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Le milieu lacustre : I. Généralités : Un lac est un corps d'eau permanent encla

Le milieu lacustre : I. Généralités : Un lac est un corps d'eau permanent enclavé dans le continent et généralement constitué d'eau douce. La taille deslacs est très variable, depuis les marécages de faible profondeur jusqu'aux véritables mers intérieures que sont les Grands Lacs américains. La salinité est également trés variable: les corps sursalées du Grand Lac Salé et de la Mer Morte sont considérés comme des lacs, de même pour la Mer Caspienne et la Mer Noire qui sont sous-salées par rapport à l'eau de mer. Les petits lacs ont des origines très diverses: lagune de plaine cotière (exemple l'étang de Thau), méandre abandonné de plaine alluviale, lac de plaine deltaïque (étang de Vaccarès), de surcreusement glaciaire, lac de cratère...Les grands lacs ont une origine tectonique: lacs du Grand Rift Africain, Mer Morte... Du fait de leur isolement, les caractères des lacs varient en fonction du climat, de l'apport des rivières, de l'environnement géologique, de la végétation sur les berges et de l'activité biologique dans le lac. Le confinement est très fréquent; il conduit à la stratification de l'eau et à l'anoxie du fond, à la précipitation de sels si le climat est chaud et sec. L'eau d'un lac est soumise à l'action du vent qui crée des vagues en surface. Des courants profonds peuvent brasser l'eau dans son ensemble. L'agitation de l'eau est maximale le long des berges. II. L’origine des lacs : Un lac peut être considéré comme une anomalie du milieu continental. A la surface des terres émergées, le flux d’énergie véhiculé par l’eau et les transferts de matière, conduit à créer naturellement des pentes continues, plus ou moins inclinées, de l’amant vers l’aval des bassins versants. Un lac est dù à une inversion de cette pente naturelle, par une contre-pente ou un barrage dans la topographie, isolant une cuvette dont le fond doit présenter une certaine perméabilité. De nombreuses causes naturelles peuvent générer une cuvette lacustre. Hutchinson (1957) a répertorié 76types différents de lacs, liés à 9 situation environnementales (tectonique, glaciaire, volcanique, effondrement, karstique, fluviatiles…) cependant, 90% des lacs mondiaux sont d’origine tectonique ou glaciaire. 1.Lacs d’origine tectonique Figure 1 : Lacs d’origine tectoniques A B Substrat Substrat Profil après érosion Profil avant érosion Ils occupent une zone affaissée du substrat, limitée (compartiment de type rift continental) ou non par des failles marginale nettes (figure 1). Au premier type appartiennent le lac Baikal en Sibérie, les lacs de l’ouest africain (Victoria, tanganyika, Malawi…). Parmi les 40 plus grands lacs du monde superficie, 25 sont d’origine tectonique. Ils sont aussi souvent les plus profonds, lorsque la vitesse de subsidence l’emport sur la vitesse du comblement. Le Baikal (1600m) est le plus profond, suivi par le lac Tanganyika (1400m), et par la caspienne (980m). 2.Lacs d’origine glaciaire : Les processus d’érosion et le dépôt glaciaire sont générateurs deux types de dépressions avec contre-pentes, retenant les eaux dans des lacs après le retrait glaciaire : d’une part celles liées au surcreusement du substratum, et d’autre part celles liées aux reliefs crées par les dépôts morainiques. On peut distinguer deux types de régions naturelles riches en lacs d’origine glaciaire : Dans les régions de hautes latitudes occupées lors de la dernière glaciation par les grandes calottes glaciaires nord européenne (Norvège, Suède, Finlande, nord de la Russie et de la Pologne) et nord-américaine (bouclier canadien et régions des grands lacs), les lacs occupent les dépressions creusées dans un substrat imperméable (bouclier granitique) et les bassins fermés issus de l’irrégularité topographique des moraines de fond abandonnées après le retrait. Dans les régions montagneuses occupées lors de la dernière glaciation par des glaciers de type alpin, les lacs occupent le fond des vallées sur creusées ou barrées par les moraines terminales. Les plus grands se situent à la périphérie des massifs montagneux : leur forme est en général allongée et ils peuvent être très profonds. Figure 2 : lacs d’origine glaciaire III. Fonctionnement des lacs : Le fonctionnement de la cuvette lacustre est en grande partie dépendant du bassin versant émergé qui l’alimente, c’est pourquoi il est préférable de substituer à la notion de lac celle de système limnologie (lac et son bassin). Le bassin versant apporte au lac l’essentiel de ses flux hydrologiques, avec les matières dissoutes et particulaires et l’énergie thermique et mécanique associées (excepté quelques apports directs : pluie poussières, énergie solaire). Le système limnologique comprend l’interaction de deux sous système : le bassin versant globalement pourvoyeur de matière, et le lac globalement récepteur. 1. le rôle du sous système pourvoyeur : le bassin versant Le bassin versant correspond à la superficie totale de l’aire drainée (figure 3), par écoulement de surface (ruissellement et cours d’eau) ou par écoulement souterrain (infiltration, source sous lacustre). Le bassin versant réel (ou hydrologique) peut être différent du bassin versant topographique en contexte calcaire par exemple. L’influence du bassin versant dépend du rapport entre sa superficie et celle du lac. L’influence du bassin versant sur le fonctionnement du système limnologique s’exprime par ses caractères physiques, climatiques et anthropiques : Les caractères physiques : Le relief dans bassin versant à fortes irrégularités topographiques, les reliefs de type montagneux. La nature des roches affleurantes Le rapport entre la surface du bassin versant et la surface du lac Les caractères climatiques : Régime hydrologique ; l’essentiel des matériaux est apporté lors des crues. Cas de déficit hydrologique ; la plupart des lacs évacuent leurs eaux d’une part au niveau de leur exutoire dont l’altitude règle le niveau du lac, et d’autre part par l’évaporation. Présence de glaciers ; l’importance de l’érosion mécanique. Couvert végétale ; la densité du couvert végétale conditionne la production sédimentaire, liées à l’intensité des processus d’érosion. Les caractères anthropiques :  Les espaces défrichés puis cultivés augmentent la production sédimentaire donc la vitesse de comblement des lacs. Les barrages édifiés sur les cours d’eau. Les effluents domestiques et miniers modifient la composition des eaux du système 2. le rôle du sous système récepteur : le lac Les caractères propres du lac conditionnent le fonctionnement du système limnologique, mais en étroite relation avec le bassin versant dont il constitue le récepteur. Bilan hydrique et temps de résidence de l’eau Chaque lac possède son propre bilan hydrique, rapport entre la somme des entrés et des sortie d’eau. Le temps de résidence moyen des eaux est le rapport entre de volume d’eau du lac et le volume des apports annuels : il varie de quelque jours (petits lacs très alimentés), à plusieurs centaines d’années. Composition chimique des eaux lacustres : Elle dépend beaucoup du bassin versant (type de roches affleurantes et d’érosion), du bilan hydrique et du temps de résidence. La composition en ions majeurs (Ca2+ , Na+ , K+ , Cl- , SO42- , HCO3- et CO32-) reflète l’origine des apports du bassin versant et atmosphériques aérosols). Mouvements de l’eau : Un lac reçoit divers flux d’énergie : énergie thermique par le soleil, énergie cinétique par les tributaires et le vent cette énergie est redistribuée par l’eau dont le brassage assure les échanges thermiques et la répartition des divers produits (éléments dissous, oxygène, suspension, nutriments…) dans la cuvette lacustre. Ces mouvements concourent de manière fondamentale au fonctionnement du lac par la diffusion d’énergie et de matières. Deux mouvements sont distingués : Mouvement liés au vent : Les vents de forte intensité et de direction régulière peuvent entrainer les eaux de surface à des vitesses de plusieurs cm.s- 1, engendrant des courants convectifs en profondeur. Le coté du lac exposé au vent, subit un mouvement convectif en profondeur. Le coté du lac exposé au vent, subit un mouvement convectif descendant susceptible d’enrichir les eaux profondes en oxygène. A l’opposé, un courant convectif ascendant permet aux eaux froides riches en nutriments d’atteindre la surface et d’y stimuler l’activité biologique. Mouvements liées aux variations de température : La densité de l’eau varie en fonction de sa température ; elle est maximale à 40°C. une stratification de l’eau s’établit généralement en fonction de sa densité. En été ,deux strates aux caractéristiques thermiques différentes se mettent en place. Etat trophique du lac : L’état trophique d’un lac reflète l’équilibre physique, chimique et biologique de son écosystème et en particulier sa capacité à dégrader la matière organique qu’il reçoit ou qu’il produit. On distinguer classiquement deux états trophiques du lac : les lacs oligotrophes et les lacs eutrophes distinct par la quantité de nutriments et de matière organique, la productivité biologique, le volume, la quantité de l’eau et l’oxygénation. La grande variabilité des facteurs interférant sur le fonctionnement des lacs, fait de chacun d’entre eux un écosystème limnologique unique. Cette extrême variabilité se traduit aussi dans la sédimentation. IV. Dynamique sédimentaire du milieu lacustre : 1.La sédimentation détritique : Les matériaux apportés par les rivières se déposent dans un lac selon une zonation concentrique assez théorique qui dépend de l'hydrodynamisme: galets le long des rives, sables dans les zones périphériques soumises à l'action des vagues, vases dans le centre plus profond et plus calme. En fait la distribution des matériaux uploads/Geographie/ le-milieu-lacustre.pdf