Tempêtes et lacs : quand les algues font marche arrière

Un lac turquoise, un ciel d’orage, et tout bascule. L’interdiction de baignade ou la prolifération d’algues est la face visible d’un équilibre instable bien plus complexe qu’il n’y paraît. Des chercheurs du groupe FRB-Cesab Geisha révèlent comment les tempêtes, de plus en plus fréquentes avec le changement climatique, peuvent bouleverser l’équilibre fragile des lacs, jusqu’à faire “remonter le temps” aux communautés de phytoplanctons qui les peuplent.

Plantons le décor. Il fait chaud, vous rêvez d’un plongeon rafraîchissant, mais une fois au lac tant convoité votre sang se glace. Horreur, malheur, la baignade est interdite ! Les coupables de votre désarroi ne sont autres que de minuscules organismes bien connus : les cyanobactéries. Leurs proliférations empêchent parfois la baignade car libèrent des toxines entrainant des risques sanitaires.

Ces micro-organismes concentrent l’attention mais ils révèlent également un phénomène plus vaste. Les écosystèmes lacustres peuvent changer brutalement sous l’effet de perturbations extérieures, raison également pour laquelle de nombreux lacs de montagne sont interdits de baignade. Depuis quelques années maintenant, le groupe FRB-Cesab Geisha s’intéresse à ces équilibres instables, en particulier aux phytoplanctons et comment les tempêtes les affectent. Avec le changement climatique, ces événements météorologiques violents deviennent plus fréquents et pourraient fortement influencer la dynamique des lacs.

En 2021, nous vous parlions de leurs premières recherches. A l’époque, les liens entre tempêtes et écosystèmes lacustres restaient flous mais leurs travaux ont depuis apporté un nouvel éclairage sur un phénomène écologique : la réversion.

 

 

Un coup de tonnerre et les phytoplanctons font marche arrière ?

Les communautés de phytoplanctons, ces microalgues essentielles à la base des chaînes alimentaires aquatiques, suivent une succession saisonnière. Selon la température, la lumière ou les nutriments disponibles, certaines espèces dominent. En cas de tempête, ce cycle peut être perturbé. On parle alors de réversion, c’est-à-dire que les communautés de phytoplanctons reviennent à un état plus précoce que celui attendu, comme si elles faisaient un bond dans le passé.

À travers l’analyse d’un suivi long-terme de huit grands lacs, les scientifiques ont découvert que ces réversions sont directement liées à des changements physiques induits par les tempêtes :

• Dans les lacs profonds : Les tempêtes bouleversent la structure thermique en approfondissant la thermocline (la couche de transition de température, imaginez la couche d’eau froide que vous sentez au niveau de vos jambes quand vous allez vous baigner) et en augmentant le mélange des eaux.
• Dans les lacs peu profonds : Ce sont les changements de transparence de l’eau qui sont cruciaux. Une tempête peut par exemple diluer ou disperser les algues, rendant l’eau plus moins trouble.

 

Comme montré ci-dessus avec la profondeur, il n’existe pas une réaction unique applicable à tous les lacs, qui réagissent différemment selon leurs caractéristiques. La saison est également un élément déterminant : un même lac ne réagira pas de la même façon avec quelques mois d’écart. En moyenne seule une tempête sur trois entraînerait une réversion. Cela pourrait refléter une résilience naturelle des phytoplanctons ou bien une fréquence d’échantillonnage insuffisante sur la longue durée de l’étude.

 

 

Mais pourquoi s’en préoccuper ?

Un dérèglement du phytoplancton peut déséquilibrer toute la chaîne alimentaire, avec des conséquences potentielles sur la biodiversité et les usages humains comme la pêche, la baignade ou l’accès à l’eau potable. Il n’est pas aisé de prédire tout ce qui peut impacter ces écosystèmes sensibles, étant donné que, par le ruissellement, les lacs sont interconnectés avec tout leur environnement.

 

Fig. L’impact des tempêtes sur les lacs varie en fonction des caractéristiques géographiques et morphologiques du lac, de ses conditions physico-chimiques et des propriétés de son bassin versant. Ces facteurs agissent comme des filtres qui tamponnent ou intensifient les effets des tempêtes. La réponse du phytoplancton (plantes microscopiques à la base du réseau trophique) à une tempête a des conséquences importantes pour les autres composantes du réseau trophique et les services écosystémiques rendus par le lac. © Gaël Dur

 

 

Etudier la façon dont les tempêtes influencent ces micro-habitants lacustres peut sembler très pointu (comme peuvent l’être de nombreuses études scientifiques !). Cependant c’est le cumul de toutes ces études, donnant une lumière différente sur un même problème complexe, qui permet de s’élancer de manière robuste sur le fameux chemin : comprendre, prédire et anticiper ! Et pour cela, avoir accès à des données étendues dans le temps est indispensable. Seuls des suivis écologiques menés sur le long terme permettent de décrypter les transformations progressives ou brutales des lacs et d’adapter leur gestion face aux changements climatiques.