Contribution à l'étude du zooplancton du lac Kivu : cas du bassin est au large de Kibuye

CHAPITRE III. MATERIEL ET METHODES

III.1 SITE ET PROGRAMME D'ECHANTILLONNAGE

Notre étude a été menée au lac Kivu dans le bassin Est au large de Kibuye. La prise des échantillons régulière a couvert la période allant du 12/04/2005 au 25/10/2005. Elle a été effectuée à un rythme bimensuel, soit 2 fois par mois entre 11h et 13h. Deux cycles de 24h ont également été réalisés en échantillonnage ponctuel le 25/10/2005, en période de pleine lune, et le 08/11/2005, en période de nuit sans lune. Le site d'échantillonnage a été choisi dans la zone pélagique aux cordonnées suivantes : 02°03'10,7» de latitude Sud et 29°18'50,7» de longitude Est. Les différentes dates de nos sorties sur le terrain et les types d'échantillons collectés sont repris dans l'annexe 10.

III. 2 LE MATERIEL

Le matériel utilisé est composé de :

· Filet à plancton (100u de maille) ;

· Disque de Secchi ;

· Bouteille de Van Dorn de 4 L

· Profileur multisonde (Hydrolab ® datasonde 4A) ;

· Microscope optique (marque WARD'S) ;

· Bouteilles en verre de 250 ml ;

· Flacons en plastique de 20ml ;

· Pipette pasteur graduée ;

· Cellule à numération (fabrication locale) ;

· Seringue

· GPS

Figure VI : Localisation du site d'échantillonnage (centre GIS, 2005)

III. 3 METHODOLOGIE

III. 3. 1 TECHNIQUES D'ECHANTILLONNAGE III.3.1.1 LE ZOOPLANCTON

a) Echantillonnage de routine

A chaque sortie, un trait au filet à plancton (maille de 100um, surface d'ouverture de 0,18 m²) a été effectué verticalement sur une colonne d'eau de 60m de hauteur. Cette colonne d'eau a été subdivisée en trois strates de 20 m chacune (c'est-à-dire 0-20 m, 20- 40 m, 40-60 m). De cette façon, la strate supérieure (0-20 m) correspond toujours à la zone de mélange, la strate intermédiaire (20-40 m) correspond au métalimnion durant la saison des pluies ou couvre une partie de la zone de mélange durant la saison sèche, la strate profonde est rarement incluse dans la zone de mélange (ISUMBISHO et al., 2006). Lors de chaque prélèvement, un volume de 3,62 m³ était filtré.

En effet :

· L'ouverture du filet (diamètre ; D) est de 0,48 m

· La surface ainsi décrite est égale à : S = (D/2)² x 3, 14 = 0,180864 m2 La hauteur d'eau parcourue (h) est de 20 m pour chaque strate

· Le volume filtré est donc égal à : V = S x h = 0,180864 m² x 20 m = 3, 61728 m3 L'échantillon était recueilli dans un pot de 250ml.

Pour prélever le zooplancton, le filet était descendu verticalement à l'aide d'une corde graduée, l'ouverture vers le haut, jusqu'à la profondeur voulue. Nous le relevions ensuite jusqu'à balayer une couche de 20m de hauteur. A cette deuxième profondeur, un messager était envoyé pour fermer le filet qui était ensuite remonté jusqu'à la surface de l'eau (dans la pirogue). Après rinçage de la toile du filet, l'échantillon contenu dans le collecteur (environ 150 ml) était recueilli dans une bouteille en verre bien étiquetée (date et strate de provenance) puis nous y ajoutions du formol 40% jusqu'à une concentration finale de 4%, comme proposé par HANEY et HALL (1973), pour la conservation.

Ainsi, à chaque sortie 3 échantillons de zooplancton, correspondant aux trois strates de la colonne d'eau, étaient collectés pour être analysés ultérieurement au laboratoire sous le microscope.

b) cycles de 24h

A part l'échantillonnage régulier, deux cycles de 24h ont été réalisés pour caractériser le rythme de migration verticale du zooplancton au cours du nycthémère, pendant la pleine lune et à l'obscurité totale (respectivement à la fin du mois d'octobre et au début de novembre). Cette fois ci, les strates échantillonnées par sortie sont : 0-10m, 10-20m, 20-30m, 30-40m, 40-50m et 50-60m. Nous avons fait au total quatre prélèvements au cours de chaque cycle de 24 heures avec un intervalle de six heures entre deux prélèvements successifs (par exemple à 12h00, à 18h00, à 24h00 et à 6h00) ce qui fait au total 24 échantillons par cycle.

III. 3.1.2 LA LIMNOLOGIE

La transparence de l'eau a été mesurée à l'aide d'un disque de Secchi. Ce dernier est un disque en métal, de 20cm de diamètre, peint en cadrans noirs et blancs alternatifs.

Pour mesurer la transparence de l'eau, ce disque est descendu dans l'eau en position verticale à l'aide d'un fil calibré. On note la moyenne entre la profondeur de la disparition et la profondeur de réapparition à la remontée du disque. Les échantillons d'eau pour l'analyse de la chlorophylle a ont été pris également au même site. Cette fois ci nous avons échantillonné sur une colonne d'eau de 90m à l'aide d'une bouteille de Van Dorn de 4 L. Les échantillons étaient collectés tous les 10 m et occasionnellement à une profondeur de 5m pour obtenir les détails de la distribution verticale des algues.

Le phytoplancton dans l'eau du lac est concentré par filtration à travers un filtre en membrane de cellulose. Un volume d'eau du lac, entre 3 et 4 litres, était filtré pour chaque profondeur échantillonnée. Les pigments contenus dans le phytoplancton sont extraits dans une solution d'acétone à 90%. Après une double sonication de 15 minutes séparées par une nuit entière, l'extrait était conservé au congélateur avant d'être transporter en Belgique pour analyse en HPLC (dans le cadre du projet ECOSYKI).

La température, la conductivité, l'oxygène dissout et le pH de l'eau ont été mesurés le long d'un profil de 100 m de profondeur à l'aide du profileur multisonde HYDROLAB ® DATASONDE 4A.

III. 3. 2 TECHNIQUES D'ANALYSE

III. 3. 2. 1 PREPARATION DES ECHANTILLONS

Au laboratoire, les échantillons de zooplancton étaient déposés sur une surface plane pour décantation pendant au moins 48 heures avant l'aspiration du surnageant au moyen d'un tuyau en plastique ou l'ajout du formol à 4% de concentration pour ne garder que 100 ml de l'échantillon concentré.

III. 3. 2. 2 PROFONDEUR DE LA ZONE EUPHOTIQUE

La limite de la zone euphotique est estimée en utilisant la calibration faite par SARMENTO et al., (2006).

Zeu= =

Zeu : la profondeur euphotique

ZDs : la profondeur de Secchi.

å : Coefficient d'extinction ou coefficient d'atténuation vertical de la lumière

III. 3. 2. 3 COMPTAGE DU ZOOPLANCTON ET CALCUL DES DENSITES

Après homogénéisation de l'échantillon par agitation, 3 sous-échantillons de 1 ml chacun ont été prélevés et observés séparément et entièrement sur la cellule à numération sous microscope optique (marque WARD'S) au grossissement 100x. Chaque individu rencontré a été identifié et comptabilisé. Vu le nombre important d'échantillons à observer, nous nous sommes limités aux grands groupes ou taxa.

La densité zooplanctonique de chaque strate a été calculée à partir de la moyenne arithmétique du nombre d'individus rencontrés dans les 3 sous-échantillons : cette moyenne est multipliée par 100 pour donner le nombre d'individus de la strate, soit dans 3,61728 m³. Pour toute la colonne d'eau (60 m de hauteur), nous avons additionné les nombres d'individus observés dans les 3 strates; ce qui nous donne le nombre d'individus contenus dans 10,85184 m³. La densité est exprimée par unité de surface en divisant le nombre d'individus ainsi obtenu par la surface d'ouverture du filet qui est de 0,180864m2.

III. 3. 2. 4 CALCUL DES BIOMASSES

La biomasse (en ug de poids sec) du zooplancton a été estimée en utilisant la relation poids-longueur tiré de DUMONT et al., (1975) cité par FOURNIRET (1992). La longueur du corps des individus zooplanctoniques a été mesurée en utilisant le microscope à oculaire gradué du laboratoire de Biologie de l'UNR. Les individus mesurés se répartissent comme suit : 300 Copépodes dont 100 Adultes, 100 Nauplii et 100 Copépodites; 200 Cladocères dont 50 Diaphanosoma excisum, 50 Alona rectangula et 100 Moina micrura. Les Rotifères n'ont pas été mesurés à cause de leur petite taille. Les relations poids-longueur utilisées sont les suivantes :

Cyclopoïdes adultes (femelles ovigères incluses): W = 4, 9 x 10^-8 L 2, 75

Avec L= longueur en um

W= poids en ug

Copépodites et Nauplii : W=1, 17 x 10^-6 L 2, 20

Avec L= longueur en um

W= poids en ug

Diaphanosoma excisum : W = 1, 76 x 10 ^-6 L 2,11

Avec W = poids en ug

L = longueur en um

Moina micrura : W = 6, 61 L 2,37

Avec W = poids en ug

L = longueur en mm

III. 3. 2. 5 IDENTIFICATION DU ZOOPLANCTON

La détermination des espèces et différents stades de développement des Copépodes a été basée sur des caractères morphologiques spécifiques observables. Pour l'identification du zooplancton, différentes clés de détermination ont été utilisées : (KORINEK, 1999), (AMOROS, 1984), (PONTIN, 1978), (DUSSART, 1982) et (DUSSART, 1967b).

III.3.3 DONNEES METEOROLOGIQUE

Les données météorologiques ont été collectées à la station météorologique du Ministère des
Infrastructures station de Gisenyi puisque la station du projet ECOSYKI qui se trouve à
Kibuye n'était pas encore opérationnelle. Il s'agit de données de température de l'air (en °C),

pluviosité (en mm), fréquence des vents forts (en % d'observations) et d'humidité relative (en % d'observations).