Dans quelle mesure les propriétés de croissance bactérienne et la matière organique biodégradable dissoute contrôlent-elles la qualité de l’eau à bas

Masihullah Hasanyar, Nicolas Flipo, Thomas Romary, Shuaitao Wang, Anice Yari

Résumé

Hasanyar et al. (2020) ont montré que les paramètres de croissance nette des bactéries (taux de croissance bactérienne et taux de mortalité) sont les paramètres contrôlant l’évolution de l’oxygène dissous (O2) pendant les périodes estivales de faible débit. Cette première analyse de sensibilité a également montré de fortes interactions entre ces deux propriétés et les autres paramètres contrôlant l’évolution du système. Afin de passer outre l’effet de ces deux paramètres dominants, nous avons utilisé le modèle biogéochimique C-RIVE pour réaliser deux analyses de sensibilité (AS) de Sobol supplémentaires sur la base d’une pré-analyse du modèle dont l’objectif était de développer des scénarios d’AS permettant de réduire le nombre de paramètres du modèle et le coût de calcul ainsi que de cacher les interactions entre les paramètres. Les paramètres étudiés sont liés aux facteurs bactériens (par exemple, le rendement bactérien), à la matière organique (MO; répartition et dégradation de la MO en fractions constitutives) et aux paramètres physiques (par exemple, la réoxygénation de la rivière due à la navigation et au vent), dont les gammes de variation sont sélectionnées sur la base d’une revue bibliographique. Les résultats indiquent que la fraction biodégradable de la matière organique dissoute (BDOM) et le rendement de la croissance bactérienne sont les paramètres les plus influents dans des conditions de forte croissance bactérienne nette (= taux de croissance - taux de mortalité), tandis que le rendement de la croissance bactérienne est dominant dans des situations de faible croissance nette. Selon les résultats de cette étude, des propositions sont faites pour la mesure in situ de la BDOM dans le cadre d’un réseau de surveillance de la qualité de l’eau en zone urbaine et bien équipé qui pourrait fournir des données à haute fréquence. De plus, nous discutons de l’intégration de la BDOM dans les logiciels d’assimilation de données pour une meilleure estimation de la contribution de la BDOM à partir des conditions limites, ce qui permettrait d’améliorer la modélisation de la qualité de l’eau.

Points clés

— La décomposition de la MO par des bactéries hétérotrophes contrôle le métabolisme des cours d’eau à bas débit hors période d’efflorescence algale

— Deux analyses de sensibilité ont été réalisées afin de passer outre l’effet prédominant des croissance et mortalité bactériennes

— La matière organique biodégradable dissoute contrôle le métabolisme des rivières accueillant des communautés bactériennes à fort taux de croissance