Premier bilan des émissions de GES par les rivières africaines

Une équipe de scientifiques de l’Université de Liège emmenée par l’océanographe Alberto Borges (Université de Liège) et le Pr Steven Bouillon (KU Leuven), vient d’achever une recherche d’envergure de 5 ans sur le continent africain. Objectif de cette étude : dresser le premier bilan des émissions de gaz à effet de serre dans les rivières africaines. Des données inconnues jusqu’ici, qui complètent mais bouleversent la connaissance du bilan total en carbone  à l’échelle du continent.
Portant sur 12 fleuves répartis sur toute l’Afrique – dont le Congo, 2e plus grand fleuve au monde –, l’étude montre que les émissions de gaz à effet de serre par les rivières sont très importantes. Ces données constituent une information essentielle, entre autres, dans la gestion des ressources forestières en Afrique. Un article paraît ce 20 juillet 2015  dans le prestigieux journal Nature Geoscience(1).

Douze scientifiques de l’Université de Liège, de la KU Leuven et de l’Institut de Recherche pour le Développement (France) viennent de mener, durant 5 ans, un projet d’étude d’envergure, financé principalement par l’Europe (ERC Starting Grant) mais aussi par le FNRS, FWO et BELSPO, afin de dresser un bilan jusqu’ici inexistant : celui des émissions de gaz à effet de serre (GES) par les rivières du continent africain. Sous la houlette d’Alberto Borges, qui dirige l’Unité d’océanographie  chimique à l’ULg et est spécialisé dans l’émission de GES des milieux aquatiques vers l’atmosphère, et en étroite collaboration avec le Pr Steven Bouillon de la KU Leuven, les chercheurs ont sillonné le continent africain afin d’y analyser les flux par les rivières de dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH₄) et oxyde nitreux(N₂O), les trois principaux GES.

Les résultats et analyses, à présent finalisés, font l’objet d’une parution dans Nature Geoscience. Ils représentent un apport fondamental relatif aux flux de carbone des eaux intérieures africaines vers l’atmosphère. Plus largement, ils constituent un pas de plus dans la compréhension du rôle des fleuves dans les bilans de GES à l’échelle planétaire.

« Les fleuves, en ce qu’ils lient les continents à l’océan en transportant des matières organiques qui sont dégradées par les bactéries, jouent un rôle majeur dans la production et l’émission de CO₂  et de CH₄, explique Alberto Borges. Les recherches concernant les GES dans les eaux douces intérieures – rivières, lacs, retenues de barrage  – ont débuté dans les années ’90 dans divers pays développés, soutenues en partie par l’industrie hydro-électrique, apportant ainsi une connaissance des systèmes aquatiques boréaux (Scandinavie, Canada) et tempérés (Europe, Etats-Unis). Concernant les tropiques, qui représentent 60 % de l’eau douce de la planète, des études ont donc été menées presqu’exclusivement au Brésil, sur l’Amazone, 1er fleuve mondial. Peut-on appliquer les observations recueillies là-bas sur le 2^e plus gros fleuve, le fleuve Congo, lui aussi situé en milieu tropical ? De même, peut-on appliquer les observations recueillies dans l’Amazone sur des cours d’eau drainant de la savane plutôt que la forêt tropicale ? Il y avait là une lacune. Sachant que l’Afrique comprend 12 % des eaux douces mondiales, cette étude permet d’apporter une pièce qui était encore manquante : un jeu de données d’envergure, cohérentes dans leur méthodologie et portant sur un continent entier ».

Pour mener ce travail, les scientifiques se sont répartis la collecte d’échantillons au sein de 12 bassins de drainage (ce qui correspond à la zone comprenant un fleuve et tous ses affluent, de la source à son embouchure), répartis sur l’ensemble du territoire africain et variés selon le climat et la végétation correspondante : climat humide dominé par de la forêt tropicale du fleuve Congo (RDC) au climat semi-aride dominé par de la savane du fleuve Tana (Kenya), en passant par des bassins au relief très pentu du fleuve Rianila (Madagascar).

« Ce large spectre a permis de faire ressortir les mécanismes contrôlant les GES dans ces eaux intérieures, de bassin en bassin à travers tout le continent africain. Et cela ouvre aussi la voie à une étude de comparaison entre le fleuve Congo et l’Amazone, ou tout autre fleuve tropical » poursuit Alberto Borges, qui entend rendre publiques la base de données, l’ensemble des auteurs adhérant à l’Open Access et l’Open Data. Selon lui, l’étude poursuivie permet d’établir une « ligne de base », une photographie de l’Afrique dans les années 2010, à l’aube de grands changements.  « On sait que la population de la République démocratique du Congo va doubler, passant d’environ 65 à 130 millions d’habitants en 25 ans, note-t-il. Ce saut aura inévitablement un impact sur le fonctionnement du fleuve Congo, probablement en lien avec une déforestation accrue, et peut-être une évolution vers l’agriculture intensive, alors qu’elle est actuellement principalement traditionnelle. Il est envisageable que le nombre de barrages hydroélectriques augmente, le potentiel hydroélectrique en Afrique restant largement sous-exploité. De même, le détournement d’eau pour l’irrigation va augmenter. Tout ceci aura des conséquences sur les émissions de gaz à effet de serre par les fleuves ».
 
Parmi les enseignements tirés de cette étude, le chercheur pointe le rôle important des « zones humides » (il s’agit de forêts inondées ou inondables, de plaines d’inondations et de grandes « prairies » de plantes flottantes bordant les fleuves). Ces zones humides sont caractérisées par une forte photosynthèse « aérienne » (par la végétation émergée) mais la matière organique produite est tôt ou tard transférée dans l’eau. Cette matière organique dans l’eau accroît la production et l’émission de CO₂ et de CH₄.  Les émissions de carbone (CO₂ et CH₄) associées aux zones humides sont énormes car les surfaces occupées le sont aussi. Rien que pour le bassin du Congo, les zones humides (principalement des forêts inondées) occupent 360 000 km², soit la superficie de l’Allemagne.

(1) Globally significant greenhouse-gas emissions from African inland waters,  A.V. Borges, F. Darchambeau, C.R. Teodoru, T.R. Marwick, F. Tamooh, N. Geeraert, F.O. Omengo, F Guérin, T. Lambert, C. Morana, E. Okuku & S. Bouillon, Nature Geoscience, July 2015.