits lacs du Plateau, qui présentent une part élevée d'agriculture intensive. Selon les estimations des services cantonaux, les apports importants de nutriments provenant de sources ponctuelles d'évacuation des eaux urbaines sont généralement d'importance secondaire.
Il est frappant de constater la proportion considérable de 40% de petits lacs situés dans les zones subalpines dont l'état est insuffisant. Il est probable que l'exploitation des alpages, qui représente jusqu'à 60% de l'utilisation du bassin versant pour certains lacs, joue un rôle important dans leur état trophique insuffisant. La proximité des pâturages alpins avec le cours d'eau ou l'utilisation comme abreuvoir pour le bétail sont également susceptibles de provoquer une eutrophisation importante, en particulier dans les petits lacs subalpins. En outre, les rejets de certaines fermes ou entreprises, qui ne sont pas ou pas suffisamment traités au niveau des eaux usées, peuvent nuire aux conditions trophiques du lac.
Pratiquement tous les petits lacs subalpins en mauvais état étudiés se trouvent dans des régions karstiques. En raison des conditions hydrologiques particulières, même de faibles charges en nutriments peuvent avoir un impact négatif important sur leur situation trophique. Il reste à examiner dans quelle mesure les variations importantes du niveau de certains lacs subalpins, utilisés pour la production d'énergie, affectent le degré trophique. Les causes exactes de ces dégradations doivent être déterminées au cas par cas et pour chaque lac.
Les petits lacs alpins évalués sont en bon état.
Evolution de l'état
Des études à long terme menées sur 27 petits lacs ayant fait l'objet de mesures d'assainissement montrent que des mesures ciblées externes aux lacs (assainissement du drainage urbain, extensification de l'agriculture, création de zones tampons) et internes aux lacs (dérivation des eaux profondes, soutien de la circulation) ont permis à environ un tiers des lacs de retrouver leur état naturel et de présenter actuellement un bon état.
Les mesures d'assainissement externes au lac qui ont été couronnées de succès sont l'assainissement du drainage urbain, l'extensification des surfaces agricoles, surtout sur les surfaces proches du cours d'eau, la création de zones tampons, en particulier sur les versants, et des pratiques de fertilisation adaptées. Les mesures internes au lac, telles que la dérivation des eaux profondes et le soutien de la circulation, ont été particulièrement efficaces en combinaison avec des mesures externes au lac. Il s'est avéré que les mesures doivent être adaptées et appliquées individuellement à chaque cours d'eau pour obtenir des résultats d'assainissement.
Cependant, environ deux tiers des petits lacs sont toujours dans un état insuffisant malgré les mesures d'assainissement. La réabsorption du phosphore par les sédiments dans des conditions d'absence d'oxygène, qui provoque une fertilisation propre élevée à partir des sédiments pollués depuis des décennies, est l'une des raisons de cette situation. Ce phénomène est particulièrement important dans les petits lacs non stratifiés.
Seul un petit lac non stratifié sur cinq a atteint un bon état grâce à des mesures d'assainissement. Cette proportion est deux fois plus élevée pour les petits lacs stratifiés.
Les études à long terme montrent en outre que les mesures d'assainissement doivent être mises en œuvre sur une longue période avant qu'un équilibre et un nouvel état amélioré stable ne s'établissent. La quantité d'algues dans un lac réagit avec un certain retard à la diminution externe des nutriments en raison de la réabsorption du phosphore par les sédiments ou de la fertilisation propre au lac.
Une autre raison de l'état toujours insuffisant des petits lacs étudiés depuis de nombreuses années est toujours la charge externe trop élevée en nutriments provenant du bassin versant, principalement de l'agriculture et en partie de l'évacuation des eaux urbaines.
Pour continuer à améliorer l'état des petits lacs en Suisse, des mesures doivent être mises en œuvre en premier lieu dans le domaine de l'agriculture par l'extensification, la réduction du cheptel, la création de bandes tampons et des mesures de protection contre l'érosion. Dans certains cas, des mesures dans le domaine de l'évacuation des eaux urbaines, par exemple en tenant à distance les déversoirs d'orage, pourraient être nécessaires. En outre, les mesures déjà prises doivent être maintenues même si des améliorations ne sont pas encore visibles.
Petits lacs artificiels
Les 61 petits lacs artificiels étudiés présentent une grande diversité de degrés trophiques, qui dépendent aussi bien de l'histoire de leur formation que du type et de l'intensité de leur exploitation. Les petits lacs de basse altitude sont ainsi plus souvent riches en nutriments que ceux de haute altitude, ce qui est probablement dû à la plus grande pression anthropique résultant de l'agriculture intensive et de l'évacuation des eaux urbaines dans les zones de basse altitude [6].
La plupart des 61 petits lacs artificiels analysés n'ont pas pu être évalués selon les directives LAWA en raison d'une trophie de référence impossible à déterminer, raison pour laquelle le présent article n'aborde pas plus en détail l'état des petits lacs artificiels.
Conclusion et perspectives
Sur les quelque 1500 petits lacs que compte la Suisse, 163 ont été analysés jusqu'à présent en fonction de leur état trophique.
La comparaison entre l'état trophique réel spécifique au type de cours d'eau et l'état trophique de référence a été considérée comme une approche appropriée pour une évaluation uniforme des petits lacs naturels à l'échelle nationale, car elle permet de vérifier si les objectifs légaux sont atteints et si les exigences sont respectées.
La moitié des petits lacs naturels du Plateau sont dans un état insuffisant. La cause de l'état insuffisant de nombreux lacs du Plateau est la charge nutritive externe trop élevée provenant de l'agriculture intensive. Dans les lacs subalpins, environ un tiers des lacs sont dans un état insuffisant, ce qui peut s'expliquer par les atteintes provenant aussi bien de l'économie alpestre dans le bassin versant que des rejets de certaines fermes et exploitations. Les petits lacs alpins sont en général en bon état.
Les résultats d'études à long terme menées sur des petits lacs naturels montrent qu'avec des mesures appropriées externes au lac dans le domaine de l'agriculture et de l'évacuation des eaux urbaines, des améliorations ont pu être obtenues même dans des bassins versants fortement exploités par l'homme et qu'il est possible d'atteindre un état proche de l'état naturel. La combinaison de mesures externes et internes aux lacs pour atteindre un bon état a fait ses preuves dans la pratique. Cependant, les études à long terme montrent également que de nombreux petits lacs se trouvent toujours dans un état insuffisant malgré les mesures d'assainissement prises.
D'autres mesures visant à réduire la charge en nutriments, notamment dans le domaine de l'agriculture, sont nécessaires pour améliorer encore l'état des petits lacs et pouvoir ainsi garantir à long terme leur fonction d'habitats précieux et d'espaces de détente.
www.aquaetgas.ch
Bibliographie
[1] Oertli, B. (2000) : Diversité biologique et typologie écologique des étangs et petits lacs de Suisse.
Office fédéral de l'environnement, Berne et Laboratoire d'Écologie et de Biologie Aquatique, Université de Genève
[2] LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (1998) : Evaluation des eaux - eaux stagnantes. Directive provisoire pour une première évaluation des lacs d'origine naturelle selon des critères trophiques, Berlin.
[3] LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (2001) : Directive provisoire pour la classification trophique des barrages, Berlin
[4] LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (2003) : Directive provisoire pour une première évaluation des lacs de dragage selon des critères trophiques, Berlin
[5] LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (2014) : Directive pour la détermination de l'indice trophique selon LAWA pour les lacs naturels, les lacs de dragage, les barrages et les lacs de retenue, Berlin
[6] Binderheim, E. (2018) : Rapport d'état des petits lacs suisses. Rapport à l'attention de l'Office fédéral de l'environnement, Berne.
[7] Guthruf-Seiler, K. et al. (2015) : État des petits lacs. Office des eaux et des déchets du canton de Berne, Berne
[8] Fankhauser, R. (2018) : Apports de nutriments par le bassin versant du lac d'Inkwil. Rapport à l'attention de l'Office de l'environnement du canton de Soleure.
