Le niveau des eaux du Grand lac Saint-François, une problématique de grande ampleur

Le niveau de l'eau d'un lac est primordial pour la vie sur le littoral et dans le lac

Autrefois nommé Ônkobagak (qui signifie « lac relié ») par les Abénaquis, le Grand lac Saint-François est la source de la rivière qui porte le même nom. Comme il est au coeur d'un bassin versant majeur du sud du Québec, l'eau du lac est d'une importance cruciale pour les nombreuses villes et municipalités de la région, surtout depuis les 100 dernières années. Au Grand lac Saint-François (GLSF), le niveau de l’eau du lac varie grandement d’une saison à l’autre. Ce phénomène, appelé marnage, est d'une ampleur exceptionnelle au GLSF. L’hiver, le niveau du lac descend et durant l’été, selon les précipitations du printemps, il se retrouve beaucoup plus élevé par rapport à la saison hivernale. L’amplitude annuelle moyenne du marnage enregistrée pour la période de 2004 à 2008 y était de 5,08 mètres, atteignant parfois plus de 6 mètres, ce qui est énorme en comparaison avec d'autres lacs. 


Par exemple, pour le lac Memphrémagog dont le bassin versant est de 1 770 km2 et la superficie du lac est de 95 km2, on réussit à laminer les crues à l'intérieur d'une variation médiane de 0,7 m. Pour le complexe GLSF et du lac Aylmer les conditions sont sensiblement les mêmes. En effet, le bassin versant est de 1 730 km2 et l'aire totale des réservoirs est de 98,3 km2. On devrait donc normalement pouvoir laminer les crues à l'intérieur d'un marnage du même ordre de grandeur. Pourquoi est-il donc requis que la variation médiane des niveaux soit de 5,5 m, au GLSF, et de 1,6 m, au lac Aylmer ? Cela n’est pas sans conséquence pour la vie à l’intérieur et autour du lac. Plusieurs problèmes associés à ce phénomène sont observés, dont l’érosion des rives et l’endommagement des quais et autres équipements riverains.

Depuis plusieurs années, l’Association des riverains du Grand lac Saint-François (la grande Association) et le Regroupement pour la protection du Grand lac Saint-François se préoccupent beaucoup de cette problématique et en ont fait l'une de leurs grandes priorités. Le blogue de cette semaine se penche donc sur ce délicat sujet. J'ai pu d'ailleurs profiter de la collaboration de Donald Carter (ing., D.Sc.,), responsable du dossier du niveau des eaux du lac pour l'ARC.


Les variations du niveau du lac dues aux activités du barrage Jules-Allard créent beaucoup de pression sur les différentes espèces aquatiques. Lorsque le niveau du lac est bas, cela crée même une perte d'habitat pour la faune et la flore sur le pourtour du lac (puisque des zones se retrouvent à découvert une fois le niveau abaissé). 

Nymphéa, magnifique plante aquatique du GLSF (photo René Charest)

La flore est un excellent indicateur de la qualité écologique d'un milieu et protège aussi contre l'érosion. Avec le marnage, la végétation peut se retrouver enfoui sous des sédiments, son cycle de croissance devient perturbé et le gel l'affectera davantage. Il en résulte donc une perte de biodiversité, une diminution de certaines espèces au profit de certaines autres, une augmentation de l'érosion des rives et une augmentation de la turbidité de l'eau.

De plus, la reproduction des espèces peut être aussi affectée, c’est d’ailleurs le cas des dorés où les frayères sont asséchées par une diminution du niveau du lac, ce qui déshydrate les œufs. On observe par conséquent une diminution des populations de dorés et des activités récréatives de pêche dans le lac, mais il faut cependant reconnaître que le CEHQ a adapté son plan de gestion afin d’éviter l’assèchement des frayères au lac. Nous avons d'ailleurs déjà parlé de ce problème, avec notamment l'étude de M. Luc Major du MRNF dans le blogue sur l'ensemencement du doré dans le Grand lac Saint-François (voir le blogue du 13 juin dernier). 


Trois des neuf espèces d'amphibiens retrouvées au GLSF ont le statut menacées, vulnérables ou susceptibles de l’être. Le fait d’avoir ces espèces d’amphibiens au statut précaire sur le bord du lac est une bonne nouvelle : cela signifie que le lac, malgré tout, permet la présence de ceux-ci.

Le barrage Jules-Allard, reconstruit en 1986-87 et d'une longueur de 200 mètres, régule quotidiennement
le rythme de vie du Grand lac Saint-François

Pourtant, les objectifs de la régularisation du barrage Allard peuvent toutefois être perçues comme valables :

• Assurer la sécurité des ouvrages
• Assurer le contrôle des inondations
• Respecter les besoins environnementaux (fraie des poissons, érosion des rives, etc.)
• Respecter les besoins de la villégiature
• Répondre aux besoins de production hydroélectrique
• Assurer l’alimentation en eau potable

Au moment de sa construction en 1917, alors que l’activité économique principale de la région était la coupe forestière, le barrage Jules-Allard avait comme principal but de permettre la « drave » des billots de bois vers l’aval de la rivière Saint-François. Par la suite, avec la construction de centrales hydroélectriques en aval et les changements de moyens de transport du bois, les principales fonctions attribuées au barrage sont devenues la régularisation du débit de la rivière Saint-François pour éviter les inondations en aval et la création d’une réserve d’eau pour alimenter de petites centrales hydro-électriques. Le barrage Jules-Allard fut reconstruit en 1987 pour mieux l’adapter à sa nouvelle vocation.


Même si le Barrage Jules-Allard, via lequel le niveau d'eau du Grand lac Saint-François est contrôlé, a été inauguré en 1987 et qu'il sert entre autres à la production énergétique, il n'a fait l'objet d'aucune étude d'impact environnemental. Malheureusement, ce changement annuel du niveau de l'eau du GLSF est suffisant pour perturber la faune et la flore et ses habitats. Le marnage serait-il un mal nécessaire permettant d'atteindre les objectifs de régularisation des eaux visant la sécurité du barrage Allard et des territoires en aval du barrage ?

Si nous nous référons aux documents publiés par le Centre d'expertise hydrique du Québec (CEHQ), nous notons que le gestionnaire doit, en période estivale, respecter, dans la mesure du possible, les contraintes du tableau suivant :

La gestion actuelle des débits au barrage Jules-Allard est basée sur les résultats de l'étude de détermination des cotes de crues faite en février 2004 et aucune étude n'est postérieure à celle-ci. Dans l'étude de 2004, il y a plusieurs mises en garde à l'effet que ce barrage (le barrage Jules-Allard) est situé en amont du secteur à l'étude et que sa gestion peut influer directement sur les conditions d'écoulement observées dans le secteur étudié. De plus, il est clairement signalé qu'une modification à la gestion du barrage aurait une influence directe sur les débits et les niveaux. Ne doit-on pas conclure que l'actuelle gestion du barrage Jules-Allard est basée sur une étude qui implique une gestion particulière de celui-ci ? En d'autres mots, la gestion actuelle du barrage ne doit-elle pas calquer la gestion en vigueur lors de l'étude de 2004 ?


Le dossier du niveau des eaux du lac n’est pas facile compte tenu des attentes parfois divergentes des riverains. Toutefois, avec un peu de bonne volonté et une meilleure compréhension des phénomènes, il est possible d’atteindre des conditions qui seraient à l’avantage des tous.

Pour simplifier le problème, limitons nous à la période estivale qui peut se diviser en période «normale» et en période «exceptionnelle de crue».

En période «normale», un sondage qui n’a rien de scientifique indique que la très grande majorité des riverains du Chemin du Barrage souhaiteraient que le CEHQ maintienne un niveau qui se situerait entre :

• le niveau normal d’exploitation (289,57 mètres)
• les niveaux médians mensuels observés depuis 38 ans

c’est-à-dire : 

289,466 m en mai

289,386 m en juin

289,276 m en juillet

289, 156 m en août

Ces niveaux auraient un double avantage. D’abord, ils maximaliseraient les zones humides autour du lac où se cachent, dans les plantes aquatiques, les petits poissons pour échapper à leurs prédateurs. De plus, ces niveaux permettraient aux riverains des zones de faible profondeur d’utiliser leur bateau sans devoir se construire des quais qui peuvent maintenant atteindre 200 pieds à certains endroits ni devoir déplacer à répétition leur lève-bateau.

Sincèrement, nous ne croyons pas que le niveau demandé par les riverains du Chemin du Barrage pour les conditions d’exploitation normale cause un préjudice aux riverains des autres secteurs. Cependant, pour les périodes exceptionnelles de crue, par solidarité avec les riverains de ces autres secteurs, nous demanderons aux gestionnaires du CEHQ d’être très vigilants et de tenir compte des deux phénomènes suivants :

• sous l’effet des contraintes tangentielles exercées par le vent, il y a une surélévation du plan d’eau dans les secteurs « sous le vent ». Par exemple, pour un fort vent soufflant de l’Ouest, le niveau d’eau sera plus élevé dans la partie Est du lac que dans la partie Ouest. Ce phénomène s’appelle la «seiche»;
• le deuxième phénomène plus connu s’appelle les vagues.

L'ARC demande donc aux gestionnaires du CEHQ qu’en période de crue la crête des vagues sur tout le pourtour du lac demeure sous la limite des droits d’inondation du Gouvernement fixée à 290,18 mètres.

Nous croyons que nos demandes sont tout à fait raisonnables et qu’elles permettront à tous les poissons, petits et gros, de profiter pleinement de notre lac. Toutefois, il faut reconnaître que, vérification faite, c'est à l'unanimité au conseil d’administration de la Grande association, que la demande qui fut adressée au CEHQ à l'effet que le niveau estival soit maintenu à 289,2 mètres. Si ce niveau était de fait respecté, un pas déjà serait fait dans le sens des attentes d'un bon nombre de riverains.


Un barrage et un parc national
Plusieurs se demanderont comment se fait-il que le Grand lac Saint-François soit géré par un barrage puisqu'il est protégé par un parc national (le parc national Frontenac). À première vue, cela peut paraître très contradictoire, car près de 55 % des rives sont protégées par le parc national.

La vaste tourbière du Parc national Frontenac, la tourbière structurée
la plus au sud au Québec (secteur Saint-Daniel)

C'est que la limite du parc se situe à 100 mètres de la limite des hautes eaux. À ceci s'ajoute la baie aux Rats-Musqués, la baie des Sables, la baie Beaulieu, la baie Saint-Pierre, la grande majorité de la baie Sauvage et une partie de la rivière au Bluets.


Au Québec, il n'existe pas beaucoup d'endroit où un parc national et son lac subissent un tel marnage. Et d'ailleurs, selon le répertoire toponymique, le Grand lac Saint-François est un lac, non pas un réservoir (le lac existait avant le barrage). Il ne doit donc pas être géré en tant que réservoir, mais bien en tant que lac. Comme le démontre l'image suivante, prise à la Baie aux Rats Musqués (situé dans la partie nord du parc national) la variation du niveau de l'eau se fait ressentir grandement dans le parc Frontenac. La différence entre les deux moment où a été pris la photo est frappante.

Photo du haut : Baie aux Rats Musqués le 30 avril 1999
Photo du bas : Baie aux Rats Musqués le 26 avril 2000

Le Regroupement pour la protection du Grand lac Saint-François (RPGLSF)
L'un des principaux objectifs du RPGLSF (de priorité élevé) est de minimiser les impacts du marnage sur la qualité de l’eau et la biodiversité du Grand lac Saint-François. Ses cibles à moyen termes sont : d’ici 2013, un plan de gestion spécifique du barrage Jules-Allard visant à atténuer l’amplitude du marnage afin d’en minimiser les effets négatifs et un plan de travail et de financement visant la documentation des impacts du marnage sur la qualité de l'eau du GLSF.

Compte tenu de l’ampleur de la variation annuelle, les riverains du Grand lac Saint-François s’inquiètent, avec raison, de la santé de leur lac et des impacts pouvant être ressentis par les différentes composantes biologiques de son écosystème. Une profonde remise en question se doit d'être faite quant à la pratique du marnage et les répercussions qu'elle engendre, notamment au niveau de l'augmentation des concentrations de phosphore dans l'eau qui amènent la prolifération de cyanobactéries (algues bleues). Jusqu'à quel point doit-on accepter d'endommager l'écosystème d'un lac pour assurer des besoins en hydroélectricité et contrôler les inondations ?

Mélanie Jean
M. Sc. géogr.
Personne-ressource en environnement