Kambale Kavyavu, Wisdom
(2025).
« Approches multi-isotopique pour identifier les sources des fluides hydrothermaux et la chaleur associée dans le rift Kivu-Tanganyika, branche occidentale du système du rift est africain (République démocratique du Congo et Burundi) » Mémoire.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en sciences de la Terre.
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Résumé
Les ressources géothermiques sont réputées pour être une source d’énergie propre. En effet, elles figurent dans la liste des énergies vertes et donc peuvent aider à la transition énergétique et participer à l’effort de contraindre les changements climatiques. Chaque continent dispose de nombreux champs géothermiques, où des fluides sont réchauffés par des magma ou tout simplement par le gradient géothermique de la croûte terrestre. Sur le continent africain, les anomalies de température ainsi produites sont présentes partout, mais la grande majorité se situent le long du Système du Rift Est Africain (SREA). Le but de cette maîtrise est celui d’identifier les sources des fluides géothermales et l’origine de la chaleur associée le long de la branche ouest du SREA, entre lac Kivu et le nord du lac Tanganyika en amont de la presqu’ile d’Ubwari. Nombreuses sont les sources thermales échantillonnées pour ce travail dans la République Démocratique du Congo et le Burundi, à cheval de l’axe du rift. En comparaison avec la branche est du SREA, très peu des données sur les manifestations géothermales existent pour la branche ouest, et aucune étude détaillée sur les isotopes des gaz rares, du strontium, ou des isotopes stables de l’eau n’ait été réalisée. Pour ce faire, nous avons sélectionné 15 sources thermales, 2 lacs volcaniques dans la chaine des Virunga et 2 lacs de fossé d’effondrement (Kivu et Tanganyika) et la source du Nil Blanc au Burundi. Les sources thermales et les lacs volcaniques ont été étudiés par les isotopes des gaz rares (He, Ne, Ar), et avec les lacs de rift et les sources, 20 échantillons ont été analysés pour la chimie des ions majeurs et traces, les isotopes stables (δ2H, δ18O, 3He/4He) et les isotopes radiogéniques (87Sr/86Sr). Les lacs et les sources thermales sont riches en bicarbonate, sodium et potassium. La concentration du Sr2+ et son rapport isotopique (87Sr/86Sr) varie entre 0,70362 et 0,77520 justifiant que ces eaux ont subi d’intenses réactions eau-roche pendant leur séjour dans des plutons acides et/ou des couches métamorphiques du socle précambrien d’Afrique. Associé à ces teneurs radiogénique de Sr on observe des anomalies d’argon radiogénique confirmant que le circuit de ces eaux thermales est profond et atteigne le socle. La haute teneur en Sr2+ est une substitution avec le Ca2+ des couches carbonatées dont témoignent les travertins aux alentours des certaines résurgences. Les isotopes stables décrivent quant à eux la recharge des eaux météoriques dans les réservoirs géothermaux. Les valeurs de δ2H et δ18O varient entre -22,2 et -10,4‰ vs SMOW et entre -4,81 et -2,69 ‰ vs SMOW, respectivement pour les eaux thermales et entre 13,7 à 27 ‰ vs SMOW et entre 2,21 à 4.62 ‰ vs SMOW pour les eaux lacustres et quant à la source du Nil blanc rentre dans la catégorie des sources thermales (-15,1 ‰ vs SMOW et -3,79 ‰ vs SMOW) toutes étant des eaux souterraines. Le fluide hydrothermal de la source de Pemba montre des signatures isotopiques de l’eau identiques aux eaux lacustre, une singularité. Le rapport isotopique d’hélium (3He/4He) montre que les réservoirs sont dominés par des fluides à ~ 87% crustale contre 13% d’origine mantellique. La majorité des sources thermales sont situées le long des failles bordant le rift qui facilitent probablement leur recirculation en profondeur et le réchauffement par gradient géothermique.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Hélium radiogénique, Strontium radiogénique, Gaz nobles, Système du Rift-Est Africain, Rift Kivu, Nyiragongo, Lac Tanganyika.
| Type: |
Mémoire accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Pinti, Daniele Luigi |
| Mots-clés ou Sujets: |
Géothermie / Afrique centrale / Rift Valley / Sources thermales / Gaz rares / Hélium / Strontium / Isotopes radiogéniques / Centrales géothermiques / Région des Grands Lacs (Afrique) / Lac Kivu |
| Unité d'appartenance: |
Faculté des sciences > Département des sciences de la Terre et de l'atmosphère |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
03 juill. 2025 09:44 |
| Dernière modification: |
17 juill. 2025 10:45 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/18869 |
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