Dynamique et modélisation de l’oxygène dissous en rivière

Abstract

La concentration en oxygène dissous en milieu fluvial varie selon un cycle diurne (24 h) qu’il est essentiel de considérer dans l’évaluation de l’état d’oxygénation d’un cours d’eau. En principe, seules des mesures en continu recueillies au cours de cycles de 24 h permettent d’évaluer correctement l’état d’oxygénation d’une rivière, ce que, en pratique, les contraintes logistiques et budgétaires ne permettent pas de réaliser. Le présent article vise à faire la synthèse des connaissances sur les facteurs de contrôle et la modélisation des variations diurnes de la concentration en oxygène dissous en rivière. Parmi les facteurs biologiques et physico-chimiques, les activités autotrophe et hétérotrophe sont les facteurs dominants responsables des variations diurnes de l’oxygène dissous. Certains modèles de qualité de l’eau permettent de modéliser la teneur en oxygène et, dans certains cas, la variation diurne. Toutefois, ces modèles sont souvent complexes, d’utilisation ardue et impliquent la mesure directe sur des cycles de 24 h des variables qui régissent la concentration en oxygène dans le milieu. Une démarche est proposée pour l’élaboration d’un modèle et a été appliquée dans une étude de cas réalisée dans la rivière Saint-Charles (Québec, Canada). Un modèle simple (une fonction sinusoïdale) dont les paramètres ont été corrélés à la température et à la concentration moyenne en nitrate a permis de générer des valeurs simulées d’oxygène dissous très proches des valeurs observées in situ. Un modèle alternatif utilisant des valeurs ponctuelles de température et de concentration de nitrate a donné des résultats équivalents. L’approche proposée constitue donc une alternative simple et pratique à la mesure en continu de l’oxygène et permet une évaluation plus réaliste de l’état réel d’oxygénation d’une rivière que la prise de mesures ponctuelles.