Projet pilote de restauration du lac Waterloo

Résultats

Contexte du projet

Le projet pilote de restauration du lac Waterloo est l’un des quatre projets retenus par le MELCC à la suite de l’appel de propositions lancé en mai 2008 dans le cadre de l’action 1.4 du Plan d’intervention sur les algues bleu-vert 2007-2017.

En raison d’un enrichissement important en nutriments, le lac Waterloo est aux prises avec la prolifération de cyanobactéries depuis de nombreuses années. Les études préalables indiquent que des quantités excessives de phosphore, générées au fil du temps par les activités anthropiques qui ont cours sur le bassin versant du lac, se sont accumulées dans les sédiments et constituent maintenant une charge interne qui alimente l’eau du lac.

C’est dans le but de s’attaquer à cette charge interne de phosphore que la Ville de Waterloo a élaboré, en collaboration avec la firme Dessau, le projet pilote de restauration du lac Waterloo. Deux techniques ont été expérimentées, in situ, en enclos :

1. l’utilisation de lentilles d’eau pour capter une partie du phosphore présent dans la colonne d’eau;
2. le dragage des sédiments de surface pour enlever une partie du phosphore éventuellement biodisponible accumulé dans les sédiments. 

L’expérimentation des lentilles d’eau

La lentille d’eau est une plante à croissance rapide capable de se reproduire rapidement. Elle est considérée comme l’une des plantes aquatiques les plus efficaces pour capter de grandes quantités de phosphore biodisponible. Cette caractéristique est notamment exploitée pour le traitement des eaux usées par lagunage. Dans ce cas, les lentilles d’eau sont placées dans des eaux dont les concentrations de phosphore sont généralement beaucoup plus élevées que dans les lacs eutrophes du Québec.

Le projet pilote de restauration du lac Waterloo visait à vérifier la capacité des lentilles d’eau à réduire la concentration de phosphore dans la colonne d’eau et à déterminer l’applicabilité d’une telle technique à l’échelle d’un lac. Pour ce faire, des lentilles d’eau ont été introduites dans deux enclos aménagés dans le lac, dont l’un faisait l’objet d’un traitement additionnel, soit le brassage des sédiments à l’aide d’un diffuseur d’air installé au fond de l’enclos afin de vérifier l’effet du brassage sur la concentration de phosphore dans la colonne d’eau. Le dispositif expérimental incluait également un enclos témoin et une station de référence en milieu ouvert dans le lac. Le développement des lentilles d’eau (densité et biomasse) et la qualité de l’eau et des sédiments à chacune des stations (enclos avec lentilles, enclos avec lentilles et brassage, enclos témoin et station de référence) ont fait l’objet d’un suivi régulier durant toute la saison estivale 2009 (de juin à octobre). Dans l’ensemble, les résultats du suivi sont peu concluants quant à l’efficacité des lentilles à réduire les concentrations de phosphore dans la colonne d’eau et font ressortir la difficulté de contrôler l’expansion et la répartition des lentilles d’eau à la surface de l’eau, dans un milieu naturel exposé au vent. Ces résultats suggèrent que l’utilisation des lentilles d’eau peut être difficilement envisagée à l’échelle d’un lac pour réduire les teneurs en phosphore dans la colonne d’eau.

L’expérimentation du pompage des sédiments non consolidés et leur entreposage dans un Géotube®

L’enlèvement des sédiments de surface par dragage hydraulique visait à vérifier si cette technique permet de réduire la charge interne de phosphore provenant des sédiments. Les sédiments ont été pompés jusqu’à une profondeur d’environ un mètre et entreposés à proximité du lac dans un Géotube® permettant de les assécher. La surface draguée a été délimitée par un enclos limnologique de manière à pouvoir suivre l’effet de l’enlèvement des sédiments sur la qualité de l’eau et comparer les résultats à ceux qui ont été obtenus dans l’enclos témoin et à la station de référence. Les résultats du suivi ne permettent pas de dégager de tendance nette de l’effet du pompage des sédiments sur la concentration de phosphore dans la colonne d’eau. Le projet a toutefois montré que l’eau qui s’écoule du Géotube® contenant les sédiments dragués est relativement plus chargée en métaux que celle du lac. Dans l’éventualité où une telle technique serait appliquée à plus grande échelle, le traitement de l’eau avant son retour au lac pourrait être requis.

Observations générales

Les résultats mitigés du projet pilote montrent l’importance de réaliser des essais à petite échelle avant d’intervenir à l’échelle du lac. L’importance de la conception du dispositif expérimental est également mise en évidence : le faible nombre de données, l’absence de répétition et la difficulté de distinguer l’effet « enclos » de l’effet « traitement » limitent l’interprétation des résultats.

Conclusion

Les résultats du projet amènent à conclure que l’utilisation des lentilles d’eau ne constitue pas une technique applicable à l’échelle d’un lac pour réduire les teneurs en phosphore. En ce qui concerne le pompage des sédiments, les résultats ne sont pas concluants et il est prématuré d’envisager l’application de cette technique à court ou à moyen terme à l’échelle du lac pour en réduire la charge interne.

Pour mieux orienter les efforts de réduction de la charge interne, il est suggéré de mieux documenter l’ampleur du transfert du phosphore des sédiments vers la colonne d’eau et de tenter de comprendre les mécanismes qui régulent ce phénomène, dans les conditions spécifiques au lac à l’étude.

La réhabilitation d’un lac soumis à des pressions anthropiques depuis de nombreuses années nécessite des efforts soutenus de l’ensemble des acteurs. Il est recommandé de poursuivre les actions visant la gestion du phosphore à la source, en mettant en œuvre, sur l’ensemble du bassin versant du lac, des mesures correctives additionnelles pour réduire les sources de nutriments ou pour capter ces derniers avant qu’ils n’atteignent le lac.

Consultez le rapport du projet pour la Ville de Waterloo, réalisé par la firme Dessau.