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Écologie Aquatique > Cours 3 - Mouvement, Morphométrie des lacs, Oxygène et Carbone > Flashcards

Cours 3 - Mouvement, Morphométrie des lacs, Oxygène et Carbone Flashcards

(58 cards)

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1
Q

Par quoi est altéré le mouvement de l’eau ?

A
  • Gravité
  • Morphométrie du lac
  • Densité de l’eau (stratification ou non)
  • Exposition au vent (influence du relief du bassin versant)
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Q

Qu’est-ce qui induit le mouvement de l’eau ?

A

Transfert d’énergie du vent vers l’eau

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Q

Quels paramètres sont déterminés par le mouvement de l’eau ?

A
  • Variations des paramètres physico-chimiques
  • Distribution des gas dissous, des nutriments, et des organismes planctoniques
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4
Q

Qu’est-ce qui constitue la majorité des mouvements de l’eau ?

A

La turbulence (par opposition au mouvement laminaire)

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5
Q

Qu’est-ce que le flow boundary layer ?

A

La couche limite où le mouvement de l’eau reste laminaire :

  • Vitesse de l’eau est de moins de 99% de la vitesse max (où il y a un effet de friction)
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6
Q

Qu’est-ce que le nombre de Reynolds (Re) ?

A

Ratio entre force d’inertie d’un objet dans l’eau et la force de viscosité que l’objet exerce

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7
Q

Quand est-ce qu’on observe le mouvement laminaire ?

A

Quand on a des petites nombre de Re

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8
Q

Comment varie les effets de la viscosité (résistance au mouvement) avec l’échelle spatiale ?

A

Augmentent avec une échelle
spatiale qui diminue; effets plus
prononcés chez les petits
organismes.

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9
Q

Quelle est la proportion entre la vitesse du courant et celle du vent qui le génère ?

A
  • 2-3% de la vitesse du vent qui le génère
  • Décroît exponentiellement avec la profondeur
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10
Q

Est-ce qu’il y a une vitesse minimale pour que le vent génère du courant ?

A

Oui

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11
Q

Comment se déplace les courants dans un lac ?

A

Quand le courant atteint le bout du lac, une partie de l’eau circule vers les côtés. Une autre partie descend vers le fond du lac (ou de l’épilimnion) :

  • Prédominant dans les petits lacs
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12
Q

Qu’est-ce que les forces de Coriolis ?

A
  • Dévie le mouvement d’un objet en déplacement sur une surface en rotation
  • Parce que la Terre tourne sur elle même, tout objet en déplacement semble être dévié du point de vue de la surface de la terre
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13
Q

Comment les forces de Coriolis peuvent-elles faire dévier le courant ?

A

Dans les très grands lacs profonds, la force de Coriolis peut faire dévier les courants jusqu’à 45 degrés par
rapport à l’axe du vent

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14
Q

Qu’est-ce que les spirales d’Ekman ?

A
  • Courant dévié de 45 degrés à la surface (force de Coriolis)
  • couche inférieure, l’eau est aussi induite en mouvement par la couche au-dessus, mais cette couche est aussi déviée de 45 degrés
  • Ainsi de suite en descendant, produisant une spirale
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15
Q

Qu’est-ce qu’une vague ?

A
  • Mouvement à la surface SANS déplacement d’eau dans la direction du vent.
  • oscillations à la surface, l’eau circule en rond et revient où elle était après le passage de la vague.
  • Oscillations se déplacent, mais pas l’eau
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16
Q

Qu’est-ce qui détermine la hauteur des vagues ?

A
  • Fetch: distance continue sans interruption sur laquelle
    le vent peut souffler sur le lac
  • Température (vagues plus hautes quand T élevée)
  • Profondeur (pour les grands lacs)
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17
Q

Qu’est-ce que les spirales de Langmuir ?

A

Mouvement vertical et horizontal de l’eau (contrairement aux vagues)

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18
Q

Qu’est-ce que les zones de convergence (downwelling) ?

A

Zones où convergent les spirales de Langmuir :

  • forment des lignes caractéristiques sur l’eau (mousse, débris, plancton)
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19
Q

Qu’est-ce que les seiches internes ?

A

Après des vents violents, la
thermocline se met à osciller :

  • Vent déplace l’eau chaude d’un côté et monté de l’eau froide de l’autre côté
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20
Q

Que cause les seiches internes ?

A

Un peu de mélange entre épi- et
hypolimnion = apport de nutriments à l’épilimnion

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21
Q

Quels sont les différents descripteurs de la morphométrie des lacs ?

A
  • Surface (km2)
  • Volume (km3)
  • Profondeur moyenne (m) = volume / surface
  • Superficie du bassin versant
    (km2)
  • Débit des émissaires (m3/s)
  • Indice de développement des
    berges (DL)
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22
Q

Qu’est-ce que l’indice de développement des berges ?

A
  • Un lac parfaitement rond a un indice de 1
  • Plus l’indice est élevé, moins le lac est profond et plus l’influence/contribution du bassin versant est importante
  • L’indice de développement des berges est donc un indice de productivité
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23
Q

Comment calcule-t-on l’indice de développement des berges ?

A

DL = Perimètre / 2sqrt(surfacepi)

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24
Q

Pourquoi est-ce que généralement, plus l’indice est élevé, moins le lac est profond et plus l’influence/contribution du bassin versant
(fournit les nutriments) est importante ?

Study These Flashcards
A
  • Le fait qui soit moins ronds fait qu’il y a probablement plus d’endroits moins profonds
  • Plus de productivité primaire
25
Qu'est-ce que la productivité ?
Augmentation en biomasse par unité de temps
26
Qu'est-ce que le temps de séjour (Ts)
- Temps nécessaire pour renouveller l'eau du lac
27
Comment peut-on calculer le temps de séjour (Ts) ?
- Volume / débit effluents + évaporation - Si on assume que la quantité d'eau dans le lac demeure constante : volume / débit des affluents
28
Pourquoi est-ce que le temps de séjour est utile d'un point de vue écologique ?
- Temps alloué aux particules en suspension pour sédimenter dans le lac - mesure du temps alloué au phytoplancton pour absorber les nutriments et se multiplier avant d’être expulsé du lac (dynamique des nutriments) - Pas toujours valable s’il n’y a jamais de brassage complet dans le lac
29
Comment varie le ratio surface bv / volume du lac en fonction du Ts ?
- Quand Ts long = petit bassin versant pour grand lac
30
Qu'est-ce que la normoxie ?
Concentration suffisantes pour les activités métaboliques
31
Qu'est-ce que l'hypoxie ?
Concentration insuffisante
32
Qu'est-ce que l'anoxie ?
Sans oxygène
33
Quelles sont les différentes sources d'oxygène dans l'eau ?
1- Par diffusion : au contact air/eau, lent processus facilité par la turbulence 2- Photosynthèse (de loin la principale source)
34
Quelles sont les facteurs influençant la quantité d'O2 dissous ?
- Température - Aération (brassage favorise diffusion) - Photosynthèse des autotrophes (le jour) - Respiration des autotrophes la nuit (perte) - Activité des décomposeurs (perte) - Oxydation chimique (fixation de l'oxygène) (perte)
35
Comment varie l'O2 selon la saison et la profondeur ?
- Pour un lac dimictique, pendant le brassage du printemps/automne, l'oxygène est à saturation partout
36
Qu'est-ce qu'un distribution orthograde (été pour un lac oligotrophe) ?
- Distribution de l'oxygène selon la température - Oxygène diminue avec la profondeur, mais reste présente même dans les couches les plus profondes
37
Qu'est-ce qu'une distribution clinograde (été pour un lac eutrophe) ?
- Surface : O2 dissous est élevé (parfois sursaturé) - Diminution élevée avec la profondeur jusqu'à absence dans les couches les plus profondes - Fond : Hypoxie, voire anoxie
38
Qu'est-ce qui peut servir d'indice pour comparer le niveau d'eutrophisation entre les lacs ?
La vitesse avec laquelle l'O2 de l'hypolimnion disparait pendant la stratification estivale. Par contre, il faut que : 1 - La T de l'hypolimnion soit la même 2 - Le volume de l'hypolimnion soit semblable 3 - La surface de contact des sédiments est semblable (en terme de mg/m3/jour
39
O2 dans un lac oligotrophe l'hiver ?
Pas de décomposition, alors l'oxygène suit la température
40
O2 dans un lac eutrophe l'hiver ?
La décomposition au fond se poursuit, mais au ralenti
41
Comment varie l'O2 dans les lacs durant les journées ?
- Dans un lac oligotrophe, très peu de variation - Dans un lac eutrophe, on peut passer de l'hypoxie la nuit à un sursaturation le jour grâce à l'activité photosynthétique
42
Que sont les particules en suspension ?
- Matières dissoutes : organique (DOM) comme acides humiques ou COD; et inorganique, comme les carbonates de calcium (CaCO3) - Matières en suspension (MES) : organique (plancton) ou COP; ou inorganique (sable, argile, etc..)
43
Comment est-ce que l'évaluation de la quantité de matière organique est-elle faite ?
Estimation de la demande biochimique en oxygène (DBO totale) = (DBO5 + DCO) : - DBO5 : demande biologique par micro-organismes pour décomposer la matière organique - DCO : demande chimique utilisé pour l'oxydation de la matière organique avec des réactifs chimiques particulier - DCO toujours plus élevé
44
Quelle est la matière organique dissoute ?
- COD = carbone organique dissous (DOC) - Humique : provient de la décomposition de la lignine, cellulose et tannins - Non-humique : lipides, protéines, urée
45
Quelle est la matière organique particulaire (MES) ?
- COP = carbone organique particulaire
46
Où trouve-t-on la matière organique dans les lacs (et différences entre les types de lac) ?
Dans les sédiments (contribue alors à l'adsorption de certaines subsances (pesticides, métaux lourds) : - Lac oligotrophes, peu de MO et valeurs de DBO5 faibles - Lacs eutrophes, beaucoup de MO et valeurs de DBO5 élevées
47
Avec quoi varie la décomposition de la matière organique végétale dans les lac ?
Varie selon les espèces, la teneur en lignine ou en cellulose, et l'abondance de nutriments dans le ruisseau
48
Combien de points de transitions existe-t-il entre le différents composés de carbone inorganique retrouvés dans les lacs
2 points de transitions pour 3 composés : - CO2(H2CO3) à pH acide - HCO3- à pH neutre - CO32- à ph basique
49
Quelle forme de carbone inorganique est prédominante dans les eaux douces ?
Le bicarbonate CO2(H2CO3)
50
Quelle est le meilleur moyen de retiré du CO2 dans un cours d'eau ?
La photosynthèse
51
De quoi dépend la capacité tampon de l'eau ?
De la fréquence relatives des 3 formes de carbone inorganique
52
Qu'est-ce qui arrive lorsque l'équilibre entre les formes de carbones inorganiques est perturbé ?
La réaction se fera dans le bon sens pour rétablir l'équilibre : - si côté gauche domine (bicarbonate), la réaction se fait vers la droite = libération de H+ = d'où le pH plus acide
53
Qu'est-ce que les constantes K expriment ?
Le ratio qui existe entre les concentrations des formes de carbone inorganique pour une température donnée
54
Qu'arrive-t-il au pH lorsque la photosynthèse augmente dans le lac ?
- Photosynthèse diminue la quantité de CO2 dans le lacs - Réaction vers la gauche - pH augmente
55
Qu'arrive-t-il au pH lorsque la respiration augment dans le lac ?
- Respiration augmente CO2 - Réaction se fait vers la droite - pH diminue
56
Nommez un autre source de carbone inorganique que la respiration
Le carbone inorganique provient également des carbonates de calcium (CaCO3) du sol du bassin versant
57
Qu'est-ce qui fait qu'un lac à un meilleur capacité tampon qu'un autre ?
Tant que les stocks de chacun des 3 ions sont suffisants, le lac peut résister à des changements importants de pH
58
Pourquoi est-ce que les roches avec calcaires (CaCO3) ont un bonne capacité tampon vs les roches granites ?
Dans l'eau du lac, les carbonates sont solubles et augment la quantité totale de carbone inorganique, et donc augmentent la capacité tampon du lac

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