14.11.2022 - Les hydrologues de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV) relèvent la température des cours d’eau depuis plusieurs dizaines d’années déjà. Depuis cet été, l’OFEV mesure la température de l’eau de certains lacs, au moyen de sondes automatiques et en collaboration avec l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies de l’eau (Eawag). Toutes les données sont libres d’accès. Dans le cadre de ce projet pilote, l’OFEV veut examiner la possibilité d’étendre les mesures à d’autres lacs. En effet, il est essentiel de connaître l’évolution des températures dans les lacs pour mieux comprendre les écosystèmes lacustres, suivre les modifications liées aux changements climatiques et prendre les mesures d’adaptation nécessaires.
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Dans le cadre de ce projet pilote financé par l’OFEV et en collaboration avec les services cantonaux, l’Eawag (l’Institut de recherche de l’eau du domaine des EPF) effectue de nouveaux relevés de température depuis l’été et l’automne 2022 dans les trois lacs suivants : le lac de Morat (FR/VD), le lac de Hallwil (AG/LU) et le lac d’Aegeri (ZG). Dans les lacs de Morat et de Hallwil, la température est mesurée en continu à différentes profondeurs au moyen d’une chaîne de mesure, tandis que dans le lac d’Aegeri, une sonde plonge de la surface au fond du lac plusieurs fois par jour pour enregistrer des profils de température. Les données sont disponibles presque en temps réel et toutes accessibles en ligne.
Il existe des stations de mesure similaires en service dans huit autres petits lacs répartis dans différentes régions de Suisse, mais elles ne transmettent pas les données en temps réel. L’objectif est d’observer les effets des changements climatiques sur ces lacs, qui sont importants pour l’approvisionnement en eau potable, la pêche, la détente et la biodiversité notamment.
- Pourquoi faut-il mesurer la température dans les lacs ?
- Pourquoi des stations pilotes au lac de Morat, au lac de Hallwil et au lac d’Aegeri ?
- Comment fonctionnent les relevés ?
- Est-ce que les bouées sont dangereuses pour la navigation ou les nageurs ?
- Est-ce que ces bouées seront installées dans tous les lacs de Suisse ?
- Où peut-on voir les données et les résultats des mesures ?
- Comment peut-on obtenir les données ?
- Pour quand les premiers résultats sont-ils prévus ?
Pourquoi faut-il mesurer la température dans les lacs ?
Pour évaluer les effets du réchauffement climatique, l’OFEV veut réaliser un monitoring des températures dans les lacs suisses. Jusqu’ici, la Confédération relevait les températures d’un grand nombre de cours d’eau de Suisse, mais pas celles des lacs. Il s’agit d’examiner la possibilité d’étendre le réseau d’observation aux lacs . Les mesures réalisées par la Confédération (OFEV) viennent compléter les observations cantonales, qui existent déjà en partie.
La nouveauté est que la température est mesurée en continu à différentes profondeurs, c’est-à-dire une à plusieurs fois par jour, depuis la surface jusqu’au fond du lac. Ainsi, il est possible d’observer en temps réel et sur de plus longues périodes l’évolution de la température de l’eau, qui influe aussi sur la stratification des lacs.
Les mesures continues permettent de mieux comprendre l’écosystème lacustre que, par exemple, les mesures mensuelles et de mieux étudier et expliquer des processus chimiques ou biologiques tels que la prolifération d’algues.
La stratification d’un lac, soit les différentes couches de chaleur, exerce une forte influence sur tout l’écosystème. Elle dépend en particulier de facteurs environnementaux abiotiques : le rayonnement solaire, la température (ou l’échange de chaleur), le vent et des caractéristiques de l’eau (anomalie dilatométrique). La stratification se modifie au cours des décennies. Les conditions de stratification et de température influent sur la vitesse des processus chimiques et biologiques ainsi que sur la disponibilité de l’oxygène dans le lac, de même que le métabolisme des organismes aquatiques, la prolifération d’algues et la disponibilité de niches écologiques. Elles ont donc des conséquences sur différents secteurs, comme l’approvisionnement en eau, la pêche ou les activités de loisirs. Le fait de connaître l’évolution des températures et les modifications induites dans les lacs permet de prendre des mesures préventives pour combattre les effets des changements climatiques.
Plus d’informations sur la circulation des eaux lacustres et sur les effets des changements climatiques :
Dossier web de l'OFEV
Pourquoi des stations pilotes au lac de Morat, au lac de Hallwil et au lac d’Aegeri ?
Les emplacements de stations pilotes ont été sélectionnés selon différents critères :
- les caractéristiques des lacs (profondeur, volume, altitude, conditions nutritives et influences de l’homme, p. ex. systèmes d’oxygénation) ;
- la sensibilité des lacs aux modifications climatiques (selon des études scientifiques telles que Hydro-CH2018) ;
- La disponibilité d’autres données de surveillance (température ou qualité de l’eau, tirées p. ex. des observations cantonales existantes).
Le lac de Morat (FR) et le lac de Hallwil (AG) ont été choisis parce qu’ils se situent sur le Plateau, à moyenne altitude (respectivement 429 m et 449 m), et présentent une disponibilité des nutriments moyenne (lacs mésotrophes). Les lacs de ce type accusent, aujourd’hui déjà, régulièrement un déficit d’oxygène.
Pour le lac de Morat, il existe déjà des données cantonales depuis 1990 grâce à des prélèvements périodiques effectués par le canton de Fribourg. Un emplacement de mesure a été choisi au fond de ce lac de sorte à pouvoir effectuer les relevés à toutes les profondeurs. Le dispositif n’entrave pas la navigation.
Le lac de Hallwil est déjà bien étudié et fait l’objet d’une oxygénation artificielle depuis 35 ans. La nouvelle sonde se trouve à proximité d’autres sondes déjà présentes, qui observent pour leur part la qualité de l’eau.
Dans ces deux lacs, la question se pose en outre de savoir comment la modification de la stratification saisonnière et du brassage influencera le déficit d’oxygène qui se produit chaque année en raison des changements climatiques.
Le lac d’Aegeri (ZG), situé légèrement plus en altitude (714 m) et présentant une basse disponibilité des nutriments (lac oligotrophe), connaît un régime dimictique (deux brassages complets par an, un en automne et un au printemps). Du fait des changements climatiques, il faut s’attendre à une transition vers un régime monomictique, en d’autres termes, à ce que le brassage complet du lac n’ait lieu plus qu’une fois par an.
En raison des tendances attendues (déficit d’oxygène, modification du brassage), les effets des changements climatiques sur ces trois lacs seront observables de façon très nette et apporteront de nouvelles connaissances.
Pour observer l’influence des changements climatiques sur les petits lacs, les étangs / mares et les lacs proglaciaires, des stations de mesure ont été installées à divers endroits et à différentes profondeurs. Ces stations pilotes mesurent la température de l’eau en continu, les données n'étant toutefois relevées manuellement et publiées que deux fois l’an. C’est par exemple le cas du lac d’Inkwil, sur le Plateau soleurois, et du Lenkerseeli, dans l’Oberland bernois. (voir aussi Où peut-on voir les données et les résultats des mesures ?).
Pour plus d’informations :
Réseaux d’observation : température des eaux
Plus d’informations sur les critères de sélection et sur les réseaux d’observation
Effets des changements climatiques sur les eaux suisses
Informations détaillées sur le changement de la circulation des eaux dans les lacs suisses au point 6.7.2
Comment fonctionnent les relevés ?
Le projet pilote actuel fournit des données de base. L’objectif est que, selon les résultats, l’OFEV se serve de ces stations ainsi que de stations supplémentaires pour mettre en place et exploiter un réseau d’observation de longue durée. Il s’agit d’examiner dans quels plans d’eau et selon quelles méthodes effectuer les mesures, de sorte à pouvoir tirer des conclusions représentatives sur les tendances futures (changements climatiques).
C’est pourquoi divers systèmes de mesure sont à l’essai dans les lacs en question, avec des dispositifs de différentes tailles. Il s’agit de bouées équipées de sondes mobiles ou de chaînes de mesure pourvues de capteurs. En outre, différentes formes d’ancrage sont testées : des ancrages lourds, qu’on suppose très robustes, et d’autres fixations, plus légères et moins coûteuses. Ces systèmes ont en commun qu’ils mesurent la température de l’eau en continu et à différentes profondeurs, et transmettent les données en temps réel. Les données sont libres d’accès sur différentes pages.
Les photos et graphiques ci-dessous fournissent de plus amples informations sur les différents systèmes dans les lacs de Morat, de Hallwil et d’Aegeri.
Bouée mesurant la température dans le lac de Morat (FR).
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Vue détaillée de la bouée dans le lac de Morat
La bouée mesure 2,5 m de hauteur et 1,2 m de diamètre. La hauteur de sa partie émergée est de 1,8 m. La bouée est pourvue d’un signal lumineux et d’un réflecteur radar. De cette manière, elle est aisément repérable, également de nuit et lorsque les conditions de visibilité sont défavorables. L’antenne transmet directement les données au serveur. Le courant électrique est assuré par un panneau solaire et des batteries.
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Schéma du système de mesure dans le lac de Morat
La bouée est ancrée au moyen de deux câbles d’acier fixés à deux éléments de béton de 300 kg. Une chaîne de mesure placée au centre relève la température de l’eau en continu à différentes profondeurs du lac avec une précision de 0,005 °C. Les données de température sont transmises à un serveur en temps réel et peuvent être consultées en ligne.
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Bouée mesurant la température dans le lac de Hallwil (AG).
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Vue détaillée de la bouée dans le lac de Hallwil
La chaîne de mesure de température est rendue visible à la surface du lac par une bouée équipée de cellules photovoltaïques, de batteries et d’un système de radiocommunication mobile. Afin d’éviter des collisions avec des bateaux, la bouée est munie d’un réflecteur radar et d’un signal lumineux en cas de visibilité réduite (p. ex. la nuit).
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Schéma du système de mesure des températures au lac de Hallwil
Le système de mesure se compose d’une petite bouée de 21 kg à la surface de l’eau et de 18 capteurs de température placés sur un câble d’acier fixé au fond du lac par des plaques en acier inoxydable pesant au total 60 kg. Le câble d’amarrage en acier sert également à la transmission de données, cette dernière fonctionnant par induction. La température est mesurée avec une précision de 0,005 °C. Les données sont transmises en temps réel à un serveur et peuvent être consultées en ligne.
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Bouée mesurant la température dans le lac d'Aegeri (ZG)
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Vue détaillée de la bouée au lac d’Aegeri
La bouée jaune mesure environ 2 m de hauteur et 1,5 m de diamètre. Elle est pourvue d’un mât avec signal lumineux, réflecteur radar et antenne ainsi que de panneaux solaires. Elle est en outre équipée d’une station météorologique qui mesure le vent ainsi que la température et l’humidité de l’air.
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Schéma du système de mesure de température au lac d’Aegeri
Le système de mesure se compose d’une grande bouée à la surface de l’eau, amarrée au moyen de câbles en acier fixés à deux poids métalliques de 80 kg. Les câbles sont maintenus en position par de petites bouées auxiliaires. À l’aide d’un treuil motorisé intégré à la bouée, une sonde de mesure se déplace dans l’axe vertical de sorte à relever la température à différentes profondeurs. La température est mesurée en continu et avec une précision de 0,002 °C. Les données sont transmises en temps réel à un serveur et peuvent être consultées en ligne.
© OFEVTélécharger les images
Est-ce que les bouées sont dangereuses pour la navigation ou les nageurs ?
Les bouées sont bien visibles grâce à leur couleur jaune. Elles sont équipées des éléments de sécurité obligatoires, à savoir d’un signal lumineux assurant leur visibilité également de nuit et en cas de brouillard, ainsi que de réflecteurs radars signalant leur présence aux systèmes de navigation.
Est-ce que ces bouées seront installées dans tous les lacs de Suisse ?
Non. Ces mesures ne sont effectuées actuellement que dans les trois lacs sélectionnés, dans le cadre du projet pilote (voir plus haut). L’infrastructure de mesure ainsi que son exploitation et son entretien sont coûteux. En outre, il n’est pas possible d’installer des bouées durablement sur certains lacs en raison d’une importante circulation de bateaux. Dès lors, il n’est pas prévu d'étendre des mesures à tous les lacs de Suisse. Néanmoins, si le projet pilote est un succès, des bouées de ce type pourront être installées dans certains autres lacs.
Le monitoring de la température du lac doit être complété par des simulations pour les lacs au sujet desquels il existe peu de données, voire aucune. Cela permettra de déduire des recommandations pour mettre en place un monitoring en Suisse qui soit le plus économique possible.
Où peut-on voir les données et les résultats des mesures ?
Les données sont transmises en continu et peuvent être consultées en ligne (voir les liens ci-après). Les profils de température ainsi que certaines courbes de température de la surface du lac et du fond du lac sont publiés sur la page Internet de l’Eawag consacrée au projet et sur le site de l’OFEV.
Comment peut-on obtenir les données ?
La vue détaillée sur le site de l’Eawag « Datalakes » donne accès en téléchargement à tous les graphiques et données recueillis. Il est aussi possible d’intégrer les représentations et données à d’autres pages Internet via iFrame ou API.
Pour quand les premiers résultats sont-ils prévus ?
Le projet pilote mené aux lacs de Morat, de Hallwil et d’Aegeri a cours jusqu’en 2024. D’ici-là, les données seront analysées en continu, et les expériences faites avec les différents systèmes de mesure seront résumées dans un rapport final. Les données de température relevées peuvent être consultées en tout temps. Les responsables du projet et scientifiques sont en contact régulier avec les services cantonaux concernés, si bien que la pratique peut d’ores et déjà s’appuyer sur les premiers résultats. Une fois le projet clos, l’OFEV décidera de la poursuite et du développement, ou non, du monitoring.
Informations complémentaires
Liens
Vague de chaleur et sécheresse
Dossier Web de l'OFEV sur l'été 2022
Dernière modification 14.11.2022
