Le lac de Petit-Saut est le lac de retenue formé par le barrage éponyme. D'une superficie de plus de , il s'agit du plus grand lac français. Il est limité en aval par le barrage de Petit-Saut et en amont par le Saut Takari Tanté. Il est caractérisé par ses arbres morts issus de l'ennoiement consécutif à la création du barrage.
Caractéristiques physico-chimiques du lac Le lac fait 60 km de long sur 60 km de large, ce qui en fait la plus grande surface immergée française, avec une profondeur de en son centre. Elle recouvre près de de forêt primaire. Le volume est estimé à 3,5 milliards de mètres cubesHuynh et al., 1997. Le temps de résidence moyen des masses d’eau y est estimé entre 5 et 6 moisSissakian, 1997.
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.
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 qui comprend des produits de la dégradation de la matière organique et des éléments relargués par le substrat. La concentration en oxygène est corrélée à la température dans la partie supérieure, et est généralement proche de la saturation à la surface.
La température du lac oscille entre et avec une thermocline qui se situe entre et selon la saison et le site.
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.
La dégradation des sols ferreux produit un hypolimnion riche en fer. La saison sèche y augmente la concentration, tandis qu'elle diminue durant la petite et longue saison des pluies. Le sol ferreux réagit avec le sulfure d'hydrogène présent dans l'eau, formant des complexes de sulfures de fer. La présence de sulfure est associée à un assemblage de bactéries vertes oxydantes du genre Chlorobium, qui montre des cycles de développement montrant un maximum durant la saison sècheDumestre et al., 1999. Des bactéries réductrices sont également présentes sous le chemoclineDumestre et al., 2001, produisant des cycles au sein du lac.
Puits et émission de carbone
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 méthaneGosse P., Dumestre J.‑F., Richard S., 2002. Dissolved methane and oxygen modelling in an equatorial river downstream of a new reservoir. Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie, 28, 1454-1458.. 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 séquestre près de d'équivalent carbone à l'échelle de la retenue par an grâce au biofilm qui les recouvreActualisation de la synthèse scientifique et technique relative au projet d'exploitation des bois immergés de la retenue de Petit Saut, Jean-Marc Baudoin, Marina Ciminera, Cecile Richard-Hansen, 2023. La production de gaz à effet de serre par les sols est par contre encore majeure, et continue d'être alimentée par des apports de carbone organique issus des affluents du lac.
Réacteur biogéochimique à mercure Le socle amazonien, souvent ferrallitique, est naturellement riche en mercureRoulet M. et Grimaldi C. (2001) Le mercure dans les sols d’Amazonie. Origine et comportement du mercure dans les couvertures ferrallitiques du bassin amazonien et des Guyanes. Éditions IRD, 121-166. 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. Le mercure historiquement arrivé dans le lac est issu à plus de 95% de sources naturelles (dégradation des sols et végétation). 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, plus toxique car plus facilement absorbé par les organismes vivants. La méthylation est surtout produite par les bactéries présentes en zone anoxique, planctoniques ou présentes dans les biofilms accrochés aux troncs immergés.
Le lac montre des concentrations moyennes en méthylmercure de , soit plus de dix fois celles mesurées en amontCOQUERY M., COSSA D., AZEMARD S., P ERETYAZHKO T. et CHARLET L. (2003) Methylmercury formation in the anoxic waters of the Petit-Saut reservoir (French Guiana) and its spreading in the adjacent Sinnamary River. Journal de Physique IV 107, 327-331, qui sont donc exportées vers l'aval via la turbines du barrage. 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)Hydroécol. Appl. (2006). Tome 15, pp. 1-18. DOI : 10.1051/hydro:2006007. Chercheurs d'or et contamination par le mercure des systèmes aquatiques continentaux de Guyane - Risques à l'égard des populations humaines. A. Boudou1, R. Maury-Brachet1, G. Durrieu1, M. Coquery2 et C. Dauta3..
Patrimoine naturel thumb|Arbre immergé du lac de Petit-Saut couvert de plantes épiphyte.|left Forêt ennoyée thumb|Forêt immergée dans le lac de Petit-Saut. Une étude de l'Office français de la biodiversité de 2024 montre que les arbres ennoyés sont très bien conservés sous la surface, , et couvert de biofilms composés notamment d'organismes photosynthétiques. La situation anoxique du lac fait de cette forêt un puits de carbone évalué à d'équivalent carbone par an à l’échelle de la retenue.
Ichtyofaune thumb|Geophagus surinamensis dans le lac de Petit-Saut. Les prélèvements menés entre 1997 et 2000 montrent une richesse spécifique de 61 espèces de poissons. 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.
Les poissons en aval du barrage accumulent plus de mercure que ceux pris en amontBoudou et al., 2005 avec des quantités jusqu’à dix fois supérieures pour l’espèce Curimata cyprinoides. 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.
Avifaune 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. Selon l'OFB, 128 de ces espèces sont protégées par l’Arrêté du fixant les espèces d’oiseaux protégées en Guyane, donc neuf protégées avec leur habitat et contre la perturbation intentionnelle. Au moins deux de ces espèces (Faucon orangé et Pic or-olive) ont été observées nichant dans les arbres ennoyés.
Loutres La population de loutres géantes du lac de Petit-Saut est la plus importante au monde, avec jusqu'à 10% de la population mondiale.. 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.
Mammifères terrestres vignette|Singes atèles dans un ébène vert en fleur sur un ilot du lac.
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.
Autres animaux vignette|Caïman gris sur les berges du lac.|left
Patrimoine culturel En 1992, 195 sites archéologiques ont été identifiés sur la zone du lac, appartenant à différentes périodes, la majorité étant désormais sous l'eau. 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 . Gare Tigre 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.. Les derniers ainsi que la « gare Tigre » sont engloutis lors de la mise en eau du barrage en 1994. Bagne de Annamites
Le camp servant à l'incarcération de détenus indochinois, condamnés pour s'être révolté contre l'autorité coloniale en Indochine française, est ouvert de à . Ses vestiges sont visibles sur les berges du lac..
Drague Speranza Les vestiges d'une ancienne drague aurifère sont visibles sur les berges du lac..
Activités humaines Production d'électricité
Le lac a été créé par l'ennoiement d'une partie du fleuve Sinnamary et de ses alentours par la mise en place du barrage hydroélectrique de Petit-Saut en 1994.
La société Voltalia exploite également le bois issus de l'abatage des arbres immergés (voir infra) pour alimenter une centrale à biomasse à proximité du lac qui devrait produire 81 GWh d’électricité par an.
Début 2023, l'autorité environnementale a donné un avis sur un projet d'installation de panneaux solaires flottants sur une surface de 4,8ha à proximité immédiate du barrage.
Tourisme Le lac est une destination touristique de Guyane, en particulier pour les sorties en kayak et d'observation de la faune et de la flore.. Pour les touristes résidents, le lac est en 2022 la troisième destination après les Îles du Salut et les marais de Kaw-Roura.
Néanmoins les prestataires touristiques considèrent que l'exploitation des bois ennoyés les oblige à changer leurs activités, notamment en passant du kayak à la pirogue à moteur...
Recherche scientifique Le Muséum national d'histoire naturelle a installé sur les berges du lac la station scientifique de Saint-Eugène.
Entre 1990, avec le projet de barrage, et 2021, EDF a mis en place un comité scientifique pour coordonner la recherche sur le lac..
Transport de personnes et de biens Le lac est le seul moyen d'accès (hors hélicoptère) pour se rendre dans la commune de Saint-Elie et y acheminer les marchandises.. Il s'agit également de l'accès utilisé par les concessions aurifères autorisées de la communehttps://www.guyane.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/dossier-ep-t1_da_concession_smse_da_22122016.pdf, dont la concession de la société Auplata qui nécessite le transport de cyanure en barque sur le lachttps://www.guyane.gouv.fr/contenu/telechargement/6997/39105/file/RAPPORT+ENQUETE+AUPLATA+2015+ST+ELIE.pdfhttps://www.mrae.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/2024apguy4_installation_miniere_dieumerci_amg_saintelie.odt.pdf pour son procédé cyanuration..
Exploitation des bois ennoyés thumb|Coupe d'arbres immergés dans le lac de Petit-Saut. En 2017, après l'abandon du projet par d’autres candidats, les entreprises Voltalia et Triton annoncent vouloir couper, remonter et utiliser les bois submergés du lac à l'horizon 2020-2021 et demandent les autorisations. Le projet prévoit un investissement de plus de 100 millions d'euros.
En , la société Triton débute la coupe, avec un an de retard par rapport au projet.. Une association (l’Association préservons Petit-Saut / A2PS) est créée en opposition à ce projet.
Production de bois thumb|Barge de transport d'arbres coupés dans le lac de Petit-Saut. Sur les 6 millions de mètres cubes de bois immergés estimés, la convention établie avec l'ONF donne l'autorisation à la société Triton d'en couper 5 millions sur une période de 30 ans.. Le projet prévoit d'exploiter 130 000m par an pendant 25 ans, dont 120 000 serviront à la production d'énergie (92 %) et 10 000 de bois d’œuvre (8 %) dont une partie sera dédiée à l'export.
Le directeur de l'entreprise annonce que 43 % de la superficie du lac seront exploités.
Impact sur la biodiversité L’ONF et la SEPANGUY pensent que le projet ne peut être mené sans impacts environnementaux.