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Créé dans les années 1980 afin de capter de l'eau issue de la Doller et du Michelbach pour réguler l'alimentation de la nappe phréatique dans laquelle l'agglomération mulhousienne puise son eau potable, le barrage de Michelbach est classé depuis 1997 en Réserve Naturelle Régionale notamment en raison de sa fonction de site d'hivernage pour de nombreux oiseaux d'eau. C'est en effet un des plus importants sites d’accueil d'oiseaux d'eau d'hivernants (plus de 180 espèces) en Alsace après le Rhin. On y trouve une majorité de canards colverts, mais aussi régulièrement des canards pilets, souchets et autres sarcelles d'hiver.
Les autres espèces présentes en hiver sont le Grand cormoran (visible sur les grands arbres près de la digue), le Harle bièvre, pour lequel le site de Michelbach est devenu le site extra-rhénan de référence.
Les habitats des vasières et zones exondées planitiaires, dus à la battance de la nappe, sont dominés par de petites héliophytes ou de thérophytes hygrophiles et amphibies, qui pour certaines (Nanocyperion), présentent des superficies remarquables au niveau alsacien. Ce sont principalement des communautés à Eleocharis palustris, Eleocharis acicularis, Ranunculus flammula, Mentha pulegium,etc.
Quelques boisements (Saulaies blanches, Aulnaies-Frênaies) bordent les rives du lac. Les rives nord exposées au sud accueillent des espèces plus méridionales et thermophiles comme le Lézard des murailles et la Decticelle chagrinée.
Le site apparait ainsi peu menacé, même si on note un envasement progressif du réservoir ou l'hypertophisation de l'eau (intrants agricoles), alors que les rivières qu'il intercepte sont concernées par des projets d'aménagement d'envergure comme la LGV Rhin-Rhône ou la seconde retenue d'eau en amont dans le vallon du Michelbach (accentuation des étiages sur la Doller en été).
Le périmètre se cale partiellement sur le périmètre de la Réserve Naturelle Régionale mais est modifié à la marge avec l'exclusion de l'aval du barrage qui constitue une barrière écologique pour de nombreuses espèces déterminantes. Le boisement attenant aux rives nord avec lisière exposée au sud est inclus comme zone de repos pour les insectes (Odonates, Orthoptères), les Reptiles et les Amphibiens. Les forêts alluviales à bois dur, en amont du lac ont été intégrées au zonage pour leur fonction écologique de corridor mais également comme zone de repos pour de nombreuses espèces alors que les prairies maigres de fauche au sud ne présentent pas d'intérêt particulier pour les espèces déterminantes et ont été éxclues.
