Modèle biogéochimique RIVE unifié pour simuler la qualité des eaux de surface continentale

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2022.vol05

Résumé
Depuis ses premières publications en 1994, le modèle de biogéochimie aquatique RIVE a été implémenté dans plusieurs modèles du programme PIREN-Seine, notamment dans pyNuts-RiverStrahler, ProSe/ProSe-PA et Barman. Il est aujourd’hui codé en plusieurs langages : Python, ANSI C, Fortran, etc. Après plus de 30 ans de recherche au sein du PIREN-Seine, l’évolution parallèle de ces codes, les adaptations numériques inhérentes aux langages de programmation et l’ajout de nouvelles fonctionnalités posent la question de leur comparabilité et de leur compatibilité.
Lancé dès le début de la phase 8 du programme PIREN-Seine, le projet RIVE-unifié vise à harmoniser les processus biogéochimiques dans ces codes et à renforcer la collaboration des équipes de recherche impliquées dans le développement du modèle. Pour cela, la dégradation de la matière organique par les bactéries hétérotrophes a d’abord été révisée et est représentée par le modèle « HSB ». Ensuite, la dynamique des producteurs primaires dans les différents codes a été comparée. Le modèle RIVE unifié prend maintenant explicitement en compte l’effet nycthéméral pour les différents groupes du phytoplancton. Le module du carbone inorganique existant dans le code pyRIVE (Python) a été récemment implémenté dans le code C-RIVE (ANSI C).
Toutes ces dynamiques permettent de représenter les cycles du carbone, des nutriments et de l’oxygène dans le milieu aquatique. La comparaison des simulations produites par les deux codes (RIVE unifié en Python et RIVE unifié en ANSI C) montre que les résultats sont très similaires pour l’ensemble des variables biogéochimiques de la colonne d’eau. Pour le module de sédiment benthique, l’effet de la lumière sur les bactéries, les périphytons/macrophytes et le devenir des micropolluants devraient faire l’objet de futurs développements dans RIVE unifié.

Points clefs

• RIVE unifié est prêt pour simuler la qualité des eaux de surface ;
• RIVE unifié est implémenté en Python (pyRIVE) et ANSI C (C-RIVE) et leur comparabilité est confirmée par les simulations d’un cas-type « bassine » ;
• L’harmonisation des modules benthiques fera l’objet de futurs développements pour RIVE unifié.