Climat
La formation de glace et de frasil sur le lac Saint-Laurent influe fortement sur la régularisation du débit du fleuve St‑Laurent. Il est souvent nécessaire de réduire ce débit pour laisser la glace se former une couverture sûre et stable. Toutefois, les méthodes modernes de gestion des glaces ont considérablement réduit la fréquence et l’ampleur des embâcles ainsi que les inondations locales que la rivière causait auparavant.
Niveau de l’eau
Le Conseil international du lac Ontario et du fleuve St‑Laurent surveille et régularise le débit du barrage Moses-Saunders, qui influe sur le niveau d’eau du lac Saint-Laurent. Le Conseil régularise le débit du lac Ontario en suivant le Plan 2014 de régularisation, adopté en 2017 et élaboré conformément à l’Ordonnance[2] de 2016 approuvée par la Commission mixte internationale (CMI).
Le Conseil tient le public informé du niveau d’eau et de la régularisation du débit. Il collabore avec son Comité de gestion adaptative des Grands Lacs et du fleuve St‑Laurent (GAGL), qui surveille l’efficacité des plans de régularisation du réseau des Grands Lacs et du fleuve Saint‑Laurent[3].
Le niveau d’eau du lac Saint-Laurent dépend de plusieurs facteurs, notamment du niveau d’eau du lac Ontario ainsi que des effets du vent, de la glace, de la végétation aquatique, du fonctionnement hydroélectrique de pointe du barrage Moses-Saunders (c.‑à‑d. des variations du débit d’eau au cours de la journée visant à répondre le plus efficacement possible à la demande d’électricité) et du débit du fleuve. Comme la régularisation du débit des turbines se fait à travers le barrage, à l’extrémité aval de son réservoir, ces deux derniers facteurs causent un effet hydraulique intéressant. Autrement dit, lorsqu’on accroît leur débit, le niveau d’eau du lac Saint-Laurent baisse, alors que lorsqu’on le réduit son niveau d’eau monte. Une série de modules d’apprentissage en ligne[4]traitent de ce phénomène et d’autres processus (comme les pointes de production, la gestion de la glace, le fonctionnement du barrage d’Iroquois, les effets du vent).
Caractéristiques hydrauliques
En 1952, la CMI a approuvé le lancement d’un projet de construction transfrontalier. En 1953, la Federal Power Commission délivrait à la New York Power Authority (NYPA) un permis l’autorisant à développer la section du barrage hydroélectrique Moses-Saunders située sur la frontière canado-américaine. En 1954, le président Dwight D. Eisenhower signait une loi autorisant la construction du barrage et de la Voie maritime du St‑Laurent. La production d’électricité a commencé en juillet 1958 et le 27 juin 1959, la Reine Elizabeth II et le vice-président Richard M. Nixon ont consacré officiellement la Voie maritime du St‑Laurent et la centrale hydroélectrique comme symboles de coopération internationale[5].
La centrale Moses-Saunders génère de l’électricité pour la province de l’Ontario et pour l’État de New York. Le Conseil indique à Ontario Power Generation (OPG) et à la New York Power Authority (NYPA) les volumes de débit qu’il faut laisser passer par les différents ouvrages de régularisation qui se trouvent sur le lac.
OPG possède et exploite la centrale hydroélectrique R.H. Saunders située dans la section canadienne du barrage Moses-Saunders. Cette centrale a une capacité de 1 045 mégawatts[5]. OPG exploite aussi le barrage d’Iroquois situé à l’extrémité amont du lac Saint-Laurent. Ce barrage à vanne ne sert pas à produire de l’électricité, mais à réduire le niveau d’eau élevé du lac Saint-Laurent et à gérer les glaces. Il empêche le lac Saint-Laurent de causer de graves inondations.
La NYPA possède et exploite la centrale hydroélectrique Robert Moses située du côté américain du barrage hydroélectrique Moses-Saunders. En 1981, la NYPA a rebaptisé sa section du barrage le St. Lawrence-Franklin D. Roosevelt Power Project pour rendre honneur au fondateur de la NYPA. Cette centrale a une capacité de 912 mégawatts[5].
La construction du barrage Long Sault s’est terminée à la fin des années 1950. Ce barrage est aussi exploité par la NYPA. Il s’agit du deuxième barrage par lequel le débit du lac Saint-Laurent peut se déverser. Cet énorme déversoir arqué ne génère pas d’électricité.
Comme ces barrages endiguent le fleuve, on a construit des écluses à chaque extrémité du lac pour que les navires puissent les contourner. L’écluse d’Iroquois se trouve à côté du barrage d’Iroquois, à l’extrémité amont. À l’extrémité aval, les navires passent par les écluses Eisenhower et Snell.
En 1968, la CMI a autorisé l’Office de protection de la nature de la région de Raisin à rediriger un débit maximal de 0,7 m3/s du lac Saint-Laurent à Long Sault (Ontario) dans la dérivation de 26 km de la rivière Raisin afin d’accroître le faible débit de cet affluent. La rivière Raisin se jette ensuite dans le fleuve Saint‑Laurent en aval de Cornwall. L’Office de protection de la nature indemnise OPG pour tout volume d’eau contournant le barrage qui s'élève au‑delà d’une valeur de base fixe, que l’on ne dépasse d’ailleurs que très rarement.
La station d’épuration du village de Massena (New York) tire moins de 0,1 m3/s d’eau du lac Saint-Laurent par la conduite d’eau brute de 600 mm d’une structure que l’on appelle Massena Intake[5]. Un peu au nord du barrage hydroélectrique se trouve le canal de Cornwall. Cette structure d’entrée d’eau déverse continuellement environ 5 m3/s par ce canal historique pour que l’eau ne stagne pas. La Ville de Cornwall (Ontario) tire environ 0,5 m3/s d’eau du lac Saint-Laurent par une prise d’eau située près du canal de Cornwall.