Eutrophisation: un phénomène naturel amplifié par les rejets des activités humaines

Fonctionnement d'un écosystème aquatique en équilibre

Eutrophisation progressive d’une zone côtière estuarienne

Dans le milieu aquatique, il existe une grande variété d'organismes vivants tels que bactéries, phytoplancton, zooplancton, insectes, macrophytes (nénuphars, roseaux, joncs, etc.), poissons, etc. qui dépendent tous les uns des autres et du milieu dans lequel ils vivent.
Pour vivre en équilibre, la présence dans le milieu aquatique de substrats alimentaires (éléments nutritifs), de gaz carbonique et d'oxygène dissous, et de lumière sont nécessaires. Ainsi, les végétaux qui captent l'énergie solaire peuvent se développer grâce à la photosynthèse active, et fabriquer de l'oxygène. Ces végétaux servent ensuite de nourriture aux herbivores, qui sont eux-mêmes mangés par des carnivores : c'est ce que l'on appelle la chaîne alimentaire.
Dans les profondeurs, les bactéries aérobies se nourrissent des végétaux et autres organismes morts. Elles retransforment la matière organique en éléments minéraux par oxydation (grâce à l'oxygène).

Phase d'eutrophisation

A l'origine, l'eutrophisation est un phénomène naturel d'enrichissement des eaux en sels nutritifs (nutriments). Aux apports naturels se sont ajoutés les apports anthropiques (nitrate, phosphate) dont l'augmentation rapide récente a fortement contribué à amplifier ce phénomène ¹ et est venu rompre l'équilibre de l'écosystème.
On observe alors une prolifération des végétaux aquatiques tels que les algues, et c'est tout l'écosystème aquatique qui se trouve perturbé. La biomasse végétale générée se trouve momentanément en excédent par rapport aux capacités d'assimilation du zooplancton, du benthos filtreur et des poissons planctonophages. Ces accumulations de biomasse induisent la pullulation de bactéries responsables de la décomposition de la matière organique morte : par leur intense respiration, ces bactéries épuisent l'oxygène nécessaire au bon fonctionnement de l'écosystème. La raréfaction de l'oxygène provoque alors la disparition de certaines espèces de poissons, d'invertébrés et conduit à une perte de la diversité biologique. La récurrence annuelle de cette situation favorise le développement de certaines espèces aux dépens d'autres organismes sensibles.
Ce phénomène d'anoxie (absence d'oxygène dans l'eau) et la présence de composés toxiques issus des dégradations incomplètes, inactivent progressivement les bactéries responsables de l'épuration du milieu. Les débris organiques s'accumulent produisant ce qui devient visible dans les vieux plans d'eau : la vase.

Phase de dystrophisation

Dans le cadre de dystrophisation c'est tout le processus de vie et de mort qui s'emballe ! Les apports continuels de nutriments stimulent la prolifération des organismes pendant des périodes de l'année de plus en plus longues. Les bactéries épuisent l'oxygène du milieu très rapidement. Ainsi, la production continuelle de biomasse morte dépasse les capacités de recyclage du milieu.
On assiste alors à une opacification du milieu. Le rayonnement solaire pénètre de moins en moins, la photosynthèse se ralentit, l'oxygène vient à manquer : le milieu s'étouffe.
La masse de déchets organiques s'épaissit, l'absence d'oxygène ne permet plus le processus de recyclage, les phénomènes de fermentation anaérobie (sans besoin d'oxygène) prennent le relais. Ces derniers conduisent à des décompositions inachevées des déchets et libèrent de l'ammoniaque et de l'hydrogène sulfuré : les chaînes alimentaires sont interrompues et le milieu devient hostile à un grand nombre de formes de vie. Cet état extrême peut affecter des étangs ou des lacs, mais aussi des lagunes littorales saumâtres (« malaïgues » méditerranéennes causées par la putréfaction d'algues vertes), voire, momentanément, de grandes étendues sous-marines côtières (Baltique et détroits du Danemark, nord de l'Adriatique, baie de Vilaine en Bretagne en été 1982).