D'origine glaciaire, le lac de Bonlieu est alimenté par de nombreuses sources souterraines ou par de minuscules ruisseaux descendant du massif de Trémontagne qui le domine. Ce lac est également l'émissaire du Hérisson qui, quelques kilomètres plus loin, dévale en majestueuses cascades vers la vallée de l'Ain.
Paisible et miroitant, les reflets de l'écrin de verdure de ce lac s'étalent dans ses eaux bleues sombres, notamment lors des étés indiens qui l'enflamment sous des couleurs automnales.
Son sentier en sous-bois offre une des plus charmantes promenades du Jura, avec une grande variété de paysages : forêts de pente, prairies humides et tourbières. Une flore lacustre très variée peut être observée sur la rive occidentale et aux deux extrémités du lac : potamots, nénuphars, scirpe et roseaux.
Bien que la qualité physico-chimique de l’eau soit peu propice au développement d’une faune riche et variée, le lac est apprécié des pêcheurs qui y attrapent des chabots.
Deux belvédères permettent d'admirer le lac dans l'intégralité de son cadre.

Altitude : 780 m. - Superficie : 22 ha. - Longueur : 730 m. - Largeur : 300 m.
Profondeur : Maximum 15 m. / Moyenne 10 m. 

Vers 1170, Thiebert de Montfort fonda sur la rive nord du lac une abbaye de chartreux dont l'histoire fut une succession de grandeurs et de malheurs : alors que cette communauté possèdait de riches propriétés à Arbois et Montaigu, elle fut dévastée pendant la guerre de Dix Ans.
La Révolution Française fermera le monastère en 1791 qui sera converti en manufacture d'armes avant d'être vendu à un particulier. Les derniers bâtiments du couvent furent incendiés en 1944.
A son emplacement fut ensuite construit un hôtel converti aujourd'hui en logements.

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