Recherche en gestion lacustre

Les Grands Lacs représentent le plus grand écosystème d'eau douce du monde | Photo : Environnement CanadaLes lacs du Canada sont touchés par un grand nombre de facteurs de stress, y compris l’érosion des sols et les produits chimiques provenant des terres agricoles, les déchets municipaux, les rejets industriels et les polluants atmosphériques provenant de la pluie et de la neige. On s’inquiète de plus en plus des effets potentiels des changements climatiques sur la quantité et la qualité de l’eau. L’augmentation des températures a entraîné une diminution de la couverture de glace alors que de violentes tempêtes produisent une activité intense des vagues, des inondations soudaines et une érosion dans les rivières et le long des berges. On voit alors apparaître des panaches de sédiments en suspension et de matière organique.

Grâce aux efforts d’un grand nombre d’intervenants, y compris les gouvernements, l’industrie et la population, la santé de l’écosystème des Grands Lacs s’est grandement améliorée au cours des 30 dernières années grâce à des activités de contrôle de la pollution et à des mesures correctives visant à réparer les dommages environnementaux. Cependant, il reste bon nombre de défis à relever en vue de protéger et de conserver cette vaste ressource en eau douce. De plus, de nouveaux défis ne cessent de se manifester dans d’autres grandes étendues d’eau telles que le lac Winnipeg et le lac Simcoe.

Les cyanobactéries ou algues bleu-vert forment d’énormes nappes à la surface des eaux des lacs Érié et Winnipeg, visibles de l’espace, en plus de souiller les plages, les échancrures et les prises d’eau. La plupart du temps, ce sont les trop-pleins d’égouts unitaires et les rejets d’eaux pluviales qui entraînent la fermeture des plages de Toronto; on estime à plusieurs milliards de dollars les coûts pour remédier à ces problèmes. La santé humaine peut être affectée par ces rejets en raison de la contamination des sources d’eau potable et d’eau utilisée à des fins récréatives, des poissons et des mollusques et crustacés.

La Direction de la Science et de la technologie de l’eau d’Environnement Canada (DSTE) est la plus vaste entité de recherche sur l’eau douce au Canada et génère les connaissances scientifiques requises en vue de conserver les ressources aquatiques du Canada et les écosystèmes d’eau douce. Les connaissances scientifiques et techniques de la DSTE sont mises à la disposition des utilisateurs du domaine de la recherche de l’eau, y compris les gouvernements, les organismes de réglementation environnementaux, les décideurs et responsables des orientations politiques, les planificateurs de l’utilisation du sol, les chercheurs et l’industrie en général.

Recherche des S-T de l’eau

La Direction de la science et de la technologie de l’eau (DSTE) aide les municipalités des Grands Lacs à combattre la pollution provenant des trop-pleins d’égouts unitaires (TPEU). À Windsor, les chercheurs offrons les conseils d’experts; à Welland, la DSTE travaille avec la Ville à l’élaboration d’un manuel de traitement des TPEU; à Niagara Falls, des travaux sont en cours dans le cadre d’une évaluation conjointe de la traitabilité des TPEU et de diverses technologies de traitement et à Toronto, la DSTE travaille avec la Ville afin d’analyser la performance des installations de traitement des TPEU existants dans le nord de Toronto et à remettre les installations en état afin d’augmenter leur capacité de traitement.

À l’aide de la méthode BEAST (BEnthic Assessment of SedimenT) – Évaluation benthique des sédiments mise au point à la DSTE, les chercheurs ont pu réaliser des évaluations chimiques et biologiques détaillées des sédiments dans chacun des 14 secteurs préoccupants des sections canadiennes des Grands Lacs, identifiés comme gravement dégradés par la Commission mixte internationale (CMI) dans les années 1970. Les spécialistes des eaux souterraines procèdent à la modélisation de l’interaction entre les eaux souterraines et le climat et évaluent les impacts combinés de la variabilité climatique, des changements climatiques et de l’utilisation de l’eau sur les ressources aquatiques qui dépendent des eaux souterraines, les conditions dans les cours d’eau et l’habitat aquatique.

Les chercheurs tentent de découvrir le rôle des eaux souterraines dans l’hydrologie et la chimie des terres humides et dans le transport des contaminants vers les terres humides. À Beverly Swamp, des équipes de recherche ont mené des études approfondies sur les interactions entre l’hydrologie, le climat, le carbone et les gaz à l’état de traces et étudient les impacts de l’agriculture sur les cycles de carbone et de nutriments des terres humides. Des chercheurs font partie de l’équipe de rétablissement de la rivière Sydenham et ont élaboré la première stratégie de rétablissement des écosystèmes aquatiques au Canada. La Stratégie aura un effet bénéfique pour de nombreuses espèces en péril (poissons, moules d'eau douce et une tortue) dans la rivière Sydenham.

Des scientifiques étudient les poissons afin de déterminer les effets des contaminants sur leurs fonctions thyroïdiennes et les liens entre les contaminants, les micronutriments et les problèmes de développement chez le poisson.

La DSTE mène des recherches sur les charges atmosphériques des polluants organiques persistants (POP), les pesticides d’usage courant et le mercure dans le bassin des Grands Lacs. On se penche en outre sur les sources et les tendances spatiales et temporelles des nouveaux POP, en particulier les acides perfluorés et les produits retardateurs de flamme bromés. Les scientifiques procèdent à des échantillonnages à grande échelle de parcelles de terrain agricoles et d’usines de traitement des eaux usées et d’eaux réceptrices afin de déterminer si des produits pharmaceutiques sélectionnés humains et vétérinaires ainsi que d’autres composés thérapeutiques et cosmétiques sont rejetés dans l’environnement aquatique en concentrations qui pourraient entraîner un risque pour la vie aquatique.

Désireux d’améliorer leur compréhension des mécanismes qui déclenchent la production des composés responsables du goût et de l’odeur désagréable de l'eau potable, la DSTE étudie les dynamiques environnementales et l’écologie de leur production dans le lac Ontario le haut Saint-Laurent. Les scientifiques évaluent les niveaus de toxines et les risques associés aux proliférations de cyanobactéries (algues bleues-vert) et étudient les liens possibles entre la prolifération d’algues et les incidents d'odeur et de goût désagréables de l'eau. Les chercheurs explorent le rôle potentiel de l’application généralisée de pesticides comme source négligée de nutriments qui alimentent les fleurs d’eau des algues bleues nuisibles. Les scientifiques s’efforcent également de combler les principales lacunes dans les mesures actuelles des schémas saisonniers et spatiaux d’apports en éléments nutritifs dans les Grands Lacs qui encouragent la croissance excessive d’algues et de plantes. En partenariat avec les scientifiques américains, la DSTE fait appel aux isotopes stables et analyse les sédiments en suspension et benthiques pour retracer les sources, les cycles et les puits de phosphore et d’azote, alors que les essais biologiques fournissent des données sur la biodisponibilité de ces différents apports en éléments nutritifs.

La DSTE applique des techniques microbiologiques, moléculaires et chimiques afin d’identifier les sources de pollution fécale qui contaminent les Grands Lacs. À l’aide d’empreintes génétiques, on tente de déterminer si les souches d’E. coli contenues dans l’eau et qui ont entraîné la fermeture des plages proviennent de sources humaines, des animaux, des oiseaux ou d’autres sources animales.

Des collaborations avec les agences municipales et provinciales sont en cours afin d’évaluer les menaces envers les prises d’eau potable le long des berges du lac Ontario. Le bassin versant, l’usine de traitement et la surveillance des eaux libres font appel aux données météorologiques, à l’instrumentation, aux analyses chimiques et à la génétique pour évaluer et modéliser les niveaux et les dynamiques des polluants, des fertilisants, des pathogènes et autres menaces dans les rivières et les zones lacustres littorales et au large des côtes et tracent l’origine et le devenir de ces agents. Les experts en modélisation mettent au point des méthodes permettant de prévoir les impacts des changements climatiques sur l’hydrodynamique et la qualité de l’eau des Grands Lacs et travaillent en vue d’améliorer les capacités de modélisation des produits chimiques toxiques.

La DSTE travaille en vue de clarifier, d’identifier et de quantifier les sources et les puits de gaz à effets de serre et les impacts climatiques sur le lac Érié, en plus de collaborer avec d’autres chercheurs afin d’arriver à mieux comprendre les taux de consommation d’oxygène et la durée de l’hypoxie dans l’hypolimnion en étudiant les dynamiques des communautés algales en été et en hiver.

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