Erosion et transferts de matières en suspension, carbone et métaux dans le bassin versant du Fleuve Rouge depuis la frontière sino-vietnamienne jusqu’à l’entrée du delta

Thi Ha Dang

Description

Sous la direction de Henri Etcheber, Alexandra Coynel
Thèse soutenue le 18 mars 2011: Bordeaux 1
Erosion et transferts de matières (i.e. matières en suspension-MES, associées avec le carbone et les éléments traces métalliques - ETM) par les fleuves et rivières sont contrôlés par des facteurs naturels (ex. géologie, climat) et peuvent être significativement modifiés par les pressions anthropiques et/ou, le changement climatique. En se basant sur une banque de données de concentrations en MES et de débits, à hautes résolutions temporelles (journalières) sur le long terme (1960-2008) à l’exutoire du bassin versant du Fleuve Rouge (Chine/Vietnam), les taux d’érosion ont été estimés en moyenne à 600 t/km²/an avec des valeurs variant de 160 à 1330 t/km²/an selon les années. Cette large gamme de taux d’érosion est liée fortement aux conditions hydrologiques interannualles, mais aussi à la présence de réservoir de HoaBinh en 1989. En effet, à partir 1989, chaque année, 50% de matières transportées par le Fleuve Rouge sont piégées dans ce réservoir, correspondant à un taux de sédimentation dans le réservoir de 52 à 200 cm/an. La variabilité spatiale des flux de MES du bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam suggère que les MES du Fleuve Rouge viennent principalement de l’érosion en amont du bassin versant (~80%), contrairement à ce que l’on observe pour le flux liquide (~21%). De plus, l’échange des processus érosion-transport-sédimentation dans la partie médiane du bassin versant dépend fortement des conditions hydrologiques ; à l’inverse, une forte sédimentation a été observée à l’entrée du Fleuve Rouge dans le delta, quelle que soit la condition hydrologique. De même, dans la partie vietnamienne du Fleuve Rouge, les facteurs majeurs influant sur le taux d’érosion seraient les maximas d’élévation et la pente moyenne du bassin. Un suivi hebdomadaire à bimestriel en 2008-2009 des paramètres biogéochimiques (carbone et ETM) ont permis de caractériser la qualité des eaux et des particules sur l’ensemble du bassin versant du Fleuve Rouge. Les concentrations en carbone organique (particulaire et dissous) dans les eaux du Fleuve Rouge sont relativement faibles et majoritairement d’origine allochtone. Les concentrations en carbone inorganique dissous (CID) sont très importantes, en faisant le composé majoritaire (60-90%) des eaux du Fleuve Rouge, en relation avec la présence de roches carbonatées dans le bassin versant. En terme de concentrations en ETM, la qualité des eaux et des particules transportées dans le bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam peut être qualifiée de mauvaise dans la partie amont et de médiocre en aval. L’étude de la répartition entre phase dissoute et phase particulaire a montré que l’essentiel des transferts se fait sous forme particulaire pour plupart des ETM (excepté Mo), dû aux forts taux d’érosion mécanique. De plus, l’étude à haute résolution spatiale (40 points) réalisée sur l’ensemble bassin versant du Fleuve Rouge au Vietnam des concentrations en ETM et de leur spéciation (dissous et particulaire) a mis en évidence de fortes anomalies géochimiques dans la partie amont. Enfin, l’identification des signatures géochimiques des particules érodées a révélé des signatures similaires entre les particules de l’amont et de l’aval du Fleuve Rouge, démontrant une contribution quasi-exclusive de la partie chinoise aux flux de matière (80-95% au flux total).
-Asie
-Tropical
-Fleuve Rouge
-Érosion
-Transport
-Sédimentation
-Matière en suspension carbone
-Éléments traces métalliques
-Carbone
-Flux
Erosion and transfer of suspended particulate matter (SPM), and associated elements (e.g. carbon, trace metal elements-ETM) by river are attributed to a combination of natural parameters related to geology and climatic influences and affected by human disturbance. Based on an extensive dataset of daily water discharge and SPM concentrations between 1960 and 2008 at the outlet of the Red River system, the annual SPM yield of the Red River is estimated at 600 t/km²/yr (ranged between 160 and 1330 t/km²/yr). This large range of sediment yield is strongly related to the inter-annual hydrological conditions and the operation of the HoaBinh Reservoir in 1989. In fact, the HoaBinh Reservoir reduces annual SPM delivery to the delta by half after 1989, i.e. the mean sedimentation rate of 52-200 cm/yr. The spatial variability of SPM fluxes in the Red River watershed suggests that most SPM were eroded from the upstream catchment located in China (80%), contrasting the water discharge with only 21%. In addition, the complex processes of erosion/sedimentation occurring in the middle Red River basin strongly depend on hydrological conditions; in contrast, an important sedimentation was observed at the entry point to the Red River Delta whatever the hydrological conditions. The major factors controlling the spatial variation of the sediment yields of the Vietnamese Red River watershed are maximum elevation and mean surface.During 2008-2009, high resolution sampling (weekly to bimestrial) of biogeochemical parameters (carbon and ETM) were performed at five key sites along the Red River system. The organic carbon (particulate and dissolved) concentrations in the Red River are relatively low and mainly allochtonous; in contrast, the dissolved inorganic carbon are very important and is the major carbon form (60 -90%) in relation to the abundance of carbonate rocks in the Red River watershed. In terms of ETM concentrations, the quality of water and SPM transported in the Vietnamese Red River watershed can be classified as poor upstream and as mediocre downstream. The study of the partition between the dissolved and particulate phases showed that most ETM transported in the Red River are in particulate phase (except Mo), due to the high mechanical erosion rate. In addition, high spatial resolution study (40 sites) performed in the Vietnamese Red River watershed of ETM concentrations and their speciation (dissolved and particulate) has highlighted strong geochemical anomalies in the upstream Red River. Finally, the identification of geochemical signals showed a similarity in the geochemical signal of particulate metal transport between upstream and downstream of the Red River, suggesting a contribution quasi-exclusively from the upstream part (in China) in the ETM fluxes of the Red River (80 -95%).
-Asia
-Tropical
-Red River
-Vietnam
-Erosion
-Transport
-Sedimentation
-Suspended particulate matter
-Carbon
-Trace metal elements
-Sông nhiệt đới
-Sông Hồng
-Việt Nam
-Xói mòn
-Chuyển tải
-Lưu lượng
-Chất rắn lơ lửng
-Các-bon
-Kim loại nặng
Source: http://www.theses.fr/2011BOR14236/document

Sujets

• Asie
• Fleuve Rouge
• Érosion
• Sédimentation
• Élément-trace métallique
• Rivière Rouge

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 9 Mo

Extrait

N° d’ordre : 4236
THESE
présentée à
L’UNIVERSITE BORDEAUX 1
Ecole Doctorale Sciences de l’Environnement

Par Mlle Thi Ha DANG

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR
Spécialité : Biogéochimie et Ecosystèmes


EROSION ET TRANSFERTS DE MATIERES EN SUSPENSION, CARBONE
ET METAUX DANS LE BASSIN VERSANT DU FLEUVE ROUGE DEPUIS
LA FRONTIERE SINO-VIETNAMIENNE JUSQU’A L’ENTREE DU DELTA

Thèse soutenue le 18 Mars 2011


Devant la commission d’examen formée par :
M. Gérard Blanc, Pr, EPOC, Univ. Bordeaux 1 Président du Jury
M. Christian France-Lanord, DR, CRPG, Vandoeuvre les Nancy Rapporteur
Mme. Josette Garnier, DR, CNRS, UMPC, Paris Rapporteur
M. Sylvain Ouillon, DR, IRD, LEGOS, Toulouse Examinateur
M. Georges Vachaud, DR Emérite, LTHE Grenoble Examinateur
M. Didier Orange, CR, IRD, Hanoi, Vietnam Encadrant Scientifique, Vietnam
Mme. Lan Anh Le, Pr, Institut de Chimie, VAST, Hanoi, Vietnam Encadrant Scientifique, Vietnam
M. Henri Etcheber, CR, CNRS, EPOC, Univ. Bordeaux 1 Directeur de thèse
Mlle Alexandra Coynel, MCU, EPOC, Univ. Bordeaux 1 Co-directrice
Remerciements
C’est un plaisir de rédiger cette page de remerciements. Beaucoup de personnes ont
participé à l’élaboration de ce travail et je tiens à remercier ici l’ensemble des personnes avec
qui j’ai pu travailler au cours de ma thèse, sur le terrain et au laboratoire, tant au Vietnam
qu’en France. Je dois dire que ces trois années de thèse ont largement rempli leurs promesses,
en me donnant l’occasion tout d’abord de participer à des campagnes de terrain, passionnantes
à tous points de vue, humains et scientifiques.
J’aimerais avant tout remercier mes deux directeurs de thèse : Alexandra Coynel et
Henri Etcheber pour leur confiance, leur soutien et la qualité de leur encadrement
scientifique très différent mais complémentaire qui m’ont permis de mener ce travail à son
terme.
- En premier lieu, je voudrais remercier de tout mon cœur Alexandra Coynel pour
tout ce qu’elle a fait pour moi. Cette thèse ne serait pas ce qu’elle est sans son soutien et son
enthousiasme. Sa gentillesse et sa grande compétence m’ont permis de poursuivre ma thèse en
toute sérénité de bout en bout. Elle m’a toujours « sauvée », soit dans le travail, soit dans la
vie quotidienne car la vie est très dure pour Ha. Et c’est elle qui m’a beaucoup « interrogée »
(sur les cahiers de terrain et de laboratoire, les fichiers d’analyses et de calculs, la liste
d’échantillons, les bases de données de MAPINFO…et qui voulait couper mes doigts si elle
repèrait des fautes quelle méchante, pauvre Ha). Merci beaucoup Alex de m’avoir
supportée jusqu’à la fin (je sais que je suis très chiante !!!).
- Je tiens fortement à exprimer tous mes remerciements à Henri Etcheber pour avoir
accepté de m’encadrer depuis mon Master 2. Je le remercie également pour nos rendez-vous
manqués (en dimanche, 14 juillet ou fin de la journée) car il m’a souvent oublié !
Mes remerciements particuliers vont également à mes deux encadrants scientifiques au
Vietnam : Lan Anh pour son large soutien, sa sympathie et la liberté qu’elle m'a accordée
tout au long de ce travail ; Didier Orange pour sa grande confiance depuis 6 ans quand il a
accepté d’encadrer mon stage de Maîtrise et pour m’avoir aidé depuis mon Master 2. Je le
remercie sincèrement pour m’avoir aidé à découvrir la Science et aussi la France.
J’exprime également tous mes remerciements à Gérard Blanc pour m’avoir accueillie
au sein de son équipe, pour ses encouragements tout au long de la thèse et pour avoir accepté
d’être le président de mon jury de thèse.

Je tiens à remercier tous les membres de mon jury :
- Monsieur Christian France – Lanord qui a accepté de rapporter ce travail de
thèse ;
- Madame Josette Garnier, second rapporteur de ce travail. Je la remercie
également pour ses encourgaments au cours de la thèse.
- Monsieur Sylvain Ouillon et Monsieur Georges Vachaud d’avoir accepté de
juger ce travail de thèse. Je les remercie sincèrement pour leurs
encouragements permanents au cours de la thèse et pour tout ce qu’ils font
pour les recherches environnementales et à la formation au Vietnam.
Je dois beaucoup pour la partie analytique aux ingénieurs et techniciens qui m’ont
initiée au travail en salle blanche et aidée dans mes analyses : Gilbert Lavaux, Cécile Bossy,
Lionel Dutruch pour l’ICP-MS, Jean-Pierre Lissalde pour les dosages de mercure, Hervé
Derriennic pour le carbone, et Gérard Chabaud pour la granulométrie. Merci à Antoine
Marache – « chef de notre groupe » pour ses tests statistiques et sa patience lors des attentes
les soirs (bien que quelques fois je n’étais pas contente car il m’a enlevé mon Alex). Merci à
Eric Maneux pour son aide depuis mon Master 2, pour les figures de l’ADCP, pour sa
patience lors de l’impression nocturne des posters (malheureusement je n’ai pas eu le prix du
meilleur poster pour le partager avec lui et pour m’acheter une paire de chaussures). Merci à
Jörg Schafer (même s’il a voulu me couper les cheveux pour faire des dosages). Merci à
Michèle Frayssinet et Marjorie Schmeltz pour leur relecture en français et en anglais.
Un grand merci à Claire Vaguener pour le tamisage des sédiments, à Lauren Grace-
Chenot pour l’accompagnement sur le terrain, à Marine Deschatre– « Capitaine de
mercure » (Je suis Général de rien) pour tes deux excellents stages sur le Fleuve Rouge et
aussi pour notre collaboration dans le futur (il reste à négocier un voyage au Canada avec
Alex !). Je vous souhaite à toutes une bonne continuation !
J’adresse tous mes remerciements à l’Ambassade de France au Vietnam pour
m’avoir attribué une bourse me permettant de financer 15 mois de thèse en France. Je
lle meremercie particulièrement M Fleur et M Giang pour la gestion des bourses. Je voudrais
également remercier le service d’accueil des étudiants boursiers du Gouvernement Français -
CROUS Bordeaux pour leur aide et leur sympathie durant mon séjour à Bordeaux.
Ma reconnaissance va également à l’équipe IRD au Vietnam : M. Jacques Boulègue
me
– représentant de l’IRD au Vietnam, Thierry Henri de Tureau, Pascal Jouquet, M Giang
(ancienne secrétaire de Didier) pour leur aide, leur gentillesse durant mon séjour là bas.
Merci beaucoup à Minh pour les bons moments que l’on a passés ensemble sur le terrain
(avec ma moto) mais aussi à laboratoire (à l’IRD et au VAST) ; à anh Duc, anh Loi, anh Huy,
chi Giang, chi Ha, cô Loan, cô Vân, chu Môn, bac Gian de l’Insitut de Chimie pour ses
gentilleses durant mon séjour au VAST.
J’exprime aussi mes remerciements à Philippe Bertrand, directeur de l’UMR 5805
EPOC durant ma thèse, pour son accueil, et à Jacques Giraudeau pour le soutien et les
encouragements concernant les demandes de financements et pour m’avoir assuré les
meilleures conditions de travail possibles. Merci beaucoup à Cathy pour le service
bibliothèque mais aussi pour les bons moments passés tous les matins. Merci à Mimi, Nicole,
Sandrine et Nathalie pour leur gentillesse et pour s’être occupée de mes contrats et mes
voyages entre Bordeaux et Hanoi. Merci à Jean-Michel et à Hubert pour le service
informatique, ainsi qu’à Joël pour les bonbons du matin (quel réconfort en période de stress),
et à Georges pour les blagues (dans le couloir et dans le bureau). Merci beaucoup à Emilie,
Rim, Florent, Benjamin et Camille pour votre amitié et votre sympathie au bureau ainsi
qu’aux autres doctorants de l’équipe, Laurent, Aurélie qui terminent leur thèse, et Nicole-
Victoria qui vient d’arriver (bon courage à toi).
Mes distingués remerciements s’adressent à Patrice Castaing pour sa grande
gentillesse et ses constants encouragements depuis mon Master 2 (et je vous souhaite une
bonne retraite) ; à Cécile Grosbois pour m’avoir initiée à la minéralogie et m’avoir accueillie
à Tours.
meJe dois remercier aussi mon ancien professeur, M Tran Thi My Linh, qui m’a
suivie à chaque pas, m’a orientée vers la chimie environnementale et sans qui je n’aurais pas
eu l’occasion de découvrir la France.
Je ne peux pas non plus oublier de mentionner mes amis français et vietnamiens en
Europe : Philippe, Amadu, Floriane, Denis, LeAnh, Hoa, Quynh, Thuy, HaiAn, Loi,
Phuong, Binh, Tuan, Toan, Hoi, Anh, Thiet…ainsi que ma famille au Vietnam, qui m’ont
aidée, soutenue et encouragée tout au long de la réalisation de ce travail.
Encore, merci à tous …