Application of the thermo-mictic Lewis typology to French water bodies
Typologie thermo-mictique : Application à une classification des lacs français
Résumé
Aquatic ecosystems undergo various local or regional anthropogenic pressures that managers try to understand and to mitigate their consequences. Nowadays these local and regional pressures interact with climate change. To better manage these interactions, managers should be familiar with the thermal behaviour of aquatic ecosystems. For lakes, Onema wants to set up a perennial temperature monitoring network for national water bodies as it is being done for rivers. However, all French lakes cannot be surveyed. As a consequence, lake subsampling, reflecting the national diversity of thermal behaviour (and especially the intensity and the frequency of the mixing events), has to be defined. Since temperature of a large amount of lakes have never been measured, it is necessary to estimate first the thermal behaviour diversity of all lakes. To do this, we used in this study the Lewis typology of mixing behaviour which is based on thermal characteristics of the water column of lakes. However, all lakes in France were not thermally monitored continuously and therefore, for some of them, no information on their thermodynamic function is available. This lack of temperature data imposes to use empirical models in order to estimate their thermal behaviour from morphometric and climate data. These empirical models are based on classical environmental variables such as maximum depth, surface area or air temperature, and allow the estimation of several physical variables necessary to classify water bodies according to the Lewis scheme. The relevance of using specific empirical models was verified using the few actual data available. Finally, a lake classification according to the Lewis typology is proposed.
Les écosystèmes aquatiques sont soumis à diverses pressions anthropiques locales ou régionales dont les gestionnaires essayent de comprendre les conséquences pour mieux les contrôler. De nos jours, ces pressions interagissent avec la pression plus globale que représente le changement climatique. Afin de mieux gérer ces interactions, il convient de bien connaître les dynamiques thermiques des écosystèmes. Dans ce sens, l’Onema désire mettre en place un réseau pérenne de suivi de la température des plans d’eau nationaux. Tous les plans d’eau ne pouvant pas être équipés, il convient de sélectionner un sous-échantillon de plans d’eau représentatif de la diversité des fonctionnements thermiques à travers notamment l'intensité et la fréquence de leur mélange par retournement des lacs français. Un pré-requis nécessaire à ce choix consiste à connaître cette diversité de fonctionnement. Pour ce faire, nous nous sommes basés sur la typologie thermo-mictique proposée par Lewis (1983) qui regroupe les lacs en fonction de leur comportement physique. Couramment utilisée, elle s’applique à des situations très variables géographiquement (altitude/latitude) et morphologiquement (profondeur), et se base sur différentes caractéristiques thermiques des lacs (e.g. existence/absence d’une période de gel). Cependant, tous les lacs de France n’ont pas été thermiquement suivis en continu et donc, pour certains, aucune information sur leur fonctionnement thermodynamique n’est disponible. Ce manque de donnée thermique dans les plans d’eau français nous contraint à recourir à l’utilisation de modèles empiriques pour avoir une connaissance qualitative a priori de leur fonctionnement thermo-mictique. Ces modèles empiriques sont basés sur des variables environnementales classiques (e.g. profondeur maximale, surface, température de l’air…) et permettent d’estimer des critères nécessaires pour classer les plans d’eau selon les grands types de fonctionnement. Le choix des modèles empiriques a été vérifié à l’aide des lacs pour lesquels il existe un suivi, même partiel dans le temps et dans l'espace, de la température. Finalement, un classement des lacs français selon la typologie de Lewis est proposé.
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