droite|vignette|Le temps de rétention lacustre d'une masse d'eau avec :un volume de et un flux de sortie de () est de . La durée de rétention d'un lac, aussi appelée temps de séjour de l'eau d'un lac, est une grandeur calculée qui exprime le temps moyen que l'eau (ou une substance dissoute) passe dans un lac donné. En termes simples, ce chiffre s'obtient en divisant le volume du lac par le débit entrant ou sortant. Il exprime approximativement le temps nécessaire à une substance introduite dans un lac pour en être ressortie. Le temps de rétention est particulièrement important en cas de risque d'inondations ou de pollution en aval.
Durée de rétention globale Le temps de rétention global d'un lac (le temps moyen que l'eau passe dans le lac) est calculé en divisant le volume du lac par le débit moyen d'apport de tous ses affluents, ou par le débit moyen de sortie (idéalement en tenant compte de l'évaporation et de l'infiltration). Cette méthode suppose que l'eau du lac est bien mélangée (plutôt que stratifiée), de sorte que toute portion d'eau du lac est similaire à une autre. En réalité, les lacs plus grands et plus profonds sont généralement mal mélangés. De nombreux grands lacs peuvent être divisés en portions distinctes avec un faible débit entre elles. Les lacs profonds sont généralement stratifiés, l'eau profonde se mélangeant rarement à l'eau de surface. Il est souvent préférable de les modéliser comme plusieurs sous-volumes d'eau distincts .
Durées de résidence plus précises Il est possible de calculer des temps de séjour plus précis pour un lac donné, comme les temps de séjour individuels de sous-volumes (par exemple, certains bras du lac) ou la distribution des temps de séjour des différentes couches d'un lac stratifié. Ces valeurs permettent souvent de mieux appréhender l'hydrodynamique du lac. Toutefois, toute approche de ce type demeure une simplification et doit s'appuyer sur une compréhension des processus à l'œuvre dans le lac.
Deux approches peuvent être utilisées (souvent combinées) pour élucider le fonctionnement d'un lac donné : les mesures de terrain et la modélisation mathématique. Une technique courante de mesure de terrain consiste à introduire un traceur dans le lac et à suivre son déplacement. Il peut s'agir d'un traceur solide, tel qu'un flotteur conçu pour flotter de manière neutre dans une couche d'eau particulière, ou parfois d'un traceur liquide. Cette approche est parfois qualifiée d'utilisation d'un . Une autre approche de mesure de terrain, utilisant un , consiste à mesurer diverses propriétés de l'eau du lac (notamment les mouvements de masse, la température de l'eau, la conductivité électrique et les concentrations de substances dissoutes, généralement l'oxygène) à différents endroits fixes du lac. À partir de ces données, il est possible de comprendre les processus dominants qui se déroulent dans les différentes parties du lac, ainsi que leur étendue et leur durée.
Les mesures in situ ne constituent généralement pas une base fiable pour le calcul des temps de séjour, car elles ne représentent nécessairement qu'un petit sous-ensemble de lieux et de conditions. C'est pourquoi elles sont généralement utilisées comme données d'entrée pour les modèles numériques. En théorie, il serait possible d'intégrer un système d'équations hydrodynamiques avec des conditions aux limites variables sur une période très longue, suffisante pour que les particules d'eau entrantes quittent le lac. On pourrait alors calculer les temps de parcours de ces particules par une méthode lagrangienne. Cependant, cette approche dépasse le niveau de détail des modèles hydrodynamiques actuels et les capacités des ressources informatiques actuelles. En revanche, les modèles de temps de séjour développés pour la dynamique des gaz et des fluides, le génie chimique et la biohydrodynamique peuvent être adaptés pour calculer les temps de séjour de sous-volumes de lacs.
Délai de renouvellement Un modèle mathématique utile consiste à mesurer la vitesse à laquelle les apports d'eau permettent de remplir à nouveau un lac. Le temps de renouvellement est une mesure spécifique du temps de rétention, qui vise à déterminer « combien de temps faut-il pour remplacer complètement l'eau d'un lac ? ». Cette modélisation n'est possible qu'avec un bilan précis de toutes les entrées et sorties d'eau du système. Le temps de renouvellement se résume alors à la question de savoir combien de temps il faudrait aux apports d'eau du lac pour remplir la totalité du volume du bassin (en supposant toujours que les sorties d'eau restent inchangées). Par exemple, si le lac Michigan était vidé, il faudrait pour que ses affluents le remplissent complètement.
Liste des temps de résidence de l'eau du lac La durée de rétention indiquée est tirée de l'encadré d'information de l'article associé, sauf indication contraire.
Lac Localisation Pays du bassin Temps de rétention Ferden, Valais Suisse Canton de Berne Suisse Hévíz Hongrie Lac Sainte-Claire Grands Lacs Canada, États-Unis île du Nord Nouvelle-Zélande Comté de Strafford, Comté de York (Maine) États-Unis Centrale thermique de Gibson, Princeton (Indiana) États-Unis Stockholm Suède Lac Sagami Kanagawa Japon Lake Cristallina Ticino Suisse Comté de Strafford; Comté de York (Maine) États-Unis Naples, Maine États-Unis Champagne Pool Waiotapu, Île du Nord Nouvelle-Zélande Prospect reservoir Prospect (Nouvelle-Galles du Sud) Australie Stockholm Suède Comté de Lincoln (Oregon) États-Unis Lough Derg Shannon River Basin Irlande Derwentwater Lake District, Cumbria Angleterre Lac de Bienne Canton de Berne Suisse
Lac Localisation Pays du bassin Temps de rétentionVeluwemeer Flevoland, Gueldre (province) Pays-Bas Tullinge Suède Lac Kamloops Colombie-Britannique Canada Yorkshire du Nord Angleterre Lac d'Anterne Passy, Haute-Savoie France Comté de Hancock (Maine) États-UnisGrand Lac de Clairvaux Jura, Franche-Comté France Djurgården Suède Lake District, Cumbria Angleterre Huddinge, Sud du Comté de Stockholm Suède Lac de Divonne Divonne-les-Bains, Ain France Lac de Lesina Province de Foggia, Pouilles Italie Canton de Zurich Suisse Hütten, Canton de Zurich Suisse Lac de Lauerz Canton de Schwytz Suisse Halifax, Nouvelle-Écosse Canada Lac de Sobradinho Sobradinho (Bahia) Brésil Comté de Carroll (New Hampshire); Comté de York (Maine) États-Unis Huddinge Suède Halifax (Nouvelle-Écosse) Canada Lake District, Cumbria Angleterre Stockholm Suède Comté de Mayo Irlande
Lac Localisation Pays du bassin Temps de rétention Bubikon, Canton de Zurich Suisse Lac de Vouglans Jura, Franche-Comté France Canton de Zurich Suisse Stockholm Suède Chesuncook Lake Comté de Piscataquis États-Unis Comté de DeWitt (Illinois) États-Unis Lac Flagstaff Comté de Somerset (Maine) et Comté de Franklin (Maine) États-Unis Lac Coeur d'Alene Northern Idaho États-Unis Lac de Saint-Point Doubs, Franche-Comté France Bromma Suède Gainesville (Floride) États-Unis Temple (Maine) États-Unis Lac Cornu Chamonix-Mont-Blanc, Haute-Savoie France Lac du Brévent Chamonix, Haute-Savoie France Lac de Silvaplana Engadine, Canton des Grisons Suisse Loch Awe Argyll and Bute Écosse Stockholm Suède Lac de Sarnen Canton d'Obwald Suisse Lac Lovozero Péninsule de Kola, Oblast de Mourmansk Russie Drevviken Stockholm Suède Huddinge Suède Bromma, Stockholm Suède Coniston Water Lake District, Cumbria Angleterre Ullswater Lake District, Cumbria Angleterre
Lac Localisation Pays du bassin Temps de rétentionLac Khanka Heilongjiang, Chine et Kraï du Primorié, Russie Chine, Russie Lac Monona Comté de Dane États-Unis Maine États-Unis Comté de Franklin (Maine) États-Unis Lac de Greifen Canton de Zurich Suisse Uttarakhand Inde Vallée du Cachemire Inde Lac de Zurich Zurich Suisse Lac Tegern Bavière Allemagne Utah États-Unis Huddinge Suède Lake District, Cumbria Angleterre Loch Shiel Lochaber, Highland Écosse Lac de Walenstadt Canton de Saint-Gall, Canton de Glaris Suisse Maine États-Unis Lac Kootenay Colombie-Britannique Canada Lac de Morat Canton de Fribourg, Canton de Vaud Suisse Lac d'Oeschinen Oberland bernois Suisse Lac de Lessy Haute-Savoie France Grand Lac (Lacs Chiputneticook) Maine / Nouveau-Brunswick Canada, États-Unis Lac Ikeda Kyūshū Japon Lac Poyang Jiujiang Chine Faaker See Carinthie Autriche Ossiacher See Carinthie Autriche Lac de Varèse Province de Varèse, Lombardie Italie Comté de Clearwater (Minnesota) États-Unis Älta Suède Lac de Thoune Canton de Berne Suisse Maine États-Unis Huddinge Suède Loch Lomond Dunbartonshire, Central Belt Écosse Lac Balaton Hongrie Hongrie Lac Rotoroa Hamilton, Waikato, Île du Nord Nouvelle- Zélande Hawke's Bay, Île du Nord Nouvelle-Zélande Canton de Zurich Suisse Lac de Pfäffikon Canton de Zurich Suisse Réservoir de Caniapiscau Québec Canada Lac de Sils Engadine, Canton des Grisons Suisse Canton de Zoug Suisse Maine États-Unis Colombie-Britannique Canada Päijänne Jyväskylä Finlande Lac Érié Amérique du Nord Canada, États-Unis Lac Rangeley Comté de Franklin (Maine) États-Unis Lac de Brienz Canton de Berne Suisse Lac Ammer Bavière Allemagne Großer Plöner See Schleswig-Holstein Allemagne Comté de Haliburton Canada Lac de Moosehead Maine États-Unis Stockholm Suède Lac Great East Comté de Carroll (New Hampshire); Comté de York (Maine) États-Unis Lac Champlain Amérique du Nord Canada, États-Unis Lac Flathead Montana États-Unis Lac des Quatre-Cantons Suisse centrale Suisse Lac Winnipeg Manitoba, Canada Canada Lac de Paladru Isère France Lac de Hallwil Canton d'Argovie Suisse Southern Stockholm Suède Lac d'Annecy Haute-Savoie France Lac Majeur Lombardie et Piémont, Italie; Canton du Tessin, Suisse Italie, Suisse Lac Todos los Santos Région des Lacs Chili Lac de Baldegg Canton de Lucerne Suisse Lac d'Iseo Lombardie Italie Lac de Constance Allemagne, Suisse, Autriche Allemagne, Suisse, Autriche Michigan États-Unis Saanich, Colombie-Britannique Canada Lac de Côme Lombardie Italie Lac Mendota Wisconsin États-Unis
Lac Localisation Pays du bassin Temps de rétentionLac de Tibériade Galilée Israël Étang de Walden Massachusetts États-Unis Bannwaldsee Allgäu, Bavière Allemagne Lac Sebago Comté de Cumberland (Maine) États-Unis Comté de Haliburton, Ontario Canada Comté de Crow Wing, Minnesota États-Unis Lac Biwa Préfecture de Shiga Japon Comté de Hancock (Maine) États-Unis Lac de Mergozzo Piémont Italie Lac Ontario Amérique du Nord Canada, États-Unis Lac la Nonne Alberta Canada Lac de Candia Province de Turin Italie Lac d'Ägeri Canton de Zoug Suisse Loch Morar Morar, Lochaber, Highland Écosse Lac Powell Utah/Arizona États-Unis Lac Millstätter Carinthie Autriche Alberta Canada Lac Schaal Schleswig-Holstein Allemagne Lac Iliamna Borough de Lake and Peninsula États-Unis Lac du Bourget Savoie France Lac Odell Comté de Klamath États-Unis Lac de Lugano Canton du Tessin, Lombardie Suisse, Italie Lac de Neuchâtel Suisse romande Suisse Lac d'Orta Piémont Italie Weissensee Carinthie Autriche