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Thèse soutenue par Janine Halder le 25 mars 2013, Institut des sciences de la Terre (ISTE)
Le Lac Léman est un lac profond qui se trouve sur la frontière entre la Suisse et la France et qui est source de l’eau potable pour plus que 520’000 riverains. Un des défis d’aujourd’hui concernant sa qualité d’eau est de pouvoir gérer l’augmentation potentielle de la croissance des algues et bactéries et également la pollution aux substances, comme des médicaments ou pesticides.
L’étude actuelle a pour but d’obtenir plus de connaissances sur la dispersion des eaux de rivières, des eaux usées et également sur le cycle de carbone inorganique dissolu dans la colonne d’eau. Ces connaissances sont importantes pour l’évaluation des sources de polluants et nutriments et de leur processus de mélange.
De 2009 à 2011 l’eau du Lac Léman a été échantillonnée dans différentes profondeurs et sa composition en isotopes stables d’hydrogène et oxygène des molécules d’eau H2O a été analysée. Les isotopes sont des atomes avec un nombre différent de neutrons mais qui sont du même élément. Un nombre différent de neutrons résulte dans une différence de masse et donc une différence des propriétés physiques et chimiques. Pour cette raison, une rivière aménagée par des précipitations de haute altitude (ex. Rhône) a une composition isotopique différente qu’une rivière dont l’eau provient des basses altitudes (ex. Venoge).
Les résultats des études effectuées montrent que l’eau amenée par le Rhône ne se mélange pas complètement avec celle du lac. En été l’eau du Rhône traverse presque tout le lac à une profondeur de 10 à 20 mètres. Sa fraction correspond jusqu’à 37% parmi l’eau du lac. Par contre en hiver, les eaux amenées par les rivières qui se jettent dans le Lac Léman se mélangent bien avec l’eau du lac. Dans la baie peu profonde de Vidy, les eaux usées et celles des crues peuvent être tracées dans la colonne d’eau et leurs fractions calculées permettent d’approximer la dilution des différents polluants mesurés.
La composition isotopique du carbone inorganique dissolu (HCO3· ; CO32-;CO2 ) permet le traçage de l’incorporation du CO2 par la photosynthèse ou l’atmosphère et de même la réminéralisation du matériel organique dans la colonne d’eau. Les résultats obtenus par ce traçage indiquent que le Lac Léman incorpore du CO2 de l’atmosphère pendant la période de printemps à la fin d’automne et qu’il libère du CO2 pendant l’hiver.
Des processus de réminéralisation peuvent être tracés dans les eaux des plus grandes profondeurs et proche de l’interface eau-sédiments lacustres. Dans la baie de Vidy peut être observé la présence du carbone inorganique dissolu amené par les eaux usées de la STEP et les résultats montrent que ces eaux usées influencent la stratification de densité de la colonne d’eau à cet endroit. En combinaison avec les résultats des micropolluants mesurés, l’étude précise que les concentrations des certaines substances peuvent être liées à la portion d’eau amenée par le Rhône et/ou à la réminéralisation des particules de carbone organique.