L’eutrophisation

Des plages bretonnes envahies d’algues vertes, des étangs couverts d’une pellicule verte en été, des poissons morts flottant à la surface : ce sont des manifestations de l'eutrophisation. Ce phénomène, étudié au lycée en France (et souvent abordé au collège avec les pollutions de l’eau), illustre comment un apport de matières pourtant utiles aux plantes peut déséquilibrer un écosystème entier.

D’où viennent les nutriments en excès ?

L’eutrophisation existe aussi naturellement, très lentement, dans les lacs qui se comblent au fil des siècles. Quand elle est accélérée par l’activité humaine, on parle souvent de dystrophisation.

Les étapes du phénomène

1. Enrichissement : l’eau reçoit beaucoup de nitrates et de phosphates.
2. Prolifération : les algues microscopiques (phytoplancton, voir plancton) et les algues ou plantes aquatiques se multiplient. L’eau devient verte et trouble ; sur certaines côtes, des algues vertes (ulves) s’accumulent.
3. Ombre : en surface, cette couche d’algues prive de lumière les plantes du fond, qui meurent.
4. Mort des algues : les algues, dont la vie est courte, meurent en masse et coulent.
5. Décomposition : les bactéries décomposeurs se multiplient pour dégrader cette énorme masse de matière organique et consomment le dioxygène de l’eau pour respirer.
6. Asphyxie : la teneur en dioxygène chute ; les poissons, crustacés et autres animaux fuient ou meurent.
7. Fermentations : sans dioxygène, d’autres bactéries produisent des gaz nauséabonds et toxiques comme le sulfure d’hydrogène (odeur d’œuf pourri).

Schéma décrit : un lac eutrophisé

On dessine une coupe de lac en deux temps.

• Avant : eau claire, plantes aquatiques au fond, poissons nombreux, une flèche « O₂ » dans toute la colonne d’eau, quelques algues en surface.
• Après : une rivière arrive à gauche avec une flèche « nitrates et phosphates » venant d’un champ et d’une ville. En surface, une épaisse couche verte d’algues. Au fond, des plantes mortes et une couche de vase noire où l’on écrit « bactéries : décomposition, consommation d’O₂ ». Dans l’eau profonde, des poissons morts et la mention « O₂ très faible ».

Une chaîne de flèches résume : nutriments → prolifération d’algues → mort des algues → décomposition → baisse du dioxygène → mort des animaux.

Conséquences

• Biodiversité : disparition des espèces exigeantes en dioxygène (truites, nombreux invertébrés), au profit de quelques espèces tolérantes.
• Zones mortes : dans certaines mers, de vastes zones privées de dioxygène apparaissent chaque été, par exemple dans le golfe du Mexique à l’embouchure du Mississippi et dans certaines parties de la mer Baltique.
• Santé : certaines cyanobactéries produisent des toxines dangereuses pour les humains et les animaux, ce qui peut entraîner des interdictions de baignade ; en se décomposant à l’air sur les plages, les algues vertes échouées dégagent du sulfure d’hydrogène, un gaz toxique à forte concentration.
• Économie : coût du traitement de l’eau potable, nettoyage des plages, pertes pour la pêche et le tourisme.

Les solutions

Les résultats sont lents : les nutriments stockés dans les sols et les sédiments continuent d’être libérés pendant des années.

Erreurs fréquentes

• Croire que les algues tuent directement les poissons : c’est surtout le manque de dioxygène dû à leur décomposition par les bactéries.
• Penser que les nitrates sont toxiques pour les algues : au contraire, ils les nourrissent.
• Confondre eutrophisation et pollution par des produits toxiques : ici, la cause est un excès de nutriments, des substances utiles en quantité normale.
• Croire que plus d’algues signifie plus de dioxygène : le jour, elles en produisent en surface, mais leur décomposition en consomme bien davantage.

Exercice corrigé

Énoncé. On mesure la teneur en dioxygène d’un étang en août : 9 mg/L en surface l’après-midi, 2 mg/L au fond. Des poissons morts sont retrouvés au petit matin. L’étang est entouré de champs fertilisés. Explique ces observations.

Corrigé.

• Les engrais des champs voisins, entraînés par la pluie, ont enrichi l’étang en nitrates et phosphates.
• Les algues ont proliféré en surface : l’après-midi, leur photosynthèse produit du dioxygène, d’où une teneur élevée en surface.
• Au fond, les algues mortes sont décomposées par des bactéries qui consomment le dioxygène, d’où une teneur très faible.
• La nuit, sans photosynthèse, algues, bactéries et animaux consomment le dioxygène restant : sa teneur atteint un minimum au petit matin, ce qui explique la mort des poissons à ce moment-là.

Questions fréquentes

Pourquoi les algues vertes sont-elles si fréquentes en Bretagne ?

Plusieurs facteurs se combinent : des apports importants de nitrates liés à l’agriculture et à l’élevage intensifs, des baies peu profondes où l’eau se renouvelle mal, et un ensoleillement suffisant au printemps et en été.

L’eutrophisation touche-t-elle la mer ?

Oui, surtout les zones côtières, les baies et les mers fermées ou peu profondes, qui reçoivent les apports des fleuves.

Un lac eutrophisé peut-il se rétablir ?

Oui, si les apports diminuent durablement. Le lac d’Annecy, par exemple, a retrouvé une eau très claire après la construction, dans les années 1960 et 1970, d’un réseau collectant les eaux usées autour du lac.