Des chercheurs de Concordia luttent contre la prolifération d’algues dans les lacs peu profonds grâce à une technique de filtration flottante

Les changements climatiques et l'activité humaine exercent une pression sur les plans d'eau du monde entier, et le vaste réseau de lacs du Canada ne fait pas exception. Au cours des dernières décennies, l'augmentation des niveaux de nutriments a conduit à un processus appelé eutrophisation dans les lacs peu profonds qui parsèment la région des Laurentides au Québec, au nord de Montréal. Ces changements ont entraîné une recrudescence des proliférations d’algues, rendant les lacs inutilisables et pouvant perturber l’écosystème naturel.

Restaurer ces lacs dans un état plus sain est une entreprise complexe et coûteuse, mais une nouvelle méthode étudiée par des chercheurs du Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de Concordia pourrait réduire les coûts et la main-d'œuvre d'une manière respectueuse de l'environnement.

Dans la revue Water, les chercheurs décrivent un système de filtres géotextiles flottants qui éliminent efficacement les matières en suspension, les algues et les nutriments d'un lac peu profond. Bien que le projet soit encore en développement, les chercheurs estiment qu’il a le potentiel d’être étendu. Cette technologie pourrait alors bénéficier à la santé de vastes étendues d’eau telles que les étangs, les rivières, les zones côtières et les baies.

L'étude est dirigée par le doctorant Antônio Cavalcante Pereira et le professeur Catherine Mulligan. L'associé de recherche Dileep Palakkeel Veetil et Sam Bhat de Titan Environmental Containment sont également des contributeurs.

Au cours de l'été et du début de l'automne 2019 et 2020, les chercheurs ont placé six couches de géotextile dans une unité de filtration flottante au lac Caron. Le lac Caron est un lac eutrophe peu profond d'une profondeur maximale de 2,6 mètres situé à Ste-Anne-des-Lacs, à environ 75 kilomètres au nord de Montréal. Le lac fait l'objet d'un avis récréatif depuis 2008 en raison d'une croissance excessive d'algues.

Le dispositif de filtration en plexiglas était rendu flottant grâce à un tube en caoutchouc gonflable placé au centre d’un espace clos. La zone a été bouclée à l’aide de rideaux de turbidité géotextiles. Les rideaux spécialisés pendent de la surface de l’eau pour atteindre le fond du lac, ou à proximité, afin d’éviter les interactions de matières en suspension avec le reste du lac.

Des échantillons d'eau du lac et des zones confinées ont été prélevés tous les deux à trois jours. Les échantillons ont ensuite été analysés pour déterminer les niveaux de turbidité, de matières en suspension (TSS), de phosphore, d'algues bleu-vert-phycocyanine (BGA-PC), de chlorophylle-a et plus encore.

Les résultats de l’analyse étaient encourageants.

Les résultats de l'analyse étaient encourageants, selon les efficacités d'élimination moyennes en 2019 et 2020. Les chercheurs ont comparé l'eau du lac filtrée à l'eau du lac non filtrée et ont constaté ce qui suit :

Pereira affirme que les différences d’une année à l’autre sont le résultat d’une qualité hétérogène de l’eau des lacs en raison de modèles distincts de climat et de croissance des algues. Une grande prolifération d'algues visible était visible en 2019, tandis qu'en 2020, les algues étaient plus dispersées dans l'ensemble du plan d'eau.

« L'expansion de notre système d'assainissement des grands lacs est un objectif à long terme. Mais la nouveauté de ce projet réside dans le fait que nous utilisons simplement la filtration de l'eau in situ comme méthode d'assainissement des masses d'eau eutrophes », explique Pereira. « Nous n’avons ajouté aucun produit chimique au lac, mais nous avons quand même réussi à obtenir de bons résultats : suppression des algues et diminution de la turbidité pendant toute une saison récréative. »

Mulligan ajoute que cet article fait partie d'une série basée sur des travaux qui ont débuté en 2008. Le projet a connu des itérations ultérieures au fil des ans et dans d'autres lacs de la région.

Les lacs peu profonds étudiés dans le passé ont souvent été créés par des promoteurs creusant des lacs existants et abattant incomplètement des arbres. Cependant, plusieurs facteurs récents contribuent à une croissance excessive et récurrente des algues. Ces facteurs comprennent la dégradation continue des souches d'arbres fragmentaires, ainsi que la possible libération de nutriments par le ruissellement et l'absence de régimes hydrologiques naturels.

«Cela peut être un défi car la qualité de l'eau change d'année en année», explique Mulligan. "Lorsque ces plans d'eau eutrophes sont soumis à des températures plus chaudes, ils ont tendance à être beaucoup plus affectés par une prolifération excessive d'algues."