La dynamique des bassins versants sous l'angle de l'analyse chimique à haute fréquences des rivières

Watershed dynamics through high-frequency chemical analysis of rivers

• Auteur / Autrice : Paul Floury
• Direction : Jérôme Gaillardet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre. Géochimie
• Date : Soutenance le 26/09/2017
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : James W. Kirchner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Gaillardet, James W. Kirchner, Tanguy Le Borgne, Jean-Marie Mouchel, Gaëlle Tallec, Marie-Claire Pierret, Olivier Devauchelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tanguy Le Borgne, Jean-Marie Mouchel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biogéochimie

Zone critique de la Terre

Orgeval (France ; cours d'eau)

Bassins hydrographiques

Cours d'eau

Eau -- Chimie

Mots clés libres

Haute fréquence

Bassin Versant

Critical Zone

River Lab

High Frequency

Watershed

Critical Zone

River Lab

Résumé

Notre connaissance des mécanismes d’acquisition de la chimie des eaux continentales est limitée par la fréquence des prélèvements qui peuvent être réalisés sur le terrain. Échantillonner une rivière tous les 15 jours, c’est négliger une variabilité de sa composition qu’on commence à suspecter et qui renseigne sur des processus ou des variations de sources de courte période intégrés sur l’ensemble du bassin versant. L’automatisation des prélèvements et la mesure en temps réel est un défi important non seulement du point de vue de la compréhension des mécanismes contrôlant la chimie des eaux, de leur dynamique temporelle, des relations entre concentrations et débits, mais aussi du point de vue appliqué pour la détection des pollutions ponctuelles. Ce développement intéresse les professionnels de l’eau qui ne sont pas à ce jour contraint par la loi, mais qui pourraient le devenir. Dans le cadre du projet équipex CRITEX, un prototype de maison chimique appelé ”RiverLab”, véritable laboratoire d’analyses en temps réel sur le terrain a été développé et installé en novembre 2014 sur la bassin versant expérimental de l’Orgeval, un site étudié depuis 50 ans par les équipes de l’IRSTEA. Ce prototype est destiné à être déployé sur deux autres sites du réseau national des bassins versants (dispositif SOERE). Nous nous focalisons sur les deux principaux forçages naturels que subi un bassin versant à savoir les apports de précipitations et l’énergie solaire revisité sous l’angle de la haute fréquence

Our knowledge of the mechanisms of acquisition of inland water chemistry is limited by the frequency of sampling that can be carried out in the field. Sampling a river every 15 days means neglecting a variability in its composition that is beginning to be suspected and which informs processes or variations of short-term sources integrated over the entire catchment area. The automation of sampling and real-time measurement is an important challenge not only from the point of view of understanding the mechanisms controlling water chemistry, their temporal dynamics, the relations between concentrations and flows, but also from the point of view of applied for the detection of point pollution. This development is of interest to water professionals who are not yet legally constrained, but who could become so.As part of the CRITEX team project, a prototype of a chemical house called "RiverLab", a real laboratory for real-time field analysis, was developed and installed in November 2014 on the experimental watershed of Orgeval, a site studied for 50 years by the IRSTEA teams. This prototype is intended to be deployed on two other sites of the national watershed network (SOERE device). We focus on the two main natural forces that have undergone a watershed, namely precipitation inputs and solar energy revisited in terms of high frequency