Stratification thermique

La stratification thermique est la formation de couches d’eau dont les températures différentes contribuent à des différences de densité et limitent le mélange vertical. Elle concerne les lacs, les réservoirs et les eaux marines. Sa durée et son intensité dépendent des échanges de chaleur, du vent, des courants, de la profondeur et, lorsque celle-ci varie, de la salinité.

Organisation d’un lac stratifié

Dans un lac tempéré en été, l’épilimnion est la couche supérieure relativement chaude et brassée. Le métalimnion contient la thermocline, où la température change rapidement avec la profondeur. L’hypolimnion reste plus froid et échange moins facilement avec la surface. Ces termes décrivent une configuration fréquente, pas une succession obligatoire dans toute masse d’eau.

La densité de l’eau douce atteint un maximum près de 4 °C. En période froide, une eau proche de 0 °C peut ainsi surmonter une eau plus chaude et plus dense : la stratification est alors dite inverse. En mer ou dans un lac salé, le profil de salinité intervient également ; la température seule ne suffit pas à expliquer la stabilité de la colonne d’eau.

Oxygène et brassage

L’isolement des eaux profondes réduit leur renouvellement en oxygène. La respiration et la décomposition de la matière organique peuvent épuiser les réserves disponibles et conduire à l’hypoxie ou à l’anoxie. La stratification ne provoque toutefois pas automatiquement une anoxie : celle-ci dépend aussi de la demande en oxygène, du volume profond et de la durée de l’isolement.

Le refroidissement de surface et le vent peuvent affaiblir les différences de densité et favoriser un brassage. Certains lacs connaissent un retournement saisonnier, d’autres plusieurs épisodes de mélange ou une stratification durable. La profondeur d’un prélèvement devient donc une information essentielle pour interpréter une mesure de température ou d’oxygène ; une valeur de surface ne représente pas nécessairement le milieu occupé par les poissons plus bas.