Lac Kivu

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Lac Kivu
Lac Kivu
Lac Kivu
Administration
Pays Drapeau de la République démocratique du Congo République démocratique du Congo,
Rwanda Rwanda
Géographie
Coordonnées 2° 03′ 44″ S 29° 07′ 24″ E / -2.062238, 29.123383 ()2° 03′ 44″ Sud 29° 07′ 24″ Est / -2.062238, 29.123383 ()  
Superficie 2 700 km2
Longueur 89 km
Largeur 48 km
Altitude 1 463 m
Profondeur 485 m
Volume 500 km3
Hydrographie
Émissaire(s) Rusizi

Géolocalisation sur la carte : Rwanda

(Voir situation sur carte : Rwanda)
Lac Kivu

Géolocalisation sur la carte : République démocratique du Congo

(Voir situation sur carte : République démocratique du Congo)
Lac Kivu

Le lac Kivu est l'un des Grands Lacs d'Afrique et l'un des trois lacs méromictiques de ce continent.

Le Rwanda et le Lac Kivu

Il se situe entre la République démocratique du Congo et le Rwanda, aux coordonnées 2° 03′ 44″ S 29° 07′ 24″ E / -2.062238, 29.123383 ().

Le lac Kivu se déverse par la rivière Ruzizi, qui alimente au sud le lac Tanganyika. Il a gagné une triste notoriété lors du génocide au Rwanda de 1994, de nombreuses victimes y ayant été jetées.

Le lac couvre une superficie totale de 2 700 km2 et se situe à une altitude de 1 460 m au-dessus du niveau de la mer. Le premier Européen ayant accédé au lac fut un Allemand, le comte von Götzen, en 1894.

Au fond du lac, environ 500 m de sédiments recouvrent le socle cristallin précambrien. Au nord du lac, des anomalies magnétiques sont dues à d'anciens épanchements volcaniques[1]. la salinité approche 4°/°° au fond du lac.

Les villes congolaises de Goma et Bukavu sont voisines du lac. Au Rwanda, ce sont Gisenyi, Kibuye et Cyangugu.

C'est dans ce lac que l'on trouve Idjwi, la plus grande île à l'intérieur du continent africain avec une longueur de 40 km et une superficie de 285 km2.

Origine du lac Kivu[modifier | modifier le code]

Elle est différente de celle des autres lacs congolais qui sont pour la plupart « tectoniques » comme le montre d'ailleurs sa configuration morphologique, qui est celle d'un lac de barrage : nombreuses baies et îles, ces dernières disparaissant vers le nord.

Ce sont les volcans des montagnes des Virunga qui ont barré l'écoulement sud-nord d'un réseau hydrographique qui prenait ses sources sur le plateau des Bafulero, près du mont Mulhi[2].

Ce lac est caractérisé par une forte stratification thermique[3] et chimique (CO2 et méthane assez fortement "piégés" dans les eaux profondes, mais pourrait épisodiquement être brutalement libéré avec des risques graves pour la population et la faune[4]).

Méthane[modifier | modifier le code]

Dans les années 1950/1960, des chercheurs belges ont montré que ce lac recelait du méthane[5] et du CO2 (d'origine magmatique[6]).

La genèse de ce méthane et l'explication de son accumulation ont été longtemps discutée[7] ; On a notamment pensé qu'il était d'origine volcanique et/ou issu de matière organique en décomposition, et on cherche à mieux comprendre le fonctionnement des puits de méthane (dans les couches supérieurs oxygénées du lac, certaines bactéries méthanotrophes[8] dégradent le méthane avant qu'il ne gagne l'atmosphère)[9] du lac.

Puis, les données apportées par deux expédition conduites sur le lac, de même qu'une réévaluation des données acquises antérieurement ont ensuite conclu que l'essentiel de ce méthane est biogénique et récent ;
il aurait été formé par des organismes autrefois classés comme « bactéries méthanogènes » et aujourd'hui reclassés parmi les Archées, un groupe de procaryotes distinct des vraies bactéries et vivant dans les eaux anoxiques profondes, appartenant au groupe peu connu des crenarchae[10]). Ces bactéries auraient synthétisé du méthane à partir de dioxyde de carbone et d'hydrogène (qui sont eux tous abiogéniques). [11].

On a ensuite supposé qu'une petite partie du méthane serait thermocatalytique, le reste étant issu d'une transformation du CO2 en méthane par des bactéries méthanogènes[6].

Gisemement exploitable ?[modifier | modifier le code]

Le lac vu de l'espace

On a récemment démontré qu'en profondeur (à partir d'une profondeur d'environ 300 m), en raison du système local de convection/diffusion particulier (superpositions de cellules de convection conservant une certaine stabilité[1] [12]), caractérisé par un mélange turbulent diapycnal faible et un transport vertical par diffusion dominé par un phénomène de double diffusion (à partir de 120 m en février 2004)[13] (conséquence d'un gradient élevé de salinité, et donc de densité et d'entrées de sources subaquatiques à différentes profondeurs, également responsables d'une teneur anormale de l'eau en zinc[1]). Contrairement aux systèmes connus de double diffusion naturelle ou étudiés en laboratoire, ici le CO2 et le CH4 dissous contribuent de manière significative à la stratification en couches, avec des équilibres inhabituels entre l'effet stabilisateur de sels dissous et l'effet déstabilisateur de la température. Des couches mixtes épaisses de 0,48 m en moyenne semblent néanmoins être en état de convection active, « l'épaisseur moyenne des interfaces (0,18 m) étant étonnamment constante et indépendante de la stratification à grande échelle. Les flux thermiques verticaux sont en bonne corrélation avec les mesures de température à travers les interfaces »[13].
Des changements sont observés dans le lacs (réchauffement des eaux profondes, renforcement de la chimiocline principale qui évoque un débit accru des sources subaquatiques qui pourrait expliquer de récents changements dans le cycle des éléments nutritifs et la production de méthane du lac[13].

Le gisement potentiellement exploitable de méthane du lac a été estimé à plus de 50[11] (à pression et température ambiante) à 57 milliards de mètres cubes[2]. Le 28 mars 2007, la République démocratique du Congo et le Rwanda ont signé un accord pour qu'une équipe de scientifiques étudie la faisabilité de l'exploitation du gisement. Ainsi, à condition qu'il n'y ait pas de perturbation de l'effet de chimiocline par l'exploitation, on espère à la fois pouvoir réduire le risque d'explosion et/ou d'asphyxie par remontée d'une grande bulle de méthane, au profit d'une production de carburant et/ou électricité[14].

Risques naturels (ou anthropiques) liés au méthane[modifier | modifier le code]

Le niveau précis de risque fait encore l'objet d'analyse[15] et de discussion, mais le lac Kivu est l'un des trois lacs identifiés dans le monde entier susceptibles d'éruptions limniques grave (lac méromictique) ; les deux autres étant les lacs Nyos et Monoun au Cameroun.

En 2005, des géologues et géochimistes ont estimé que certains changements récents de comportement du lac sont des indices de risque accru d'une éruption incontrôlable de gaz et que « La libération d'une fraction de ces gaz , qui pourrait être déclenchée par une éruption de magma dans le lac , aurait des conséquences catastrophiques pour les deux millions de personnes vivant sur ​​ses rives »[4].
Les premières évaluations de risques et de sécurité étaient basées sur l'hypothèse que les concentrations de gaz dissous dans les eaux profondes sont dans un état ​​d'équilibre correspondant à un temps de séjour de 400 ans environ, avec un transport turbulent considérée comme principale voie de remontée verticale du CO2 et du méthane[4]. Or des mesures récentes et la réanalyse des processus de transport vertical ont radicalement modifié cette hypothèse : l'échange turbulent vertical apparait en fait comme étant faible et négligeable (comme le montrent un ensemble spectaculaire de plusieurs centaines de couches de diffusion double)[4]. Le temps moyen de séjour ne serait pas de 400 mais de 800-1000 ans, alors que les enregistrements disponibles montrent une tendance récente à un accroissement de la production de méthane dans les sédiments du lac (+ 15 % en 30 ans selon une étude récente, qui admet une augmentation des sources ou causes anthropiques, mais invite à ne pas exclure l'hypothèse d'une augmentation géogène de H2 et CH4[9]), conduisant à une accumulation de gaz. Or plus l'eau profonde sera saturée en gaz, moins l'apport de chaleur nécessaire au déclenchement d'une libération "catastrophique" de gaz dévastateur sera important[4]. S'il n'y a pas d'erreur dans la production actuelle de CH4 telle qu'estimée en 2005, la la saturation en CH4 de l'eau profonde pourrait être atteinte avant 2100[4]. Le réchauffement climatique pourrait être source anthropique d'aggravation de ce risque (réchauffement de surface de 0,58°C en 30 ans; mais qui pourrait aussi être attribuée à la variabilité climatique)[16]. Une entrée d'une petite quantité de lave dans la lac n'aurait pas d'effet grave selon une étude faite entre 2002 et 2004 suite à l'entrée d'environ 106 m3 de lave dans le lac Kivu après l'éruption du volcan Nyiragongo en Janvier 2002[16].

Ce lac abriterait 300 kilomètres cubes de dioxyde de carbone et 60 kilomètres cubes de méthane, pouvant remonter par des cheminées volcaniques, ce qui représente plus de 300 fois la quantité de gaz contenue dans le lac Nyos qui lors de son éruption avait fait 1700 morts[17].

Faune[modifier | modifier le code]

Phytoplancton [18],[19],[20]

Zooplancton [21],[22]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Article connexe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Jean-Claude Klotchkoff (et al.), « Lac Kivu », in Le Rwanda aujourd'hui, Éditions du Jaguar, Paris, 2008 (2e éd.), p. 120-125 (ISBN 978-2-86950-422-6)
  • Egide Devroey et R. Vanderlinden, Le lac Kivu, G. van Campenhout, 1939, 75 p.
  • U. Rahm et A. Christiaensen, Les mammifères de la région occidentale du lac Kivu, Musée Royal de l'Afrique Centrale, Tervuren, 1963, 83 p.
  • (1974), A Geophysical Study of Lake Kivu, East Africa Geophys. J. Int. 1974-06-01 : 371-389.
  • Jannasch, H. W. (1975). Methane oxidation in Lake Kivu (central Africa). Limnology and oceanography, 860-864 (extrait).
  • Pasche, N. (2009). Nutrient cycling and methane production in Lake Kivu (Doctoral dissertation, Diss., Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, Nr. 18606, 2009).
  • Newman, F. C. (1976), Temperature steps in Lake Kivu : A bottom heated saline lake, J. Phys. Oceanogr, 6 , 157–163
  • Sarmento, H., Isumbisho, M., & Descy, J. P. (2006). Phytoplankton ecology of Lake Kivu (eastern Africa). Journal of Plankton Research, 28(9), 815-829.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b et c Degens, E. T., von Herzen, R. P., Wong, H. K., Deuser, W. G., & Jannasch, H. W. (1973). Lake Kivu: structure, chemistry and biology of an East African rift lake ; Geologische Rundschau, 62(1), 245-277, PDF 33 p
  2. a et b Hydrologie des lacs congolais
  3. Damas, H. (1937), La stratification thermique et chimique des lacs Kivu, Edourd et Ndalaga (Congo Belge), Verh. Int. Ver. Limnol. , 8 (3), 51–68.
  4. a, b, c, d, e et f Schmid, M., Halbwachs, M., Wehrli, B., & Wüest, A. (2005). Weak mixing in Lake Kivu: new insights indicate increasing risk of uncontrolled gas eruption. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 6(7) (AGU)
  5. Kufferath, J. (1960). Le méthane du lac Kivu. Les Naturalistes belges, 41, 418.
  6. a et b Tietze, K., Geyh, M., Müller, H., Schröder, L., Stahl, W., & Wehner, H. (1980). The genesis of the methane in Lake Kivu (Central Africa). Geologische Rundschau, 69(2), 452-472 (extrait/résumé).
  7. Schoell, M., K. Tietze, and S. M. Schoberth (1988), Origin of methane in Lake Kivu (East-Central Africa), Chem. Geol. , 71 , 257–265
  8. Bastviken, D., Ejlertsson, J., Sundh, I., & Tranvik, L. (2003). Methane as a source of carbon and energy for lake pelagic food webs. Ecology, 84(4), 969-981.
  9. a et b Pasche, N., Schmid, M., Vazquez, F., Schubert, C. J., Wüest, A., Kessler, J. D., ... & Bürgmann, H. (2011). Methane sources and sinks in Lake Kivu. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences (2005–2012), 116(G3) (PDF, 16 pages).
  10. Marc Llirós & al (2010), Vertical Distribution of Ammonia-Oxidizing Crenarchaeota and Methanogens in the Epipelagic Waters of Lake Kivu (Rwanda-Democratic Republic of the Congo) Appl. Environ. Microbiol. 2010-10-15 : 6853-6863.
  11. a et b Deuser, W. G., Degens, E. T., Harvey, G. R., & Rubin, M. (1973). Methane in Lake Kivu: new data bearing on its origin. Science, 181(4094), 51-54 (résumé)
  12. Kelley, D. E. (1990), Fluxes through diffusive staircases: A new formulation, J. Geophys. Res. , 95 (C3), 3365– 3371
  13. a, b et c Schmid, M., Busbridge, M., & Wüest, A. (2010). Double-diffusive convection in Lake Kivu. Limnology and oceanography, 55(1), 225-238 (résumé).
  14. Claire Remington, Climate & Energy Intern at Worldwatch Institute (2013), Project KivuWatt Generates Electricity from Rwanda’s Explosive Lake Kivu, Re-Volt, 2013-03-07
  15. Schmid, M., K. Tietze, M. Halbwachs, A. Lorke, D. McGinnis,and A. Wüest (2004), How hazardous is the gas accumulation in Lake Kivu ? Arguments for a risk assessment in light of the Nyiragongo Volcano eruption of 2002, Acta Vulcanol.,14/15, 115–121
  16. a et b Lorke, A., K. Tietze, M. Halbwachs, and A. Wu ̈est (2004), Response of Lake Kivu stratification to lava inflow and climate warming, Limnol. Oceanogr, 49 (3), 778–783
  17. Courrier International
  18. (en) Phytoplankton Ecology of Lake Kivu (Eastern Africa), Hugo Sarmento, Résumé
  19. (en) Phytoplankton Ecology of Lake Kivu (Eastern Africa), Hugo Sarmento, Abstract
  20. (en)(fr) Species diversity of pelagic algae in Lake Kivu (East Africa), Hugo Sarmento et al., Résumé
  21. (en)(fr) Ecologie du Zooplancton du Lac Kivu (Afrique de l’Est), Mwapu Isumbisho, Résumé
  22. (en) Zooplankton of Lake Kivu, East Africa, half a century after the Tanganyika sardine introduction, Mwapu Isumbisho et al., Abstract