Eutrophisation - Définition

L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et simplement son caractère eutrophe (du grec eu : " bien, vrai " et trophein : " nourrir "), c'est-à-dire la richesse en éléments nutritifs, sans caractère négatif. À partir des années 1970, le terme a été employé pour qualifier la dégradation des grands lacs comme le lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) d'Annecy, le lac du Bourget ou le lac Léman (Le lac Léman (aussi appelé lac de Genève dans certaines régions) est un grand...) par excès de nutriments. Il a aujourd'hui un sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but...) proche de dystrophie et vient souvent comme qualificatif de sens négatif pour des milieux aquatiques d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) douce ou marins.

Un milieu aquatique pauvre en éléments nutritifs est dit oligotrophe ; dans le cas intermédiaire, on qualifie le milieu de mésotrophe. Étant donné que les facteurs naturels produisent des milieux plus ou moins chargés en nutriments en dehors de toute intervention humaine, l'état d'eutrophisation (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et...) d'un milieu aquatique doit être apprécié en fonction de sa nature et ne peut pas se baser sur des indicateurs absolus.

L'eutrophisation est aussi une des étapes du processus naturel qui transforme lentement les lacs peu profonds en marais (En géographie, un marais est un type de formation paysagère, au relief peu...), puis en prairie ou en mégaphorbiaies et finalement en forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense,...). Le comblement d'une mare ou d'un marais est très accéléré par la présence de nutriments artificiels, par la proximité d'arbres (Cf. feuilles mortes), mais aussi par l'absence de faune se nourrissant dans l'eau tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) en exportant les nutriments (Ex : amphibiens, canards ou élan mangeant des algues, des invertébrés, et des plantes aquatiques, par dizaines de Kg par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) dans le cas de l'élan). L'atterrissement d'une petite mare en sous-bois peut se faire en quelques décennies, alors que les lacs naturels se comblent eux en dizaines de milliers ou millions d'années.

Les causes

Le lac Valencia (Venezuela) recueille des effluents agricoles, industriels et urbains. Les blooms alguaux sont détectables par satellite (Satellite peut faire référence à :).

L'eutrophisation désigne usuellement le déséquilibre qui résulte d'un apport excessif de nutriments : azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) (des nitrates par exemple), carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) (carbonates, hydrogénocarbonates, matières organiques...) et phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...) notamment. Le phosphore étant généralement le facteur limitant dans les milieux aquatiques naturels (loi de Liebig), ce sont ses composés, en particulier les phosphates (orthophosphates, polyphosphates) qui permettent l'emballement du processus. Ce milieu déséquilibré, dystrophe, devient alors hypertrophe.

Ce processus peut résulter des épandages agricoles (engrais riches en azote et phosphore) ainsi que de l'utilisation de produits lessiviels riches en polyphosphates, sur le bassin versant (Un bassin versant ou bassin hydrographique est une portion de territoire délimitée par des lignes...) du lac ou de la rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la...).

L'accroissement des rejets industriels ou urbains ou agricoles excessivement riches en engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments...) (nitrates, ammonium), la présence de polyphosphates dans les lessives font de l'eutrophisation un processus fréquent, atteignant même les zones océaniques, pouvant provoquer l'extension de zones mortes), ou le développement d'algues toxiques, telles Dynophysis, sur les littoraux, par exemple en Bretagne (France). Dans l'acception courante, l'eutrophisation est donc souvent synonyme de pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le...), bien que celle-ci puisse revêtir bien d'autres aspects : contamination biologique (bactéries, parasites...), chimique (pesticides, métaux, solvants...) ou physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) (chaleur, radionucléides...).

La pêche est une cause d'eutrophisation lorsque les réempoissonnement sont excessifs et que des boules d'amorce sont jetées dans des étangs fermés, canaux ou cours d'eau à courant lent.

Les milieux touchés

En grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...), Spirodela polyrhiza et Lemna minor sont des indicateurs d'eutrophisation.

L'eutrophisation peut atteindre les eaux douces, saumâtres et salées, le milieu marin comme les milieux continentaux, les eaux profondes comme les eaux superficielles, et en particulier :

• Les eaux dormantes (mares riches en feuilles mortes ou collectant des eaux usées, des eaux polluées par des engrais, étangs, lacs, lagunes..)
• Les cours d'eau ayant un débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers...) faible ou qui accueillent des effluents trop riches ou en trop grandes quantités issus par exemple, d'exploitations agricoles, humaines ou industrielles ;
• Les estuaires, golfes, baies et autres étendues semi-fermées.

Le processus

L'eutrophisation peut se décomposer en quelques étapes :

1. des nutriments, notamment les phosphates et les nitrates issus de l'agriculture, sont déversés en grande quantité dans le milieu aquatique ;
2. les eaux ainsi enrichies permettent la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire...) rapide des végétaux aquatiques, en particulier la prolifération d'algues, (efflorescence algale, ou bloom) ;
3. le stock d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) étant très limité dans l'eau (environ 30 fois moins que dans le même volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) d'air), celui-ci est rapidement épuisé lors des périodes pendant lesquelles la respiration (Dans le langage courant, la respiration désigne à la fois les échanges gazeux (rejet...) des organismes et la décomposition (En biologie, la décomposition est le processus par lequel des corps organisés, qu'ils...) des matières produites excède la production par photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et...) et les échanges possibles avec l'oxygène atmosphérique.

Le développement éventuel de plantes flottantes — telles les lentilles d'eau (Lemna sp.), empêche le passage de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) donc la photosynthèse dans les couches d'eau inférieures, et gêne également les échanges avec l'atmosphère ;

1. le milieu devient alors facilement hypoxique puis anoxique, favorable à l'apparition de composés réducteurs et de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) délétères (thiols, méthane) ;
2. il peut en résulter la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) d'organismes aquatiques aérobies — insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large...), crustacés (Les crustacés (Crustacea) sont des arthropodes, c'est-à-dire des animaux dont le corps...), poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18...), mais aussi végétaux —, dont la décomposition, consommatrice d'oxygène, amplifie le déséquilibre.

Les effets

Les eaux lentes polluées par les nitrates sont propices au développement des lentilles

Par forte chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) un voile d'algues et de bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...) peut couvrir l'eau stagnante et piéger les bulles de gaz. Ce type de bloom ne dure généralement pas plus de deux semaines.

L'algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se...) Kalodinium micrum peut couvrir la totalité de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de l'eau et bloquer la pénétration de la lumière (Canning River, Australie).

Les inconvénients principaux de l'eutrophisation sont la diminution de la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie...) et de la qualité de l'eau en tant que ressource. Elle a des effets négatifs sur le tourisme (Le tourisme est le fait de quitter son domicile, pour des raisons personnelles, pour une durée...) (avec souvent comme conséquences visibles la perte de transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la...), développement d'odeurs et envasement), qui sont des indices de problèmes :

• augmentation de la biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces...) algale ;
• augmentation de la biomasse du zooplancton gélatineux ;
• dégradation des qualités organoleptiques de l'eau (aspect, couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...), odeur, saveur) ;
• envasement plus rapide, et apparition de vase putride, sombre et malodorante.
• développement de phytoplancton toxique ;
• développement de pathogènes par diminution de la pénétration des UV qui ont un pouvoir désinfectant.
• diminution de l'indice biotique ;
• diminution de la biodiversité (animale et végétale) ;
• diminution du rendement de la pêche (quoique l'effet puisse être contraire) ;
• et si un stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) de dystrophie est atteint, mort des organismes supérieurs (macrophytes, insectes, cnidaires, crustacés, mollusques, poissons, etc).

Parfois les algues peuvent boucher les prises d'eau, les filtres, entraver le fonctionnement d'écluses voire du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) de petits bateaux pour les algues filamenteuses

Le cas des grands lacs

Dans les années 1950 à 1970, les grands lacs étaient devenus les déversoirs naturels d'égouts des villes environnantes. Riche en azote et phosphore, l'urine (L'urine est un liquide biologique composé des déchets de l'organisme. L'urine est...) des habitants suffisait à fortement dégrader la qualité du milieu aquatique. À cela s'ajoutaient d'autres pollutions comme celles des nombreux engins à moteur de l'époque, très polluants, qui pouvaient contaminer les eaux par le lessivage (Le lessivage est le transport d'éléments (argiles, ions) composant un sol sous l'effet de...) de leurs fumées et leurs rejets d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à...).

Le remède

L'eutrophisation est un révélateur témoignant de la limite des capacités d'auto-épuration des milieux aquatiques. Des moyens de lutte sont nécessaires et existent :

• Diminuer l'utilisation de polluants eutrophisants dès l'amont du bassin versant ;
• diminuer l'utilisation de pesticides et leur arrivée dans les cours d'eau, où en tuant de nombreux organismes, ils peuvent contribuer à l'eutrophisation ;
• utiliser rationnellement les engrais en agriculture (analyser la valeur agronomique des sols privilégier les engrais naturels) ;
• aménager des bassins versants reconstituant des réseaux de bocage (On appelle bocage la région où les champs et les prés sont enclos par des...), talus, haies, et bandes enherbées, suffisants en taille et cohérents avec le relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé...) et la pédologie : Le ruissellement des eaux pluviales peut favoriser l'entrainement de nutriments comme le phosphore qui seront mieux retenu si les capacités d'infiltration du sol sont restaurées,
• remplacer les phosphates des lessives par des agents anti-calcaires sans impact sur l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...), tels les zéolites ;
• mieux éliminer l'azote et le phosphore dans des stations d'épuration (qui peuvent être équipées de procédés de dénitrification et de déphosphatation) ;