Résumé
Le bassin du fleuve Congo (BRC) est le deuxième plus grand bassin de drainage sur Terre après l'Amazone en termes de débit et de superficie du bassin. Il contient également la deuxième plus grande zone de forêt tropicale humide (1,8 million km2) qui abrite également le plus grand gisement de tourbières des Tropiques (145 500 km2). La Cuvette Centrale est le bassin quarternaire "sag" situé au centre de ce bassin qui reçoit les flux de tous les principaux affluents situés sur la rive droite, la rive gauche et le cours d’eau supérieur du fleuve Congo. La Cuvette Centrale est connue pour être un réservoir géant de matière organique qui modifie la composition des matériaux qui la traversent. Bien que quelques études en l'hydrologie, sur les sédiments et en biogéochimie de la matière organique de la CRB aient été réalisées, il est nécessaire de mieux contraindre les flux latéraux de matière qui passent par la Cuvette afin de mieux comprendre son rôle dans la biogéochimie du bassin à un pas de temps journalier. Par conséquent, les objectifs fixés pour ce travail sont : 1) de mieux comprendre l'hydrologie du bassin et l'effet de la Cuvette Centrale dans la régularité de l'hydrogramme observé à la sortie du bassin ; 2) d'analyser les sources et les quantités de sédiments retenus ou produits par la Cuvette Centrale pendant la période de simulation 2000–2012, 3) d'analyser également les sources et les flux de carbone organique particulaire et dissous au sein de la Cuvette. A l'aide du modèle hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) calibré en utilisant des peu de données, et validé avec des produits de télédétection, des modèles biogéochimiques et hydrologiques, nous avons établi le rôle de la Cuvette Centrale comme source d'eau pour la rivière principale pendant les périodes d’étiage pour la période de simulation 2000-2012. De plus, une analyse de la dynamique sédimentaire sur la période 2000-2012 a révélé que la Cuvette Centrale est capable de retenir plus de 23 mégatonnes de matériaux produits annuellement dans la Cuvette Centrale et en provenance de sources situées en altitude. Les simulations du COD et du COP ont révélé que l'hydrologie et la pente sont les principaux facteurs de contrôles de ces flux. Les résultats ont révélé qu'entre 1,2 et 1,5 mégatonnes de COD sont produites dans la Cuvette Centrale avec 0,9 mégatonnes de COP retenues dans la Cuvette. A la sortie du bassin, des flux de 13,4 Mt an-1 pour le COD et de 2,2 Mt an-1 de COP ont été estimé, ce qui entre dans la gamme d’estimation de précidents études. Enfin, ces résultats nous permettront de tester les différentes théories émis dans ce travail, comme base pour de futures recherches sur ce bassin. |
Abstract
The Congo River basin (CRB) is the second largest drainage basin on Earth after the Amazon in terms of discharge and basin area. It also contains the second largest area of rainforest (1.8 million km2) that also hosts the single largest peatland deposit found (145,500 km2) in the Tropics. The Cuvette Centrale is the quarternary “sag” basin found at the center of this basin that receives flows from all the principal tributaries located in the right bank, left bank and the upper Congo River. The Cuvette Centrale is known to be a giant organic matter reservoir that changes the composition of material that passes through it. While a few studies of the hydrology, sediments and organic matter biogeochemistry of the CRB have been made, there is a need to better constrain the lateral fluxes of material that pass through the Cuvette in order to best understand its role in the basin biogeochemistry at a daily time step. Therefore the objectives set out for this work are; 1) to better understand the hydrology of the basin and the effect of the Cuvette Centrale in the regularity of the hydrograph observed at the basin outlet; 2) to analyse the sources and amounts of sediment retained or produced by the Cuvette Centrale over the 2000–2012 simulation period, 3) to also analyse the sources and quantities of Particulate and Dissolved Organic Carbon that pass through the Cuvette. With the aid of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model calibrated using scarce data, and validated with remote sensing products, biogeochemical and hydrological models, we have established the role of the Cuvette Centrale as a source of water to the main River during low flow periods for the 2000-2012 simulation period. Furthermore, an analysis of the sediment dynamics in the 2000–2012 period revealed that the Cuvette Centrale is capable of retaining over 23 megatons of material annually produced within the Cuvette Centrale and from upland sources. The models for DOC and POC revealed that hydrology and slope are primary controls on these fluxes. The results revealed that between 1.2 to 1.5 megatons of DOC is produced in the Cuvette Centrale with 0.9 megatons of POC retained in the Cuvette. At the basin outlet, a flux of 13.4 Mt yr-1 for DOC and 2.2 Mt yr-1 of POC was estimated, consistent with previous estimates. Finally, these results will allow us to test the various theories postulated in this work, as a foundation for future research on the basin. |