Suite de l’article du 4 juillet 2003 :

"Le type amictique est rare, puisqu’il est limité aux plus hautes latitudes et aux plus hautes altitudes en dehors des régions polaires. Walker et Likens (1975)avaient souligné le fait que la nomenclature pourrait laisser penser que les lacs amictiques sont complètement stagnants, ce qui n’est pas le cas. Cependant, pour le propos de la classification, le terme de brassage est uniquement utilisé par Hutchinson et Löffler pour désigner l’homogénéisation de la colonne d’eau dans sa totalité. Une turbulence des eaux profondes ou un épaississement de la couche brassée ne sont pas suffisants.

Hutchinson et Löffler avaient aussi souligné que le type monomictique froid est rare, puisqu’il se trouve seulement aux latitudes extrêmes ou en haute altitude. La zone tempérée est dominée par les lacs dimictiques et monomictiques chauds, qui, à eux deux, surpassent tous les autres types de la classification.

La typologie de Hutchinson et Löffler est plus hypothétique quant à son traitement des lacs tropicaux. hutchinson et Löffler prédisaient que, sous les tropiques, la polymicticité serait dominante en haute altitude, la monomicticité chaude prédominerait aux altitudes moyennes et l’oligomicticité serait prépondérante aux basses altitudes. Ils pensaient qu’il y avait une faible différence saisonnière à toutes les altitudes, mais que les températures absolues étaient distinctes en fonction de l’altitude. Comme la vitesse des variations de densité augmente avec la température, le fait qu’il y a de faibles écarts saisonniers sous les tropiques aurait pour conséquence, pensaient-ils, une stratification persistante aux basses altitudes et éphémère aux hautes altitudes. Ainsi, les lacs polymictiques se seraient trouvés aux hautes altitudes, les lacs oligomictiques aux basses altitudes et les lacs monomictiques chauds entre les deux. Mais ils étaient arrivés à ces conclusions avant que de nombreuses mesures de température ne fussent disponibles dans les lacs tropicaux.

D’ailleurs, des problèmes apparaissaient déjà dans la publication originale, qui citait le lac Victoria et quelques autres lacs de basse ou moyenne altitude tropicale comme exemples du type polymictique, en contradiction apparente avec la restriction à de hautes altitudes prévue pour ce type. Hutchinson (1957) indiquait aussi que les lacs à brassage quotidien ne devaient être appelés polymictiques que s’ils étaient tropicaux, excluant ainsi clairement de la version originale de la classification les lacs tempérés peu profonds connaissant un brassage quotidien.

Le concept de méromicticité, bien que généralement traité à part, est étroitement lié à la classification de Hutchinson et Löffler. Hutchinson (1957), à la suite de Findenegg (1935), définit le lac méromictique comme étant "un lac dans lequel une certaine tranche d’eau reste en dehors du brassage complet ou partiel de la masse d’eau principale lors des périodes de circulation." Un lac qui n’est pas méromictique est holomictique. Un lac holomictique appartient à l’un des six types de brassage, sauf s’il est peu profond.

C’est Löffler (1957, 1958, 1964, 1968) lui-même qui fut le premier à commencer à modifier la classification de Hutchinson et Löffler. Il subdivisa la catégorie des lacs polymictiques en deux types, polymictiques chauds et froids, tous deux tropicaux. Le fondement de cette séparation était une limité arbitraire de température maximale (10°C) pour les lacs qui ne sont pas stratifiés de manière stable. Löffler (1968) défendait l’exclusion des lacs peu profonds de cette classification, comprenant que l’introduction de ces lacs rendrait la classification trop complexe.

Paschalski (1964) suggéra la construction de sous-types à la classification de Hutchinson et Löffler et montra qu’il y avait un précédent historique au système alternatif qu’il appelait "européen" (en dépit des origines de Hutchinson et Löffler). Le système "européen" n’a pas reçu une large acceptation, sans doute à cause de son assez grande complexité et, comme le soulignait Paschalski, du fait de son plus grand attachement à la zone tempérée. Il y a eu beaucoup d’autres suggestions de révision, mais de portée plus limitée. Dussart (1966) utilisa la classification de Hutchinson et Löffler, mais modifia le diagramme de répartition, afin de montrer que les lacs polymictiques peuvent exister en dehors des tropiques, comme le suggérait Paschalski (1964). walker et Likens (1975) ont élargi la catégorie des lacs polymictiques dans une mesure similaire, comme l’ont fait de nombreux autres auteurs qui ont travaillé sur les lacs peu profonds (par exemple Harvey et Coombs, 1971).

Lors de leur étude des lacs australiens, néo-zélandais et tasmans, Bayly et Williams (1973) ont trouvé nécessaire d’introduire un nouveau type de lac, afin de classer convenablement les lacs pris par la glace en hiver et qui s’élèvent bien au-delà de 4°C en été, mais sans stratification stable. Berg (1963) nota des problèmes analogues lors de son étude des lacs d’Amérique du Nord qui s’échauffent au-delà de 4°C mais ne se tratifient pas. Cole (1979) fit remarquer que certains lacs profonds de la zone tempérée (Ohrid, Tahoe, lac Majeur) devaient logiquement être appelés oligomictiques, puisqu’ils ne connaissent de brassage complet qu’à des intervalles de plusieurs années. Walker et Likens (1975) suggèrent d’éliminer complètement la catégorie des lacs oligomictiques du fait de son ambiguité : la distinction entre les lacs oligomictiques et méromictiques est difficile. ils suggèrent aussi que la dichotomie méromictique/holomictique soit rigoureusement reliée à la classification de Hutchinson et Löffler.

Les aspects de la classification de Hutchinson et Löffler qui ont provoqué les changements mentionnés ci-dessus consacrés par l’usage peuvent être regroupés en quatre rubriques : 1) l’exclusion des lacs peu profonds de la classification ; 2) une relation insatisfaisante entre la méromicticité et les six types lacustres de base ; 3)un traitement trop complexe des lacs tropicaux ; 4) des difficultés pour classer les lacs froids résultant de la limite de 4°C de température pour la monomicticité froide.

L’exclusion des lacs peu profonds n’était pas un oubli, mais sa nécessité n’est pas évidente et cause de considérables difficultés. Les lacs peu profonds sont communs, voire dominants dans certaines régions lacustres. Il y a de nombreux exemples significatifs sur le plan limnologique, comme le lac Georges en Ouganda, le lac Wingra au Wisconsin, le loch Leven en Ecosse, le lough Neagh en Irlande, le lac Suwa au Japon, le lac Sibaya en Afrique du Sud, le lac Balaton en Hongrie, etc. La profondeur minimale requise pour exclure un lac de la classification n’est pas constante ; elle varie en fonction de la taille du lac, de la latitude, de l’altitude et de multiples autres facteurs. Ainsi, un petit lac tempéré de 15 m de profondeur peut être clairement dimictique, tandis qu’un grand lac fortement venté d’une profondeur équivalente peut ne jamais connaître de stratification stable.

Hutchinson (1957), reconnaissant qu’il existait une interrelation entre la profondeur et le brassage, créa une classification séparée combinant les vieilles classifications de profondeur de Whipple et Birge (voir Hutchinson, 1957). D’après la classification de profondeur de Hutchinson, les lacs seraient de première, deuxième ou troisième classe, selon que leur température de fond ne varie pas, varie peu ou beaucoup à partir du minimum annuel. Le fondement de cette classification est si différent de celui de la classification du brassage que les deux ne peuvent se marier facilement.

La confusion entre la méromicticité et les types de lacs de Hutchinson et Löffler peut se produire quand la méromicticité n’est pas maintenue par un gradient permanent de densité. Dans les cas les plus marqués de méromicticité, le mixolimnion est séparé du monimolimnion par une chimiocline, sous laquelle de forte concentrations en matières dissoutes provoquent un accroissement de densité. Mais tous les lacs qui répondent à la définition de la méromicticité n’ont pas ce caractère. Par exemple Aberg et Rodhe (1942), Hutchinson (1957) et Wetzel (1975) décrivent un phénomène méromictique se produisant dans les petits lacs tempérés lors des années à rapide réchauffement printanier. Dans de telles circonstances, un lac peut mettre en place une stratification stable, sans avoir connu d’homogénéisation complète sous l’influence du vent. Les années sans brassage complet, les lacs normalement dimictiques sont à proprement parler méromictiques. On en sort avec l’impression que la classification est forcée et conduit, dans certains cas, à appliquer la terminologie d’une manière inadéquate.

Une situation analogue se produit, par un cheminement certes différent, quand un lac profond, ou bien abrité, à forte tendance monomictique chaude ou dimictique n’arrive pas jusqu’à l’homogénéité chimique pendant la saison de brassage profond, mais est tout de même suffisamment brassé pour empêcher les substances dissoutes de s’accumuler dans l’eau profonde. Par exemple, le lac Malawi est profondément brassé chaque année (Talling, 1969). A cause de sa grande profondeur, le lac ne parvient pas jusqu’à l’uniformité chimique lors du brassage saisonnier, alors même qu’il n’y a pas de stratifiaction de densité causée par les matières dissoutes. Ainsi, bien qu’il montre d’évidentes affinités avec le type monomictique chaud, le lac Malawi doit être classé comme méromictique, puisqu’il ne parvient pas jusqu’à l’uniformité chimique complète lors du brassage. Parmi les lacs qui gèlent, le lac Baïkal n’est pas brassé complètement, malgré des saisons de brassages prononcées (Hutchinson, 1957). La possibilité selon laquelle même un lac profond de la sorte peut être brassé complètement à de longs intervalles de temps ajoute à la confusion, puisque de méromictique il devient oligomictique. Que de tels lacs soient classés comme méromictiques ou oligomictiques masque de toute façon l’existence d’un profond brassage saisonnier régulier, qui possède une grande importance fonctionnelle.

Walker et Likens (1975) avaient suggéré de combiner la méromicticité avec les autres types de lacs. cela parâît raisonnable, dans la mesure où un lac méromictique peut être regardé comme un cas extrême du spectre des fréquences de brassage. Le système "européen" de Paschalski (1964) incorpore de fait ce concept, créant ainsi un précédent. cette approche comporte cependant quelques inconvénients. D’abord, la méromicticité n’est généralement pas sujette à un contrôle climatique direct, comme le sont les régimes saisonniers de brassage. En fait, un lac méromictique montrera typiquement dans sa tranche d’eau supérieure (le mixolimnion) les caractéristiques de l’un des types de lac de Hutchinson et Löffler. Le climat et l’atitude imposent un ensemble de phénomènes de brassage saisonnier dans la tranche d’eau supérieure, tandis que la combinaison de facteurs géochimiques, morphométriques et biotiques impose en même temps la méromicticité. ainsi, il ne nous paraît pas convenable de considérer simplement la méromicticité comme une catégorie parallèle de la dimicticité ou de la monomicticité chaude.

Pour les lacs tropicaux, certains difficultés de la classification peuvent conduire à une sous-estimation de l’importance de la saisonnalité. Bien que l’amplitude saisonnière soit relativement faible sous les tropiques, les cycles annuels bien définis sont légion et non l’exception, affectant l’insolation, la température de l’air, la force du vent, l’humidité, les chutes de pluie. Le fait que des cycles météorologiques réguliers, même de faible amplitude, peuvent provoquer des changements annuels dans les lacs a été amplement démontré, notamment depuis vingt ans. Les principales études de lacs tropicaux ont eu lieu en Afrique. dans la publication la plus importante traitant de la classification des lacs tropicaux, Talling (1969) passe en revue les données thermiques de nombreux lacs très variés, allant de la limite nord à la limite sud des tropiques africains, tout en présentant une large fourchette d’altitudes. La revue de Talling donne des exemples de lacs qui, du fait de leur grande profondeur ou du couplage d’un abri effectif et d’une grande profondeur relative, ne connaissent pas chaque année une homogénéité chimique (voir aussi Wood et al., 1976). Plus important encore, il montre aussi que de tels lacs, de même que des lacs qui connaissent une homogénéisation chimique annuelle, sont unis par une tendance commune à présenter un brassage profond et une stabilité minimale à un moment particulier de l’année, c’est-à-dire qu’il y a tendance universelle à la monomicticité chaude. Il montre en outre qu’il y a une forte tendance à ce que la saison du brassage coïncide avec l’hiver hémisphérique, laissant entendre que le minimum de température est d’une importance clef. Les lacs situés juste sous l’équateur peuvent avoir un régime annuel influencé par d’autres aspects du temps, mais ils tendent malgré tout à être brassés à un moment particulier de l’année.

La forte tendance des lacs tropicaux africains à présenter une monomicticité chaude a également été trouvée hors d’Afrique. Le lac Lanao des Philippines (Lewis, 1973) et le lac Valencia du Vénézuéla (Lewis, 1983) sont tous deux monomictiques chauds. Le lac Valencia, qui a été étudié pendant cinq années consécutives, connaît un renversement annuel, dont le retour peut être prévu à 20 à 30 jours près. Les données thermiques de Richerson et al. (1977) concernant le lac Titicaca laissent aussi à penser que ce lac tropical de très haute altitude connaît une saison de brassage profond annuel prévisible, comme l’Amatitlan et l’Atitlan du Guatémala (Weiss, 1971a, b). Green et al. (1976) ont trouvé que le petit lac indonésien Lamongan (7° Sud) présentait un renversement en juillet, en accord avec la tendance générale du brassage hivernal. c’est un exemple particulièrement significatif, puisque les données du Lamongan et d’autres lacs indonésiens visités par Ruttner (1931) pendant la saison chaude ont apparemment été responsables de l’importance attachée à l’oligomicticité pour les lacs tropicaux de bas pays dans la classification de Hutchinson et Löffler. Bien que le volume important associé à une petite taille puisse préserver le lamongan et d’autres lacs similaires d’une parfaite homogénéité chaque année, le brassage profond a probablement un retour annuel prévisible.

Les études détaillées de la structure thermique des lacs tropicaux de moyenne à grande taille ont révélé certaines particularités de comportement de ces lacs pendant la saison de stratification. De fréquents profils thermiques des lacs Lanao, Valencia et Titicaca ont montré que l’épaisseur de la couche de brassage variait, en quelques semaines, beaucoup plus dans ces lacs qu’on ne l’aurait attendu dans des lacs de la zone tempérée de taille équivalente. Par exemple, dans le lac Valencia, l’épaisseur moyenne de la couche de brassage pendant la stratification est de 13 m, valeur qui n’est pas fondamentalement différente de celle qu’on attendrait d’un lac de zone tempérée de taille analogue. Cependant, pendant la période de stratification, de courtes périodes de temps frais et venté peuvent faire s’accroître l’épaisseur de la couche de brassage, jusqu’à atteindre temporairement 25 ou 30 m, mais sans détruire complètement la stratification. Quand un temps chaud et calme revient, une thermocline secondaire se développe dans l’ancienne couche de brassage, réduisant de nouveau le brassage à une couche plus fine. Cette stratification secondaire peut persister pendant plusieurs jours ou semaines, après quoi elle est redétruite par un temps frais ou venté.

Une importante croissance de l’épaisseur de la couche de brassage en réponse à des changements de temps non saisonniers, alors même que le lac reste stratifié, a été appelé atélomicticité par Lewis (1973), qui pense qu’un tel mécanisme est très important dans l’augmentation de la productivité des lacs tropicaux, en apportant des nutrients depuis les eaux profondes et compensant la baisse des nutrients pendant la saison de stratification. Le fait n’est pas encore établi de savoir si tous les lacs tropicaux montrent une tendance à l’extrême variabilité de l’épaisseur de la couche de brassage pendant la stratification ou si le phénomène est réduit à des lacs d’une certaine taille et situés à des endroits précis. Les lacs de taille moyenne ou grande seront plus à même de monter ce phénomène, simplement à cause de leur taille, directement reliée à l’amplitude de variation de la force du vent.

Les importantes variations de profondeur de brassage pendant la stratification sont particulièrement nettes dans les lacs tropicaux parce que leur stabilité est typiquement plus faible que celle des lacs tempérés et peut-être aussi à cause d’effets différents de la force de Coriolis sur les courants dans les lacs tempérés et tropicaux. Les travaux de Ruttner (1931, 1937) ont souvent été cités à l’appui de la thèse d’une stabilité des lacs tropicaux aussi grande que celle des lacs tempérés. Cependant, les comparaisons de Ruttner se faisaient entre le Lunzer Untersee et plusieurs lacs indonésiens. Comme l’indiquait Ruttner dans ses comparaisons, le Lunzer Untersee a une faible stabilité à cause de sa haute altitude, qui limite les températures de surface à environ 19°C. Comme la majorité des lacs dimictiques deviennent plus chaudes que cela, le Lunzer Untersee sous-estime la stabilité des lacs tempérés. La limite supérieure de la différence de densité entre les couches est plus basse dans les lacs tropicaux que celle qu’on attendrait dans la plupart des lacs tempérés pendant la période de stratification ; la stabilité des lacs tropicaux pendant la stratification tend ainsi à être plus basse. En outre l’effet de la force de Coriolis sur les courants est beaucoup plus faible aux basses latitudes qu’aux hautes latitudes. Pour cette raison, les vents survolant des lacs tropicaux peuvent être des agents de brassage plus efficaces (Lewis, 1973). Une stabilité plus faible et une force de Coriolis plus petite expliquent la susceptibilité de l’épaisseur de la couche de brassage des lacs tropicaux à changer avec la force du vent.

Bien que l’atélomicticité soit un phénomène biologique très important, elle ne change pas le fondement de la classification pour un lac profond monomictique chaud parce qu’elle ne s’accompagne pas d’une destruction complète de la stratification thermique. cependant, il est évident que le même phénomène pourrait produire un brassage complet à des intervalles irréguliers pour des lacs tropicaux d’une profondeur comprise entre 10 et 50 m. Cela sera reconsidéré plus loin, en relation avec la classification révisée, qui inclut les lacs peu profonds.

Les lacs qui sont gelés la plupart de l’année et fondent en été présentent des problèmes particuliers parce que la classification de Hutchinson et Löffler précise une limite de 4°C pour les lacs monomictiques froids. il est fréquent que les lacs toujours froids montent bien au-dessus de 4°C, même s’ils ne se stratifient pas. Dans ce cas, ils ne sont pas monomictiques froids, bien qu’ils aient manifestement beaucoup d’affinités avec les lacs monomictiques froids."

A suivre...