15 janvier 2020
Un avenir malheureusement radieux pour les algues bleues
Un outil de simulation montre à quel point le phosphore stocké dans les sédiments de lacs peut soutenir la croissance des algues
La hausse des températures prévue au cours du prochain demi-siècle favorisera la floraison de ces algues néfastes, et ce, même si on parvenait à les priver totalement d'apports externes en phosphore, un élément essentiel à leur croissance.
— Lamiot
Les algues bleues comptent parmi les premiers habitants de la Terre et ce n’est pas le réchauffement climatique qui les fera disparaître. En fait, la hausse des températures prévue au cours du prochain demi-siècle devrait même favoriser la floraison de ces algues néfastes, et ce, même si on parvenait à les priver totalement d'apports externes en phosphore, un élément essentiel à leur croissance. C’est ce que démontre, dans le Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, une équipe de chercheurs canadiens et norvégiens, qui a peaufiné un outil de simulation permettant de modéliser les échanges de phosphore entre la colonne d’eau et les sédiments des lacs, ainsi que la croissance des algues qui en résulte.
Le phosphore constitue l'un des éléments clés de la prolifération des algues bleues, rappelle le responsable de l'étude, Raoul-Marie Couture, professeur au Département de chimie et titulaire de la Chaire de recherche Sentinelle Nord en géochimie des milieux aquatiques. Les activités agricoles, les fosses septiques défectueuses et le déboisement des rives ont favorisé l'arrivée massive de nutriments comme le phosphore dans les plans d'eau. «Dans un lac, cet élément se retrouve soit dans la colonne d'eau, où il peut être capté par les algues, ou dans les sédiments. Une fois au fond, il peut être relargué dans la colonne d'eau. Selon les conditions ambiantes, les sédiments agissent comme pompe ou comme source de phosphore. Les modèles de simulation existants représentaient mal la complexité de ces échanges. Notre modèle parvient à le faire.»
Pour développer leur modèle, les chercheurs ont utilisé des données réelles provenant du lac Vansjø, en Norvège. Ce plan d'eau, qui est une station phare de plusieurs projets de recherche européens, fait l'objet d'un suivi environnemental étroit depuis maintenant trois décennies. «L'outil que nous avons développé permet de faire des simulations touchant la croissance des algues et la qualité de l'eau de ce lac, mais on peut l'utiliser pour faire des simulations similaires pour d'autres lacs nordiques, comme ceux qu'on retrouve au Québec», souligne le professeur Couture.
Les simulations effectuées à l'aide de ce modèle révèlent que le phosphore stocké dans les sédiments est un lourd héritage à porter. «Même si on coupait tout nouvel apport externe, le phosphore relargué par les sédiments suffirait à soutenir la croissance des algues pendant plusieurs centaines d'années, résume le chercheur. Le réchauffement climatique attendu au cours du prochain demi-siècle favorisera également la prolifération des algues bleues.»
Le modèle permet aussi de tester l'efficacité de certaines interventions de géoingénierie visant à améliorer l'état des lacs aux prises avec des explosions d'algues bleues. On pense notamment à l'ajout de fer, d'aluminium ou de lanthane dans les eaux des lacs. Ces éléments se lient au phosphore et le rendent non assimilable par les algues. Dans le cas du lac Vansjø, la simulation montre qu'en ajoutant du fer pendant 10 ans, on diminuerait de moitié le phosphore dissout dans la colonne d’eau, ce qui causerait une réduction d'environ 30% de la biomasse d'algues. Par contre, si on stoppait le traitement, la biomasse reviendrait à sa valeur initiale en 15 ans à peine.
La mémoire des lacs
La situation des lacs affectés par des excès de phosphore peut sembler quelque peu désespérée. «Les sédiments sont la mémoire des lacs, souligne le professeur Couture. Leur situation actuelle résulte d'un demi-siècle de négligence, qui a permis l'accumulation de quantités importantes de phosphore. On ne pourra pas toujours retrouver les conditions antérieures dans ces lacs, mais notre modèle permet de préciser les effets que l'on peut espérer de certaines actions correctrices, le dosage des éléments servant à capter le phosphore, le temps de réponse du lac et les coûts de l'intervention.»
Les autres signataires de l'étude sont Igor Markelov et Philippe Van Cappelen, de l'University of Waterloo, Rachele Fischer, de l'Ontario's Ministry of the Environment, et Sigrid Haande, du Norwegian Institute for Water Research.
