Modelling Hydrological Responses to Land Use Land Cover Change under Historical and Future Scenarios in Data-scarce Tropical Catchment: The case of the Lake Kivu Catchment, Rwanda

Les régions tropicales montagneuses sont de plus en plus exposées aux inondations, aux glissements de terrain, à l’érosion des sols et à d’autres phénomènes environnementaux. Ces aléas affectent les infrastructures, les terres agricoles, les écosystèmes et les ressources en eau dont dépendent les populations locales, et peuvent également entraîner des pertes humaines. Ils sont aggravés par les changements d’utilisation et de couverture du sol, le changement climatique et la pression croissante sur les ressources naturelles. Ils restent difficiles à étudier dans les régions où les données sont limitées.

Cette thèse s’intéresse au bassin versant du lac Kivu, au Rwanda, une région montagneuse située dans la région des Grands Lacs africains. Ce bassin est important pour l’agriculture, l’approvisionnement en eau, la biodiversité, les moyens de subsistance locaux et le développement économique. Cependant, il a connu depuis plusieurs décennies de fortes transformations, notamment sous l’effet de l’expansion agricole, de l’urbanisation, de la croissance démographique et des changements dans la gestion des ressources naturelles.

L’objectif principal de cette recherche est de mieux comprendre comment les changements passés et futurs dans l’utilisation des terres influencent le fonctionnement hydrologique du bassin versant du lac Kivu. Pour cela, la thèse combine une revue des connaissances scientifiques sur les régions tropicales avec une analyse détaillée du bassin du lac Kivu. Elle étudie l’évolution de l’occupation du sol entre 1990 et 2020 à partir d’images satellites, analyse les facteurs qui influencent ces changements et développe des scénarios possibles pour 2030 et 2050. La thèse évalue ensuite comment ces changements peuvent modifier le ruissellement, les débits des rivières et les réponses du bassin lors des épisodes de forts débits.

Les résultats révèlent une transformation marquée du paysage du lac Kivu. Durant les années 1990, l’expansion agricole et la perte de couverture forestière ont été particulièrement importantes, en partie sous l’effet de pressions politiques et démographiques. Après 2000, une récupération partielle des forêts a été observée, probablement liée aux efforts de restauration et aux politiques environnementales.

Les simulations hydrologiques montrent que ces changements d’occupation du sol influencent le fonctionnement hydrologique du bassin. Ils peuvent modifier le ruissellement, les débits des rivières et les réponses lors des épisodes de forts débits. Les conditions météorologiques restent toutefois un facteur majeur, ce qui montre que les risques liés à l’eau dépendent à la fois du climat et de la façon dont les terres sont utilisées.

Dans l’ensemble, cette thèse montre que les décisions sur l’utilisation des terres peuvent avoir des conséquences directes sur le fonctionnement hydrologique du bassin et les risques associés. L’approche développée dans cette thèse peut fournir des informations utiles pour la prise de décision, surtout dans les régions où les données sont limitées. Les résultats peuvent ainsi soutenir une meilleure planification du territoire, contribuer à réduire les risques liés à l’eau, orienter la restauration des paysages dégradés et renforcer l’adaptation aux changements environnementaux futurs.