La technologie Xylem contribue à l’étude des réseaux hydrographiques

Un centre de recherche a établi un partenariat avec la marque YSI de Xylem pour un projet visant à surveiller la qualité de l’eau sur l’ensemble du fleuve Mississippi. Avec l’aide de la solution de Xylem, le National Great Rivers Research and Education Center (Centre national de recherche et d’éducation sur les grands fleuves – NGRREC) souhaite créer un réseau mondial de plateformes pour la surveillance en temps réel de la qualité de l’eau des grands fleuves.

Depuis des milliers d’années, le développement de la civilisation humaine est étroitement lié aux grands fleuves. Au fil du temps, l’humanité a modifié ces écosystèmes et continue à le faire aujourd’hui. Pour protéger l’environnement et les économies autour des grands fleuves, des études doivent être menées afin de comprendre comment et pourquoi ces écosystèmes évoluent.

Le NGRREC étudie les grands réseaux hydrographiques, les bassins qui les alimentent ainsi que leurs liens avec les communautés qui y vivent. Le centre bénéficie d’un emplacement stratégique : une station dans l’État de l’Illinois, à l’endroit où les rivières Missouri et Illinois se jettent dans le Mississippi. Fondé en 2002, le centre est le fruit d’un partenariat entre l’Illinois Natural History Survey (Institut d’histoire naturelle de l’Illinois), l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign et le Lewis and Clark Community College.

Un réseau de plateformes de surveillance de la qualité de l’eau

Depuis plus de 20 ans, les partenaires formant le NGRREC prélèvent des échantillons individuels d’eau dans le Mississippi pour contrôler sa qualité. Cependant, les échantillons étaient recueillis à différents intervalles, sur une zone étendue. Ainsi, les évolutions à court terme, par exemple le régime de crues sur une semaine, n’étaient pas relevées.

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Le centre a cherché une méthode plus complète pour recueillir les données et repérer les évolutions sur le Mississippi. L’objectif est de fournir des données aux décideurs pour modifier les politiques, d’améliorer la gestion durable du cours d’eau et de mieux comprendre les grands fleuves. C’est dans cette optique que le centre a lancé un nouveau projet : le Great Rivers Ecological Observation Network (Réseau d’observation écologique des grands fleuves – GREON).

Le programme GREON vise à créer un réseau de plateformes pour la surveillance en temps réel de la qualité de l’eau des grands fleuves. Le réseau permettra aux scientifiques de comparer et de mettre en parallèle différents fleuves. Ils pourront également lutter contre des problèmes importants tels que la charge nutritive, la charge solide et le changement climatique.

YSI conçoit la plateforme PISCES

Le NGRREC a établi un partenariat avec YSI afin de concevoir et de mettre en service une balise de surveillance capable de recueillir en continu et en temps réel des données sur la qualité de l’eau et le phytoplancton. En mai 2013, la première balise a été mise en service sur le réseau hydrographique du Mississippi supérieur. Le système de balise a été baptisé plateforme PISCES (Pontoon for In-situ Characterization of Environmental Systems – bouée pour caractérisation in-situ des systèmes écologiques).

La plateforme PISCES est équipée d’une sonde EXO2 d’YSI, d’un capteur UV à nitrate, d’un capteur météorologique et d’un enregistreur de données. Elle a été testée sur un bras mort du Mississippi, et cet essai a montré qu’elle fournissait des données précises et fiables. Dans les deux années qui ont suivi, le NGRREC a acquis et mis en place sept plateformes PISCES entièrement équipées.

Trois de ces unités sont situées sur le chenal principal du Mississippi, deux se trouvent sur des bras morts du fleuve, et deux ont été installés sur des réservoirs du bassin versant. Ces stations de surveillance continue ont permis de combler les lacunes dans les données issues de l’échantillonnage individuel.

La surveillance des nutriments privilégiée

Grâce à la mobilité de la plateforme flottante, l’équipe de recherche était capable de réagir rapidement et de déplacer les unités afin de traiter un thème de recherche spécifique si elle le souhaitait. À terme, le programme souhaite déployer les plateformes sur les grands fleuves du monde entier.

Suite à la mise en place d’un réseau important de capteurs sur les grands fleuves et leurs affluents par le U.S. Geological Survey (l’Institut d’études géologiques des États-Unis), le programme GREON n’a plus besoin d’allouer autant de ressources à la surveillance générale du chenal principal du Mississippi. Ainsi, la mission du GREON a légèrement évolué pour mettre davantage l’accent sur la surveillance des nutriments dans le réseau. Cela appuie le travail du NGRREC sur l’hypoxie, un phénomène dans lequel la concentration d’oxygène dissous dans la colonne d’eau diminue pour atteindre un niveau qui ne permet pas aux organismes aquatiques de survivre.

Partage de données via une application en ligne

Le programme GREON est renforcé par un autre projet collaboratif du NGRREC, le Great Lakes to Gulf Virtual Observatory (Observatoire virtuel des Grands Lacs au golfe). Cette application géospatiale interactive fournit des informations sur les ressources en eau du Mississippi et de ses affluents. Elle permet aux utilisateurs de visualiser les données et les couches géospatiales contextuelles de nombreuses sources accessibles au public sur une interface cartographique commune.

Pour leurs travaux portant sur les stratégies de réduction des nutriments, l’Hypoxia Task Force (groupe de travail sur l’hypoxie) de l’EPA (Environmental Protection Agency) et d’autres organismes locaux s’appuient sur cette base de données. Elle constitue un outil convivial pour visualiser les données sur les nutriments et la qualité de l’eau.

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