Nitrate et phosphore : les premiers responsables de l'eutrophisation

Quatre facteurs favorisent l'eutrophisation :
- En premier lieu, l'enrichissement des eaux en éléments nutritifs (phosphate et nitrate essentiellement) permet au phytoplancton, aux algues et aux végétaux aquatiques de se développer.
Toutefois, certaines conditions physiques doivent être réunies dans le milieu aquatique pour permettre un développement intense de la végétation :
- une température de l'eau comprise entre 15 °C et 25 °C.
- une intensité et une durée d'éclairement importante (optimum au printemps) qui procure aux végétaux l'énergie nécessaire au processus de photosynthèse,
- un ralentissement local des courants.
En eau douce, le déboisement des berges permet aux algues et aux végétaux aquatiques de s'implanter facilement et provoque une augmentation de la température de l'eau. Par effet indirect, la production de végétaux dans les cours d'eau augmente sa température et de ce fait entretient leur développement tout au long de la rivière.

Origines de l'eutrophisation en eau douce

Disponibilité de l’azote et du phosphore par rapport aux besoins des végétaux dans les eaux douces

Même si l'azote, qu'il soit sous forme de nitrate ou d'ammonium, est nécessaire à l'apparition du phénomène d'eutrophisation en eau douce, le phosphore est l'élément déterminant car contrairement à l'azote, il n'a pas de phase gazeuse atmosphérique, où certains groupes d'algues peuvent trouver une réserve quasi-illimitée. Le phosphore est présent en faible quantité, ce qui rend le développement de la plupart des algues et des végétaux difficile. Le phosphore se trouve ainsi en position de facteur « limitant » ou « contrôlant » la multiplication des algues. Dans les plans d'eau il est très rapidement épuisé par un groupe d'algues, les diatomées, mais redevient disponible aux autres groupes d'algues quand la silice, nécessaire aux seules diatomées, devient le facteur limitant pour ces dernières. Quand tout le stock de phosphore de la colonne d'eau est utilisé on voit apparaître les cyanophycées ou cyanobactéries de façon très visible à la surface de l'eau. Parallèlement, les fortes productions des autres groupes d'algues ont entraîné une anoxie des couches profondes libérant ainsi le phosphore pour ces algues bleues capables, pour certaines d'entre-elles, de fixer l'azote atmosphérique.

Origines de l'eutrophisation dans les eaux côtières

Disponibilité de l’azote et du phosphore par rapport aux besoins des algues dans les eaux côtières

Dans les milieux côtiers, pour le phytoplancton, le phénomène est aussi complexe, du fait de la succession d'espèces au cours de la saison. Ainsi, au printemps, c'est le phosphore qui est souvent considéré comme le facteur limitant. Ensuite, au cours de l'été, l'azote et la silice apparaissent comme limitants. De nombreux spécialistes considèrent qu'azote, phosphore et silicium sont rares et qu'ils sont plus ou moins co-limitants en période estivale ¹ . Pour le développement des algues vertes, les ulves, il est reconnu que l'azote représente toujours le facteur contrôlant de cette prolifération en raison de la forte disponibilité du phosphore dans les eaux très côtières et de la très forte nitrophilie des ulves.