Rapport du groupe de travail sur l’eutrophisation

Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands LacsSérie sur les priorités 2007-2009

Août 2009

Joseph Koonce (CCS), coprésident du groupe de travail

Peter Meerveld (CQEGL), coprésident du groupe de travail

John E. Gannon (CMI), secrétaire du groupe de travail

Les rapports des groupes de travail sur les priorités de 2007‑2009 touchant l’Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands Lacs constituent une publication en série enregistrée.

Façon recommandée de citer la publication :Groupe de travail consultatif sur l’eutrophisation de la Commission mixte interna‑

tionale (CMI). 2009. Priorités 2007-2009 touchant l’Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands Lacs – Rapport du groupe de travail sur l’eutrophisation. CMI. Publication spéciale 2009‑02, Windsor (Ontario), Canada.

Même si ce rapport est du domaine public, la reproduction de tout matériel protégé par le droit d’auteur contenu dans les annexes doit avoir été autorisée par les titulaires du droit d’auteur.

ISBN 1‑894280‑93‑8

Commission mixte internationaleBureau régional des Grands Lacs 100, avenue Ouellette, 8ième étageWindsor (Ontario)CanadaTéléphone : (519) 257‑6700, (313)226‑2170

Crédit de la photo à la page couverture, avec remerciements : Scott Higgins

Web : www.ijc.org

Ce rapport est disponible en anglais en format PDF :http://www.ijc.org/en/priorities/2009/eutrophication

Ce rapport est disponible en français en format PDF :http://www.ijc.org/fr/priorities/2009/eutrophication

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Table des matières

Remerciements 1

Résumé 2

Principaux messages 3

Contexte 4

Méthodes 5

Constatations 6

Répercussions 10

Glossaire 17

Appendix URL 18

Figures

1. Carte cognitive consensuelle de l’eutrophisation établie à partir du premier atelier de CCF. 7

2. Carte cognitive floue consensuelle établie à partir du second atelier de CCF, d’après les propositions des parties prenantes du PAP du lac Érié. 9

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Remerciements

Les auteurs désirent remercier tout particulièrement Deborah Brooker, du ministère de l’Agriculture, de l’Alimentation et des Affaires rurales de l’Ontario (MAAARO), d’avoir contribué à la rédaction et dirigé l’exercice de cartographie cognitive réalisé par les parties prenantes. Merci également aux personnes suivantes, qui ont aidé à réaliser l’atelier des spécialistes et à élaborer la carte cognitive consensuelle : Jan Ci‑borowski, Nicole Barker et Misun Kang (de l’Université de Windsor), Scott Findlay et Mateja Sanja (de l’Université d’Ottawa), et Scott Duff (du MAAARO). Samantha Dundas, de l’Université de Windsor, a assisté John Gannon et le groupe de travail à plus d’un titre. Enfin, les auteurs remercient les participants aux ateliers des spéciali‑stes et des parties prenantes, et plus particulièrement ceux et celles qui, par les cartes qu’ils ont produites, ont rendu possible cet exercice de compréhension du problème de l’eutrophisation dans les Grands Lacs.

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Résumé

• Le problème de l’eutrophisation des Grands Lacs est associé à quelques indicateurs clés : la croissance excessive des cladophores, la prolifération d’algues bleu‑vert (cyanobacté‑ries) et les tendances du phosphore réactif soluble (PRS).

• L’analyse de ces changements révèle qu’ils ont une causalité complexe et que les mesures de gestion permettant d’y remédier sont rares.

• La perception qu’a le public du problème de l’eutrophisation ne reflète pas les incerti‑tudes scientifiques de fond et appuie une gamme d’options de gestion peu susceptibles d’avoir une incidence directe sur les indicateurs clés.

• En revanche, la perception du public se rallie à des mesures de gestion « sans regrets » propres à atténuer les problèmes d’eutrophisation à l’échelle locale et à créer des occasions de mieux coordonner la régulation des sources ponctuelles et diffuses de nutriments.

• Gérer l’éventail particulier des sources de nutriments dans un secteur donné est essentiel pour une atténuation efficace dans ce secteur; collectivement, cette démarche permettra de résoudre des problèmes à l’échelle des lacs.

• Encourager l’efficacité dans l’emploi des nutriments est essentielle à la réduction effective des charges à la source.

• Plusieurs mesures sans regrets permettent déjà de résoudre divers problèmes d’eutrophisation; il faudra multiplier les efforts et les mesures incitatives afin de favoriser ces mesures, de les élargir et d’en communiquer les avantages.

• Il faut explorer des approches novatrices de consommation des nutriments « excéden‑taires » en milieu aquatique à des fins bénéfiques; ces approches sont susceptibles de faire « dériver » les nutriments vers des résultats souhaitables.

• Une surveillance mieux coordonnée et plus fréquente des salissures algales est nécessaire.

• Il faut mettre en œuvre des mesures de surveillance et de gestion par bassin hy‑drographique afin de vérifier les deux hypothèses causales et d’évaluer les effets des mesures de gestion.

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Principaux messages

Des scientifiques à la CMI

• Toute solution durable aux problèmes associés à l’eutrophisation nécessitera une ap‑proche systémique qui équilibre les intrants et les extrants de phosphore (P) dans chaque bassin hydrographique avec les autres facteurs qui régulent l’apparition de symptômes à l’échelle locale.

• Aucune stratégie de gestion du P ne peut s’appliquer universellement à tous les bassins hydrographiques ni à tous les lacs; chaque cas est unique, et les solutions doivent être adaptées à la propension du relief à perdre des nutriments ainsi qu’à l’emplacement des eaux vulnérables aux nutriments.

De la CMI au public et aux parties prenantes

• La charge en polluants phosphorés s’est avéré un facteur contributif dominant du problème de l’eutrophisation au cours des années 1970, alors que le problème actuel est beaucoup plus compliqué et nécessitera donc un éventail de solutions différent.

• Les changements qui surviennent dans l’hydrologie lacustre et la structure de la com‑munauté écologique contribuent à la réémergence périodique des indicateurs de l’eutrophisation.

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Contexte

On cite encore souvent l’atténuation réussie de l’eutrophisation à la fin de la décennie 1970 et au début de la suivante comme la principale réalisation obtenue sous le régime de l’Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands Lacs (AQEGL) et comme un modèle de coopération en matière d’eaux transfrontalières. Les États‑Unis et le Canada ont dépensé plus de 8 milliards de dollars dans des programmes de limitation du phosphore, et, pour un temps, le processus d’eutrophisation s’est inversé dans les Grands Lacs. Aujourd’hui, les signes d’eutrophisation les plus visibles – les efflorescences nuisibles de cyanobactéries (algues bleu-vert) et les tas de macroalgues vertes du genre Cladophora qui pourrissent sur le rivage – sont réapparus dans tous les Grands Lacs, sauf le lac Supérieur. Les buts de l’annexe 3 (déphosphatation) de l’Accord de réduire la prolifération d’algues nuisibles et de stopper l’appauvrissement en oxygène dissous dans le fond de la cuvette centrale du lac Érié ne sont plus respectés.

Les phénomènes suivants s’observent actuellement dans des secteurs de tous les lacs sauf, peut‑être, du lac Supérieur :• le retour des efflorescences nuisibles des algues du genre Microcystis; • des efflorescences nuisibles de cladophores en zone littorale; • un appauvrissement en oxygène dissous dans les eaux du fond du bassin central du lac Érié; • des fermetures de plage et des avis de contamination de plage plus fréquents;• la réémergence, à la fin des années 1990 et au début des années 2000, de cas de botulisme

dans les Grands Lacs, pour la première fois depuis 1963-1964;• dans les eaux du large, des concentrations de phosphore total bien en deçà des prévi‑

sions réalisées à l’aide des anciens modèles compte tenu des estimations de la charge en phosphore;

• la « désertification » (perte de productivité) des eaux du large.

La CMI a confié sa mission au groupe de travail en soulignant que, pour celui-ci, la meilleure façon de créer une valeur ajoutée serait d’éclaircir le casse‑tête de l’eutrophisation des Grands Lacs en formulant un avis et des recommandations aux Parties concernant la force probante de la preuve en matière de relations de cause à effet, la recherche et la surveillance visant à vé‑rifier les hypothèses et les modèles prévisionnels, le réexamen et le réétalonnage des anciens modèles d’eutrophisation et les stratégies de gestion du problème de l’eutrophisation dans les Grands Lacs. Des méthodes novatrices telles que la cartographie cognitive floue seront envi‑sagées afin d’expliciter les relations causales hypothétiques. Le groupe de travail a organisé une série d’ateliers pour remplir sa mission et conseiller des approches destinées à améliorer la compréhension et la gestion de l’objectif touchant l’eutrophisation contenu dans l’Accord relatif à la qualité de l’eau dans les Grands Lacs.

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Méthodes

Pour s’acquitter de sa mission, le groupe de travail a élaboré une série d’ateliers en plusieurs temps afin de mettre en œuvre l’approche nécessaire fondée sur la force probante de la preuve. Le premier atelier, en mai 2008, a réuni un groupe de spécialistes pour examiner les connais‑sances actuelles sur le problème de l’eutrophisation dans les Grands Lacs. Au deuxième atelier, en février 2009, le groupe de travail a mis en œuvre l’approche de la cartographie cognitive floue (CCF) afin d’obtenir une évaluation experte des principales hypothèses relatives à l’eutrophisation dans les Grands Lacs dans le cadre d’un exercice fondé sur la force probante de la preuve (FPP). Le troisième atelier du groupe de travail, en mars 2009, a aussi été consacré à un exercice de CCF tenu avec un groupe de parties prenantes associées au plan d’aménagement panlacustre (PAP) du lac Érié. Enfin, le groupe de travail prévoyait réaliser un exercice de CCF à partir de la documentations scientifique portant sur l’eutrophisation. Cette dernière étape n’a pas été achevée à temps pour qu’il en soit question dans le présent rapport. Le groupe de travail entend également rédiger un rapport technique détaillé où il présentera de façon plus complète l’approche fondée sur la FPP et son application au problème de la réémergence de l’eutrophisation dans les Grands Lacs ainsi que l’analyse des cartes cognitives floues élaborées au cours du cycle 2007-2009 des priorités de la CMI.

L’hypothèse fondamentale de la mise en œuvre d’une approche fondée sur la FPP est que, pour formuler des recommandations de gestion fondées sur la preuve afin de résoudre le problème de l’eutrophisation, il faut posséder une compréhension raisonnablement exacte des facteurs de causalité et des processus associés à l’eutrophisation. Quatre questions évidentes s’ensuivent : 1) Quelle est la structure causale hypothétique du problème de l’eutrophisation? 2) Dans quelle mesure l’ensemble de causes hypothétiques est‑il corroboré par des éléments probants existants? Autrement dit, quelle est actuellement la force probante de la preuve à l’appui de la relation hypothétique? 3) Y a‑t‑il des relations de causalité hypothétiques dont la validité semble essentielle à une intervention de gestion efficace, mais à l’égard desquelles les données probantes sont encore très lacunaires? 4) Dans l’affirmative, quelles recherches faudrait-il réaliser pour acquérir la FPP permettant de justifier ou d’éliminer certaines inter‑ventions de gestion?

Le groupe de travail s’est servi de la méthode de la CCF pour répondre à ces questions. Les spécialistes présents au premier atelier ont retenu l’abondance accrue de cladophores dans les eaux littorales des Grands Lacs et la réapparition d’efflorescences d’algues bleu-vert (cyanobactéries) comme indicateurs importants de l’eutrophisation dans les Grands Lacs. La construction des cartes cognitives a offert un moyen de structurer la consultation des

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spécialistes, du public et de la littérature scientifique de manière à résumer ce qu’on com‑prend actuellement des causes et des conséquences de l’eutrophisation des Grands Lacs. Les hypothèses relatives aux causes de l’abondance croissante des cladophores, de la réapparition des efflorescences d’algues bleu-vert dans certains secteurs et de la « désertification » ou oligotrophisation des eaux du large ont également été examinées. Par ailleurs, on a demandé aux participants aux ateliers de CCF d’envisager les recommandations en matière de gestion des ressources et de politiques que la Commission mixte internationale (CMI) pourrait éven‑tuellement communiquer aux gouvernements afin de régler le problème de l’eutrophisation, d’après la structure causale du problème élaborée au cours des ateliers.

La carte cognitive floue est une représentation graphique des relations entre les éléments d’un système (ou d’un problème, l’eutrophisation par exemple), telles que les perçoit une personne qui connaît le système à l’étude. La carte comprend des sommets ou des nœuds qui représentent des concepts (C), réunis par des arêtes directionnelles (connexions ou arcs) qui, elles, repré‑sentent les relations de causalité entre les concepts. Chaque arc est paramétré par un ensemble de valeurs qui quantifient ou qualifient divers attributs du lien de causalité hypothétique entre les concepts en question. Par exemple, l’un des attributs est le signe de la relation de causalité postulée; sur l’arc reliant le concept Ci au sommet Cj, le signe « + » indique une relation exci‑tatrice (si Ci augmente, alors Cj augmente aussi), tandis que le signe « – » indique une relation inhibitrice (si Ci augmente, alors Cj diminue). L’ensemble des attributs d’un arc considérés lors des exercices de cartographie est exposé dans le rapport technique du groupe de travail.

Constatations

Le groupe de travail a réalisé deux ateliers de CCF. Le premier a produit un cadre structuré favorisant une compréhension détaillée du problème de l’eutrophisation au sein d’un groupe de spécialistes techniques; le second, une perspective plus générale sur le problème de l’eutro‑phisation, du point de vue des parties prenantes.

Les participants au premier atelier de CCF ont généré un ensemble de 14 cartes cognitives (dont 10 ont servi à notre analyse) dont le nombre d’arcs orientés variait de 9 à 25 et le nombre de sommets, de 14 à 44. La carte consensuelle élaborée à partir de ces 14 cartes cogni‑tives englobe 62 sommets et 193 arcs orientés. La figure 1 présente une version simplifiée de cette carte consensuelle. Sept grandes catégories de résultats d’intérêt (représentées en rouge dans la figure 1) ont été définies : la biomasse du phytoplancton (spirogyres y comprises), la biomasse des cladophores, la biomasse des cyanobactéries, la réduction de l’épaisseur de l’hy‑polimnion dans le bassin central, l’hypoxie hypolimnique, le nombre d’animaux morts de botulisme et la biomasse des Lyngbia; la biomasse des algues bleu-vert et celle des cla‑dophores sont les catégories ayant le plus grand nombre d’entrées causales (figure 1). Les concepts dominants (ceux qui ont un grand nombre d’entrées ou de sorties causales) sont le phosphore réactif soluble en milieu littoral, la biomasse des cladophores et la biomasse

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des dreissenidés (figure 1). Les principaux émetteurs (c’est-à-dire les concepts qui ont une incidence sur d’autres concepts, sans être eux‑mêmes affectés par les autres concepts de la carte consensuelle) sont les changements climatiques, la biomasse des poissons prédateurs, les activités urbaines, les activités agricoles et la couverture végétale naturelle (figure 1).

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Figure. 1. Carte cognitive consensuelle de l’eutrophisation établie à partir du premier atelier de CCF.

Les concepts encadrés en rouge, au bas de la carte, représentent les résultats d’intérêt; les concepts encadrés en violet, au haut de la carte, sont les entrées causales principales. La présenta‑tion des arcs a été simplifiée : seules les associations positives (+) et négatives (–) sont illustrées.

Le second atelier de CCF a regroupé des représentants et intervenants canadiens du groupe de travail sur le PAP du lac Érié. Les participants à l’atelier ont effectué sous supervision un exercice consistant à construire une carte cognitive floue de leur compréhension de l’eu‑trophisation et des mesures de gestion potentielles. En raison de contraintes de temps, on a demandé au groupe de se concentrer sur les sources de P et leur gestion. Plusieurs mem‑bres de ce groupe avaient participé à un exercice de modélisation cognitive floue en vue de donner forme aux objectifs du PAP en 1996. Leur carte a ainsi subi l’influence des utilisations bénéfiques altérées et des leviers de gestion relevés au cours de ce processus et consignés dans les documents du PAP. Il est bien possible que les études et documents récents associés à la Stratégie binationale de gestion des nutriments du PAP aient également eu une influence sur cette carte cognitive. On a demandé aux participants d’indiquer uniquement le sens et le signe (+/–) de l’interaction entre deux concepts, et de représenter la force de la relation par l’épaisseur du trait. La figure 2 reproduit la carte cognitive floue consensuelle produite par les participants à cet atelier.

Les participants au second atelier de CCF ont dégagé 36 concepts et 49 arcs orientés. Si bon nombre des résultats d’intérêt relevés étaient semblables à ceux de la figure 1 (biomasse des cladophores, biomasse des algues bleu‑vert, biomasse bactérienne, hypoxie hypolimnique, botulisme et toxines, hypothétiquement associés à la mortalité de poissons et d’animaux sauvages), plusieurs résultats différents sur le plan qualitatif, principalement associés à la détérioration esthétique, ont également été relevés (figure 2). Contrairement à la figure 1, la figure 2 est dominée par les concentrations et charges de phosphore, sans doute en raison des consignes particulières enjoignant les participants de se concentrer sur ce problème. Les principaux émetteurs relevés sont les changements climatiques, les activités urbaines, les ac‑tivités agricoles et la couverture végétale naturelle (figure 2). Les autres émetteurs relevés, qui ne sont pas représentés à la figure 1, sont les milieux humides, les zones tampons riveraines et la modification des rives (figure 2). Neuf des treize principales relations de causalité relevées à la figure 1 le sont également à la figure 2. Parmi les quatre relations absentes, deux révèlent l’absence du substrat dur en tant que concept explicite et une autre lacune vient de ce que la biomasse du phytoplancton n’a pas été cernée comme concept. Fait surprenant, la quatrième relation de causalité postulée à la figure 1 mais absente de la figure 2 est l’effet positif de l’aug‑mentation de la biomasse des dreissenidés sur le phosphore réactif soluble en milieu littoral.

À un niveau général, les deux cartes cognitives floues diffèrent par divers aspects importants. Le plus évident est le vif contraste entre les relations de causalité endogènes (à l’intérieur du lac, figure 1) et exogènes (figure 2), un écart presque certainement attribuable à l’expertise et au savoir des participants aux ateliers et à l’accent mis explicitement sur le phosphore au second atelier de CCF. Bien que cela ne se reflète pas dans la carte consensuelle du premier atelier (figure 1), plusieurs cartes individuelles comportaient des sous-cartes très détaillées de concepts exogènes, en particulier ceux qui contribuent ou sont associés aux charges ponctuelles et aux charges diffuses en nutriments. L’écart entre les relations endogènes et exogènes est encore plus marqué si on compare la complexité des relations hypothétiques qui ont une incidence sur le PRS : la figure 1 attribue un rôle majeur aux processus endogènes,

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Figure 2. Carte cognitive floue consensuelle établie à partir du second atelier de CCF, d’après les propositions des parties prenantes du PAP du lac Érié.

La carte cognitive reflète principalement la compréhension des influences de la charge en phosphore sur la biomasse des cladophores et des algues bleu‑vert.

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tandis que la figure 2 est dominée par les processus exogènes. Une autre différence marquée, qui tient elle aussi à la perspective endogène/exogène, s’observe dans la représentation et l’importance présumée de la causalité des activités d’utilisation des sols liées à la modification des habitats naturels. Bien que les deux cartes représentent explicitement la relation positive présumée entre la couverture naturelle et la réduction de la charge en nutriments, la figure 2 reconnaît explicitement le rôle de certains éléments de la couverture naturelles, notamment les milieux humides, les zones tampons riveraines et le couvert forestier naturel.

Répercussions

L’évaluation fondée sur la force probante de la preuve n’est pas encore achevée. Le groupe de travail doit encore réaliser une analyse détaillée de la carte cognitive floue dérivée du pre‑mier atelier de CCF (atelier des spécialistes) et rédiger son rapport technique final. La carte cognitive floue fondée sur l’examen de la documentation scientifique n’a pas pu être réalisée pendant le cycle 2007-2009 des priorités; elle restera donc à faire dans le cadre des futurs travaux du cycle 2009‑2011. Néanmoins, les constats préliminaires du groupe de travail sur l’eutrophisation justifient une analyse approfondie, et on relève d’importantes répercussions pour la gestion et les activités de suivi.

Répercussions d’ordre général

• La CCF s’est révélée un instrument utile pour saisir le savoir des spécialistes (scienti‑fiques) et des parties prenantes locales relativement au problème de l’eutrophisation. Bien qu’on n’ait pas encore pleinement tiré parti de l’utilité pour la FPP de la structure de la CCF, cette approche opérationnelle de la mission du groupe de travail est très suscep‑tible d’assurer une communication plus efficace de l’incertitude scientifique et de justifier les options de recommandations pour la gestion.

• L’analyse préliminaire des cartes cognitives floues indique que l’eutrophisation a une causalité complexe, qui dépend largement des changements anthropiques survenus dans le cycle des diverses formes de P entre les écosystèmes terrestres et aquatiques du bassin des Grands Lacs.

• Les deux cartes cognitives floues indiquent que le problème de l’eutrophisation est alimenté par des agents externes (modification du territoire) et internes (changements survenus dans la structure de l’écosystème lacustre).

• La perception qu’ont les parties prenantes du problème de l’eutrophisation ne reflète pas les incertitudes scientifiques relatives à l’interaction des formes de phosphore et aux déterminants internes et externes des indicateurs clés de l’eutrophisation.

• Un mélange d’interventions de gestion suggérées par les deux cartes de CCF, assorti d’un ensemble de mesures de gestion « sans regrets », pourrait atténuer certains problèmes d’eutrophisation à l’échelle locale.

Répercussions sur la gestion, y compris le traitement des messages à communiquer

La cartographie cognitive n’a pas permis d’indiquer quelles mesures de gestion mèneront de façon concluante à une réduction de la biomasse des cladophores ou des algues bleu‑vert. La CCF des universitaires et la Stratégie des nutriments actuellement en préparation dans le ca‑dre du PAP du lac Érié indiquent que les mesures de gestion doivent être adaptées à l’échelle spatiotemporelle d’intérêt. Ces travaux peuvent s’appliquer au traitement de l’eutrophisation à la grandeur du bassin.

D’après la CCF des spécialistes, on constate une croyance largement répandue que l’invasion des dreissenidés a modifié la dynamique interne du P sur le plan qualitatif. Les dreissenidés éclaircissent l’eau (ce qui accroît la pénétration de la lumière) tout en augmentant la solubi‑lité du P particulaire par la filtration. Bien que les cibles relatives à la charge totale des lacs en polluants phosphorés aient apparemment été atteintes (Dolan; examen de l’AQEGL), l’eutro‑phisation continue de progresser dans la zone littorale.

On connaît mal les diverses sources de PRS qui pourraient contribuer à la croissance de la biomasse des cladophores et des algues bleu-vert, dans la zone littorale ou dans les eaux du large. Ces sources peuvent varier d’un endroit à l’autre d’un lac donné (et de la zone littorale à la zone du large). Par conséquent, les mesures de gestion adéquates sont particulières à chaque site ou région, et il n’y a pas d’approche à « taille unique ». Comme on ignore quelles sources de P (et aussi quelle biomasse d’algues) sont les plus préoccupantes, il a été proposé de traiter simultanément les problèmes d’eutrophisation du large et du littoral (T. Howell, comm. pers.).

Il semble que les poussées de cladophores et d’autres algues en zone littorale dépendent dans une grande mesure des concentrations de P provenant des affluents et de la rive, de même que du PRS produit par la « dérivation littorale » des dreissenidés. La dimension du bassin hydro‑graphique (durée du temps d’acheminement ou de rétention vers le lac) a une incidence sur le moment de l’apparition du P et sa concentration dans les eaux littorales ainsi que sur l’inten‑sité et l’échelle potentielles de la réponse de gestion. Ces problèmes en zone littorale semblent subir surtout l’influence des événements pluviaux « saisonniers » qui surviennent dans les bas‑sins hydrographiques et qui contribuent au débordement des eaux excédentaires des usines de traitement des eaux usées, au ruissellement d’eaux pluviales ou au ruissellement agricole.

Les solutions possibles au problème des surplus de nutriments dans les eaux littorales com‑prennent le contrôle des dreissenidés eux‑mêmes ou la culture et la récolte de la biomasse des algues et des cladophores à des fins bénéfiques telles la production d’énergie verte ou les bio‑produits. Outre la réduction des apports en P à brève échéance, nous devrons peut‑être évaluer des systèmes qui permettent une dérivation délibérée du P vers des résultats plus souhaitables.

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Mesures de gestion possibles pour réduire l’eutrophisation

La communauté scientifique reconnaît généralement que l’eutrophisation est un processus complexe, constat que renforcent les exercices de CCF. Cette complexité réaffirme la néces‑sité d’accroître la coopération entre tous les ordres de gouvernement. Toutes les administra‑tions ont déjà mis en place des programmes de lutte contre les sources ponctuelles et diffuses de phosphore, qu’elles soient d’origine urbaine, rurale ou agricole. Au fil des ans, bon nombre de recommandations relatives à la gestion de l’eutrophisation ont été énoncées à l’intention de ces programmes, et leur mise en œuvre a eu un succès variable dans les Grands Lacs. En conséquence, les mesures possibles de gestion de l’eutrophisation qui sont décrites ci‑après ont un air de déjà vu, car elles sont tirées d’écrits antérieurs sur l’eutrophisation et de plans d’aménagement lacustre soumis à l’examen de la CMI.

Sources ponctuelles et usines de traitement des eaux usées. Dans le cadre des programmes actuels, les UEEU devraient être en mesure de déclarer la charge annuelle qu’elles imposent à un plan d’eau et de démontrer que cette charge ne dépasse pas les cibles actuelles de l’AQE‑GL, soit 1,0 mg/L de phosphore total dans les lacs Supérieur, Huron et Michigan, et 0,5 mg/L dans les lacs Érié et Ontario. Il y a lieu de réévaluer ces taux dans le contexte de l’impact cumulatif sur un bassin ou une rivière et sur le lac, lorsqu’il est établi qu’ils constituent une source importante de problèmes d’eutrophisation. Il est possible d’optimiser les activités des UEEU afin de réduire de façon significative les rejets de P sans engager d’importantes dépenses en capital. Les investissements dans les infrastructures associés aux programmes de stimulants économiques sont une autre occasion d’améliorer les UEEU qui ne sont pas conformes aux exigences de l’AQEGL et de se plier volontairement à des normes plus strictes. La fertigation (irrigation fertilisante) ou la réutilisation des effluents des UEEU, la réglemen‑tation des normes techniques et l’échange de crédits de phosphore sont des options à plus long terme, qui nécessiteront des études additionnelles et une acceptation élargie.

Ruissellement urbain et eaux pluviales. Certaines administrations en sont venues à bannir le P des engrais de pelouse et des savons ou, par l’éducation, à amener la population à utiliser des engrais à faible teneur en P. Beaucoup d’administrations ont mis en place des directives sur les déversoirs des égouts unitaires, qui sont graduellement abandonnés pour des égouts séparatifs. Il existe aussi des directives relatives aux normes de conception des surfaces imperméables et des dispositifs de gestion des eaux pluviales. La modernisation ou la sur‑veillance des installations peut être un choix intéressant si celles‑ci constituent une source importante de P. La réduction de la dimension des pelouses ou la réglementation des normes techniques sont des solutions possibles à plus longue échéance.

Fosses septiques rurales non agricoles. Bon nombre d’administrations ont mis sur pied des programmes d’inspection et de pompage des fosses septiques afin de veiller à l’efficacité de l’élimination du P dans les champs d’épuration septique. L’éducation et la sensibilisation à l’installation et à l’entretien des fosses septiques sont de qualité inégale dans la plupart des territoires. Le débranchement des canalisations directes avec les cours d’eau améliorera la charge en P et les résultats pour la santé.

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Sources agricoles diffuses. Divers programmes de perfectionnement en agriculture ont pour objectif la viabilité économique et environnementale. Les cultures ont besoin de nutriments, et il faut épandre le fumier d’une façon économique. Les « systèmes ouverts » auront toujours des fuites, mais une utilisation plus efficace et plus économique des nutriments est possible. Les programmes encouragent un large éventail de pratiques exemplaires de gestion (PEG), mais leur mise en application n’est pas encore complète, et les pratiques ne visent pas néces‑sairement les secteurs sources les plus importants. Il faudra continuer de favoriser des prati‑ques qui, d’une part, font mieux correspondre les besoins en nutriments avec les nutriments disponibles à la ferme ou dans le secteur (planification de la gestion des nutriments, essais sur les sols et le fumier) et, d’autre part, gardent les nutriments et le sol en place, où on pourra les utiliser efficacement (l’absence d’épandage d’engrais ou de fumier en hiver, ainsi que les cultures‑abris et résidus de culture propres à réduire le nombre de jours où le sol est dénudé, sont des mesures sans regrets). Il faut également prendre en considération les conditions et pratiques à l’échelle locale et régionale.

À long terme, une fois qu’on aura déterminé si le P total, particulaire ou soluble des sources agricoles diffuses occasionne des problèmes d’eutrophisation en milieu littoral (ou au large), il sera possible, à plus longue échéance, de concevoir des pratiques de gestion mieux adaptées. Par exemple, le système de culture sans travail du sol a fait l’objet d’une vaste campagne de promotion dans le bassin des Grands Lacs en tant que pratique exemplaire propre à stopper l’érosion du sol et, partant, la perte de P particulaire. Mais aujourd’hui, on estime qu’en Ohio, cette pratique a eu pour effet d’accroître la quantité de PRS entrant dans le lac Érié (en fait, cette incidence sur le PRS avait été notée plus tôt, mais on l’avait crue négligeable). Il faudrait donc mieux comprendre, à l’échelle de chaque site ou bassin hydrographique, les compromis associés à la promotion de diverses méthodes écologiques de travail du sol (qualité du sol, dégradation du milieu de fraye) ainsi qu’à leurs avantages sur le plan de l’eutrophisation et de la charge en P.

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Recommandations

Mesures de gestion « sans regrets »

Les mesures « sans regrets » de gestion de l’eutrophisation sont les mesures les plus promet‑teuses qui favoriseront une ou plusieurs améliorations de la situation des eaux eutrophes, d’après une certaine compréhension des relations de cause à effet, sans provoquer d’augmen‑tation supplémentaire de la charge en nutriments amenée par l’activité humaine dans les lacs.

• Comprendre les sources et gérer l’éventail particulier des nutriments dans les milieux eutrophes locaux apporte la clé d’une atténuation efficace à cette échelle; collectivement, cette approche devrait contribuer à régler les problèmes à l’échelle des lacs.

• Encourager l’utilisation efficace des nutriments dans les collectivités rurales et urbaines – en particulier dans les bassins hydrographiques sensibles au P – afin d’obtenir des réduc‑tions effectives des charges à la source dans les Grands Lacs.

• Évaluer les programmes d’organismes qui visent les sources ponctuelles et diffuses de P en milieu urbain, rural et agricole afin de s’assurer que leur fonctionnement est conforme aux attentes.

• Réduire les rejets de P en optimisant l’exploitation des UEEU desservant les bassins hydrographiques sensibles au P.

• Moderniser les infrastructures actuelles de gestion des eaux pluviales afin d’y implanter des solutions écologiques dans les bassins hydrographiques sensibles au P.

• Si l’écologisation des infrastructures n’est pas praticable, favoriser les normes de concep‑tion les plus strictes pour les réseaux urbains d’eau pluviale et de ruissellement.

• Accroître l’adoption par les agriculteurs de PEG favorisant l’efficacité du P et la réduction des pertes en mettant en œuvre des programmes de perfectionnement et en accroissant les efforts de ces programmes dans les bassins hydrographiques où de grands affluents provoquent des problèmes d’eutrophisation dans les Grands Lacs.

• Encourager la planification de l’utilisation des nutriments dans les terres agricoles et les élevages de bétail.

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• Encourager les PEG de conservation du sol et de l’eau afin d’accroître l’infiltration et de réduire le ruissellement et la perte de sol, et augmenter les efforts dans les bassins hydrographiques les plus préoccupants sur le plan de l’eutrophisation.

• Encourager la prise en compte des conditions hydrologiques locales pour l’épandage d’engrais sur les cultures.

• Encourager l’analyse du phosphore dans les sols pour guider les taux d’épandage de P sous forme d’engrais et de fumier.

• Encourager l’adéquation des taux, méthodes et emplacements de l’épandage de nutri‑ments par l’utilisation de l’indice de phosphore.

• Encourager la mise en place de zones tampons riveraines afin de réduire le ruissellement et l’exportation de phosphore.

• Interdire le P ou en réduire la concentration dans les engrais de pelouse utilisés dans les bassins sensibles au P. Éduquer et sensibiliser le public à l’emploi adéquat d’engrais à faible teneur en P en milieu urbain.

• Rendre obligatoire le pompage périodique des fosses septiques.

• Éduquer et sensibiliser les résidents riverains à l’aménagement et à l’entretien des fosses septiques; sensibiliser davantage les populations dans les bassins sensibles au P.

• Rendre obligatoire le débranchement des canalisations de fosses septiques reliées directe‑ment aux eaux des Grands Lacs.

Communications

• Que la CMI élabore et fournisse des produits d’information sur l’eutrophisation permet‑tant la diffusion de messages uniformes par les médias et par les organismes fédéraux, étatiques et provinciaux participants.

• Que la CMI demande à la communauté scientifique de désigner un ou plusieurs porte-parole à titre de personnes ressources pour les médias, afin d’assurer la communication soignée des incertitudes scientifiques.

• Éviter toute communication suscitant chez le public des attentes quant à l’imminence d’une solution rapide et facile au problème de l’eutrophisation; la restauration pourrait prendre plusieurs dizaines d’années, voire plus.

• Que la CMI organise une tournée des secteurs littoraux eutrophes à l’intention des élus et des médias, afin d’éduquer les principaux intervenants en communications quant à la complexité du problème de l’eutrophisation et aux options de réduction.

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Recherche et surveillance

• Réaliser des recherches sur les approches novatrices en matière de valorisation des nutriments « excédentaires » dans le milieu aquatique et de récolte de la biomasse algale excédentaire des eaux littorales à des fins bénéfiques (énergie verte, bioproduits).

• Effectuer des recherches sur la faisabilité de la fertigation et de la réutilisation des eaux usées dans le bassin afin de réduire les pertes en P.

• Réaliser l’identification spatiale des charges en polluants phosphorés dans les eaux du large et des apports en P de chaque bassin hydrographique afin d’aider à établir les priori‑tés d’atténuation.

• Élaborer et mettre en œuvre un système d’alerte précoce aux salissures algales à l’échelle du bassin des Grands Lacs, afin de protéger les lacs mésotrophes et oligotrophes.

• Faire des recherches sur l’élaboration d’un outil de calcul de l’« empreinte de phosphore » produite par les types généraux de résidents, d’entreprises et de collectivités des Grands Lacs, et s’en servir pour éduquer et sensibiliser le public aux changements de comporte‑ment à adopter pour réduire les charges en P.

• Mener une surveillance améliorée (peut-être par imagerie satellitaire) des affluents et des eaux littorales de façon régulière et durable, afin de mieux comprendre la dynamique de l’eutrophisation.

• Mener une surveillance améliorée des plages afin de déterminer la fréquence et l’occurrence des problèmes d’algues nuisibles, d’établir des valeurs de référence et d’aider à la gestion adaptative. En surveillant à intervalle fréquent les salissures algales dans les affluents, les eaux littorales et les plages, et en établissant des liens entre ces événements et les activités qui se déroulent dans le bassin hydrographique, on comprendrait mieux les sources et les causes de l’eutrophisation nuisible.

• Concevoir un programme de surveillance durable de l’efficacité de toutes les mesures de gestion de l’eutrophisation.

Activités scientifiques et travaux de suivi

• Réaliser une analyse documentaire afin de compléter l’évaluation de la FPP. Il a été im‑possible de faire ce travail pendant le cycle de priorités actuel. Cette analyse, qui demeure une composante importante d’une approche globale fondée sur la FPP, est donc à intégrer aux travaux futurs.

• Les ateliers de CCF ont permis de recenser plusieurs questions scientifiques d’importance qui justifient la recommandation de travaux de suivi aux Parties.

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• Étudier l’apport relatif des mesures de contrôle internes et externes sur la régulation de la dynamique des cladophores. Il faudra réaliser de nouveaux essais et mieux comprendre les processus spatiaux. Les modèles dynamiques actuels ne saisissent pas l’envergure des interactions entre l’habitat, la structure de la communauté de poissons et la charge en nutriments, ce qui nuit aux prévisions des effets des mesures de gestion sur les clado‑phores et la réapparition d’efflorescences d’algues bleu-vert. Il faudra mettre au point une nouvelle génération de modèles pour résoudre ces problèmes, et il importe de faire une priorité du financement de cette activité.

• Améliorer la correspondance des recherches sur la qualité de l’eau avec celles sur la quantité d’eau. Les variations de niveau et de débit de l’eau sont un élément contextuel important et mal compris du problème de l’eutrophisation. À défaut d’améliorer les liens entre les modèles de la quantité d’eau et de la qualité de l’eau, on limite l’exploration des liens entre les modifications de gestion en milieu terrestre et les réponses en milieu lit‑toral et au large dans le bassin des Grands Lacs.

• On comprend mal les liens entre la réapparition de l’eutrophisation littorale et l’oligotrophisation qui s’observe au large. De toute évidence, il faut élaborer des modèles plus complexes pour les étudier.

• Mieux caractériser les questions relatives à la dynamique du PRS, notamment par la réalisation d’études plus détaillées sur les conséquences de l’augmentation récente des concentrations de PRS.

Glossaire

cartographie cognitive floue (CCF) : Activité structurée axée sur un sujet d’intérêt, où les participants produisent une image ou un diagramme (carte cognitive) de leurs idées et concepts et des interrelations entre ceux‑ci. La CCF est particulièrement utile lorsqu’il s’agit d’élaborer la force probante de la preuve en ce qui concerne des relations de cause à effet mettant en jeu une pluralité de facteurs et un niveau d’incertitude considérable.

cladophore : Macroalgue verte ramifiée et filamenteuse qui se trouve en eau douce ou salée. La clado‑phore pousse principalement sur les substrats rocheux, mais elle s’en détache souvent et s’accumule sur le rivage, formant de vastes tapis d’algues à l’odeur nauséabonde.

dérivation littorale : Théorie selon laquelle les nutriments sont redirigés vers les eaux littorales à la suite de l’établissement de dreissenidés, entraînant l’eutrophisation (enrichissement de la teneur en nutriments) des eaux littorales et l’oligotrophisation (appauvrissement de la teneur en nutriments) des eaux du large.

dreissenidés : Famille de moules. Ici, ce terme désigne collectivement la moule zébrée et la moule quagga, deux espèces envahissantes bien établies dans les Grands Lacs.

eutrophisation : Processus par lequel un plan d’eau (soit un lac, soit une rivière ou un ruisseau à faible débit) reçoit un excédent de nutriments qui stimule la croissance excessive des végétaux. Ces nutri‑ments peuvent provenir de sources variées, notamment : les engrais épandus sur les champs agricoles,

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les terrains de golf et les pelouses de banlieue; l’érosion de sols contenant des nutriments; les rejets des usines de traitement des eaux usées. Ce surcroît de croissance végétale, qui crée des « efflorescences d’algues » ou « fleurs d’eau », réduit la teneur en oxygène dissous dans l’eau lorsque les matières végéta‑les mortes se décomposent et peut causer la mort d’autres organismes.

hypoxie : Littéralement, « faiblesse en oxygène ». Dans les lacs et les eaux littorales, désigne l’état des eaux qui ne contiennent pas assez d’oxygène dissous pour soutenir le poisson et les autres organismes aquatiques. L’hypoxie peut avoir pour cause la présence d’un excédent de nutriments dans l’eau. On appelle « apoxie » l’état de l’eau dont l’oxygène dissous est entièrement épuisé.

infrastructure verte : Notion qui met en lumière l’importance du milieu naturel dans les décisions relatives à l’aménagement du territoire. L’un des exemples les plus courants est celui de la gestion du ruissellement des eaux pluviales à l’échelle locale, par le recours à des systèmes naturels ou à des systè‑mes techniques qui imitent les systèmes naturels, pour traiter les eaux de ruissellement polluées.

Microcystis : Type d’algues bleu-vert (cyanobactéries) qui forment le plus souvent des fleurs d’eau dans les eaux des Grands Lacs; ces efflorescences sont un indicateur de l’eutrophisation. On considère parfois les algues du genre Microcystis comme une préoccupation pour la santé humaine, car elles sécrètent une toxine dont la présence est signalée par les « efflorescences d’algues nuisibles ».

oligotrophisation : Processus d’appauvrissement en nutriments ou de réduction du débit des cycles nutritifs dans un écosystème aquatique. Cet état, qui s’observe dans les eaux du large de la plupart des Grands Lacs, semble être associé à la séquestration ou à la dérivation des nutriments dans les eaux

littorales.

phosphore : Nutriment nécessaire aux processus vitaux fondamentaux de tous les organismes. Cet élément naturel se trouve sous des formes variées dans le roc, les sols et les matières organiques. Le phosphore est surtout utilisé dans la production d’engrais. Son usage est également largement répandu dans les pesticides et les détergents; on le retrouve dans toutes les eaux usées municipales et dans certaines eaux usées industrielles. L’eau de qualité supérieure est généralement faible en phosphore; dans les Grands Lacs, le phosphore est considéré comme le « nutriment limitant » de la croissance des végétaux. La réduction des concentrations en phosphore de l’eau des lacs s’est révélée la stratégie de gestion la plus efficace pour la lutte contre l’eutrophisation. Dans l’eau, le phosphore existe sous forme solide, en phase liée (phosphore particulaire) ou en phase dissoute (phosphates). Plusieurs formes de phosphore sont mesurables dans un échantillon d’eau. Le phosphore total est une mesure de toutes les formes de phosphore dissous ou particulaire. Le phosphore réactif soluble (PRS) est la forme de phos‑phore dissous ou soluble la plus accessible pour les végétaux.

pollution de source ponctuelle : Rejets de pollution dans une rivière ou un lac provenant d’une source unique (p. ex. une canalisation municipale ou industrielle).

pollution diffuse : Pollution qui pénètre dans les rivières et les lacs à partir de sources diffuses (p. ex. le ruissellement agricole et urbain, les débordements d’égouts unitaires).

Pratiques exemplaires de gestion (PEG) : Techniques reconnues comme étant les moyens les plus

efficaces et les plus pratiques d’atteindre un résultat final souhaité, telle la réduction de l’eutrophisation.

Appendix

Les appendix sont disponibles en format PDF :

http://www.ijc.org/en/priorities/2009/eutrophication/appendix

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