Mélange turbulent en zone littorale et son impact sur les courants verticaux des grands lacs

Les changements climatiques actuels conduisent aux réchauffements des eaux de surface des lacs. Cependant les effets sur les eaux profondes sont peu connus du fait d’une certaine indépendance avec les eaux de surface (stratification). Néanmoins, les courants de surface de grande échelle, dus aux événements venteux, induisent des courants secondaires verticaux le long des côtes permettant donc un échange entre les eaux de surface et les eaux profondes. De plus, par refroidissement de la surface en hiver, des courants de densité froid peuvent se former dans ces mêmes régions côtières, impliquant aussi un transfert d’eau de la surface vers les profondeurs du lac. La formation de ces courants verticaux côtiers sont peu étudiés bien qu’ils aient une grande importance sur la température du lac et son mélange, et donc indirectement sur son fonctionnement écologique. Ce projet propose d’étudier ces courants verticaux sur les zones littorales du lac Léman, et notamment la turbulence qui est un processus crucial dans leur initiation et leur développement.

Des campagnes de mesures seront conduites à l’aide d’une nouvelle plateforme, appelée turbulateur, spécifiquement conçu pour mesurer la turbulence (mesure de la température et de la vitesse à haute fréquence). Les mesures seront commandées à distance et faites depuis le fond du lac, évitant les imprécisions dues aux conditions difficiles de surface lors des épisodes venteux. Deux autres plateformes de mesure existantes, un catamaran et un ballon d’hélium instrumentalisés, permettront de contextualiser les mesures de turbulence dans la circulation de plus grande échelle. Ce projet apportera de nouveaux éléments essentiels dans la compréhension du mélange des eaux dans les grands lacs, et notamment pour l’amélioration de la modélisation des échanges verticaux en zone côtière.

Dr. François Mettra

Ecological Engineering Laboratory, EPFL