D'une superficie de 520 hectares et d'une capacité maximale de 82 5 millions de m3, le lac-réservoir de Pannecière est le plus grand lac du Morvan. Il contrôle ainsi un bassin versant de 220 km2, en aval du barrage.
Le niveau du lac varie en fonction des saisons : de l'hiver au printemps (généralement à partir du premier novembre), l'eau est stockée dans le réservoir afin d'éviter les crues, c'est l'« écrêtement des crues » ; en été et en automne, pour pallier le risque de sécheresse et ainsi assurer les ressources en eau potable, l'eau du lac est reversée dans l'Yonne, c'est le « soutien d'étiage ». L'amplitude du niveau des eaux du lac peut alors atteindre 25 mètres. À la fin de l'automne, il ne reste dans le lac qu'une « tranche de réserve », en cas d'étiage prolongé durant l'hiver, et une « tranche morte », un niveau d'eau indispensable à la survie des poissons présents dans le lac.
Le barrage est de type multivoutes, muni de 12 contreforts. Il est haut de 49 mètres et long de 352 mètres. Juste en aval du lac, un autre barrage crée un bassin de compensation de 370 000 m3 de capacité permettant de réguler les restitutions à l'Yonne. Ce second édifice est long de 220 mètres et est composé de 33 voûtes minces.
Le lac permet par ailleurs l'alimentation du canal du Nivernais, qui relie la Loire à la Seine.
année / mois | jan. | fév. | mar. | avr. | mai. | jui. | jui. | aoû. | sep. | oct. | nov. | déc. |
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2006 (en millions de m³) | 26,3 | 45,2 | 72,4 | 74,9 | 78,1 | 76,8 | 62,4 | 53,3 | 34,5 | 18,9 | 21,0 | 27,8 |
2007 (en millions de m³) | 42,7 | 59,4 | 65,3 | 72,0 | 78,2 | 79,3 | 70,9 | 50,9 | 37,7 | 15,2 | 13,7 | 27,4 |
2008 (en millions de m³) | 43,7 | 56,5 | 71,2 | 74,9 | 77,3 | 77,7 | 68,7 | 51,6 | 32,1 | 14,7 | 12,4 |
Le lac de Pannecière est entouré par une forêt essentiellement composée de feuillus.
Juste en amont du lac, se trouve la vallée de l'Houssière ou Oussière. Elle est classé par le réseau Natura 2000 sous le nom de « Forêts de ravin de la vallée de l'Oussière en Morvan », pour ses forêts d'aulnes, frênes et saules, où l'on peut trouver des espèces protégées comme la balsamine des bois (Impatiens noli-tangere), ainsi que pour son érablière de montagne composée d'érable sycomore (Acer pseudoplatanus), d'ormes de montagne (Ulmus glabra) et de tilleuls. On y rencontre également des droseras à feuilles rondes (Drosera rotundifolia), elles aussi protégées.
Le lac de Pannecière est considéré comme le plus poissonneux du Morvan. Les poissons les plus courants sont la carpe miroir (Cyprinus carpio carpio), majoritaire et pesant en moyenne 9 kg, et la carpe commune (Cyprinus carpio). On peut également y rencontrer des salmonidés, des carnassiers et des poissons blancs. La pêche s'y pratique d'avril à octobre sur la rive droite du lac, dans les secteurs de Blaisy, Huard et Mignage sur plus de quatre kilomètres. Ces secteurs sont surtout fréquentés la nuit, même s'il le sont de plus en plus de jour. Le cheptel est constitué de poissons de tailles importantes, avec un record datant de 2003 à 26 kg pour une carpe. Pourtant, son action annulerait certaines crues indispensables à la reproduction du brochet. D'autre part, il empêcherait également la libre circulation des truites et, par conséquent, leur reproduction en aval du barrage durant l'hiver.