Lac Pavin en hiver, Auvergne

Le lac Pavin est un lac d'origine volcanique situé dans les monts Dore, en Auvergne (Massif central), sur le territoire de la commune de Besse-et-Saint-Anastaise (Puy-de-Dôme). Situé à une altitude de 1 197 ma, le lac s’est formé par phréatomagmatisme, autrement dit il s'agit d'un maar. De forme presque parfaitement circulaire avec un diamètre de 700 à 800 m et une superficie de 44 ha, il a une profondeur moyenne de 29,5 m et une profondeur maximale de 92 m, ce qui en fait le plus profond d'Auvergne (soit un volume d'environ 13 millions de m3 d'eau). Il est visité par environ 200 000 personnes par an. La rivière Couze Pavin qui passe à 300 m du lac n'est que partiellement alimentée par ce dernier. Il est d'origine très récente contrairement au massif des monts Dore. Il semble qu'il se soit formé après la période d'activité volcanique qui a créé la chaîne des Puys, soit il y a environ 6 900 ans, ce qui en fait un des plus jeunes édifices volcaniques de France métropolitaine. Il n'est pas lié à la chaîne des Puys. L'explosion qui l'a formé fut très violente : des traces de cet événement ont été retrouvées jusque dans les sédiments du lac Léman et dans d'autres lacs suisses, et le volume de l'éruption est estimé à 75 millions de m3. Par temps clair, le ciel bleu se reflétant dans l'eau, sa couleur est presque bleu-nuit. En revanche, par temps d’orage, ses eaux profondes apparaissent très sombres, ce qui lui a sans doute valu son nom de Pavin (du latin pavens, épouvantable). Les eaux oxygénées du lac Pavin abritent du zooplancton et des poissons notamment l'omble chevalier évoluant en eau profonde (30 à 70 m). Les eaux profondes ont une densité de plus de 10 millions de bactéries par millilitre d’eau (densité dix fois supérieure à celle des lacs standard), notamment des archées méthanogènes (c'est-à-dire productrices de méthane), ainsi que d'autres espèces consommatrices de ce même gaz, certaines archées parviendraient à oxyder une partie du méthane qu'elles produisent pour le consommer

Un lac unique en France métropolitaine

Mais s’il intrigue tant c’est d’abord parce que le lac Pavin est un lac méromictique, c’est-à-dire fait de deux couches d’eaux différentes et superposées. Christian Amblard est directeur de recherches honoraire au CNRS et vice-président du CSRPN Auvergne-Rhône-Alpes (Conseil scientifique régional du patrimoine naturel). Il connaît le lac par cœur. Il explique : « C’est le seul lac de ce type en France métropolitaine. Tout vient de sa formation. C’est un lac qui a une origine volcanique. On dit que c’est un lac de cratère d’explosion. Ces lacs de ce type sont généralement circulaires, profonds, le lac Pavin fait 92 mètres de profondeur, mais ces lacs ont une faible superficie. Le Pavin fait 750 mètres de diamètre. Lorsqu’un lac est très profond et qu’il a une faible superficie, il a une pente très forte. C’est cette forme qui fait la spécificité de ce lac. Il y a dans les lacs ce que l’on appelle le brassage des eaux. Tous les ans, dans les lacs, en fonction de la température et de la prise au vent, les eaux se brassent. Les eaux de surface plongent en profondeur et inversement les eaux profondes vont remonter. Alors que dans la plupart des lacs, ce brassage des eaux va jusqu’au fond, au lac Pavin, ce brassage ne va pas jusqu’au fond. Il est divisé en deux grandes zones. Il y a une zone de la surface à 60 mètres, le mixolimnion, une zone mixée, brassée et oxygénée. La zone entre 60 et 92 mètres ne va jamais être oxygénée. C’est à peu près la même couche d’eau depuis que le lac a été créé, depuis un peu plus de 6 000 ans. Comme il n’y a pas de lumière, pas d’oxygène, comme la température est stable, il y a un milieu tout à fait original. C’est cela qui caractérise ce lac, cette couche de fond qui n’est pas brassée et que l’on appelle le monimolimnion ». (...)  C’est cette couche profonde qui fait sa particularité. « Cette couche n’a pas de lumière, pas d’oxygène, beaucoup de composés chimiques comme de l’hydrogène sulfuré, du méthane. La température y est à peu près stable, entre 4 et 5 degrés. Ce sont des conditions extrêmes de vie. Et pourtant, il y a une vie microbienne extrêmement riche et abondante. Dans ce milieu on trouve en moyenne 1 million de micro-organismes par millilitre. Ce sont des communautés très diversifiées. Les trois-quarts des espèces décrites par notre laboratoire n’avaient encore jamais été décrites dans le monde » explique le scientifique. Cette vie très riche fascine les chercheurs. Son étude les ramène jusqu’aux origines de la vie. Chrisitian Amblard précise : « On peut se dire que les micro-organismes ont dû développer des métabolismes et des stratégies de vie originaux. Ca nous a permis d’aller dans deux directions. Une direction pour chercher à avoir des applications en biotechnologie. Une société innovante s’est montée pour utiliser ces assemblages de micro-organismes afin de faire des travaux en cosmétique, en dégradation de déchets non alimentaires. La seconde voie est que l’on s’est dit que les caractéristiques du fond du lac ressemblent aux caractéristiques de la soupe primitive de l’océan d’où a  jailli la vie. Il y a des études pour comprendre les premières étapes de l’évolution du vivant » confie Christian Amblard. La soupe primitive est un mélange physico-chimique décrit et étudié par les scientifiques qui cherchent à comprendre, modéliser ou reproduire les origines de la vie sur Terre.