Search

International audience; This research shows the results of a study about evaporation in five ponds in the Midwest of France. To realize this study we used climate data from the meteorological station of the Limoges-Bellegarde airport and the data of a weather station installed by us near one of the ponds. We used eight different methods to calculate the evaporation rate and we modified the Penman-Monteith method by replacing the air temperature by water temperature. To understand the role of ponds in water loss through evaporation, we proposed a hypothesis that says: if the pond did not exist, what results would we get? Based on this hypothesis we calculated the potential evapotranspiration rate taking into account the percentage of interception by vegetation. In conclusion, this study indicates that the ponds in the French Midwest present a gain of water.

The cultural and scientific conditions existing on the shores of Lake Geneva in the 18th century had built a good environment for the creation of limnology a century later by François-Alphonse Forel. This paper attempts to assess the influence of the philosopher and writer Jean-Jacques Rousseau in the emergence of a science of lakes before the birth of limnology, through the links and connections he had forged with the Deluc brothers, geologists and climatologists of the Lake Geneva. Geography has largely contributed to this development. On the one hand, there was a continuity of the place of Lake Geneva, which is the water body where the main limnological discoveries in the world were made for several centuries. On the other hand, limnology was epistemologically first of all a geography of lakes, which remains in certain practices of the contemporary approach of the scientific study of lakes. More generally, the paper attempts to rehabilitate the role of social sciences in limnology, by showing that, from the 18th century to the present, working hypotheses, including in “hard sciences”, are provided by society.The first part studies the “battle zone” of the River Rhône at the entrance to Lake Geneva in the epistolary novel The new Heloise, to show its epistemological importance in hydrological sciences for the discovery of turbidity currents. The second part approaches nature and the landscape in Rousseau's work from the perspective of limnogeography, and lays the groundwork for the imagination of great immeasurable depths. The third part presents the literary and epistolary sources of this research: the published work of Jean-Jacques Rousseau, his travel diary, his letters, as well as Guillaume-Antoine Deluc’s family diary. The fourth part compares the depth measurements made by Rousseau and Deluc in 1754 with those of the bathymetric map of Horace Benedict de Saussure, to refute the generally accepted hypothesis according to which the Saussure’s mistake would have been caused by a simple inadvertently. The author of this paper thinks that the geography of the shores, the steep landscape of Meillerie and popular belief provided eighteenth-century scientists with their hypotheses for scientific work and that, as is often still today, it was difficult to admit or to consider that they may be refuted., Les conditions culturelles et scientifiques existant sur les bords du Léman au XVIII e siècle avaient construit un contexte favorable, qui aboutit à la création de la limnologie un siècle plus tard par François-Alphonse Forel. L’article tente d’évaluer le rôle de l’écrivain Jean-Jacques Rousseau dans l’éclosion de cette science des lacs d’avant la limnologie, à travers les liens qu’il avait tissés avec les frères Deluc, géologues et climatologues du Léman. Le fil directeur se trouve être de souligner l’importance de la géographie dans cette évolution. Il s’agit d’une part de mettre en avant la continuité du lieu, en l’occurrence du Léman, en tant que lac où se firent les principales découvertes limnologiques mondiales pendant plusieurs siècles. Il s’agit d’autre part de rappeler que, sur le plan épistémologique, la limnologie a d’abord été une géographie des lacs, un héritage qui subsiste dans certaines pratiques de la démarche contemporaine d’étude scientifique des lacs. Plus généralement, l’article tente de réhabiliter la place des sciences humaines et sociales en limnologie, en montrant que, du XVIII e siècle à aujourd’hui, les hypothèses de travail, y compris en « sciences dures », sont fournies par la société.La première partie aborde la description par Rousseau, dans la Nouvelle Héloïse, du phénomène de la bataillière du Rhône à l’entrée du Léman, pour en montrer l’importance épistémologique dans la découverte des courants de turbidité. La deuxième partie revisite la nature et le paysage rousseauistes sous l’angle des prémisses de la géographie limnologique, et pose le jalon de l’imaginaire des grandes profondeurs insondables. La troisième partie présente les sources littéraires et épistolaires de cette recherche : l’œuvre publiée de Jean-Jacques Rousseau, son carnet de route, ses lettres, ainsi que le journal de famille de Guillaume-Antoine Deluc. La quatrième partie compare les mesures de profondeur effectuées par Rousseau et les Deluc en 1754 avec celles de la carte bathymétrique d’Horace Bénédict de Saussure, pour réfuter l’hypothèse généralement admise selon laquelle l’erreur de ce dernier aurait été commise par une simple inadvertance. L’auteur de cet article pense que la géographie des lieux, le paysage escarpé de Meillerie et la croyance populaire ont fourni aux savants du XVIII e siècle leurs hypothèses de travail scientifique et que, comme souvent encore aujourd’hui, il était difficile d’admettre ou d’envisager qu’elles fussent infirmées.

Conference dedicated to the World Meterological Day and the World Water Day; International audience; Water temperature and oxygen saturation are two major indicators of water quality in surface hydrology. Geographical and cartographic studies about ponds of Central France did no exist until now. During two years, we measured dissolved oxygen using a hand oximeter upstream and downstream of three ponds in the headwaters of the Loire basin. Our results show that oxygen saturation depends on equipments located before and behind the dam, and upstream and downstream: spillways, outlets with a monk, diversion channel, artificial reoxygenation weirs and so on. In some cases (low water quality upstream, existence of weir), relative and absolute saturation of dissolved oxygen increases downstream of ponds.

The thermal regime of central-western France small dams (ponds) and streams is presented based on the processing of 1.7 million unpublished water temperature measurements taken from 1997 to 2005. On the basis of these examples, an extrapolation is attempted on the scale of Limousin region by crossing these data with those from the census of pond types. A new typology is proposed for all water bodies (lake, pond-lake, pond, marsh-pond, marsh), based on the duration of mixing layers and thermal discontinuity layers caused by their stratification. The different layers are characterized by the neologisms of limnion, stagnion and mariscon, augmented by prefixes (epi-, meta-, hypo-), highlighting the specificity of the thermal regime of the pond among all water bodies.The first part presents continuous temperature loggers and methods. Delaunay triangulation is used for interpolation between plots of different depths. The second part studies the thermal regime within the water body, based on the detailed example of the Oussines pond and some others (Cieux pond, Pouge pond, etc.), first in the vertical dimension (thermal stratification) then horizontal (thermal zonation). Heat contents are calculated. The third part studies the thermal effects of ponds on streams, first by measuring the differences between upstream and downstream water temperatures, then by following the evolution of the downstream water temperature on many kilometers. The immediate effect of the pond depends on its hydraulic equipment: weir, monk or bypass. The warming is 2 ° C on an annual average and 4 ° C on summer average downstream of a weir, it is 1 ° C and 3 ° C downstream of a monk. By the example of Vézère and Vergogne rivers, the distance until which the thermal effect propagates downstream of the pond is both measured and simulated. This distance is related on the one hand to the water temperature upstream of the pond and on the other hand to the air temperature. Maps of water temperature variations from upstream to downstream make it possible to visualize the effect of other influences (shading effect of riparian vegetation, dilution effect of the tributaries entering the outlet stream, etc.). The fourth part, focusing on applied research, discusses the available techniques and tools to reduce the thermal effect of small dams on streams. In conclusion, the mean annual warming downstream of all Limousin ponds is estimated at 1.1 ° C., Le régime thermique de quelques étangs et petits cours d’eau du Centre-ouest de la France est présenté en s’appuyant sur le traitement d’1,7 million de mesures inédites de températures de l’eau effectuées de 1997 à 2005. A partir de ces exemples, une extrapolation est tentée à l’échelle du Limousin en croisant ces données avec celles de recensement des types étangs. Il est proposé une nouvelle typologie de l’ensemble des plans d’eau (lac, étang-lac, étang, marais-étang, marais), fondée sur la durée d’existence des couches de brassage et des couches de saut thermique liée à leur stratification. Les différentes couches sont caractérisées par les néologismes de limnion, stagnion et mariscon, augmentés de préfixes (épi-, méta-, hypo-), permettant de cadrer la spécificité du fonctionnement thermique de l’étang parmi toutes les autres possibilités.La première partie présente les instruments de mesure et les méthodes de traitement. La triangulation de Delaunay a été préférée au krigeage pour l’interpolation entre les points de différentes profondeurs. La deuxième partie étudie le régime thermique à l’intérieur des plans d’eau, à partir de l’exemple détaillé de l’étang des Oussines et de quelques autres (étang de Cieux, étang de la Pouge, etc.), d’abord dans la dimension verticale (stratification thermique) puis horizontale (zonation thermique). Des volumes calorifiques sont calculés. La troisième partie étudie l’impact thermique des étangs sur les cours d’eau, d’abord en mesurant les écarts entre l’entrée et la sortie du plan d’eau, puis en suivant l’évolution de la température de l’eau sur le linéaire de l’émissaire. L’effet immédiat de l’étang dépend de son équipement hydraulique : déversoir, moine ou dérivation. Le réchauffement à la sortie d’un déversoir est de 2°C en moyenne annuelle et 4°C en été, il est de 1°C et 3°C en aval d’un moine. A travers l’exemple de la Vézère et de la Vergogne, la distance à laquelle l’effet thermique de l’étang se propage dans l’émissaire est à la fois mesurée et simulée. La distance de rétablissement de la qualité fluviale initiale est rapportée d’une part à la température fluviale d’entrée dans l’étang, d’autre part à la température de l’air. Des cartes d’évolution de la température de l’eau de l’émissaire d’amont en aval permettent de visualiser l’effet des autres influences (succession de tronçons à l’ombre et au soleil, effet de dilution des tributaires se jetant dans l’émissaire, etc.). La quatrième partie, centrée sur la recherche-conseil, discute les possibilités d’aménagement permettant de diminuer l’impact thermique des étangs sur les cours d’eau. En conclusion, le réchauffement moyen annuel à l’échelle de tous les étangs limousins est estimé à 1,1 °C.

International audience; Le tourisme sur les littoraux marins est étudié depuis longtemps, mais une nouvelle mise au point comparative avec les lacs est nécessaire, afin de dégager les principales différences. Le tourisme lacustre garde certains traits élitistes de son origine lié à l’aménagement en riviera, en particulier au bord des lacs alpins. Il se transforme cependant de plus en plus en tourisme de masse et provoque une pression d’autant plus importante sur les littoraux lacustres que le linéaire constructible est nettement plus réduit que sur les côtes marines. La prise de conscience de la nécessité d’un développement durable des rives lacustres a été tardive et les problèmes y sont aigus, du fait des rejets anthropiques de substances nuisibles dans des masses d’eau de faible inertie. Il existe aujourd’hui dans presque tous les pays industriels des aménagements réhabilitant les littoraux lacustres et des structures les protégeant.

It is suggested to create the concept of Experimental Water Body (EWB) based on three mainstays: (i) the study of the body of water as a set of spatialized systemic links, (ii) a dense on-site measurement instrumentation inspired by the concept of Experimental Watershed (EW), (iii) the applicability of the scientific results as a management service. In short version, the EWB is defined as an instrumented and managed geolimnosystem. (i) The geolimnosystem is defined as a set of interrelationships between the limnosystem and its “geographic exchange space”. In determining the geographic exchange space, equal attention should be paid “upspace” and “downspace”. The upspace, larger than upstream, is regarded as the parameterized space which influences the body of water. Its most important part is the watershed, but it can also include other transfers of groundwater, inputs of air pollutants directly on the water body, etc. Downspace, larger than downstream, is understood as the parameterized space influenced by the body of water. It contains the emissary, the space affected by the microclimate, etc. These concepts have been applied since 1998 in the Great Pond of Cieux (French department of Haute-Vienne). (ii) The choice of a pond, therefore of a water body smaller than a lake, allows a high density of automatic measurement instruments and fine manual measurement campaigns, within the water body (equipped buoy chains, etc.) and also upstream and downstream (stufy of the emissary for several kilometers). The main instruments and parameters are as follows: weather data (Weather Monitor II station), evaporation pan, bathymetry, sedimentology, currentology (Dopler Anderaa MkII), water temperature (Tinytag logger), transparency, dissolved oxygen, pH, conductivity, nitrates, phosphates, chlorophyll-A, phytoplankton, zooplankton. The geomatic processing of the data allows the development of a “limnomodel”, defined as the geographical representation of the spatiotemporal functioning of the water body, from which we extract the measured and calculated parameters necessary to meet any scientific and social demand. (iii) The choice of an artificial body of water, equipped with a drainage system, makes the link with management more concrete and useful., Il est proposé de créer le concept de Plan d’Eau de Recherche Expérimental (PERE) en s’appuyant sur trois piliers : (i) l’étude du plan d’eau comme un ensemble de liens systémiques spatialisés, (ii) une dense instrumentation de terrain prenant modèle sur le concept de Bassin Versant Représentatif Expérimental (BVRE), (iii) une applicabilité des résultats comme aide à la gestion. En version courte, le PERE est défini comme un géolimnosystème instrumenté et géré. (i) Le géolimnosystème est lui-même défini comme un ensemble d’interrelations entre le limnosystème et son espace géographique d’échanges. Pour déterminer l’espace géographique d’échanges, il convient de prêter une égale attention à l’amont et à l’aval. L’amont est entendu comme l’espace paramétré qui influence le plan d’eau. Sa partie la plus importante est le bassin versant, mais il peut aussi compter d’autres transferts d’eaux souterraines, des apports de polluants atmosphériques tombant directement sur le plan d’eau, etc. L’aval est entendu comme l’espace paramétré influencé par le plan d’eau. Il est formé par l’émissaire fluvial, l’espace concerné par le microclimat, etc. Ces concepts sont appliqués depuis 1998 au Grand Etang de Cieux (bassin de la Glane, Haute-Vienne). (ii) Le choix d’un étang, donc d’un plan d’eau plus petit qu’un lac, permet une grande densité d’instruments de mesures automatiques et de fines campagnes de mesures manuelles, tant à l’intérieur du plan d’eau (chaînes de bouée équipées, etc.) qu’en amont et en aval (suivi de l’émissaire sur plusieurs kilomètres). Les principaux moyens et paramètres sont les suivants : données météo (station Weather Monitor II), bac évaporatoire, bathymétrie, sédimentologie, courantologie (Dopler Anderaa MkII), température de l’eau (Tinytag), transparence, oxygène dissous, pH, conductivité, nitrates, phosphates, chlorophylle-A, phytoplancton, zooplancton. Le traitement géomatique des données permet la construction d’un limnomodèle, défini comme la représentation géographique du fonctionnement spatiotemporel du plan d’eau, dont on extrait les paramètres mesurés et calculés nécessaires pour répondre à toute demande scientifique et sociale. (iii) Le choix d’un plan d’eau artificiel, muni d’une bonde et vidangeable, rend obligatoire le lien avec la gestion.

L’HDR se compose d’un dossier administratif (pp. 1-47) et d’un dossier scientifique (pp. 49-480). Le fil directeur de l’ensemble est de montrer comment l’entrée par la température de l’eau permet de cheminer vers une géographie plaçant les plans d’eau au cœur de la recherche scientifique. L’auteur explique fonder une géographie limnologique qu’il souhaiterait appeler « limnographie » et dont il amorce une épistémologie. La température de l’eau est étudiée en géographie théorique à travers les processus de limnologie physique à l’échelle mondiale, et en géographie appliquée à travers le fonctionnement quantifié des étangs et des lacs de barrage à l’échelle du Limousin. Le chapitre 1 retrace d’abord la longue histoire des instruments de mesure de la température de l’eau depuis le XVIIIe siècle. Puis il détaille les caractéristiques des thermomètres enregistreurs utilisés par l’auteur, qui mesurent la température de l’eau au pas horaire depuis 1997. Il se termine par la discussion de la représentativité spatiale et temporelle des mesures à plusieurs échelles et par la justification des terrains d’étude situés en Limousin : les bassins de la Glane, de la Gorre et de la haute Vézère pour les étangs, ceux de la haute Charente et de la Dordogne pour les lacs de barrage. L’étang de Cieux est le plan d’eau qui a concentré l’instrumentation la plus dense. Le chapitre 2 aborde la température de l’eau à petite échelle cartographique, d’abord en rappelant les principes généraux du bilan thermique et du régime thermique des eaux continentales, puis en étudiant l’hydroclimatologie du Limousin à l’échelle régionale. Pour caractériser le régime thermique des cours d’eau « naturels », c’est-à-dire en amont des plans d’eau artificiels, chaque échelle de temps est d’abord étudiée séparément : l’irrégularité interannuelle, le cycle annuel (en utilisant la formule de Ward et Collings), les variations d’un jour à l’autre, le cycle diurne. Puis l’intérêt est souligné de croiser les échelles de temps cycliques et acycliques, plus particulièrement le cycle diurne et les variations interdiurnes. Pour se faire, l’auteur crée un nouvel indice (coefficient de Paffen mensuel) et applique pour la première fois aux cours d’eau la technique graphique des thermo-isoplèthes qui avait été créée pour l’air. Le chapitre 3 étudie les températures de l’eau à grande échelle cartographique, celle du fonctionnement interne des lacs et des étangs. La dimension verticale de la stratification thermique est privilégiée, mais la dimension horizontale de la zonation thermique est aussi étudiée. Ce chapitre est le cœur du travail d’HDR. En géographie limnologique théorique, l’auteur crée le néologisme de « métastagnion » pour désigner la couche de saut thermique d’un étang à l’échelle de quelques jours ou semaines, plus stable et durable que celui d’une thermocline temporaire, mais moins stable et moins durable que le métalimnion saisonnier d’un lac. En géographie limnologique appliquée, l’auteur crée les diagrammes PHT (Profondeur-Heure-Température), les thermo-isoplèthes relatives (jour, heure et écart thermique entre la surface et le fond du plan d’eau). Il met au point une nouvelle méthode géomatique pour suivre les variations de la thermocline par le calcul des dérivées directionnelles premières et secondes. Il propose une modification du nombre de Wedderburn, pour quantifier la stabilité potentielle en faisant varier la vitesse de cisaillement. Ces nouvelles méthodes sont appliquées aux étangs limousins, en particulier au Grand Etang de Cieux et à l’étang de la Pouge, pour montrer que la stabilité de leur stratification est très supérieure à ce qui est dit habituellement dans la bibliographie concernant les étangs. Ce chapitre étudie moins longuement la stratification dans les lacs de barrage, mais fait une focale sur le fonctionnement différencié des deux plans d’eau de la haute Charente, l’un muni d’un déstratificateur à injection d’air (le lac de Mas Chaban), l’autre sans équipement (le lac de Lavaud). Le chapitre 4 prolonge la grande échelle cartographique d’étude du fonctionnement thermique de l’intérieur des plans d’eau du chapitre 3, mais en prenant un recul épistémologique destiné à proposer une nouvelle typologie de la micticité des plans d’eau en fonction des rythmes de brassage et de l’épaisseur de la tranche d’eau concernée. Une étude critique de toutes les classifications existantes à l’échelle mondiale, dominées par celle de Hutchinson et celle de Lewis, est d’abord effectuée. Elle conduit à souligner certains manques ou contradictions. Tout en montrant la complexité de la polymicticité des étangs, l’auteur propose une nouvelle typologie pour l’ensemble des plans d’eau, y compris les lacs, dont le principal apport se trouve être la prise en compte de l’irrégularité interannuelle, (i) pour l’épaisseur de la tranche d’eau brassée (ce qui permet d’unifier les critères de classification holomictiques et méromictiques, et de réintégrer le type oligomictique éliminé par Lewis), (ii) pour le rythme de brassage, (iii) pour la prise en glace ou non. Le chapitre 5 étudie les températures de l’eau à moyenne échelle cartographique, celle de la recherche-conseil dans un cadre d’aménagement du territoire, d’une géographie appliquée qui puisse être utile aux acteurs de l’eau. Il s’agit de quantifier l’effet des étangs et des lacs de barrage sur les cours d’eau influencés par des plans d’eau d’origine artificielle. Le chapitre se fonde sur le traitement des mesures de température de l’eau dans les cours d’eau à l’entrée et à la sortie des plans d’eau, puis sur le suivi de cet impact en aval le long de l’émissaire sur plusieurs kilomètres, afin de tenter de déterminer la distance de rétablissement des caractères fluviaux. Contrairement à la plupart des études existantes, le plan d’eau n’est pas ici regardé comme une boîte noire sans donnée thermique. Les mesures prises en cours d’eau sont expliquées par celles prises en lac et en étang à toutes les profondeurs sur les chaînes de bouée, afin d’aboutir à une compréhension globale du réseau hydrographique. C’est pourquoi le chapitre 5 est structuré en fonction du type de sortie d’eau des plans d’eau étudiés, le critère de la profondeur étant le plus important. La première partie étudie l’influence des étangs à déversoir de surface, la deuxième quantifie d’abord l’impact des étangs à moine, puis celui des lacs de barrages soutirant l’eau par des vannes. Ces impacts sont présentés en faisant varier les opérations et les échelles de temps (moyennes annuelles et diurnes, amplitudes annuelles et diurnes, extrêmes, maxima moyens diurnes, maxima maximorum, décalages temporels des cycles, variabilité interdiurne, etc.). En plus du déterminant majeur de la profondeur de la sortie d’eau, d’autres critères sont étudiés : la superficie du plan d’eau, son allongement ou non dans le sens du vent, son altitude, la différence entre un plan d’eau isolé et une succession de plans d’eau (notamment l’impact d’une chaîne d’étangs).

In response to social demand, the applicability of limnogeographical research is reflected in proposals intended to reduce the impact of small dams on streams, useful for land planning of Limousin and Angoumois regions in Western France. Since 1997, the author has operated around thirty recording thermometers, upstream, inside and downstream of small dams, i.e. small reservoirs and large ponds (isolated ponds, series of ponds, ponds with surface weir, ponds equipped with monk), mainly in the hydrographic basins of Upper Charente, Upper Vézère, Gorre and Glane. This paper is based on 800,000 unpublished hourly water temperature data for all of these basins, while more specifically detailing the case of the Pond of Cieux. The data processing methods are statistical, graphic and cartographic. This research exposes a new method of determining the thermocline by DEMs associating all the thermal profiles and calculation of the directional derivative on each profile. Our results show that thermal stratification of ponds is more durable than previously reported in the scientific literature. Deep thermoclines sometimes set in for several weeks at a time. Surface thermoclines are more ephemeral, but can have very strong gradients. Therefore, the type of water discharge from water bodies causes great differences in their thermal impact on streams. Surface weir ponds, which are the most influential ones, warm the stream water by 2 ° C on an annual average and by 4 to 7 ° C in summer. In the case of the Great Pond of Cieux, the impact can be followed for about 3 km in summer, but most of the warming disappears in the first 900 m. A monk can be recommended to reduce mean warming, maximum warming, and diurnal range. On the other hand, this system tends to heat up the diurnal minima. On a seasonal scale, the warming at the outlet of a monk pond is greatest during periods of mechanical convection by wind, more often at the end of summer or in autumn. For ponds less than 1m deep, the drainage system is irrelevant as the entire water column is stirred each night. Between 1 and 3.5 m deep, the monk provides water of fairly stable temperature and rather well oxygenated, but warming exceeding 5 ° C can exist for ten cumulative days. Between 3.5 and 5.5 m, the monk draws water with greatly reduced temperature variations, slightly warmer than the tributary but often deoxygenated. The addition of an oxygenation cascade is recommended. Beyond 6 m of depth, the monk draws hypolimnic water, fresh and stable throughout the summer, but which will have stayed in contact with anoxic and reduced sediments. The reservoirs, which have a larger area than ponds and therefore a longer fetch allowing forced mixing at greater depth, have a seasonal stratification from about 8 m deep in the case of the high Charente. If the choice is made to prevent the effects of thermal stratification, an air bubble system may be recommended. The comparison of the water temperatures of the Lavaud reservoir, without water aeration, and the temperatures of the Mas Chaban reservoir, equipped with an air bubble system, shows that the stream water coming from the artificially mixed lake is hotter than that coming from the reservoir without an air bubble system. In contrast, the interior of the mixed lake is oxygenated from the top to the bottom., En conditionnant le fonctionnement trophique des plans d’eau et en déterminant la qualité de leurs émissaires fluviaux, la température de l’eau est au centre des préoccupations environnementales dans les régions barrées de multiples étangs et petits lacs de barrage. En réponse à la demande sociale, l’applicabilité des recherches en géographie limnologique se traduit par des propositions destinées à réduire l’impact des petits plans d’eau sur les cours d’eau, se voulant utiles à l’aménagement des territoires du Limousin et de la Charente limousine. L’auteur fait fonctionner depuis 1997 une trentaine de thermomètres enregistreurs, en amont, à l’intérieur et en aval de lacs de barrage et d’étangs (isolés, en chaîne, à déversoir de surface, à moine), essentiellement dans les bassins de la haute Charente, de la haute Vézère, de la Gorre et de la Glane. Le présent papier s’appuie sur les 800 000 données horaires inédites de température de l’eau de l’ensemble de ces bassins, tout en détaillant plus particulièrement le cas de l’étang de Cieux. Les méthodes de traitement des données sont statistiques, graphiques et cartographiques. Cette recherche expose une nouvelle méthode de détermination de la thermocline et des sauts thermiques par la construction de MNT associant tous les profils thermiques et le calcul de la dérivée directionnelle sur chaque profil. Nos résultats montrent que la stratification thermique des étangs est plus durable qu’il n’était dit jusqu’à présent dans la littérature scientifique. Des thermoclines profondes se mettent en place parfois pendant plusieurs semaines d’affilée. Les thermoclines superficielles sont plus éphémères, mais peuvent être très marquées. Par conséquent, le type d’évacuation d’eau des plans d’eau provoque de grandes différences dans leur l’impact thermique sur les cours d’eau. Les étangs à déversoir de surface, qui sont ceux dont l’influence est la plus forte, réchauffent l’eau des cours d’eau de 2 °C en moyenne annuelle et de 4 à 7 °C en été. Dans le cas du Grand Etang de Cieux, l’impact peut être suivi sur environ 3 km au cœur de l’été, mais l’essentiel du réchauffement disparaît sur le premier kilomètre. Un moine peut être préconisé pour réduire le réchauffement moyen, les réchauffements maxima et l’amplitude diurne. En revanche, ce système a tendance à réchauffer les minima diurnes. A l’échelle saisonnière, le réchauffement en sortie d’un étang à moine est maximal en période de convection mécanique, soit plus souvent en fin d’été. Pour les étangs de moins d’1 m de profondeur, le système d’évacuation importe peu, la tranche d’eau complète étant brassée chaque nuit. Entre 1 et 3,5 m de profondeur, le moine fournit une eau de température assez stable et plutôt bien oxygénée, mais des réchauffements dépassant 5°C peuvent exister pendant une dizaine de jours cumulés. Entre 3,5 et 5,5 m, le moine soutire une eau aux écarts thermiques fortement réduits, légèrement plus chaude que le tributaire mais souvent désoxygénée. L’ajout d’une cascade de réoxygénation est conseillé. Au-delà de 6 m de profondeur, le moine puise une eau hypolimnique, fraîche et stable pendant tout l’été, mais qui aura séjourné au contact de sédiments anoxiques et réduits. Les lacs de barrage, qui ont une superficie plus grande que celle des étangs donc une course du vent plus longue permettant des brassages forcés à plus grande profondeur, connaissent une stratification saisonnière à partir d’environ 8 m de profondeur dans le cas de la haute Charente. Si le choix est fait de lutter contre la stratification thermique, un injecteur d’air peut être préconisé. La comparaison des températures de l’eau du lac de Lavaud, de fonctionnement libre, et du lac de Mas Chaban, muni d’un déstratificateur, montre que l’eau fluviale provenant du lac artificiellement déstratifié est plus chaude que celle du lac sans injecteur d’air. En revanche, l’intérieur du lac déstratifié est oxygéné de la surface jusqu’au fond.

Polymixis is the major feature of ponds and small bodies of water. Continuous thermal records (one measurement every hour and every 30 cm) in a 40 ha and 2.50 m deep pond (Great Pond of Cieux, Haute-Vienne), show however that in summer there is almost never homothermy from the top of the water column to the bottom. The thermo-isopleth diagrams confirm that processes of thermal stratification and mixing do not go to completion. The rare homothermies are the result of windy and cloudy weather for several consecutive days. The day / night cycle is never able to mix the water body in July-August. This cycle only thickens the epilimnion (epistagnion) and lowers the thermocline, which weakens but lasts. There is an incomplete overturn without complete homothermy. The warming profiles generally show the formation of a surface thermocline, followed by the formation of an epilimnion (epistagnion) about 1 m thick limited by a bottom thermocline. On hot days with no air movement, a second surface thermocline appears on the first decimeters, while the first thermocline is pronounced enough to isolate a hypolimnion (hypostagnion). Anomalies are frequent at intermediate depths on the night cooling profiles, which the convection process cannot explain. The hypothesis of internal waves oscillating the metalimnion (metastagnion) is the most likely., La polymicticité est le trait majeur des étangs et autres petits plans d’eau. Des mesures thermiques en continu (une mesure toutes les heures et tous les 30 cm), effectuées sur la tranche d’eau complète d’un étang de 40 ha et 2,50 m de profondeur (le Grand Etang de Cieux, Haute-Vienne), montrent pourtant qu’en été il n’y a presque jamais homothermie parfaite. Le traitement en thermo-isoplèthes permet d’affirmer que le processus de stratification / déstratification ne va pas jusqu’à terme. Les rares homothermies ne sont le fait que d’une succession de plusieurs jours ventés et couverts. Le cycle diurne/nocturne n’est jamais capable de déstratifier le plan d’eau en juillet-août. Il se contente d’épaissir l’épilimnion (épistagnion) et d’abaisser la thermocline, qui s’affaiblit sans disparaître. Il y a déversement (overturn) sans aller jusqu’à l’homothermie. Les profils de réchauffement présentent en général la formation d’une thermocline de surface, puis la constitution d’un épilimnion (épistagnion) d’environ 1 m d’épaisseur limité par une thermocline de fond. Lors de journées caniculaires et sans mouvement d’air, une seconde thermocline de surface apparaît sur les premiers décimètres, tandis que la première thermocline est suffisamment prononcée pour isoler un hypolimnion (hypostagnion). Des anomalies sont fréquentes aux profondeurs intermédiaires sur les profils de refroidissement nocturne, que le processus de convection ne peut expliquer. L’hypothèse d’ondes internes faisant osciller le métalimnion (métastagnion) est la plus vraisemblable.

Stream temperatures are influenced by various stretches of water, among which ponds especially are unsteady at short time scales. Water temperature variability may be analysed at four main time scales: interannual irregularity, annuel cycle, interdiurnal fluctuations and diurnal cycle. The two shortest time scales are very important because of polymixis of ponds.Continuous records of stream temperature above and below a French pond of five acres in Limousin (the pond Theil above the Great Pond of Cieux), coupled with the method of thermo-isopleth diagrams, reveal the influence of such a stretch of water at different time-scales, both annual and diurnal, and, on the other hand, both interdiurnal and diurnal. In addition to the mean annual warming up of the stream, seasonal fluctuations are higher than diurnal range. The pond makes the annual cycle earlier, but delays the diurnal cycle. The study emphasizes the delay of the diurnal cycle due to a method of interpolation. The longest delays occur during the descending phase of the diurnal cycle and may exceed 4 hours. The delay of the thermal maximum is longer than the delay of the minimum.This is due to the relative contribution of groundwater, the fluvial discharge, the thermal stratification of the pond opposed to the mixing of the stream, the differences in riparian vegetation and the solar radiation., Parmi les différents plans d’eau susceptibles de bouleverser les variations de température des cours d’eau, les étangs sont ceux qui offrent les écarts les plus importants à court terme. Les températures de l’eau varient selon quatre échelles de temps principales, l’irrégularité interannuelle, le cycle annuel, les variations interdiurnes et le cycle diurne. Le caractère polymictique des étangs rend essentielle l’étude des deux échelles les plus courtes.Les mesures de température en continu à l’entrée et à la sortie d’un étang limousin de deux hectares (l’étang du Theil, dans le bassin versant du Grand Etang de Cieux), traitées par diagrammes thermo-isoplèthes, ont permis de quantifier l’influence du plan d’eau sur le cours d’eau à plusieurs pas de temps, d’abord à l’échelle cumulée annuelle et diurne, puis à l’échelle croisée interdiurne et diurne. Au-delà du réchauffement moyen d’échelle annuelle, les variations saisonnières sont plus fortes que l’amplitude du cycle diurne. L’étang avance le cycle annuel, mais retarde le cycle diurne. Le décalage du cycle diurne est étudié séparément à l’aide d’une méthode d’interpolation. Le retard le plus long s’observe pendant la phase descendante des températures et peut dépasser 4 heures. Le maximum est retardé plus longtemps que le minimum diurne.Le rôle de la nappe, le débit du cours d’eau, la stratification du plan d’eau opposée à la turbulence du cours, les différences de couverture végétale, la présence ou l’absence de radiation directe expliquent quelques-uns de ces résultats.

Since 1997, recording thermometers measure water temperature on an hourly basis at around thirty sites in Limousin streams, upstream and downstream of dams and bodies of water. The results are presented according to a geographical approach at different scales. The regional scale is studied using thermometers in streams not influenced by bodies of water, upstream of them. The Limousin oceanic climate, characterized by its low annual thermal amplitude, its rains in all seasons with a summer minimum and the instability of the weather, determines water temperatures. The annual thermal amplitude of streams is around 11 ° C. The interdiurnal variability is large. The daily average varies in the same sense for only 2.3 days in a row in the upper Charente. The daily temperature range is less than 2.5 ° C on all the streams studied. For order 4 (Strahler rank) streams, an altitudinal gradient of 0.4 ° C / 100 m was measured between the lowlands (upper Charente) and the Mountain (upper Vézère). The hydrographic network scale is studied using thermometers placed upstream and downstream of reservoirs and ponds. The influence of water bodies depends on the depth of the water outlet. Ponds of 1 to 2 ha with a surface spillway heat the water of the stream by 2 ° C on an annual average, from 4 to 7 ° C for the monthly summer averages, but they cool it in winter. These ponds increase thermal variability, but decrease daily range. The deep monk ponds (example of the pond Pouge) heat the water of the stream twelve months out of twelve, even in winter, but according to low values: 1 ° C on annual average, 2 to 3 ° C for summer monthly averages. They reduce thermal differences at all time scales. The maximum heating of monk ponds happens during mixing (stormy disturbances for example) following strong heat. The reservoirs which draw water from several tens of meters deep have their outfall temperature only depending on the rhythms of stratification and mixing within the lake. The surface area of the water bodies has a smaller thermal influence than the depth of the outlet, as shown by the comparison between the Great Pond Cieux (40 ha) and smaller ponds. However, in the case of a surface spillway, its location in relation to the direction of the wind and to the sunny water layer has an influence on the temperature of the emissary. Isolated ponds and ponds following one another in chain cause almost the same heating. The first pond in the chain causes most of the cumulative warming. In summer, the length of the influenced stream segment is about 1 km for a large pond with a surface spillway., Depuis 1997, des thermomètres enregistreurs à pas de temps horaire ont été placés par l’auteur dans les cours d’eau limousins, en une trentaine de sites, en amont et en aval de plans d’eau. Les résultats sont présentés selon un plan géographique par changement d’échelles. L’échelle régionale est étudiée grâce aux thermomètres placés dans les cours d’eau non influencés par les plans d’eau, c’est-à-dire en amont de ceux-ci. Le climat océanique limousin, caractérisé par sa faible amplitude thermique annuelle, ses pluies en toute saison à minimum estival et l’instabilité du temps, conditionne les températures de l’eau. L’amplitude thermique annuelle des cours d’eau est d’environ 11°C. La variabilité interdiurne est grande. La moyenne quotidienne ne varie dans le même sens que pendant 2,3 jours d’affilée sur la haute Charente. L’amplitude diurne est inférieure à 2,5 °C sur tous les cours d’eau étudiés. Pour les cours d’eau de rang 4, un gradient altitudinal de 0,4°C / 100 m a été mesuré entre les bas plateaux (haute Charente) et la Montagne Limousine (haute Vézère). L’échelle du réseau hydrographique est étudiée grâce aux thermomètres placés en amont et en aval des lacs de barrage et des étangs. L’influence des plans d’eau dépend de la sortie d’eau, en particulier de sa profondeur. Les étangs de 1 à 2 ha à déversoir de surface réchauffent l’eau du cours d’eau barré de 2°C en moyenne annuelle, de 4 à 7°C pour les moyennes mensuelles estivales, mais ils la refroidissent en hiver. Ces mêmes étangs augmentent la variabilité thermique, mais diminuent l’amplitude diurne. Les étangs profonds à moine (exemple de l’étang de la Pouge) réchauffent l’eau du cours d’eau barré toute l’année, même en hiver, mais selon des valeurs assez faibles : 1°C en moyenne annuelle, 2 à 3°C pour les moyennes mensuelles estivales. Ils diminuent les écarts thermiques à toutes les échelles de temps. Le maximum de réchauffement des étangs à moine se fait lors de brassages (perturbations orageuses par exemple) succédant à de fortes chaleurs. Les lacs de barrage qui puisent l’eau à plusieurs dizaines de mètres de profondeur voient la température de leur émissaire dépendre uniquement des rythmes de stratification et de brassage internes au plan d’eau. La superficie des plans d’eau a une influence thermique moins importante que la profondeur de la prise d’eau, comme le montre la comparaison entre le Grand Etang de Cieux (40 ha) et des étangs plus petits. Cependant, dans le cas d’un déversoir de surface, la localisation de celui-ci par rapport au sens du vent et à la couche d’eau au soleil a une influence sur la température de l’émissaire. Le caractère isolé ou groupé des étangs ne change presque pas la valeur du réchauffement. C’est le premier étang de la chaîne qui provoque l’essentiel du réchauffement. En été, la longueur du segment fluvial influencé est d’environ 1 km pour un grand étang à déversoir de surface.

Limnology was founded by F.-A. Forel as a geography of lakes. After this prestigious ancestry, physical geography then unfortunately lost its prestige around Lake Geneva, in spite of the recognition of some of its qualities by research workers in other sciences. In order to show the link between the geographical approach of Forel's time and that of today, the data of the bathymetric map of the 19 th century have been processed by computer. In this way the sublacustrine canyon of the Rhone River can thus be revisited., La limnologie a été créée par F.-A. Forel comme une géographie des lacs. Après cette naissance prestigieuse, la géographie physique a perdu de sa superbe sur les bords du Léman, malgré la reconnaissance d'un certain nombre de ses qualités par les chercheurs d'autres sciences. Pour matérialiser le lien entre la démarche géographique de l'époque de Forel et l'actuelle, ce sont les données de la carte bathymétrique du XIX e siècle qui ont été traitées par informatique. Le ravin sous-lacustre du Rhône peut ainsi être revisité.

International audience; L’histoire de la limnologie, replacée dans l’évolution géopolitique mondiale, est présentée à travers le cas de deux lacs emblématiques, le Léman en tant que « lac de l’ouest », le Baïkal en tant que « lac de l’est ». Trois périodes se succèdent. La première, des origines jusque dans les années 1870, a d’abord vu ces deux lacs comme des marges : le Léman se trouvait aux confins de la civilisation gréco-romaine, le Baïkal aux limites de l’influence chinoise. Puis le Léman s’est retrouvé au cœur de l’Europe densément peuplée, cependant que le Baïkal devenait une nouvelle marche pionnière, celle de la conquête russe. Le premier fut alors étudié par de grands scientifiques locaux, comme Fatio de Duillier ou de Saussure, tandis que le second donnait lieu à des expéditions lointaines, surtout menées par des savants allemands, comme Pallas, travaillant pour le tsar. La deuxième période, de la fin du XIXème siècle à la Première Guerre Mondiale, fut courte mais riche. C’est au bord du Léman que le Suisse Forel inventa alors la limnologie pour être « une géographie des lacs » : elle devait être globale, tout autant explicative que descriptive, et étudier les relations réciproques entre les êtres vivants et les composantes du milieu. Le Léman était alors à la tête de la limnologie mondiale et certaines découvertes lémaniques dépassèrent alors celles réalisées en océanographie. Quant au Baïkal, il devint dès les années 1860 l’objet d’expéditions annuelles que lui consacrait la Société Impériale Russe de Géographie. Lieu de résidence de déportés polonais de grande valeur scientifique qui y travaillèrent en exil, il gardait cependant à certains égards sa situation de marge lointaine. Au tournant du siècle, la construction de la voie ferrée transsibérienne, qui, avant que le contournement du lac ne fût terminé, faisait passer le trafic par bateau à travers le plan d’eau, bouleversa les relations et provoqua l’éclosion de recherches scientifiques centrées sur l’élaboration d’une carte bathymétrique de grande précision, une tâche menée à bien par l’équipe de Driženko. La troisième période commence au début du XXème siècle, quand le Léman perd Forel et le centre de gravité des recherches suisses passe de Lausanne à Genève. Pendant ce temps, la création de la Station limnologique du Baïkal permet l’éclosion des travaux de l’un des plus grands limnologues de la planète, le Russe Vereščagin. Après la Seconde Guerre Mondiale, le contraste géographique s’accroît entre un Léman de plus en plus construit et urbanisé et un Baïkal pratiquement laissé à l’état de nature vierge malgré un front pionnier qui l’effleure à l’extrême sud et à l’extrême nord. A ces différences s’ajoute l’opposition entre les deux systèmes politiques et socioéconomiques, l’un, capitaliste, pour la France et la Suisse, l’autre, communiste, pour l’URSS. Les organismes de recherche du Léman, notamment à Thonon et à Versoix, ont une tradition de financement sur contrat, tandis que ceux du Baïkal dépendent des budgets alloués par l’Etat. Jusque dans les années 1980, les équipements de recherches baïkaliens ont été de taille océanographique, en particulier en termes de navires. Mais les restrictions budgétaires sont drastiques à la section de Sibérie orientale de l’Académie des Sciences Russe depuis le début des années 1990.

The title of the Part I is “the history of limnological research about Lake Baikal and the Lake of Geneva”. Studies about Lake Baikal and the Lake of Geneva have begun since the Antiquity but the 18th century was decisive. The two first scientists working about the Lake of Geneva were Fatio de Duillier and de Saussure, whereas only travelers, soldiers and exiles could write about Lake Baikal. Due to scientific progress and new political and economic conditions, the work of limnologists and other world-renowned scientific figures emerged at the end of the 19th century, Forel and Delebecque in the Lake of Geneva, Dybovskij, Čerskij, Obručev and Driženko in Lake Baikal. During the interwar period, the biologist Vereščagin was the leader of the new limnological station of Lake Baikal, whereas Collet was the great geologist of the Lake of Geneva. Since 1945, team work in the limnological institutes of the two lakes has taken over isolated researchers. The technologies are very high, especially on Lake Baikal, where oceanographic ones are used. The boundaries between France and Switzerland and between Russia and Mongolia, the differences between capitalism and communism had a great influence on the research about the two lakes. Today biologists and geologists working about the Lake of Geneva count in tens and especially study pollution and eutrophication. Geologists, biologists and geographers working about Lake Baikal count in thousands and especially study systematic, structure of the rift and conservation of the environment in the hydrographic basin. For our purposes, the main difference between the two lakes is the lack of geographic research in the case of Lake Geneva, while 250 researchers of the Institute of Geography in Irkutsk study Lake Baikal. The title of the Part II is “Geography of Baikal and the Lake of Geneva, analytic and synthetic lake-scale cartography”. Since geography describes, lake-scale cartography squares with observer-scale cartography. Some forty analytic maps describe lake basins, waters and organisms. In a second time, two synthetic maps define the geographical problematic of the two lakes, i.e. their geographical individuality (fig. 46 and 47). The geomorphological, hydrological and biogeographical characteristics of Lake Baikal are of planetary importance because the ratio between the rate of formation of the lake basin and the rate of sedimentary filling-up is very high. The geographical individuality of the Lake of Geneva is based on the intersection of its medium horizontal dimensions, its young age and its great relative depth. The title of the Part III is “Geography of Baikal and the Lake of Geneva at different scales”. The world-scale study of Lake Baikal and of the Lake of Geneva includes the influence of latitude and longitude on the climate and on the hydrological cycle of the two lakes, the plate tectonics, the biological evolution and endemism, the development of human technologies. The hydrographic basin – scale study includes hydrological balances, sedimentary filling-up, pollution and eutrophication. But both lakes provide feedback, they have an influence on the climate, the geomorphology and the biogeography of a small part of the continent. The region – scale study confirms the definition of the geographical individuality of each lake. The regionalization of Lake Baikal in five parts and of the Lake of Geneva in three parts is based on the criterion of the geographical individuality of the whole lake (fig. 67 and 74)., Dans le livre I, « le temps et la recherche limnologique sur le Léman et le Baïkal », l’étude de l’histoire des recherches limnologiques sur le Léman et le Baïkal permet de mieux appréhender ce qu’on attend de nouveau de la part du géographe qui s’intéresse à des lacs examinés depuis des siècles. Les premières allusions écrites au Léman et au Baïkal datent de l’Antiquité, mais les études précises n’ont pas commencé avant le XVIIIème siècle. Les conditions de peuplement étaient cependant fort différentes. Fatio de Duillier et de Saussure furent les deux premiers savants s’intéressant au Léman, tandis que des voyageurs, des militaires et des exilés du tsar donnaient des renseignements sur le Baïkal. Les progrès scientifiques croissants et de nouvelles conditions politiques et économiques favorisèrent le travail de limnologues et autres personnalités scientifiques de renommée mondiale à la fin du XIXème siècle, Forel et Delebecque pour le Léman, Dybovskij, Čerskij, Obručev et Driženko pour le Baïkal. Pendant l’entre-deux-guerres, le biologiste Vereščagin, à la tête de la nouvelle station limnologique fondée sur les bords du Baïkal, mena des recherches dans tous les domaines et fit faire un bond aux connaissances qu’on avait du grand lac sibérien. Depuis Genève, Collet fut à l’origine des études géologiques de la cuvette lémanique. Depuis 1945, les travaux en équipe dans les instituts de limnologie des deux lacs ont pris le relais de ceux des chercheurs isolés. Les techniques mises à leur disposition sont devenues imposantes, surtout sur le Baïkal, où des moyens océanographiques sont constamment utilisés. Les différends, ou au contraire les coopérations, entre la France et la Suisse, la Russie et la Mongolie, le système capitaliste des premiers, communiste des seconds, finançant et orientant les recherches, ont été à l’origine d’une riche variété de possibilités dans l’étude des deux lacs et de leur bassin d’alimentation. L’optique des travaux récents et actuels n’est pas la même. Les chercheurs du Léman, quelques dizaines de biologistes et géologues, étudient en premier lieu l’eutrophisation et la pollution. Ceux du Baïkal, plusieurs milliers de biologistes, géologues et géographes, ont une prédilection pour la systématique, la structure du rift, ainsi que la protection du milieu naturel du bassin versant. Pour notre propos, la grande différence entre les deux lacs est l’absence de recherche géographique dans le cas du Léman, alors que 250 chercheurs de l’Institut de Géographie d’Irkoutsk étudient le Baïkal. Il s’avère finalement que l’attente principale est de cerner la personnalité de chaque lac. Cela doit être le but de la thèse. Il s’agit pour y parvenir de mettre à profit les qualités de la géographie, la cartographie, la globalité, les changements d’échelle. La mise au point d’une méthode géographique pour embrasser l’individualité de chaque lac demande d’être validée par son application sur des lacs très différents, comme le sont les Léman et le Baïkal. Dans le livre II, « géographie du Baïkal et du Léman, cartographie analytique et synthétique à l’échelle du lac », le lac est abordé à l’échelle de l’observateur, du géographe, qui commence par décrire. Une quarantaine de cartes analytiques sur la cuvette, l’eau et les organismes vivants permettent de prendre un premier contact avec le Baïkal et le Léman. Dès que cela est nécessaire, des éléments d’explication sont intégrés à cette étude à l’échelle du lac, conduisant ainsi par exemple à la construction de deux cartes géomorphologiques (fig. 17 et 18). Dans un second temps, la cartographie est utilisée pour définir la problématique géographique de chacun des deux lacs (fig. 46 et 47). Cette synthèse répond à la nécessité de déterminer la personnalité géographique de chaque individu lacustre. Les caractères géomorphologiques, hydrologiques et biogéographiques du Baïkal sont tous d’importance mondiale parce que le rapport entre la vitesse de formation de la cuvette lacustre et celle de son comblement est particulièrement grand relativement aux autres lacs. Le plus grand volume d’eau douce et la plus grande profondeur de tous les lacs du monde, et les innombrables conséquences de ces deux qualités, bref tous les records liés aux dimensions du Baïkal, en découlent. La plus grande ancienneté lacustre de la planète, et son influence déterminante sur l’endémisme biogéographique unique du Baïkal, c’est-à-dire tous les caractères liés à l’évolution dans le temps de ce lac, en dérivent aussi. Les deux ensembles de caractères sont en outre corrélés à un échelon supérieur. C’est parce que le Baïkal est si ancien qu’il est si profond et volumineux ; c’est parce qu’il est si profond et volumineux qu’il a pu traverser les glaciations sans bouleversement et être ainsi si ancien. La problématique du Léman, celle qui lui forge sa personnalité géographique, est fondé sur le mélange de ses dimensions petites à moyennes, de son origine dans le temps récente et de sa durée de vie éphémère, avec son seul caractère de grand lac, soit sa profondeur importante (non pas sa profondeur absolue mais sa profondeur relative à la superficie, celle-ci étant ramenée à une valeur d’exposant un par un calcul mathématique simple). Le Léman est ainsi à la fois un lac soumis à son bassin versant et tenté par l’indépendance, et c’est sur ce subtil équilibre que s’appuie toute son originalité. Le livre III s’intitule « géographie du Baïkal et du Léman, changements d’échelle ». La machine lacustre mérite, dans le but de saisir les mécanismes généraux qui en régissent le fonctionnement, d’être étudiée à l’échelle mondiale. Ce terme est entendu dans le sens large de la prise en compte d’un espace d’une taille telle que le Baïkal et le Léman peuvent être considérés comme des points. C’est l’échelle de la zonalité, de l’influence de la longitude sur le caractère océanique ou continental du climat, du cycle de l’eau, de la tectonique des plaques, de l’évolution des espèces vers l’endémisme, de l’évolution des techniques humaines. L’étude à cette échelle spatiale est menée en tenant particulièrement compte du rôle des différentes échelles de temps. L’influence des 100° de longitude séparant les deux lacs est énorme sur l’hydrologie du Baïkal et du Léman, faisant du premier un lac dimictique, donc remarquablement oxygéné sur toute sa tranche, pourtant très épaisse, et recouvert par une épaisse banquise chaque année pendant cinq mois, et du second un lac monomictique chaud, voire, près d’une année sur deux, méromictique, provoquant ainsi un déficit en oxygène dans les couches profondes, accentué par les conséquences de l’eutrophisation. La cuvette lacustre du Baïkal est un grand volume structural et une forme géomorphologique durable, à l’échelle de la dizaine de millions d’années. C’est un rift dont l’ouverture serait liée à la collision des plaques lithosphériques indienne et eurasiatique. La cuvette lacustre lémanique est au contraire une forme de détail du modelé et une forme éphémère, à l’échelle de la dizaine de milliers d’années. C’est un héritage morphoclimatique de la dernière glaciation, en train d’être comblé. La très longue évolution isolée du Baïkal a permis le développement de plus d’un millier d’espèces végétales et animales endémiques, comme la nerpa, l’omul’ ou la golomjanka. Puis le Baïkal a vu arriver l’Homme, exploitant depuis peu ce lac vierge. C’est au contraire l’Homme qui a vu arriver le Léman, participant dès l’origine à ses caractères biogéographiques. La plupart des rouages de la machine lacustre fonctionnent en étant alimentés par les apports du bassin versant en eau et en sédiments. Les variations des bilans hydrologiques et des volumes des deux lacs sont étudiés à plusieurs échelles de temps. L’étude à l’échelle du bassin d’alimentation permet en outre d’intégrer le rôle de l’Homme, dont l’influence sur l’activité du lac est croissante. L’eutrophisation et la pollution du lac proviennent des rejets anthropiques dans le bassin versant. Le Baïkal est de ce point de vue un lac en sursis, que la fermeture, depuis si longtemps annoncée et reportée, du combinat de papier et cellulose guérirait définitivement. Le Léman est un lac au littoral construit, en convalescence depuis l’interdiction par la Suisse de l’utilisation des lessives à phosphates. Le lac agit en retour, de manière beaucoup plus réduite, sur une petite portion du continent. Nous essayons de délimiter une sorte de bassin de réception à cette influence. Elle concerne le microclimat lacustre, les héritages morphoclimatiques, comme les terrasses lacustres, la biogéographie de la partie aval des affluents du lac. L’étude à l’échelle régionale permet de conclure sur l’objectif de cette thèse, la tentative de cerner l’individualité géographique de chaque lac. Elle ne se contente pas de servir de toutes les données précédentes pour les appliquer à l’étude locale des paysages lacustres. Elle cherche à approfondir la réflexion sur la problématique du Baïkal et celle du Léman. La personnalité de chaque région lacustre doit en effet être déterminée par celle du lac tout entier. Le découpage régional est chargé de valider le critère qui avait été choisi dans le livre II pour définir une problématique lacustre. L’idée directrice du rapport, favorable à la grandeur et à la durée du Baïkal, entre la vitesse de la formation de la cuvette et celle de son remplissage sédimentaire conduit à distinguer cinq régions : le bassin septentrional, le seuil tectonique, le bassin central, le seuil sédimentaire et le bassin méridional, qui répondent de façon différenciée à ce critère (fig. 67). L’idée directrice de la soumission, légèrement nuancée par quelques velléités d’indépendance, du Léman au continent aboutit à un découpage régional du lac en trois régions, le Léman du grand affluent, le Rhône valaisan, le Léman des affluents moyens et le Léman de l’effluent, le Rhône genevois (fig. 74).