environnementale de l’Oisans
1. Etude multi-paramètres des apports du lac de la Muzelle
1.1 Caractérisation du bassin versant et de son affluent
Le bassin versant du lac du la Muzelle est ponctué de plusieurs sommets d’une hauteur supérieure à 3000 m, dont la Roche de la Muzelle (3466 m). Il possède la particularité d’avoir un glacier situé dans la partie sud-est, mais dont la langue terminale principale, est située dans le vallon adjacent (Figure 3-1). La surface englacée était de 27% du bassin versant au Petit Age Glaciaire, puis a connu une diminution pour représenter en 2009 une surface de 4.8% du bassin versant. La majeure partie du substrat est composé de roches ignées (granite ou gneiss), associé à des roches sédimentaires triasiques dans la partie centrale et nord du bassin versant. La zone précédemment englacée est maintenant recouverte de produits de l’érosion glaciaire (Till). Ils constituent une quantité importante de matériel détritique pour le transport par le ruisseau des Cabanes, seul tributaire du lac de la Muzelle.
Figure 3-1 : A) Carte géologique et hydrologique simplifiée du bassin versant du lac de la Muzelle ; B) Photographie en direction du sud du glacier de la Muzelle le 22/06/2015.
1.2 Diagramme pollinique
Le diagramme simplifié des données polliniques du lac de la Muzelle est divisé en quatre groupes. Les Arbres de la zone subalpine représentent Pinus cembra, Betula, Larix decidua, Acer, Abies, Picea. Les arbustes de la zone subalpine sont représentés par Alnus, Ericaceae, Juniperus, Salix. Les arbres de vallée sont représentés par Pinus sylvestris, Quercus, Tilia, Fagus, Castanea, juglans. Les arbustes de vallée sont associés à Corylus, et les herbacées ne comprennent pas les plantes cultivées, ni les plantes aquatiques et les spores. Ces quatre groupes sont exprimés en pourcentages. Sur un total de 30 échantillons prélevés, 13 se sont révélés « stériles » c’est-à-dire dont la quantité de pollen était trop faible pour être statistiquement valables pour reconstituer la végétation passée.
Figure 3-2 : Diagramme simplifié des données polliniques (%), ainsi que les données du comptage des spores de champignons coprophiles Sporormielle Sp. (exprimé en flux nb. cm² an-1) du lac de la Muzelle. Les carrés noirs représentent les échantillons polliniques dont la quantité de pollen est trop faible pour être statistiquement valable.
Le diagramme est séparé en trois biomes différents (Figure 3-2). En Z2 (300 à 680 ans Cal. AD), la proportion d’arbres et arbustes de la zone subalpine (Abies, Pice, Alnus, Ericaceae, Juniperus) est de 35%. Les arbres de vallée (Pinus, Fagus) sont présent à une porportion de 25%, et les herbacées à 35%. La présence de Sporormiella est non négligeable mais correspond toutefois à des flux faibles. En Z2b (680 à 1725 AD), la proportion d’arbres et arbustes de la zone subalpine diminue à 25%, on note la diminution de Pinus et Picea et l’augmentation de Betula et Salix. La proportion d’arbres et arbustes de vallée est à 25%, dont l’augmentation des arbustes est à mettre
à profit de Corylus. La proportion d’herbacées augmente pour atteindre 45%, dont l’augmentation de Plantago et de Rumex sont à noter. En Z1a (1725-2000 ans Cal. AD), les arbres et arbustes de la zone subalpine baissent à 20%. Les arbres et arbustes de vallée représentent 35%. La proportion d’herbacé reste à 45%, il est à noter l’augmentation de pollens de Plantago, Urticaceae, Saxifragaceae
et Brassicaceae. Les flux de sporormiella jusque-là assez faibles, connaissent une brusque augmentation durant cette période pour atteindre un maximum en 1900 ans Cal. AD. Il est à noter les flux encore important de nos jours.
Le diagramme pollinique nous indique donc une dynamique de la végétation relativement progressive sur la période d’étude. Entre 300-680 ans Cal. AD, la présence d’arbres et d’arbustes de la zone subalpine suggère l’existence d’une pessière probablement en dehors du bassin versant, dont la végétation doit être dominée par les herbacées. Entre 680-1725 ans Cal. AD, un changement progressif des pollens s’opère. Les arbres et arbustes diminuent progressivement, et la présence de Plantago, Rumex en plus grande proportion indique une activité pastorale probablement extérieure au bassin versant. Le changement le plus significatif est à partir de 1750 ans Cal. AD, lorsque les flux de spores de champignons coprophiles augmentent brusquement. La présence de ces spores est caractéristique d’une activité pastorale dans le bassin versant (David Etienne et al., 2013), et démontre probablement le début de l’utilisation du bassin versant en tant que pâturage. Cette activité traditionnelle est de nos jours encore pratiquée, et l’on observe des flux soutenus mais deux fois moindre qu’au maximum de 1900 ans Cal. AD. Les données polliniques indiquent essentiellement pour la période 1725-2000 ans Cal. AD, l’utilisation des alentours comme pâturages.
1.3 Le suivi instrumental du lac de la Muzelle
La colonne d’eau du lac de la Muzelle a fait l’objet d’un suivi instrumental grâce à une sonde multi-paramètres (RBR Ruskin) entre le 5 octobre 2011 et 22 septembre 2014, disposée à une profondeur de 18 m dans la partie centrale du lac (Figure 3-1). Suite à une panne de la sonde, le suivi ultérieur n’a pas été possible. Cette sonde enregistre la température (°C), la pression de l’eau (mBar), la fluorométrie (µg/L), la turbidité (NTU) et l’oxygène dissous. Nous nous intéressons particulièrement à la turbidité et la température comme indicateurs principaux de l’entrée d’apports torrentiels dans le système lacustre (Figure 3-3). En comparaison, les données météorologiques que nous avons récoltées entre le 25 juin 2012 et le 22 juin 2015, via la station météo indiquent l’évolution de la température de l’air horaire (°C) et de la pluviométrie (mm/h). Sur la période de suivi, la température de l’eau du fond (18 m) semble influencée par la température extérieure. Cette dernière passe dans des valeurs positives, en moyenne autour de
l’hiver et commence à augmenter seulement au mois de juin. Pendant l’été, la température de l’eau de fond augmente progressivement jusqu’à atteindre des valeurs proches de 7°C au mois d’octobre. Puis la température chute et revient à 4°C pendant la période hivernale. Cette chute des températures de fond se stabilise en une dizaine de jours en moyenne, et intervient lorsque les températures extérieures commencent à être négatives. La baisse des températures de fond en octobre ont mis en évidence le brassage annuel de la colonne d’eau dans le lac de la Muzelle (Rodriguez, 2014).
Sur la période de suivi, nous observons lors du 7 août 2013 (Figure 3-3), une augmentation brusque de la température du fond passant de 7°C à 8.6°C accompagnée d’une augmentation des valeurs de turbidité à 22:00 GMT. La station météo nous indique que le 7 août, un épisode de pluie a commencé à 4:00 GMT pour atteindre une intensité maximum à 21:00 GMT. Au total, l’épisode de pluie a duré 42 heures pour une pluie de 99.4 mm.
Figure 3-3 : Comparaisons entre les données enregistrées par la sonde multi paramètres dans le lac de la Muzelle (Turbidité et température du fond), et l’enregistrement de la station météo située à proximité du lac (Pluie horaire et température de l’air).
1.4 Trappe à sédiments dans le lac de la Muzelle.
Le suivi instrumental comprend une trappe à sédiment avec réceptacle en cône (Chapitre 2§2.1) et un tube de réception. Le facteur de concentration entre le sédiment capté et le sédiment accumulé dans le tube est de l’ordre de 6. Un réceptacle a été mis en place entre le 10 juillet 2012 et le 26 septembre 2013 (Figure 3-4). L’épaisseur totale de sédiment dans le tube a été de 11.5 cm dont nous pouvons distinguer deux sections. La première, de 0 à 3 cm est homogène avec un Q50 moyen de 29 µm et un Q90 moyen de 111 µm. Sans le facteur de concentration, cette accumulation sédimentaire représente 5 mm. Nous savons par ailleurs, que le taux de sédimentation moyen sur le dernier siècle est d’environ 1.5 mm/an. L’accumulation sédimentaire serait donc dans l’ordre de grandeur de la sédimentation annuelle des périodes estivales 2012 et 2013. Le deuxième dépôt correspond à un niveau granodécroissant, dont la base sableuse est caractérisée par des valeurs de Q90 aux alentours de 125 µm et un dépôt d’argiles dans la partie supérieure. D’après l’enregistrement de la sonde multi-paramètres, le niveau décroissant est attribuée à un dépôt sédimentaire associé à une crue torrentielle ayant eu lieu le 7 août 2013. Cette épaisseur sédimentaire sans le facteur de concentration représente un dépôt au fond du lac de 1.4 cm.
Figure 3-4 : Sédiment récolté dans la trappe à sédiments du lac de la Muzelle entre le 10 juillet 2012 et le 26 septembre 2013. De gauche à droite, la photo du tube récepteur, les données granulométriques et un LOG du remplissage. En comparaison les données granulométriques de Q50 et de Q90 (µm).