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OSUG - Terre Univers Environnement

Tuyet T.N. NGUYEN

Biogéochimie et contaminants / soutenance le 19 décembre 2018

18 janvier 2017 ( maj : 12 décembre 2018 )

Risk of eutrophication in the Saigon River : impacts of the Ho Chi Minh Megacity (Vietnam)


directeurs de thèse : Julien Némery - Nicolas Gratiot - Phong T. Nguyen





Mots clefs

Rivière tropicale, rivière Saigon - Dongnai, eutrophisation, bilan nutritionnel, transformation, azote, phosphore, cycle de la silice, sédiments en suspension.

Résumé

La rivière Saigon, qui constitue un sous bassin du fleuve Nha Be, est située dans le sud du Vietnam. Cette rivière a une longueur d’environ 250 km et le bassin versant total à une surface de 4717 km2. Le réservoir de Dau Tieng, situé en amont de la rivière Saigon, a été construit pour mieux gérer l’irrigation, lutter contre les inondations et contrôler l’intrusion d’eau salée. En traversant HCMC, la rivière Saigon est connectée à plusieurs canaux puis rejoint la rivière Dongnai pour devenir le fleuve Nha Be qui traverse la zone de mangrove de Can Gio et se jette dans la mer de l’Est. La rivière Saigon et son bassin versant sont situés dans la plaine côtière et sont soumis au balancement quotidien des marées.
L’objectif général de cette thèse est (i) d’évaluer l’état trophique de la rivière Saigon - Dongnai, (ii) d’étudier les processus à l’origine de la dynamique des nutriments, en particulier le rôle des sédiments en suspension, du mélange turbulent et du gradient de salinité, afin d’estimer la capacité de rétention par rapport aux flux d’éléments nutritifs ; (ii) d’utiliser ces mesures de terrain et de laboratoire pour envisager une simulation numérique de ce système estuarien.
La première étape de cette thèse a consisté en une étude des concentrations en nutriments (N, P, Si) sur quatre sites d’échantillonnage dans le système de la rivière Saigon – Dongnai. Les mesures ont été réalisées deux fois par mois de juillet 2015 à décembre 2017 pour évaluer les niveaux de concentration en éléments nutritifs et l’état d’eutrophisation. Cette thèse a mis en évidence un excès de nutriments dans HCMC avec des concentrations de NH4+ et de PO43- atteignant en moyenne 0.7 mgN L-1 et 0.07 mgP L-1, respectivement. Nous avons observé que des rejets domestiques non traités entraînaient une dégradation de la qualité de l’eau de la rivière Saigon, avec une valeur extrême de biomasse algale (150 µChl-a L-1) et des périodes d’hypoxie (DO < 2 mg L-1), principalement en saison sèche. L’eutrophisation de la rivière dans la zone urbaine dense n’a pas d’effet clair en aval, car la masse d’eau eutrophie de la rivière Saigon est efficacement mélangée avec les masses d’eau de mer et de la Dongnai pendant chaque cycle de marée. Ce qui met en évidence le rôle tampon (capacité de métabolisation) de l’estuaire entre les apports amont et la mer.
Sur la base d’enquêtes de terrain et d’expérience en laboratoire, nous avons évalué les causes de l’eutrophisation de la rivière et étudié la capacité d’adsorption-désorption du phosphore sur les sédiments en suspension dans le gradient de salinité. Les enquêtes sur le terrain ont montré un impact clair de la mégapole, le P total augmentant de trois fois dans le centre de HCMC, par rapport aux valeurs en amont. En aval, dans la zone estuarienne mélangée par des marées, le P total descend à moins de 0.5 gP kg-1. Les expériences en laboratoire ont montré le rôle clé de la concentration en sédiments cohésifs en suspension sur la capacité d’adsorption de P sur les particules dans le gradient de salinité.
Dans cette thèse, nous avons également analysé une base de données des nutriments, des sédiments en suspension et des rejets d’eau de 2012 à 2016 (données du service de surveillance de la qualité de l’eau vietnamien de la province d’HCMV). Neuf sites le long de la rivière Saigon et un site dans la rivière Dongnai ont permis de déterminer l’état de référence à l’amont et à l’aval d’Ho Chi Minh Ville. Les flux calculés permettent de dresser un premier bilan sédimentaire et nutritif à l’échelle des fleuves Saigon – Dongnai, de discuter de la contribution de chaque sous bassin aux flux totaux et de dresser des hypothèses sur l’état géomorphologique et environnemental actuel et futur des zones estuariennes et côtières.

Jury :

Sarah DORNER, Professeure, Polytechnique Montréal, Canada (Rapportrice)
Florentina MOATAR, Directrice de Recherche IRSTEA, France (Rapportrice)
Josette GARNIER, Directrice de Recherche CNRS, UMR METIS, France (Examinatrice)
Jean MARTINS, Directeur de recherche CNRS, UMR IGE, France (Examinateur)
Phuoc-Dan NGUYEN, Associated Professor, HCMUT, Vietnam (Examinateur)
Julien NEMERY, Maitre de conférences HDR, Grenoble INP, UMR IGE, France (Directeur de thèse)
Nicolas GRATIOT, Directeur de recherche IRD, UMR IGE, France (Co-directeur de thèse)