Incertitudes des flux transportés par les rivières (matière en suspension, nutriments, sels dissous) : vers un système expert d'optimisation des méthodes de calcul

Uncertainties on annual fluxes transported by rivers (suspended solids, nutrients, dissolved salts) : towards an expert system for the optimization of calculation methods

• Auteur / Autrice : Sébastien Raymond
• Direction : Florentina Moatar-Bertrand, Michel Meybeck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance le 31/01/2011
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Marie-George Tournoud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Mailhot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Marie Mouchel, Chantal Gascuel-Odoux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polluants de l'eau

Eau -- Pollution par les nutriments

Géomorphologie fluviale

Modèles mathématiques

Sédiments (géologie) -- Transport

Teneur en sodium

Sédiments fluviaux

Sels fondus

Nutriments

Sédiments en suspension

Incertitude

Mots clés libres

Fréquence d'échantillonage

Résumé

L’originalité de la thèse est de considérer des catégories de matériaux très divers (matières en suspension, nutriments dissous et totaux, ions dissous) pour des bassins couvrant une grande gamme de variabilité hydrologique (2000 années-stations de concentrations et débits journaliers en France, Europe et Etats-Unis pour des tailles de 600km² à 1 000 000 km²) et en testant 9 méthodes de calcul des flux innovantes ou couramment utilisées.Pour chaque méthode de calcul, la comparaison des flux annuels estimés à partir des suivis discrets et des flux annuels de référence permet d’évaluer les incertitudes en termes de biais et d’imprécisions. Ces incertitudes ont pu être étudiées en lien avec la variabilité hydrologique, hydrochimique et sédimentologique des matériaux.Les résultats de la thèse sont donc de deux ordres : (1) fondamental, avec la mise en relation des incertitudes avec les deux facteurs de contrôle –W2% et b50sup- qui caractérisent les variabilités des débits et des concentrations, (2) appliqué, avec l’optimisation des suivis en terme d’intervalle d’échantillonnage et de durée de calcul des flux et la détermination des incertitudes sur les populations de flux déjà publiées.

The originality of the thesis is to consider various materials (suspended particulate matter, total and dissolved nutrients, total dissolved solids) for basins which cover a wide range of hydrological variability (2000 stations-years of daily concentrations and discharge in France, Europe and United-States for size of 600 km² to 1 000 000 km²) and for 9 innovative or commonly used flux calculation methods. For each calculation method, the comparison of annual fluxes estimated from discrete surveys with reference fluxes enables to assess uncertainties in terms of bias and imprecision. These uncertainties have been studied in relation to hydrological, hydrochemical and sedimentological variability, The results of the thesis are twofold: (1) fundamental, linking uncertainties with two control factors –W2% et b50sup- which characterize the discharge and concentration variability, (2) applied, with the optimization of surveys function of sampling interval, duration of flux calculation and determination of uncertainties on the populations of fluxes already published.