Bilan hydrique du lac Pavin / Water balance of the lake Pavin

Résumé Fr En

Le lac Pavin présente un bilan hydrique en apparence déficitaire, ce qui suppose des apports sous-lacustres complémentaires. Cependant, jusqu’à présent, les apports et départs aériens eux-mêmes étaient très mal contraints, ce qui limitait la fiabilité d’un tel bilan. Le but de cette communication est d’améliorer la connaissance de ce bilan. De nouvelles et nombreuses mesures, réalisées entre mai 2006 et février 2008, des débits de 12 ruisseaux alimentant le lac ont conduit à un débit moyen annuel de l’ensemble des ruisseaux de 2160 ± 300 m3j-1. L’essentiel des apports par les ruisseaux ou les sources de surface (≥ 90%) se situe dans le secteur sud-est du lac. Par ailleurs, la composition chimique des différents apports (17 ruisseaux ou sources) permet de distinguer au moins 3 types d’arrivées correspondant à 3 réservoirs souterrains différents. Le débit de l’exutoire, mesuré en continu par un capteur de niveau, été estimé en moyenne à 5720 ± 500 m3 j-1. De nouvelles données de 14C (du carbone inorganique dissous) mettent en évidence une intrusion d’eau minérale à environ 68 m de profondeur. Son débit (150 m3 j-1) et le taux d’évaporation (300 m3 j-1) sont réestimés au moyen des isotopes de l’oxygène. Une analyse fine des profils de température permet de mettre en évidence des intrusions d’eau peu minéralisée dont l’influence est perceptible jusqu’à 53 m de profondeur environ. Une sortie d’eau provenant du haut du monimolimnion est par ailleurs identifiée, mais son débit est insignifiant. On établit ainsi un bilan hydrique du lac. Le temps de résidence de l’eau dans le monimolimnion est estimé à 90 ans. Un modèle global indique que l’état stationnaire met plus de 2 siècles à s’établir. A ce bilan hydrique, on ajoute un bilan de certains éléments dissous.

The water balance of lake Pavin is not closed with superficial inputs only, so sublacustrine inflow(s) were invoked in order to complete the budget. But until now both superficial inputs and outputs were themselves poorly constrained, and so the derived budget was not reliable. The aim of this paper is to improve the knowledge of the water budget of this lake. New and numerous data, which were acquired from May 2006 to February 2008 for 12 streams feeding the lake, lead to a mean annual input of 2160 ± 300 m3 d-1. Most of the superficial inputs (> 90 %) are located in the South-East shore of the lake. Moreover, the chemical composition of the superficial inflows (17 streams or springs) allows to distinguish at least 3 kinds of water inputs corresponding to 3 subterranean reservoirs. The surface water outflow (North shore), which was determined from a limnigraphe data set, is estimated to a mean value of 5720 ± 500 m3 d-1. New 14C data (for dissolved inorganic carbon) allow to assess a mineral water input at c. a. 68 m depth. The modeling of the oxygen isotope composition (δ18O) of the water column gives a corresponding inflow estimated to 150 m3 d-1 and an evaporation rate to 300 m3 d-1. Moreover, temperature show some artifacts on some vertical profiles that can be attributed to a cold sublacustrine intrusion of superficial water type, from 53 m depth to 35 m depth depending on the period. A water discharge coming from the upper monimolimnion zone is identified, but its outflow is negligible. All these data allow to propose a global water budget. The water residence time in the monimolimnion is calculated to be about 90 years. A global modeling of the water column shows that the observed steady state of the deep layer can be achieved in more than two centuries. In addition, chemical budget is given for some dissolved elements.