Neuf lacs naturels du Massif de Néouvielle (Hautes-Pyrénées), étages entre 2 100 m et 2 325 m d'altitude, sont décrits et les résultats de mesures physiques et chimiques, effectuées durant quatre années consécutives, sont donnés dans ce travail.

Dans le vallon d'Estibère, quatre lacs (1,1 à 2,4 hectares - 3,2 à 5 m de profondeur) s'échelonnent de 70 en 70 m d'altitude. Ils constituent un remarquable exemple de l'évolution des ceintures végétales et du comblement des cuvettes par formation de tourbières. Quatre petits lacs du Vallon de Port-Bielh ont également été étudiés. Beaucoup plus important, le lac de Port-Bielh (16,5 hectares - 19 m de profondeur) a fait l'objet d'une étude plus suivie.

Selon leur altitude ,ces lacs sont gelés 6 à 7 mois par an. Par leurs caractéristiques morphométriques et physico-chimiques, le lac de Port-Bielh et le lac Inférieur d'Estibère se différencient des 7 autres lacs.

Le lac de Port-Bielh

Son régime thermique (fig. 8) permet de le classer dans les lacs de type dimictique subpolaire. La stabilité thermique maximum se situe à la mi-juillet (106 à 128 g-cm.cm2) ; elle décroit ensuite progressivement et devient nulle début septembre. L'apport estival de chaleur (7 186 à 8 842 cal.cm-2) représente 43 % seulement du budget calorifique annuel évalué à 17 500 cal. cm-2 pour 1968/69.

La transparence est élevée et la profondeur de visibilité du disque de Secchi est de 13,5 m en moyenne.

En été, l'eau faiblement minéralisée, a une conductivité électrique à 18° C de l'ordre de 23 mhos. La conductivité augmente nettement en profondeur pendant l'hiver où elle peut atteindre 57 mhos (fig. 11). Les bicarbonates représentent 73 % à 93 % des sels totaux. La concentration en ions Ca++(3,5 à 4,4 mg/l) et Mg++ (0,25 à 0,75 mg/l) augmente légèrement au niveau de la vase en hiver. Le fer est à l'état de traces pendant l'été ; il atteint des teneurs de 1,5 mg/l au fond du lac en hiver.

Le pH (fig. 13), toujours basique, présente d'importantes variations (7,25 à 9,52). Il augmente progressivement au cours de l'été surtout au delà de 10 m de profondeur où les valeurs sont généralement supérieures à pH 9 en août. Cette alcalinisation est la conséquence d'une diminution de la quantité de CO2 libre qui devient pratiquement nulle en été. La quasi totalité du CO2 total se présente alors sous forme de bicarbonates (fig. 14).

Une forte concentration en oxygène dissous (fig. 15 ; 120 à 135 % des teneurs à la saturation) correspond aux valeurs élevées du pH en août. La circulation automnale ramène ces teneurs à une valeur proche de la saturation. Sous la glace, la consommation d'O2 peut être évaluée à 0,01 mg/l/jour et la quantité d'oxygène dissous devient pratiquement nulle dans le fond du lac au mois de mars. La brève isothermie de printemps ne parvient pas à combler le déficit de l'hiver et les quantités d'O2 n'atteignent les teneurs de saturation que vers la mi-juillet.

Les phosphates, les nitrates et la silice sont présents à de faibles quantités dans les eaux du Port-Bielh (Tableau VI). Un appauvrissement en silice dans la zone profonde en août correspond aux sursaturations en O2 et au développement d'une diatomée planctonique.

Le lac Inférieur d'Estibère

Malgré sa faible profondeur (5 m), le lac Inférieur d'Estibère présente deux périodes de stratification thermique (fig. 18) . Les eaux de surface atteignent des températures supérieures à 16° C pendant l'été. La température des eaux du fond reste à 6° C par suite d'une alimentation par sources froides circulant sous la tourbière en bordure du lac. On peut donc le considérer comme un lac dimictique.

A cette stratification thermique se superpose une stratification chimique. L'alcalinité à 4 m est de 64 % supérieure à celle de surface. 80 % à 90 % des valeurs de la conductivité électrique sont dus aux bicarbonates.

Malgré la proximité d'une tourbière acide, le pH d'été varie entre 7,7 et 8,3 en surface alors que le pH du fond est plus alcalin de 0,5 à 0,7 unités pH. Les concentrations en oxygène dissous (fig. 18) correspondent aux valeurs du pH et on constate des sursaturations de 102 % à 127 % au-delà de 2 m de profondeur ainsi qu'une diminution de la quantité de CO2 libre.

Les teneurs moyennes en nitrates, silice et phosphates sont comparables à celles des sept autres petits lacs (Tableau VI).

Les 7 autres lacs

Ces lacs, peu profonds (5 m) et de faible superficie, sont homothermes. La température des lacs les plus bas (L. d'Anglade et Gourg Nère Inf. II) reste le plus souvent supérieure à 15° C pendant l'été, celle des lacs les plus élevés de la série (Gourguet et L. Supérieur) ne dépassent qu'exceptionnellement cette température.

Leur minéralisation présente de légères différences. Cependant, on note pour tous, au cours de l'été, une augmentation de la conductivité (Tableau II) de 50 à 100 % qui traduit une hausse de l'alcalinité (fig. 12, les bicarbonates représentant 80 % à 90 % des sels dissous.

Les valeurs moyennes du pH (Tableau IV) varient de 7,7 à 8,7 et sont maximales en août. En été les concentrations en O2 (Tableau V) sont rarement inférieures à 75 % et exceptionnellement supérieures à 110 % des teneurs à la saturation. En hiver, les phénomènes physiques consécutifs à la formation de la glace parviennent à maintenir de bonnes conditions d'oxygénation dans toute la masse d'eau (61 % près du fond au Gourg Nère Inf. II, le 7 mars 1969 sous 150 cm de glace + neige).

Les teneurs en nitrates, silice et phosphates sont faibles (Tableau VI) et leurs fluctuations au cours de l'été ne permettent pas d'y reconnaître une évolution nette.

L'étude des populations de Cladocères du Massif de Néouvielle a été poursuivie régulièrement dans 13 stations, du printemps à l'automne 1966.

Au point de vue faunistique, 19 espèces ont été récoltées : 6 appartiennent à la famille des Daphniidae, 1 à la famille des Moinidae, 3 à la famille des Macrothricidae, 9 à la famille des Chydoridae. Six de ces espèces sont nouvelles pour les Pyrénées.

Cette faune comprend un ensemble de formes à vaste répartition, dont quatre éléments à affinité boréo-alpine.

Au point de vue répartition écologique et dans le cadre des stations étudiées, il existe en fonction de l'altitude un remplacement graduel des formes eurythermes de plaine par des formes sténothermes d'eaux froides, fait déjà souligné par E. Angelier [1961]. L'altitude intervient principalement par le jeu du facteur thermique qui joue un rôle prépondérant dans la distribution des espèces. Celles-ci occupent les différents milieux selon leur optimum thermique. Elles prennent alors un développement considérable et constituent les éléments dominants et caractéristiques du peuplement. Cependant d'autres facteurs écologiques peuvent intervenir dans cette distribution, tel semble être le cas notamment de la teneur en oxygène dissous pour Eurycercus lamellatus.

Enfin il a été possible pour la région considérée, de reconnaître les trois types de biotopes littoraux suivants :

- milieux temporaires caractérisés par l'association Daphnia obtusa - Alona rectangula,

- biotopes à eaux froides, dépourvus de végétation avec l'association Macrothrix hirsuticornis - Chydorus sphaericus,

- biotopes à eaux plus chaudes, à végétation littorale bien développée, caractérisée par Simocephalus vetulus.

Toutefois, il existe entre ces deux derniers types, une série de biotopes intermédiaires caractérisés par des groupements divers : groupements à base de Simocephalus vetulus - Alona affinis ou Alona affinis - Chydorus sphaericus, selon le régime thermique, à base de Simocephalus vetulus - Eurycercus lamellatus, selon les conditions d'oxygénation.

L'étude des cycles biologiques a montré que chez toutes les espèces (littorales, planctoniques ou benthiques) le cycle vital était identique et caractérisé par un seul maximum annuel et une unique phase de gamogénèse à caractère exclusif. Il semble que pour ces populations de Cladocères d'altitude le stade éphippie soit nécessaire pour assurer le relai des espèces d'une saison à l'autre. On peut alors se demander si ce stade de repos de l'oeuf de durée est un phénomène facultatif, en liaison avec les conditions externes, ou un phénomène obligatoire et indépendant des facteurs du milieu comme cela a été montré par Nourisson [1964] sur des populations de montagne de Chirocephalus diaphanus. Des vérifications expérimentales devraient permettre de résoudre cette question.

Dans une installation d'essai, l'écoulement a été observé en présence d'obstacles simples, pour des vitesses moyennes variant de 1 à 100 cm/s. La technique utilisée a été la chronophotographie de particules d'aluminium en suspension dans l'écoulement. Ce procédé de visualisation a permis d'établir le tracé des lignes de courant et de connaître les valeurs des vitesses en des points précis. La valeur des pressions et l'amplitude des variations de pression ont été mesurées sur le fond du canal d'essai.

1. - L'évolution de l'écoulement a été observée à l'amont et à l'aval des obstacles en fonction de l'accroissement de la vitesse moyenne. Aux vitesses moyennes faibles, on observe un petit rouleau stable en aval des obstacles. Le mouvement est plus lent qu'en pleine eau. Avec l'augmentation des vitesses moyennes, à ce mouvement moyen se superpose une agitation de plus en plus importante des particules. Cette agitation traduit l'existence d'une turbulence qui devient intense aux vitesses moyennes élevées. L'instabilité du point d'attachement du rouleau entraîne l'existence de battements. Un petit rouleau évolue de façon semblable à la face amont de certains obstacles.

2. - En aval des obstacles, la longueur d'attachement du rouleau est très réduite pour des vitesses moyennes faibles. Cette longueur augmente ensuite très rapidement avec l'accroissement de la vitesse moyenne et le rouleau devient très long. L'attachement du rouleau se rapproche ensuite de l'obstacle et demeure relativement stable aux vitesses moyennes supérieures.

3. - Le rouleau aval est le plus stable pour des obstacles à arêtes vives et à face amont normale au courant. En présence d'obstacles mieux profilés, et surtout en présence d'une rampe, l'instabilité de l'écoulement est plus grande que pour les autres obstacles.

4. - Les échanges entre les rouleaux et l'écoulement général sont très réduits pour les vitesses moyennes faibles. Ils deviennent de plus en plus importants au fur et à mesure de l'augmentation des vitesses moyennes.

5. - Les variations de pression ont été enregistrées en plusieurs points du fond du canal. L'amplitude maximale des variations de pression correspond à la zone d'attachement du rouleau aval. A l'abri de l'obstacle, les oscillations sont les plus faibles sur la face aval. Sur la face amont, les variations de pression peuvent être différentes suivant la stabilité de l'écoulement au point de décollement et suivant le relief de l'obstacle.

6. - L'agitation qui règne dans les "eaux mortes" pour des vitesses moyennes élevées peut se traduire par les variations de pression. L'étude de ces variations de pression dans le temps devrait permettre une meilleure connaissance des conditions de vie au niveau même de la faune benthique.