Lac de Petit-Saut

Le lac fait 60km de long sur 60km de large, ce qui en fait la plus grande surface immergée française, avec une profondeur de 35 mètres en son centre^[1]. Elle recouvre près de 350 km² de forêt primaire^[1]. Le volume est estimé à 3,5 milliards de mètres cubes^[1],[2]. Le temps de résidence moyen des masses d’eau y est estimé entre 5 et 6 mois^[1],[3].

Le lac-réservoir est alimenté toute l'année par le fleuve Sinnamary (débit moyen de 190 m3/s) et par les criques Courcibo, Leblond et Tigre^[1].

Le lac est stratifié, quasi méromictique, avec une couche supérieure oxygénée depuis la surface jusqu’à 7 m de profondeur et une couche inférieure anoxique comprend des produit de la dégradation de la matière organique et des éléments relargués par le substrat^[1]. La concentration en oxygène est corrélée à la température dans la partie supérieure, et est est généralement proche de la saturation à la surface.

La température du lac oscille entre 25 degré Celsiuset 30 degré Celsius avec une thermocline qui se situe entre 5 m et 10 m selon la saison et le site^[4].

Le pH est influencé par la composition du sol (ferralitique et contenant des minéraux acides) et par les précipitations acides, avec un épilomnion à 6,1 ± 0.3 et un hypolimnion à 5,6 ± 0.5^[1].

La dégradation des sols ferreux produit un hypolimnion riche en fer^[1]. La saison sèche y augmente la concentration, tandis qu'elle diminue durant la petite et longue saison des pluies^[1]. Le sol ferreux réagit avec le sulfure d'hydrogène présent dans l'eau, formant des complexes de sulfures de fer^[1]. La présence de sulfure est associé à un assemblage de bactéries vertes oxydantes du genre Chlorobium, qui montre des cycles de développement montrant un maximum durant la saison sèche^[5]. Des bactéries réductrices sont également présentent sous le chemocline^[6], produisant des cycles au sein du lac^[1].

Une partie de la matière organique piégée sous l'eau lors de la construction du barrage s'est décomposée, provoquant des rejets de sulfure d'hydrogène, de dioxyde de carbone et de méthane^[7]. Une étude de 2023 montre que la forêt ennoyée elle-même n'émet que très peu de gaz à effet de serre et au contraire séquestrent près de 2 600 tonnes d'équivalent carbone à l'échelle de la retenue par an grâce au biofilm qui les recouvre^[8]. La production de gaz à effet de serre par les sols est par contre encore majeure, et continue d'être alimenté par des apports de carbone organique issus des affluents du lac^[8].

Le socle amazonien, souvent ferrallitique, est naturellement riche en mercure^[9] Ce mercure est libéré lorsque le sol est déplacé, notamment dans le cadre de l'exploitation de l'or, mais il est également introduit dans le milieu naturel de manière artificielle pour amalgamer l'or dans les exploitations illégales.

Le lac de Petit-Saut, par sa zone anoxique, est un lieu d'altération du cycle du mercure, issu des affluents, l’atmosphère, les sols et la végétation ennoyés^[1]. Le mercure historiquement arrivé dans le lac est issu à plus de 95% de sources naturelles (dégradation des sols et végétation)^[1]. La zone anoxique du lac, sous l'épilimnion, ainsi que l'interface eau-sédiment, sont les zones les plus favorable à la réduction et à la méthylation du mercure en monométhylmercure^[1],[4], plus toxique car plus facilement absorbé par les organismes vivants. La méthylation est surtout produite par les bactéries présentent en zone anoxique, planctoniques^[10] ou présentes dans les biofilms accrochés aux troncs immergés.

Le lac montre des concentrations moyennes en méthylmercure de 0,50 ng/L, soit plus de dix fois celles mesurées en amont^[1],[11], qui sont donc exportées vers l'aval via la turbines du barrage^[1]. Ce mercure est emporté par le Sinnamary jusqu'au réseau trophique de l'océan Atlantique qu'il va durablement contaminer (avec bioconcentration chez les carnivores et nécrophages)^[12].

Une étude de l'Office français de la biodiversité de 2024 montre que les arbres ennoyés sont très bien conservés sous la surface, « presque pétrifiés », et couvert de biofilms composés notamment d'organismes photosynthétiques^[13]. La situation anoxique du lac fait de cette forêt un puits de carbone évalué à 2 600 tonnes d'équivalent carbone par an à l’échelle de la retenue^[13].

Les prélèvements menés entre 1997 et 2000 montrent une richesse spécifique de 61 espèces de poissons^[14]. Il était de 67 en 1994, juste après la mise en eau, et diminue progressivement jusque 1996 où il atteint 43 espèces, pour réaugmenter par la suite^[14].

Les poissons en aval du barrage accumulent plus de mercure que ceux pris en amont^[15],[1] avec des quantités jusqu’à dix fois supérieures pour l’espèce Curimata cyprinoides^[1]. Le taux de mercure supérieur à la norme de l'OMS est davantage présent dans les poissons carnivores (entre 75 et 100% des poissons), mais absent des poissons herbivores^[16].

Les données issues de la base naturaliste "Faune Guyane" et d'une étude de l'OFB de 2023 donnent 351 espèces d'oiseaux observées sur le lac^[13]. Selon l'OFB, 128 de ces espèces sont protégées par l’Arrêté du 25 mars 2015 fixant les espèces d’oiseaux protégées en Guyane, donc neuf protégées avec leur habitat et contre la perturbation intentionnelle^[13]. Au moins deux de ces espèces (Faucon orangé et Pic or-olive) ont été observées nichant dans les arbres ennoyés^[13].

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  Buse urubu
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  Buse urubu juvénile
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  Faucon des chauves-souris ou Faucon orangé

La population de loutres géantes du lac de Petit-Saut est la plus importante au monde^[13], avec jusqu'à 10% de la population mondiale^[17]. Une étude de l'OFB de 2023 montre la quasi-omniprésence de la Loutre géante sur le lac, les îlots centraux étant très fréquentés et utilisés pour l’élevage des jeunes^[13].

Une étude de l'Office français de la biodiversité de 2023 montre la présence d'au moins 33 espèces de grands mammifères, dont neuf protégées^[13].

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En 1992, 195 sites archéologiques ont été identifiés sur la zone du lac, appartenant à différentes périodes, la majorité étant désormais sous l'eau^[18]. Au total, des fouilles préventives ont été menées en amont de la construction du barrage par l’Association pour les fouilles archéologiques nationales entre 1989 et 1995, permettant de mettre au jour 273 sites amérindiens sur 310 km^2[19].

Dans le cadre de l'exploitation de l'or, des voies ferrées sont installées pour faciliter le transport du minerai. Entre Saint-Elie et la crique Tigre, une voie de 32,5km est construite à partir de 1887^[20]. Les derniers 7,5 km ainsi que la « gare Tigre » sont engloutis lors de la mise en eau du barrage en 1994^[20].

Le camp servant à l'incarcération de détenus indochinois, condamnés pour s'être révolté contre l'autorité coloniale en Indochine française, est ouvert de 1933 à 1939. Ses vestiges sont visibles sur les berges du lac^[21].

Les vestiges d'une ancienne drague aurifère sont visibles sur les berges du lac^[22],[23].