Modélisation biogéochimique des nutriments dans une rivière tidale et scénario de gestion de l'eutrophisation

par Truong an Nguyen

Projet de thèse en Sciences de la Terre et de l'Univers et de l'Environnement

Sous la direction de Julien Nemery et de Nicolas Gratiot.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , en partenariat avec Institut des Géosciences de l'Environnement (laboratoire) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    Contexte : Les travaux engagés au CARE (Centre Asiatique de Recherche sur l'Eau, Vietnam) depuis 4 ans sur le zone d'étude au sud du Vietnam, ont permis l'acquisition d'une large base de données permettant aujourd'hui de mieux connaitre la dynamique biogéochimique et sédimentaire de la rivière Saigon. Cette rivière tidale est soumise à de fortes pressions anthropiques avec la présence de la mégalopole d'Ho Chi Minh City (> 8 million d'habitants). Notamment la rivière souffre d'un excès d'apport en eaux usées non traitées qui augmentent les concentrations en nutriments et en matière organique. Des blooms phytoplanctoniques sont observés en saison sèche et sont symptomatiques d'un niveau d'eutrophisation élevé. Si ce diagnostic est désormais établi, il apparait essentiel d'explorer les solutions de remédiation, en particulier grâce à la mise en place d'une modélisation hydrodynamique et biogéochimique complète. Ce type d'outil n'existe pas sur la zone d'étude et est clairement une demande forte de la part des gestionnaires vietnamiens du bassin versant (Department of Natural Ressources and Environment). Objectif : L'objectif de ce projet de thèse est de mettre en place une modélisation complète du système de la rivière Saigon capable de reproduire la dynamique sédimentaire, des nutriments et de la matière organique et du développement des algues. La base de données de terrain acquise jusqu'ici au travers de plusieurs projets de recherche permettra la calibration puis la validation du modèle. Une fois validé, le modèle sera utilisé pour explorer différents scenarios de réduction du risque d'eutrophisation (propositions d'installation de station d'épuration, réduction des apports agricoles, effet du changement climatique, etc..). Choix de modélisation : Le modèle C-GEM (Carbon-Generic Estuary Model) a été choisi pour cette étude au vu de ses capacités à prendre en compte les spécificités du site (rivière tidale, sous régime tropical à mousson). Son application au système de la rivière Saigon pourra servir de démonstrateur afin de progresser sur la problématique d'eutrophisation en milieu littoral, qui est très générique et qui concerne aussi de nombreux environnements tempérés.

  • Titre traduit

    Modeling of nutrient dynamics in a tidal river system and application to eutrophication risk management


  • Résumé

    Context: The work undertaken at CARE (Asian Center for the Research of Water, Vietnam) for the past 4 years on the study area in southern Vietnam has resulted in the acquisition of a large database that now allows us to better understand the biogeochemical and sedimentary dynamics of the Saigon River. This tidal river is subject to strong anthropogenic pressures with the presence of the megacity of Ho Chi Minh (> 8 million inhabitants). In particular, the river suffers from an excess of untreated urban waste waters that increases nutrient and organic matter concentrations. Phytoplankton blooms are observed in the dry season and are symptomatic of a high level of eutrophication. If this diagnosis is now established, it seems essential to explore remediation solutions, particularly through the implementation of a complete hydrodynamic and biogeochemical modeling. This type of tool does not exist in the study area and is clearly a strong demand from the Vietnamese watershed managers (Department of Natural Resources and Environment). Objective: The objective of this thesis project is to set up a complete modeling of the Saigon River system capable of reproducing the sedimentary dynamics, nutrients and organic matter and the development of algae. The field database acquired so far through several research projects will allow calibration and validation of the model. Once validated, the model will be used to explore different scenarios for reducing the risk of eutrophication (proposals for installation of treatment plant, reduction of agricultural inputs, etc.). Choice of model: The C-GEM model (Carbon-Generic Estuary Model) was chosen for this study in view of its capacity to take into account the specificities of the site (tidal river, under tropical monsoon regime). Its application to the Saigon River system can be used as a demonstrator to make progress on the eutrophication problem in coastal areas, which is very generic and also concerns many temperate environments.