Memoire Online - Mesure de la tolérance au cuivre de sept espèces graminoà¯des des affleurements de l'arc cuprifères du sud-est de la République Démocratique du Congo

Unité de Recherche en Ecologie, Restauration Ecologique et Paysage
BP :1825/Lubumbashi

Mesure de la tolérance au cuivre de sept espèces graminoïdes des affleurements de l'arc cuprifère du Sud-Est de la République Démocratique du Congo

Mémoire présenté et défendu en vue d'obtention du grade d'Ingénieur Agronome

Mesure de la tolérance au cuivre de sept espèces graminoïdes des affleurements de l'arc cuprifère du Sud-Est de la République Démocratique du Congo

Mémoire présenté et défendu en vue d'obtention du grade d'Ingénieur Agronome

Yannick Useni Sunkuzani, Chef des travaux, Université de Lubumbashi Secrétaire du jury

« La colonisation végétale des sols riches en métaux lourds est la condition préalable à la mise en place d'un phytotraitement »

A mes parents, papa Nicolas Nsomwe et maman Thereuse Ngama, vous qui avez ouvert le chemin de ma vie sur terre et ont sacrifié les moyens financiers pour que je sois éduqué et instruit, que le Dieu tout puissant se souvienne de vous et qu'il vous donne une grande longévité. Je vous aime bien.

A mes frères et soeurs : Nathalie Nsomwe, Willy Nsomwe, Mamie Nsomwe, Michou Nsomwe, Bienvenu Nsomwe.

A mes cousins et cousines : Francine Nyongani, Alain Kasongo, Neil Djo Ngoy, Bel Mondo Mutwale, Christoph Kalwa, Jeef Ngyefu, Bea, Ngoy Yaya, Bavon Kasongo, Etienne Kibambe, Samuel Mukonkole, Derio Mulenda, Muyunga Mungos, Cédric Lumami, pour votre amour, affection et pour tous les sacrifices consentis pour mon bien être.

Aux oncles et tantes : Ngoy Fula Bantu, Mukonkole Bwanga Jean-Marie, Musongiela Johny, Lumami Marcel, Eyambo Dyakitela Sylvain, Nyongani Alphonsine, Kitengye Jacqueline, Lwengye Danny, c'est grâce à vos sacrifices que nous sommes parvenus jusqu'à ce niveau.

A vous mes amis Saddam Kingombe, Angel Kibundulu, Malie Ngolo, Chantal Mujinga pour les conseils, sacrifices, soutient moral et spirituel.

Ce travail que nous vous présentons ce jour est le fruit de fin d'études en Sciences Agronomiques, lequel reste une conjugaison des efforts de plusieurs personnes. Ainsi, il nous est agréable un devoir de pouvoir exprimer notre gratitude à toutes les personnes qui ont contribué d'une manière ou d'une autre à la réalisation de ce mémoire.

Je remercie d'une manière exceptionnelle le Professeur Docteur Ingénieur Ilunga wa Ilunga Edouard, pour m'avoir réservé un accueil chaleureux et daigné diriger ce mémoire, en dépit de son calendrier très chargé. Son expérience et ses conseils, m'ont été bénéfiques ; ainsi je lui exprime toute ma gratitude et reconnaissance.

Je tiens à remercier également l'Assistant Master Guillaume Delhaye de l'Université Libre de Bruxelles, qui malgré ses multiples occupations a voulu aussi accepter de m'encadrer. En effet, j'ai été marqué par ses générosités méthodes de travail toujours efficaces, son organisation et ses précieux conseils.

Je dis merci au Doyen de la Faculté des Sciences Agronomiques ; le Professeur Docteur Ingénieur Ngoy Shuctha Mylor et au vice-Doyen chargé de recherche Professeur Docteur Ingénieur Mujinya Bazirake Basile pour m'avoir accordé l'accès au laboratoire en s'appropriant les matériels du laboratoire.

Je tiens à remercier toutes les autorités académiques et le corps professoral de la Faculté des Sciences Agronomiques en général pour avoir assuré notre formation universitaire.

J'exprime ma gratitude : au Chef des Travaux Yanick Useni, Master Patrick Kasangij, aux assistants Guy David Sebangezi, Magnifique Chuimika, Messi Nkulu, pour les échanges et les conseils.

Je n'oublie pas les laboratins du laboratoire Agro-pédologique de la Faculté des sciences Agronomiques, plus particulièrement à Monsieur Tresor Kisimba, pour leur hospitalité et leur assistance pendant nos travaux de laboratoire liés à cette étude.

Je tiens à remercier mes très chers grands amis Laurent Kidinda Kidinda, John Banza Mukalay, Cédric Ntemunyi Ntata, pour m'avoir tenu une main forte dans la réalisation de ce mémoire.

Je tiens à remercier également mes charmants amis Ruffin Nkulu, Kumwimba bob, Eddy Mwilambwe, Bienvenu Esoma, Kalamukie Mvwama Missete, Marie Kiete, Arnold Lukambil, Jules Kimbeni, pour leurs générosités marquées durant mon parcours académique ;

J'adresse mes sincères remerciements à mon cher ami et compagnon de lutte Héritier Kasongo Kayuma, pour avoir passé le bon moment ensemble au cours de l'expérimentation du présent travail.

Je tiens à remercier mes collègues Lauréats de la promotion 2015-2016 : Byaombe Samuel, Ilunga Arsène, Rosalie Ngelengele, Kabwiz Jeanine, Mutombo Djo, Mutonkole Getta, Tshomba Axel,

Je remercie mes chers amis avec qui, je passais ma vie estudiantine au campus Patient Kanka, Rams, Youssouf Kabwe, Jackson Mayobo.

Résumé

Les affleurements cuprifères sont des écosystèmes prépondérants affectant les communautés végétales. La flore colonisant ces milieux développe des mécanismes de tolérance au métaux afin de survivre. Le présent travail avait pour objectif général de mesurer la tolérance au cuivre de 7 espèces de graminoïdes et mettre en évidence un éventuel coût de tolérance au cuivre chez ces espèces cupricoles. L'expérience en hydroponie dans les tubes Falcons de 50ml, a été installée suivant un dispositif split splot comprenant 7 espèces, 2 traitements et 12 répétitions. Sept espèces de graminoïdes ont été cultivées dans deux milieu de culture différents. Le traitement a été contaminé avec la solution du cuivre pour une concentration finale de 50 uM de Cu et le deuxième traitement sans contamination, a été considéré comme témoin. Les tests ont porté sur la biomasse fraîche, la biomasse sèche des espèces et l'élongation racinaire. Les données ont été analysées par une analyse de la variance (ANOVA) et un test de Mann-Whitney. La solution nutritive a été formulée afin d'apporter les éléments majeurs dont la plante a besoin pour sa croissance. Les résultats obtenus sur les tests biomasse et radiculaire montrent que les espèces de savane présentent un indice de tolérance supérieur (It=147,5) au niveau de test biomasse et un indice inférieur sur le test radiculaire (It=127,5). Et les espèces large amplitude donnent des valeurs d'indices de tolérance faibles de 41et 111,5.

L'apport de dose de sulfate de cuivre a permis de mesurer la tolérance au cuivre des espèces graminoïdes. Les résultats obtenus montrent que ces espèces pourraient apportée un effet bénéfique dans la société en les utilisant en phytoremédiation ou en révégétation, vu leurs biomasses et élongation racinaire enregistrés dans cette expérience.

Mots clés : tolérance, cuivre, métaux lourds, biomasse, graminoïde, steppe, savane.

Abstract

The copper-bearing outcrops are predominant ecosystems affecting the plant communities. Flora colonizing these environments develops tolerance mechanisms in metals to survive. The present work was initiated to measure the copper tolerance of 7 graminoids species and highlight a potential cost of copper tolerance in for these cupricole species. The experience in hydroponics using 50ml Falcon tubes was installed following a split plot device with 14 treatments and 12 repetitions. Seven graminoids species were cultured in two different culture conditions. The first culture condition has been contaminated with copper solution to a final concentration of 50 uM of Cu and the second without contamination was considered as the control. The tests focused on the fresh biomass, dry biomass of the species and root elongation. The analysis of variance (ANOVA) and Mann-Whitney test were performed. The nutrient solution was formulated to provide the major elements that the plant needs to grow. The results on biomass and root tests showed that savanna species have a higher tolerance index (It = 147.5) at test biomass and a lower index on the root test (It = 127.5). And wide amplitude species gave weak tolerance index values of 41 and 111.5.

The CuS04 dose in take was measured tolerance copper graminoids species. The results show that these species could made a positive impact in society using phytoremediation or revegetation, taking into account their biomass and root elongation recorded in this experiment.

Keywords: tolerance, copper, heavy metals, biomass, graminoids, steppe, savannah

1.1.3. Relation végétation- sol sur les affleurements cuprifères du Sud-Est de la RDC _ 5

1.1.4. Effet du gradient de cuivre sur la structure de la communauté végétale 7

3.1. Mesure de l'indice de tolérance au cuivre des 7 espèces de graminoïdes. 26

3.2. Comportements des espèces graminoïdes en fonction des milieux de culture utilisés 30

3.3. Détermination des teneurs en matières sèches des espèces graminoïdes 32

Figure 2: Les huit communautés végétales caractéristiques des sols métallifères de l'arc cuprifère

Figure 3: Divers modes de tolérance des éléments trace métalliques par les plantes 10

Figure 4: Réponse des plantes à une concentration croissante en métaux lourds 12

Figure 5: Localisation géographique du milieu d'étude (source : Google earth @) 17

Figure 6: photos illustratives des différentes espèces utilisées dans l'essai. 19

Figure 9: Détermination de biomasse fraîche moyenne des espèces graminoïdes en fonction de

substrats 30
Figure 10: Détermination de la biomasse fraîche des espèces graminoïdes en fonction de

Tableau 1:Teneurs en cuivre des sols et plantes (médiane, minimal et maximale en mg kg^-1) ___ 9 Tableau 2: composition chimique de la solution nutritive de base utilisée en culture

Tableau 3:Mesure de la biomasse fraîche en fonction de jours de traitement et solutions.. 27

Tableau 4: Mesure d'élongation racinaire en fonction de jours de traitement et solutions. 29

Tableau 5: Indices de tolérance des espèces graminoïdes des affleurements cuprifères 35

Introduction

Les gisements métallifères affleurent à la surface terrestre et hébergent une végétation toute particulière. Cette végétation est une résultante de nombreuses années d'évolution sur des sols enrichis en métaux lourds. Au sud de la République Démocratique du Congo, ces sols apparaissant principalement sous forme de collines, forment un alignement continu qu'on appelle « Arc cuprifère katangais » et qui s'étale sur 300km de longueur et 50km de largeur, de la partie Est de Kolwezi (province de Lualaba) jusqu'à la partie Sud de Lubumbashi dans la province du Haut-Katanga. Cette ceinture est une zone importante de gisements de cuivre, de cobalt, de manganèse et de nickel (Duvigneaud & Denaeyer De-Smet, 1963). Sur ces substrats se sont développées des espèces végétales uniques, présentant des mécanismes biologiques leurs permettant de résister aux concentrations élevées en métaux lourds. Toutefois, Grime (1979) démontre deux facteurs environnementaux qui déterminent la place d'une plante au sein d'une communauté végétale : premièrement, les facteurs de stress qui limitent la production photosynthétique (manque de lumière, eau, éléments minéraux, ...), et deuxièmement, les facteurs de perturbation, abiotiques ou biotiques, qui détruisent partiellement ou totalement la biomasse. Les espèces présentes sur ces collines constituent ce qu'on appelle la flore du cuivre. Ces communautés végétales en interaction avec les sols riches en métaux lourds (sols des mines de zinc, plomb et cuivre) représentent la forme la plus spectaculaire de l'adaptation aux contraintes édaphiques car ces espèces végétales sont capables de pousser sur des concentrations élevées en métal qui sont au-delà du seuil normalement compatible avec la croissance. Le mécanisme que ces plantes utilisent pour s'adapter dans un environnement contaminé en métaux est appelée tolérance aux métaux lourds. Ces formations de métallophytes sont des communautés rares et leur conservation est devenu depuis ces dernières années, une nécessité (Whiting et al., 2002 ; 2004).

Par ailleurs, Duvigneaud et Denayer-De Smet (1973) ont distingué dans le comportement des plantes vis-à-vis des éléments toxiques deux phénomènes différents : la résistance de l'organisme à une accumulation toxique d'éléments dans le milieu extérieur et la tolérance de l'organisme à un excès d'éléments toxiques dans les cellules de la plante. Nous adoptons le terme de la tolérance afin de donner un sens strict à la technique de culture en hydroponie (Wilkins, 1957).

La flore du cuivre est riche de quelques 550 espèces dont certaines, telles que Microchloa altera, Monocymbium ceresiiforme ou Ascolepis metallorum qui sont décrites comme étant les plus

tolérantes car étant colonisatrices pionnières des substrats enrichis en métaux lourds, ceci s'explique par leur distribution sur les substrats riches en cuivre tels que les remblais, les alentours des industries métallurgiques (Leteinturier, 2002). Ainsi, l'évaluation de niveau de tolérance de ces espèces devient intéressante. En outre, Simon et Lefèvre (1977) ont démontré les techniques les moins coûteuses de transplantation en jardin commun des individus permettant de mettre en évidence deux caractéristiques importantes des plantes poussant sur les milieux contaminés par les métaux lourds, à savoir, la nature génétique et la spécificité de la tolérance.

L'objectif général de ce travail est de mesurer la tolérance au cuivre des 7 espèces de graminoïdes et mettre en évidence un éventuel coût de tolérance au cuivre chez ces espèces cupricoles.

Cette étude apporte des réponses aux questions suivantes :(i) Les espèces de la savane sont-elles réellement moins tolérantes au cuivre que les espèces de la steppe ? (ii) Qu'en est-il pour les espèces à large amplitude écologique ? (iii) Peut-on mettre en évidence un coût de la tolérance ?

Hormis l'introduction et la conclusion, ce travail est subdivisé en quatre chapitres : (1) la revue de littérature, (2) milieu, matériels et méthodes, (3) résultats et (4) la discussion des résultats.

Chapitre 1. Revue Bibliographique

Les communautés végétales des collines de cuivre au Sud-Est de la RDC regroupent environ 550 espèces, dont certaines sont présentes sur les sols sableux normaux des hauts-plateaux entourant l'arc cuprifère Katangais ou du Sud-Est de la République Démocratique du Congo (Leteinturier, 2002 ; Kaya et al., 2015). Parmis ces espèces, 32 sont endémiques aux sols riches en cuivre dont 24 présentent une distribution restreinte, ce sont alors des métallophytes absolus ou eucuprophytes (Duvigneaud, 1963). Vingt-trois autres espèces ont été reconnues en tant qu'endémiques larges (plus de 75% d'occurrence sur sol riche en cuivre), ce sont des eucuprophytes locaux (Faucon et al, 2010). Duvigneaud (1963) remarque que ces espèces inféodées aux affleurements cuprocobaltifères s'assemblent en groupements végétaux variant le long du gradient de la niche écologique. L'auteur émet l'hypothèse selon laquelle la variation de la teneur en cuivre du sol (diminuant du sommet vers la base de la colline) serait à l'origine de ces différents groupements (Duvigneaud, 1963 ; Faucon, 2009).

L'étude récente de Leteinturier (2002) rapporte qu'à l'état actuel des connaissances, sur un total d'environ 280 collines métallifères, seules 70 collines ont été l'objet de certaines études, soit seulement un quart. Sur les collines étudiées, il a été répertorié environ 548 espèces cupricoles reparties dans diverses familles végétales et parmi lesquelles selon Leteinturier et al. (1999), il a été recensé plus ou moins 32 espèces endémiques des sites métallifères du Katanga, soit un taux d'endémisme d'environ 7.6 %. Dans cette flore il a également été établi qu'il y a 28 hyper accumulatrices de cuivre qui ne sont connues que du Katanga, Sud-est de la République Démocratique du Congo.

Certaines plantes à large répartition dans la région Zambézienne sont capables de coloniser les sites métallifères. Ainsi, sur base des similitudes remarquées avec les milieux non minéralisés, il a été établi que les plantes cupricoles dérivent des principales sources suivantes: la savane steppique périodiquement inondée, la savane steppique des Haut plateaux sableux (le Dilungu), formations

sur les sols rocheux non minéralisés, les terrains marécageux sur les sols jaunes compacts avec le Xerobrachystegion comme unité phytosociologique, les espèces de savane largement dispersées et les espèces rudérales (Brooks et Malaisse, 1990).

Au sein de cette même flore, Duvigneaud et Denaeyer-De Smet (1963) ont distingué divers groupes écologiques, depuis des polycuprophytes croissant sur les sols riches en cuivre (0.5 à 10%) jusqu'à des cuprophiles et des oligo- cuprorésistants croissant sur sols faiblement toxiques (200 à 800 microgrammes de cuivre par gramme de sol sec).

Ces auteurs ont montré par ailleurs que les métaux lourds du sol, principalement le cuivre, exercent deux types d'action sur la végétation du Sud-Est de la RDC : la sélection naturelle des espèces les mieux adaptées et la spéciation par isolement écologique et géographique. Ces deux modes d'actions du milieu conduisent au développement de la flore cupricoles au sein de laquelle on trouve :

1.1.3. Relation végétation- sol sur les affleurements cuprifères du Sud-Est de la ROC

Les sols métallifères représentent des environnements très contraignants pour la flore. Des affleurements naturels de roches très riches en cuivre et cobalt forment des collines qui abritent à la surface de la terre et constituent des effects néfastes géochimiques (Faucon, 2009 ; Faucon et al., 2015). La colonisation de tels affleurements par des communautés végétales adaptées, diversifiées et riches en espèces, est une caractéristique biogéographique et écologique du Katanga (Duvigneaud & Denaeyer-De Smet 1963 ; Brooks & Malaisse, 1985). Ces affleurements se présentent sous forme de collines portant une végétation herbacée dispersée dans la forêt claire.

Figure 1:Vue générale d'un affleurements de roches de Cu et Co (Delhaye Guillaume, 2016).

La flore cupricole se distribue suivant le gradient de teneurs en Cu et Co le long des versants qui diminue depuis les affleurements minéralisés en position sommitale jusqu'aux dépôts colluviaux de piémont (Kaya et al 2015). On traverse successivement les unités d'habitats et de végétation suivantes :

? Le sommet de la colline est constituée de roches siliceuses cellulaires, très appauvries en cuivre par le lessivage et porte une végétation saxicole (Aeollanthus saxatilis, etc.) (concentration en cuivre entre 250 et 900 mg/kg);

? Sur les sols caillouteux les plus riches en cuivre : steppe maigre, ouverte, à Bulbostylis div. sp., Ascolepis metallorum, Eragrostis racemosa, Haumaniastrum robertii, Xerophyta equisetoides (la concentration totale en cuivre entre 3500-100000 mg/kg).

? Plus, bas sur la pente, sur sol plus profond riche en colluvions de malachite : savane steppique riche en graminées (Loudetia simplex) et Cryptosepalum maraviense ;

? Au pied de la colline, l'auréole de contamination ou "dembo d'empoisonnement" porte une savane steppique dense, à base d'Andropogon shirensis, Triumfetta welwitschii, dont la concentration en cuivre varie entre 100-1000 mg/kg.

? Enfin, la transition vers la forêt claire est souvent marquée par une lisière à Uapaca robynsii et Olax obtusifolia

1.1.4. Effet du gradient de cuivre sur la structure de la communauté végétale

Le cuivre est un micronutriment important pour les plantes, malgré que sa carence peut être observée dans des systèmes de culture, les concentrations nécessaires à la croissance et le développement sont généralement en fonction de concentrations disponibles dans le sol. A une forte concentration dans le sol, le Cu peut être toxique pour les plantes, et cela peut causer de modification remarquable sur la croissance des racines, une inhibition du développement des racines latérales (Pâhlsson, 1989). Le taux de phytotoxicité ne dépend pas seulement de la teneur totale, mais aussi des facteurs qui l'affectent tels que les facteurs liés au sol tels (le matériau parental, le type de pédogenèse, le pH, la matière organique...), l'absorption et le transfert du polluant est fonction de la plante. Au sein de communautés végétale, il résulte de grandes différences de tolérance au cuivre (Ernst et al.,1992 ; Macnair, 1987). Ces tolérances résultent en une distribution particulière de la flore du Cu sur un gradient de teneurs en Cu et Co le long du gradient qui diminue depuis les affleurements minéralisés au sommet jusqu'en bas de la colline (Kaya et al., 2015). Ces derniers ont montré que la végétation s'organiserait sur ce gisement métallifère en huit communautés décrites par Leteinturier et al. (1999)

Sur le plan écologique, les sols métallifères des collines contiennent des teneurs naturelles en cuivre extractibles très élevées (10 000 mg.kg^-1) comparativement aux sols non contaminés (Malaisse et al. 1994). La distribution du cuivre et des autres métaux associés (cobalt, manganèse, nickel et zinc) n'est pas homogène sur ces écosystèmes. En effet, le sol du sommet des collines s'est développé sur des affleurements de roches mères qui les alimentent en métaux par leur dégradation.

Ce phénomène accompagné de l'érosion des sols du sommet des collines est un facteur responsable des concentrations élevées retrouvées au long du gradient supérieur du cuivre. Le reste et le bas de la pente présentent une granulométrie du sol plus fine et une contamination plus faible et causée par le ruissèlement de l'eau et des particules de sol du sommet.

Figure 2: Les huit communautés végétales caractéristiques des sols métallifères de l'arc cuprifère katangaise

A. Ceinture de savane arbustive à Uapaca robynsii; B. Savane steppique à Loudetia simplex-Monocymbium ceresiiforme avec Acalypha cupricola comme différentielle cupricole caractéristique ; C. Steppe enrochée à Xerophyta spp; D. Végétations sur affleurements rocheux crevassés ; E. Savane boisée à Hymenocardia acida; F. Pelouse sur sol cuprifère remanié composée d'Haumaniastrum robertii ; G. Pelouse sur sol compact Microchloa altera ; H. Pelouse à Bulbostylis pseudoperennis. Source : Leteinturier et al. (1999).

Le cuivre est un micronutriment essentiel pour les plantes en faible concentration dans le sol (5 à 10 mg Cu kg^-1) (Marschner 1995). Il entre dans la composition de nombreuses enzymes et participe au flux d'électrons des réactions d'oxydoréduction dans les cellules végétales (Ouzounidou et al. 1995 ; Burkhead et al. 2009). L'excès de cuivre est un facteur contraignant pour le développement

des plantes. Seules les espèces qui développent une tolérance au Cu, sont capables de se développer et se reproduire dans ces conditions extrêmes (Tableau 1).

Tableau 1:Teneurs en cuivre des sols et plantes (médiane, minimal et maximale en mg kg^-1 (Brooks & Malaisse 1985 ; Misra 2000 ; Epstein & Bloom 2005 ; Faucon, 2009).

Les plantes qui poussent sur des substrats riches en métaux développent des mécanismes physiologiques qui leur permettent de tolérer les conditions chimiques néfastes imposées par ces substrats (Kruckeberg, 1984 ; Kazakou et al., 2008 ; Ilunga et al, 2014). L'absorption des éléments toxiques en excès crée dans la majorité des cas un dysfonctionnement des organismes, en perturbant le fonctionnement des systèmes enzymatiques dans lesquels ils n'interviennent habituellement pas (Deneux-Mustin et al., 2003). Les espèces qui colonisent les milieux riches en métaux développent des stratégies physiologiques (tolérance) qui leur permettent de survivre et se reproduire sur ces sols toxiques contrairement aux espèces non tolérantes (Morrey, 1995).

La tolérance des espèces végétales à un élément métallique est donc définie comme étant la capacité liée à certaines espèces de croitre ou de survivre dans des environnements extrêmement riches en métaux où d'autres espèces sont exclues (Antonovics et al., 1971 ; Regvar et Vogel-Miku, 2008 ; Pardon et al., 2014). On peut classer les métallophytes en trois principales stratégies de tolérance (figure.3) : l'exclusion, l'indication et l'accumulation (Baker et Walker, 1990 ; Morrey, 1995).

? L'exclusion : est la stratégie la plus fréquente chez les espèces qui vivent exclusivement sur le sol riche en métaux et consiste en une réduction des prélèvements des métaux par les racines ou une réduction de leur translocation vers les parties aériennes ;

? L'indication : est une stratégie adoptée par les plantes qui accumulent les métaux dans les biomasses aériennes et dont la concentration reflète celle du sol ;

? L'accumulation : comme les indicatrices, elles accumulent les métaux dans leurs parties aériennes, la différence est que parties aériennes révèlent des concentration plus élevées que celles observées dans le sol. Le terme d'hyperaccumulatrices est réservé aux espèces dont les feuilles présentent des teneurs en métaux dépassant 0.1% de Ni, Co, Cu, Cr ou Pb et 1% de Zn, Mn du poids de la matière sèche (Morrey, 1995 ; Boyd, 2004 ; Reeves, 2006 ; Ngoy, 2007 Faucon et al., 2012a, Ilunga Wa Ilunga, 2014).

Figure 3: Divers modes de tolérance des éléments trace métalliques par les plantes (Bourrelier & Berthelin, 1998)

La tolérance des plantes aux Cu et Co leur confère un intérêt dans les techniques de phytoremédiation. La phytoremédiation est définie comme une technologie d'utilisation des plantes pour éliminer ou transformer les polluants en composés moins toxiques. La phytoremédiation regroupe :

? La phytoextraction : utilisation des plantes pour extraire du sol les polluants organiques et les métaux et les concentrer dans les organes de la plante destinés à la récolte,

? La rhizofiltration, correspond à l'utilisation des racines pour absorber et accumuler les Polluants (métaux) des eaux usées,

? La phytostabilisation ; utilisation des plantes pour limiter l'érosion et immobiliser les polluants dans les couches superficielles évitant en particulier leur migration vers les eaux de surface et souterraines,

? La phytovolatilisation : utilisation des plantes pour extraire les polluants du sol et les transformer en composés volatils

? La phytodégradation : utilisation de l'association plantes/microorganismes pour dégrader les polluants organiques du sol.

La phytotoxicité due aux métaux lourds peut être schématisée par une courbe dose/réponse. On remarque deux types de courbes, en fonction de la nature de l'élément trace (Figure 4). S'il s'agit d'un élément essentiel, la courbe est en forme de cloche et est divisible en 3 domaines : la carence, la tolérance et la toxicité. Dans le cas des éléments traces qui ne sont pas des oligo-éléments ou éléments essentiels, on ne différencie que les domaines de tolérance et de toxicité.

Figure 4: Réponse des plantes à une concentration croissante en métaux lourds (Bourrelier et Berthelin, 1998)

La tolérance des espèces végétales aux effets de la toxicité du cuivre est viablement mesurable et efficace lorsque ces espèces sont propagées en utilisant le semis direct que par bouturage (Davis & Beckett, 1978). L'étude menée par Bradshaw (1952) sur la tolérance au Plomb de l'espèce Agrostis capillaris a montré de façon concluante que le manque de tolérance au plomb de cette espèce s'est manifesté par une inhibition de la croissance des racines. Les indices de tolérance dérivés de rapports entre les données pour les solutions de traitement et témoin peuvent alors être calculé et utilisé pour caractériser des individus ou des populations (Wilkins, 1978). Il est admis que cette technique a été un outil important permettant un criblage à grande échelle pour mesurer la tolérance. Cependant, le test d'élongation racinaire a été utilisé indifféremment pour les tests la tolérance par différents chercheurs sans attention à ses limites. Malgré que cette technique a été développée à l'origine pour les graminées où le système racinaire est fibreux, le test a été appliqué dans les études sur les plantes aussi dans la morphologie des racines comme Mimulus guttatus (Allen & Sheppard, 1971 ; Macnair, 1977), Armeria maritima (Lefebvre, 1968), Plantago lanceolata (Wu & Antonovics, 1975 ; Pollard, 1980) et Leucanthemum vulgare (Whitebrook, 1986).

Une hypothèse de base de cette technique est qu'il existe une relation entre l'indice de tolérance tel que mesuré expérimentalement et certaine estimation de l'effet du cuivre, évaluée par une simple analyse chimique du sol dans la zone d'enracinement des plantes testées. Peu de chercheurs ont effectivement confirmé ce principe fondamental avant d'utiliser la méthode. Toutefois, de bonnes corrélations ont été établies par Wilkins (1960), Karataglis (cité dans Bradshaw. 1976) et Wigham, Martin & Coughtrey (1980) pour des études avec Pb, Cu et Cd, respectivement, pour différentes espèces. Une autre condition pour l'utilisation de ce test est qu'au cours de l'expérience, les taux d'allongement des racines dans les deux solutions de traitement et de contrôle restent constante.

Ceci est particulièrement traité dans les études où une méthode « séquentielle » (consécutive des mesures sur la même racine dans les solutions de contrôle suivi par les solutions de traitement des métaux) est employée. Les méthodes « parallèles » (mesures simultanées des individus réplicats dans les solutions de contrôle et de traitement) sont moins sensibles aux variations temporelles d'élongation racinaires. La diminution d'élongation racinaire des espèces s'exprime non seulement avec le temps, mais aussi en fonction de la période pendant laquelle la croissance linéaire est

maintenue, et doit être établie avant la soumission sur des tests et toutes les mesures restreintes à cette phase de croissance. Humphreys & Nicholas (1984) ont attiré l'attention sur un autre problème où les indices de tolérance sont basés sur les ratios de la croissance des racines dans une solution contaminée en cuivre et une solution témoin. Ils suggèrent que les composants de ces indices peuvent être sous contrôle génétique indépendant et donc des conclusions injustifiées peuvent être tirées si les indices ne sont pas utilisés avec prudence. La concentration qui peut être choisie est généralement celle qui provoque la séparation maximale entre les génotypes tolérants et non tolérants.

La solution dans laquelle les ions métalliques sont utilisés est une autre variable importante. Traditionnellement, une seule solution de sel de nitrate de calcium (fournie à 0-5 ou 1-0 g l^-1) a été utilisé et les métaux ajoutés soit comme le nitrate ou le sulfate pour permettre l'utilisation de concentrations plus élevées d'ions métalliques sans crainte de précipitation (Wilkins, 1978). L'attention a été attirée sur les problèmes susceptibles des effets de la carence en éléments nutritifs dans une solution de base, en particulier pour le matériel de semis. Les effets interactifs possibles sont également masqués. En conséquence, certains scientifiques ont choisi d'utiliser une solution diluée d'éléments nutritifs comme fond (Wilkins, 1978 ; Karadaglis, 1980 ; Shaw, Rorison & Baker, 1982 ; Baker et al, 1986). Toutefois, Johnston & Proctor (1981) ont en outre tenté de refléter les conditions de terrain en utilisant une solution qui était similaire à la composition de l'eau du sol dans un sol serpentine toxique.

Les plantes des milieux métallifères ont généralement développé une tolérance à plusieurs métaux simultanément. Ces plantes sont caractérisées par des taux de croissance très faible et de reproduction très limitée, comme le montre l'espèce Silene vulgaris tolérante au As, Cd, Cu, Pb et Zn (Ernst et al., 2000). Il semble qu'une plante diminue la taille et la production de semences en réponse aux coûts métaboliques des tolérances métalliques (Ernst,1983 ; Wilson 1988).

Les conditions environnementales contraignantes auxquelles les végétaux sont soumis, leur confèrent un caractère de ralentissement de la croissance. Ce ralentissement présente certains symptômes tels que : chlorose foliaire, lésions nécrotiques importantes, jaunissement progressif, repliement ou dessèchement du feuillage... Actuellement, les bases moléculaires de ces modifications ou perturbations sont encore mal connues, toutefois, on suggère généralement qu'elles résultent d'un stress oxydatif, causé par la production d'espèces réactives de l'oxygène ou « Réactive Oxygen Species » (ROS). Les ROS changent toute une série de substrats biologiques importants, avec comme conséquence la modification des domaines fonctionnels des biomolécules : l'inhibition de l'activité enzymatique, la perturbation du métabolisme végétal (notamment la photosynthèse et la respiration), l'oxydation de protéines, l'altération des membranes cellulaires via l'induction de phénomènes de peroxydation lipidique, l'apparition de cassures au sein de l'ADN, pouvant conduire à la mort cellulaire (Davis et al., 2003 ; Dietz et al., 1999 ; Cheng, 2003).

Chapitre2 : Milieu, matériel et méthodes 2.1. Description de zone d'étude

L'étude est menée au champ expérimental de la Faculté des Sciences Agronomiques à Lubumbashi. Cette station de recherche, situé à 1230m d'altitude dans le carré formé par les latitudes 11°39' et 11°42' Sud et les longitudes 27°27' et 27°28 de longitude Est (figure 5). Les échantillons de plantes ont été récoltés à Kinsevere situé à 30 Km de la ville de Lubumbashi. Kinsevere est situé à l'Est de l'Arc Cuprifère Katangais dans la province de Haut-Katanga, au Nord-Est situé au coordonnées géographiques (27° 58' E et 11° 36' S). Elle est la propriété de la société MMG.

Kinsevere est dominé par un climat humide subtropical, CW6s selon la classification de Köppen (Ilunga et al., 2015). Ce site est caractérisé par deux saisons dont la saison des pluies (Novembre à Mars) et une saison sèche (Mai à September), avec deux mois de transition (Octobre et Avril).Les précipitations annuelles totales moyennes sont de 1.273 millimètre dont des chutes de 1.122 millimètre pendant la saison des pluies. La température annuelle moyenne est 21°C. Le début de la saison se caractérise par une plus basse température(15-17°C). Et les deux mois de transition Septembre et octobre sont les mois les plus chauds avec des températures maximum de 31-33°C (Ilunga et al., 2015).

Figure 5: Localisation géographique du milieu d'étude (source : Google earth @)

Dans cette étude 7 espèces graminoïdes (Poacée et Cypéracée) ont été utilisées dont 6 espèces ont été récoltées sur la colline de Kinsevere et une autre espèce (Microchloa altera) a été récoltée dans le champ expérimental de la Faculté des Sciences Agronomiques (figure 6). Ces espèces ont été choisies du fait que ce sont les espèces qui poussent sur les affleurements métallifères (Simon et Lefèvre, 1977), et aussi à cause de leurs niches écologiques sur les gradients de collines métallifères.

? Espèces de la steppe : est une formation ouverte dominée par Eragrostis racemosa, Ascolepis metallorum et Haumaniastrum robertii ou katangense. Les espèces utilisées dans cette étude sont : Microchloa altera, Eragrostis racemosa et Ascolepis metallorum.

? Espèces de la savane : est une végétation fermée dominée par Loudetia simplex et Tristachya sp. Les espèces utilisées sont : Bulbostylis filamentosa et Digitaria diagolanis.

? Espèce à large amplitude écologique : Ces espèces poussent le long de tout le gradient de contamination métallique. Les espèces utilisées sont :

Figure 6: photos illustratives des différentes espèces utilisées dans l'essai.

Légende : a. Andropogon shirensis b. Eragrostis racemosa C. Loudetia simplex d. Ascolepis

metallorum e. Digitaria diagolanis var. uniglumis f. Bulbostylis filamentosa g. Microchloa altera. (Source : Photo Copperflora.org 2016)

? pH-mètre de marque HQ multi : il nous a servis de mesurer le pH de l'eau distillée pour se rassurer de sa nature

> La balance de précision de 0.001 de marque KERN : a servi à mesurer les biomasses

> Les gants : ils ont été utilisé en vue de n'est pas être en contact avec des produits chimiques.

> Le ciseau : il nous servi de couper les veuilles racines des espèces utilisées,

> Les bassines : ils ont servi également au mélange et la mise de solution dans le tube Falcon.

> Les papiers essuies : ont servi à essuyer les plantes entières avant d'en déterminer les

> L'étuve de marque BINDER : il a permis de sécher les plantes après la récolte afin de

> Les tubes Falcon en PVC de 50ml : ont permis de mettre les espèces en culture

> Le papier parafilm et la mousse : ont servi à fixer la plante dans le tubes Falcon pour que la

> Le marquer : a servis dans l'étiquetage des espèces végétales sur les Falcons

> L'eau distillée : a été obtenue au LAPFSA et au Super marché Hyper psaro. Ce dernier est

situé sur le croisement des avenues Lumumba, Luvungi et boulevard M'siri dans la

commune de Lubumbashi. La quantité d'eau utilisée a été de 90litres et son pH était de 7.01

La solution nutritive utilisée dans cette expérience est une solution Hoagland classique (Chipeng et al., 2010). Trois stocks de solutions ont été formulé dans cette étude : stock1 constitué de K2S04, Nacl ; le stock N constitué de Ca (NO3)2 4H20, le stock Mg constitué de Mg (SO4). 7H20, FeEDTA et H3BO3 et le stock oligoéléments constitué de ZnSO4 7H20, MnSo4 H20, CuSO4 5H20, (NH4)6 MO7O.4H20.

Les molécules et leurs concentrations sont reprises dans le tableau 2. En fonction du traitement, cette solution a été utilisée pure, ou agrémentée de 1,12g/litre de 50uM CuS04

Tableau 2: composition chimique de la solution nutritive de base utilisée en culture hydroponique

L'essai a été installé suivant un dispositif split plot comprenant 7 espèces, 2 traitements et 12 répétitions. Le premier milieu a été contaminé avec la solution du CuSO4.7H2O (M=249.68g/mol) et le deuxième milieu sans contamination a été considéré comme témoin. La combinaison avec les différentes espèces a permis d'obtenir les traitements suivants : E1= Microchloa altera (Cu), E'1= M. altera (Tem), E2= Eragrostis racemosa (Cu), E'2=E. racemosa (Tem), E3= Ascolepis metallorum (Cu), E'3= A. metallorum (Tem), E4= Bulbostylis filamentosa (Cu), E'4=B. filamentosa (Tem), E5=Digitaria diagolanis (Cu), E'5=D.diagolanis(Tem), E6= Loudetia simplex (Cu), E'6= L. simplex (Tem), E7= Andropogon shirensis (Cu), E'7= A. shirensis (Tem). (Figure 8

T0

E1	E2	E3	E4	E5	E6	E7

E7	E3	E1	E2	E3	E1	E2

E2	E1	E4	E1	E4	E3	E4

E4	E5	E2	E6	E7	E5	E1

E3	E6 E5		E7	E2	E4	E2
E3
	E7	E6	E3	E6	E1	E6


E4	E3	E3	E5	E4	E3 E5

E6	E7	E2	E7	E1	E7	E4

E1	E4	E6	E4	E3	E2	E3

E5	E2	E1	E6	E5 E6		E7
E7	E5	E7	E2	E1	E7	E5

E2	E6	E4	E5 E6		E5	E1

E'7	E'5	E'2	E'4	E'1	E'2	E'3

E'1	E'4	E'2	E'2	E'5	E'4	E'7

E'3	E'2	E'1	E'3	E'2	E'6	E'2

E'5	E'1	E'5	E'4	E'4	E'1	E'5

E'1	E'7 E'2		E'1	E'6	E'3	E'1
E'4 E'3
		E'6	E'3	E'1	E'5	E'6

E'6	E'5	E'4	E'7	E'3	E'2	E'7

E'2	E'7	E'1	E'5	E'4	E'4	E'1

E'7	E'3	E'7	E'6	E'6	E'7	E'6

E'5	E'6	E'3	E'2	E'5	E'1	E'3
E'6	E'7	E'4	E'7	E'2	E'7	E'5

E'4	E'2	E'5	E'6	E'3	E'3	E'4

L'essai a été conduit en culture hydroponique dans des tubes Falcon de 50 ml. Chaque individu a été cultivé pendant un mois afin d'assurer la reprise et la mise en place de nouvelles racines (figure 8). Après la reprise, les anciennes racines ainsi que les parties aériennes mortes ont été supprimées. Au début de l'expérience, la biomasse fraiche initiale a été mesurée ainsi que la longueur de la racine la plus longue. Ensuite, chaque plante a été mise en culture dans un tube Falcon soit dans une solution Hoagland pure (voir constitution ci-dessus), soit dans cette même solution additionnée de sulfate de cuivre. Les mesures de la biomasse fraîche, de l'élongation racinaire de la plus longue racine de chaque plante et le renouvellement des solutions ont été effectuée une fois par la semaine pendant 6 semaines.

La préparation des solutions a été réalisée au laboratoire Agro-pédologique de la FSA. Elle consistait à prélever 82,5ml dans une pipette de chacun de stock (1, N, Mg, OLIGO) et en les ajoutant et les mélangeant avec 10l d'eau distillée dans un grand seau propre de 20 Litres. Une fois mélangé, 10l de solution ont été divisé en deux, prélevé dans un bécher et remises dans les bidons de 5l dont un bidon où nous n'avons rien ajouter et un autre bidon cuivre, où nous avons ajouté 82,5 ml de 50uMCuSO4.5H20

? L'élongation racinaire (cm) : elle a été déterminé à l'aide d'une latte graduée en prenant la mesure de la plus longue racine.

? La biomasse fraîche (g) : déterminée à l'aide de la balance électronique de précision. A la fin de l'expérience, les plantes ont été récoltées puis séchées à l'étuve à une température de 70°C pendant 72 heures au laboratoire Agro-pédologique de la Faculté des Sciences Agronomiques de l'Université de Lubumbashi en vue de déterminer la teneur en matières sèches des espèces à l'aide d'une balance de précision de 0.001 marque KERN.

Les analyses statistiques des données ont été réalisées à l'aide du logiciel Minitab 17. Une analyse de la variance (ANOVA) et le test de Mann-Whitney ont été utilisés en vue de comparer les différentes moyennes pour la biomasse fraîche et l'élongation racinaire des espèces.

Chapitre 3. Résultats

3.1. Mesure de l'indice de tolérance au cuivre des 7 espèces de graminoïdes.

Les résultats obtenus de l'analyse de la variance sur la biomasse fraîche des espèces montrent qu'il existe des effets d'apport de sulfate de cuivre sur les espèces étudiées (tableau 3). Il ressort que M. altera affiche les comportements similaires dans les deux solutions cuivre et témoin. Les individus de cette enregistrent une augmentation de biomasse de 0,02g au 14^ème dans la solution cuivre, en plus une diminution de biomasse de 0,05g dans la solution témoin. L'espèce E. racemosa présente une diminution de biomasse dans les deux solutions respectivement de 0,12 et 0,15g. au-delà du 14ème jours, on observe une mortalité des individus témoins de E. racemosa. Pour ce qui concerne A. metallorum, nous remarquons la même allure de diminution observée chez E. racemosa. Toutefois, l'espèces présente les valeurs moyennes dans les deux milieux de 0, 10 et 0,13g. Par ailleurs, B. filamentosa montre une réduction de sa biomasse dans les deux solutions cuivre et témoin respectivement de 0,16 et 0,19g. Au-delà de deux semaines, les individus de cette espèce ont survécu. Une diminution de la biomasse fraîche est observée chez L. simplex dans les milieux cuivre et témoin. Les valeurs moyennes obtenues sont notamment 0,04 et 0,08g. Mais les valeurs supérieures sont enregistrées dans la solution enrichi au cuivre. Par ailleurs, les individus soumis dans la solution cuivre enregistrent biomasse élevée de 0,06g. par contre, les individus cultivés dans la solution témoin présentent une diminution de leurs biomasses fraîches de 0,27g. Enfin, les individus de A. shirensis se comportent différemment dans les substrats. Il ressort que les individus placés dans la solution cuivre augmentent leurs biomasses fraîches de 0,02g. Par ailleurs, il résulte une biomasse faible de 0,04g enregistrée chez les individus témoins. Aux 28ème jours de traitement, n'ont pas toléré dans les deux milieux (cuivre et témoin.).

Tableau 3:Mesure de la biomasse fraîche en fonction de jours de traitement et solutions. Moyennes #177; écart-type.,

Espèces	solution	0jour	7 jours	14jours	21jour	28 jours	35 jours
	Cu	0,58#177;0,26	0,57#177;0,25	0,60#177;0,29	0,48#177;0,41	0,31#177;0,41	0,30#177;0,39
M. altera	Témoin	0,59#177;0,45	0,55#177;0,31	0,54#177;0,37	0,38#177;0,45	0,30#177;0,48	0,30#177;0,48
	P value	0,942	0,942	0,702	0,549	0,995	0,997
	Cu	0,38#177;0,23	0,28#177;0,24	0,26#177;0,29	0,24#177;0,36	0,24#177;0,36	0,24#177;0,36
E. racemosa	Témoin	0,27#177;0,32	0,23#177;0,29	0,12#177;0,28	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	P value	0,587	0,632	0,231	0,03	0,029	0,03
	Cu	0,17#177;0,05	0,12#177;0,10	0,07#177;0,09	0,04#177;0,09	0,03#177;0,08	0,01#177;0,06
A. metallorum	Témoin	0,44#177;0,29	0,35#177;0,25	0,29#177;0,30	0,00#177;0,02	0,00#177;0,01	0,00#177;0,00
P value	0,005	0,007	0,031	0,232	0,213	0,328
Cu	0,49#177;0,16	0,46#177;0,16	0,36#177;0,25	0,32#177;0,29	0,31#177;0,29	0,30#177;0,28	B. filamentosa
Témoin	0,40#177;0,31	0,35#177;0,18	0,21#177;0,28	0,18#177;0,29	0,10#177;0,21	0,12#177;0,25
	P value	0,228	0,133	0,185	0,262	0,061	0,118
	Cu	0,72#177;0,84	0,61#177;0,79	0,68#177;0,84	0,74#177;0,84	0,66#177;0,86	0,63#177;0,82
D. diagolanis	Témoin	0,63#177;0,54	0,60#177;0,49	0,55#177;0,60	0,67#177;0,76	0,65#177;0,73	0,49#177;0,56
	P value	0,774	0,98	0,684	0,83	0,97	0,634
	Cu	0,65#177;0,445	0,65#177;0,47	0,71#177;0,52	0,71#177;0,60	0,65#177;0,55	0,61#177;0,50
L. simplex	Témoin	1,22#177;0,31	1,03#177;0,43	0,95#177;0,63	1,00#177;0,67	0,95#177;0,62	0,90#177;0,60
	P value	*0,001*	*0,049*	0,337	0,269	0,229	0,201
	Cu	0,18#177;0,30	0,18#177;0,30	0,20#177;0,33	0,04#177;0,14	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
A. shirensis	Témoin	0,14#177;0,22	0,12#177;0,20	0,10#177;0,20	0,05#177;0,12	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	P value	0,701	0,595	0,407	0,873	0	0

Le tableau 4 montre les différents résultats obtenus sur l'élongation racinaire sur les espèces testées. Il ressort que l'espèce M. altera se comporte différemment dans les deux solutions cuivre et témoin. Les individus de cette espèce augmentent la longueur de racines de 1,31 cm au 14^ème jours de traitement dans la solution cuivre. Après le 14^ème jour de traitement, les individus diminuent leurs longueurs racinaires jusqu'à disparaitre à la fin de l'expérience. Les individus de cette même espèce enregistrent une diminution de biomasse fraîche durant tous les jours de traitements. Les racines de E. racemosa diminuent sensiblement. Ces individus n'ont survécu, ils ont disparu au 28^ème jours. Les racines de A. metallorum présentent réduction de longueur de racine, mais nous observons une tendance contrairement au individus de E. racemosa. B. filamentosa présente une augmentation d'élongation élevée de 0,56cm, au-delà 7ème jours, les individus diminuent la biomasse de 1,95cm. pour ce qui des individus de D. diagolanis, nous remarquons une réduction de longueur des racines dans le milieu cuivre et une augmentation de longueur des racines dans le substrat témoin. Les valeurs moyennes obtenues dans les milieux cuivre et témoins sont respectivement de 2,06 et 1,83cm. chez L. simplex, nous remarquons une même allure d'une légère augmentation dans les deux solutions au 14 premiers jours de traitement. Enfin, A. shirensis présentent une augmentation de longueur des racines dans les deux solutions cuivre et témoin au 14 ème jours. Au-delà de 14ème jour, les individus n'ont pas survécu.

Tableau 4: Mesure d'élongation racinaire en fonction de jours de traitement et solutions. Moyennes #177; écart-type. Les chiffres en gras indiquent les différences significatives.

Espèces	Solution	0 jour	7 jours	14 jours	21 jours	28 jours	35 jours
M. altera	Cu	9,19#177;4,27	10,96#177;4,10	10,50#177;5,22	7,59#177;6,36	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	Témoin	7,35#177;3,63	8,59#177;3,74	8,35#177;4,85	5,80#177;5,,78	1,83#177;4,36	1,78#177;4,34
	P value	0,27	0,152	0,308	0,478	0,568	0,469
E. racemosa	Cu	8,11#177;5,94	7,87#177;6,40	6,66#177;7,25	4,30#177;6,68	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	Témoin	6,22#177;2,63	5,73#177;2,91	4,84#177;3,20	0,96#177;2,49	0,97#177;2,48	0,66#177;2,30
	P value	0,325	0,303	0,434	0,12	0,188	0,328
A. metallorum	Cu	6,01#177;1,88	4,17#177;3,56b	2,29#177;3,00b	0,91#177;2,23	0,98#177;2,435	0,59#177;2,05
Témoin	7,14#177;2,89	7,14#177;3,00a	5,75#177;4,58a	0,09#177;0,31	0,13#177;0,46	0,00#177;0,00
P value	0,271	0,038	0,039	0,219	0,248	0,328	B. filamentosa
Cu	7,95#177;2,35	8,51#177;2,79	7,33#177;5,07a	6,12#177;5,79	6,00#177;5,60a	6,00#177;5,62a
	Témoin	6,23#177;3,74	7,05#177;4,23	3,30#177;4,31b	2,80#177;4,28	1,81#177;3,41b	1,55#177;3,20b
	P value	0,191	0,327	0,048	0,124	0,038	0,027
D. diagolanis	Cu	4,95#177;4,89	4,80#177;5,71	4,03#177;4,70	4,13#177;4,84	2,87#177;3,69	2,89#177;3,72
	Témoin	5,43#177;5,12	7,04#177;6,18	6,35#177;7,03	6,53#177;7,62	6,80#177;8,39	7,26#177;9,59
	P value	0,818	0,329	0,352	0,367	0,152	0,155
L. simplex	Cu	5,53#177;4,60	5,55#177;4,68	5,96#177;4,86	5,40#177;4,81	5,25#177;4,66	5,12#177;4,54
	Témoin	6,81#177;3,34	6,52#177;3,47	5,45#177;4,27	5,25#177;4,15	5,10#177;3,98	5,13#177;3,91
	P value	0,443	0,568	0,788	0,936	0,937	0,996
A. shirensis	Cu	1,29#177;2,13	1,43#177;2,34	1,50#177;2,44	0,34#177;1,18	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	Témoin	2,16#177;3,57	2,47#177;4,38	2,36#177;4,89	1,84#177;4,70	0,00#177;0,00	0,00#177;0,00
	P value	0,475	0,476	0,593	0,295	0	0

3.2. Comportements des espèces graminoïdes en fonction des milieux de culture utilisés

Après l'analyse de la variance, les résultats obtenus sur les comportements des espèces en fonction des solutions durant 35 jours de culture sont illustrés sur la figure 10.

Figure 9: Détermination de biomasse fraîche moyenne des espèces graminoïdes en fonction de substrats

Il découle de la figure 9 que trois espèces présentent une biomasse fraîche moyenne similaire dans les 2 milieux de cultures. Il s'agit de Microchloa altera, Digitaria diagolanis et Andropogon shirensis. Et deux espèces Eragrostis racemosa et Bulbostylis racemosa enregistrent une biomasse supérieure dans le milieu enrichi au cuivre. Par ailleurs, Loudetia simplex s'est distingué des autres espèces en présentant une plus grande biomasse dans la solution témoin.

La figure 10 représente les valeurs moyennes obtenues sur la mesure d'élongation racinaire des différentes espèces soumises dans deux conditions de culture (cuivre et témoin).

Figure 10: Détermination de la biomasse fraîche des espèces graminoïdes en fonction de substrats

La figure 11 présente quatre tendances d'élongation racinaire présentées les espèces graminoïdes. La première tendance est celle présentée par les espèces steppiques Microchloa altera et Eragrostis racemosa. Ces espèces montrent une élongation supérieure dans le milieu contaminé au cuivre. La deuxième tendance observée est que Ascolepis metallorum et Digitaria diagolanis donnent des grandes valeurs moyennes d'élongation racinaire (respectivement 0,5 et 1,4 cm) dans la solution sans témoin. La troisième tendance est que Bulbostylis filamentosa se distingue des autres espèces

Il résulte de la figure 12 que l'espèce Loudetia simplex s'est comportée bien des autres espèces M. altera, E. racemosa, B. filamentosa et D. diagolanis espèces en présentant une grande biomasse

en présentant une grande valeur moyenne d'élongation racinaire (1,4cm) dans la solution cuivre. Enfin, Loudetia simplex se comporte de la même manière dans les milieux de culture en présentant une élongation racinaire similaire de 1,1 cm dans les deux milieux de culture.

3.3. Détermination des teneurs en matières sèches des espèces graminoïdes

Les résultats de la teneur en matières sèche issus de l'analyse de la variance sont présentés sur la figure 12.

N.B : les espèces Ascolepis metallorum et Andropogon shirensis qui ne sont pas sur le graphique n'ont pas survécu à la fin de l'expérience.

Légende : les individus de Ascolepis metallorum et Andropogon shirensis étaient morts à la fin de l'expérience.

sèche dans les deux solutions cuivre et témoin, mais elle enregistre la teneur la plus élevée dans la solution témoin. Les valeurs moyennes obtenues sont respectivement de 0,25 et 0,39g. Il ressort également que l'espèce Bulbostylis filamentosa donne une biomasse élevée (0,28g) dans le milieu témoin, mais cette valeur est inférieure par rapport à celle obtenue chez Loudetia simplex. En effet, Microchloa altera présente des biomasses sèches presque similaires 0,08 et 0,07g dans les conditions de culture (cuivre et sans cuivre). Deux autres espèces Eragrostis racemosa et Digitaria diagolanis montrent une teneur en matière sèche élevée dans le substrat enrichi en cuivre. Par ailleurs.

La figure 12 représente les moyennes des valeurs obtenus dans 35 jours d'évolution des biomasses fraîches.

Les résultats de l'analyse de la variance révèlent que M. altera, L. simplex et D. diagolanis sont très tolérants au cuivre. Ces espèces présentent des valeurs moyennes supérieures de 0,66g dans le milieu enrichi en cuivre. En plus E. racemosa et B. filamentosa sont un peu tolérant au cuivre donnent. Ces espèces enregistrent des biomasses moyennes respectivement 0,25 et 0,35g. enfin, A. shirensis est moins tolérant au cuivre et donne des moyennes presque nulles.

Les valeurs moyennes obtenues sur la longueur des racines en fonction de 36 jours d'expérience sont représentées sur la figure13.

Il découle de cette analyse que trois espèces M. altera, B. filamentosa et L. simplex présentent une longueur de racine supérieur en présence du cuivre. Leurs valeurs moyennes enregistrées sont notamment 1,2, 1,4 et 1,1cm. ces espèces sont très tolérant au cuivre. Toutefois, E. racemosa, A. Metallorum et D. diagolanis donnent des valeurs inférieures et elles sont moins tolérants au cuivre. Aussi A. shirensis enregistre des plus petites valeurs d'élongation racinaire quasiment nulles.

Le tableau 5 montre les différents indices de tolérance au cuivre des espèces graminoïdes. Il ressort que les espèces de la steppe présentent une valeur moyenne de l'indice de tolérance élevé de biomasse fraîche (It =163) par rapport aux espèces de la savane et de large amplitudes écologiques. Il ressort au niveau d'élongation racinaire que les espèces de la savane enregistrent un indice de tolérance supérieur (It=127,5) comparativement aux espèces de la steppe et de large amplitude écologique. Cet indice de tolérance obtenu reste inférieur à celui obtenu sur la biomasse fraîche sur les mêmes espèces. Toutefois, les espèces de larges amplitudes écologiques présentent des indices de tolérances inférieures sur la biomasse fraîche et élongation racinaire respectivement 11,5cm et 7,4 g.

Tableau 5: Indices de tolérance des 7 espèces graminoïdes étudiées.

Chapitre 4. Discussion des résultats

Quel que soit les conditions de culture, il résulte que les espèces présentent des comportements similaires sur la biomasse fraîche, l'élongation racinaire et les indices de tolérances au cuivre.

Les résultats obtenus sur la biomasse fraîche des espèces présentent trois niveaux d'évolution de la biomasse fraîche. La première tendance est observée sur les deux espèces Microchloa altera et Digitaria diagolanis qui ont augmenté leurs biomasses, mais leurs valeurs moyennes restent inférieures dans la solution cuivre. La diminution des biomasses fraiches de ces espèces seraient dus aux concentrations de cuivre utilisées par rapport à celles retrouvées dans la solution aqueuse sur la colline du cuivre (Kaya et al., 2015). Pour ce qui concerne Microchloa altera, la biomasse fraîche élevée obtenue pourrait être expliqué par le fait que cette espèce est généralement colonisatrice des substrats cuprifères les plus toxiques constitués par les remblais miniers et les friches industrielles à proximités des usines métallurgiques (Ngoy, 2010). Microchloa altera alloue beaucoup de ressources en reduisant les prélèvements des métaux par les racines ou une réduction de leur translocation vers les parties aériennes pour s'adapter aux stress édaphiques.

La deuxième tendance observée chez Loudetia simplex a montré une même de tolérance. Toutefois, la biomasse élevée a été obtenue dans la solution témoin. L'hypothèse émise pour ce résultat obtenu est que cette espèce s'adapterait dans un milieu enrichi au cuivre et sans cuivre. Ces résultats obtenus permettraient de qualifier cette espèce comme espèce de large amplitude écologique. Enfin, quatre espèces Eragrostis racemosa ; Ascolepis metallorum, Bulbostylis filamentosa et Andropogon shirensis ont présenté une diminution de leurs biomasses fraîches dans les deux solutions. Cette diminution serait dû à la concentration du cuivre utilisée dans cette recherche qui pourrait être en faible concentration.

Cependant, les résultats obtenus sur l'élongation racinaire des espèces indiquent deux situations d'évolution de racines. Premièrement, une augmentation de longueur des racines chez trois espèces Microchloa altera, Bulbostylis racemosa et Digitaria diagolanis dans le substrat cuivre. Cette situation serait due aux mécanismes adaptation des plantes dans un milieu. Deuxièmement, une diminution d'élongation racinaire de Eragrostis racemosa, Loudetia simplex et Andropogon shirensis dans tous les milieux de culture. Eragrostis racemosa présente une élongation supérieure dans la solution Cuivre. Contrairement à Eragrostis racemosa, Andropogon shirensis donne la

longueur des racines élevée dans la solution témoin. Par ailleurs, Loudetia simplex présente la même allure de diminution d'élongation racinaire dans tous les substrats utilisés. Ceci pourrait être expliquée par les réponses des plantes à un stress abiotique qui sont différentes. L'hypothèse de la diminution d'élongation racinaire de ces espèces seraient les racines sont des organes sensibles au cuivre par le contact direct (Stiborva et al., 1986 ; Jarvis et Whitehead, 1993, Kopittke et al., 2007). Cette sensibilité au cuivre serait une réponse de la forte accumulation dans ces organes ainsi que la faible translocation du cuivre vers les parties aériennes. Cependant, certaines littératures mettent en évidence que la réduction de longueur des racines est une des réponses les plus fréquentes et la première observable lorsque des plantes sont soumises à un stress édaphiques (Baker et Walker, 1989 ; Adriano, 2001 ; Sandalio et al., 2001 ; Jiang et al., 2005 ; Yrueia, 2005). Le comportement d'Andropogon shirensis résulte du gradient de cuivre rencontrée sur les affleurements métallifères. Ces résultats obtenus sont en corroboration parfaite avec ceux de Mench et al. (1988) chez la culture de maïs dans les mêmes conditions de culture. L'élongation racinaire de maïs dépendait de la nature des métaux et de leur concentration dans la solution. En présence de Pb, Zn ou Cd, l'élongation racinaire des plantules ne diffère pas de celui du témoin

Le test d'indices de tolérance des espèces graminoïdes indique trois niveaux de tolérance. Le premier niveau concerne les espèces de la savane qui ont présenté un indice de tolérance supérieur sur les tests de biomasse fraîche et élongation racinaire. Ces résultats obtenus expliqueraient le principe d'allocation des ressources des plantes pour leur tolérance dans le milieu. Ngoy (2010), Baker & Walker (1990) ont rapporté trois stratégies de tolérance que les plantes font recours dans le milieu à forte concentration élevée des métaux lourds : (i) les plantes réduisent les prélèvements des métaux au niveau des racines ainsi qu'à leurs translocations dans les parties aériennes pour une large gamme de concentration des métaux dans le sol.; (ii) les plantes font une translocation des métaux dans les parties aériennes dont la concentration est corrélée aux concentrations des métaux dans le sol, (iii) les plantes accumulent les métaux dans leurs parties aériennes en concentrations plus élevées que celles observées dans les racines.

Le second niveau porte les espèces de la steppe qui ont montrées des indices de tolérance faible sur les tests radiculaire et biomasse. Ces résultats obtenus résulteraient des mécanismes de tolerance au cuivre que ces espèces utilisent pour s'adapter dans le milieu empoissoneux au cuivre en investissant leurs ressources sur au niveau de l'enracinement.

Le troisième niveau de tolérance concerne les espèces de large amplitude écologique Loudetia simplex et Andropogon shirensis qui ont présentées des indices de tolérance faibles sur les deux test biomasse et élongation racinaire. Ce résultat obtenu impliquerait que ces espèces peuvent s'adapter dans le milieu en présence ou en absence du cuivre. Ilunga wa Ilunga (2010) a démontré les différents groupes écologiques aux affinités contrastées pour le cuivre, parmi lesquels nous avons (1) Cuprophytes, les plantes colonisant presque uniquement sur gisement de cuivre. (2) Cuprophiles ; qui se distribuent localement dans les zones à concentration relativement faible en cuivre mais supérieure à la normale. (3) Cuprorésistantes : les plantes qui existent dans la même région sur sol cuprifères que sur sols normaux. En rapport de nos résultats obtenus, le résultat a permis de classer les espèces dans la classe de Cuprorésistantes.

Conclusion et perspectives

Le présent travail avait pour objectif principal de mesurer la tolérance au cuivre des 7 espèces de graminoïdes et mettre en évidence un éventuel coût de tolérance au cuivre chez ces espèces cupricoles.

L'essai a été installé suivant un dispositif split splot comprenant 7 espèces, 2 traitements et 12 répétitions. Le premier milieu a été contaminé avec la solution 50uMCuSO4.5H2O M=249.68g/mol et le deuxième milieu sans contamination, a été considéré comme témoin. Les résultats de cette étude ont permis de mettre en évidence trois tendances de tolérance au cuivre des espèces de graminoïdes. Il a été prouvé que les espèces savanes investissent beaucoup de ressources aux parties aériennes que l'élongation racinaire. En plus, les espèces de la steppe présentent un indice de tolérance faible au test de biomasse en compensant leurs énergies à l'enracinement.

Les indices de tolérance des espèces récoltées sur la colline cuprifère varient en grande quantité. Ces résultats montrent les espèces de la savane peuvent être utilisées dans l'application de phytoremédiation vues leurs biomasses et accumulations des plantes.

D'une manière générale, il revient de signaler que les espèces du sommet de gisement métallifère tolèrent bien le cuivre. Cette tolérance de ces espèces peut être valorisable dans la phytoremédiation et phytostabilisation des milieux contaminés aux métaux lourds.

Les suggestions que nous pouvons recommander aux futurs chercheurs intéressés sur le domaine de notre étude sont telles que :

? Utiliser les doses variées de sulfate de cuivre et soumettre les mêmes espèces en vue de mesurer leurs tolérances au cuivre,

? Envisager un essai en utilisant les graines des espèces dans le but d'estimer les coûts de tolérance.

Nous supposons que les résultats obtenus dans cette expérience permetter aient la valorisation des espèces graminoïdes dans la révégétation et la phytoremédiation des milieux contaminés aux métaux lourds.

Adriano, D.C. (2001). Trace elements in terrestrial environments: Biochemistry, bioavailability and risks of metals. Springer-Verlag, New York.

Allen, W.R., Sheppard, P.M., 1971. Copper Tolerance in Some Californian Populations of the Monkey Flower, Mimulus guttatus. Proceedings of the Royal Society of London Series B Biological Sciences. 177, 177-196.

Baker A.J.M. et al. (1983). Studies on copper and cobalt tolérance in three closely related taxa within the genus Silene L. (Caryophyllaceae) from Zaïre. Plant and Soil 73 : 377385.

Baker AJM, Brooks RR., 1989a. Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements: A review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery 1:81-126.

Baker, A. J. M., Grant, C. J., Martin, M. H., Shaw, S. C. & Whitebrook, J.,1986. Induction and loss of cadmium tolerance in Holcus lanatus L. and other grasses. New Phytologist, 102, 575-587.

Baker, A.J.M. and Walker, P.L.,1989b. Ecophysiology of metal uptake by tolerant plants. In Heavy

metal tolerance in plants - Evolutionary aspects. Shaw, A. (Eds). CRC Press, Baker, A.J.M., Walker, P.L., 1990. Ecophysiology of Metal uptake by tolerant plants, in: Shaw

Benavides MP, Gallego SM et Tomaro ML., 2005. Cadmium toxicity in plants. Braz J Plant Physio. 17 :21-34.

Bourrelier P.H., Berthelin J., 1998. Contamination des sols par les éléments en traces : les risques et leur gestion. Académie des sciences, rapport n°42. Paris : Tec & Doc Lavoisier.

Boyd, R.S., 2004. Ecology of metal hyperaccumulation. New Phytologist. 162, 563-567.

Bradshaw, A. D. (1976). Pollution and evolution. In: Effects of Air Pollutants on Plants (Ed. by T. A. Mansfield), pp. 135-159. Cambridge University Press,

Bradshaw, A.D., 1952. Populations of Agrostis tenuis resistant to lead and zinc poisoning. Nature 169: 1098.

Bradshaw, AD., 2000. The use of natural processes in reclamation-advantages and difficulties. Landscape and Urban Planning 51:89-100.

Bradshaw. Pollution and evolution. In: Effects of Air Pollutants on Plants (Ed. by T. A.

Bratteler, M., 2005: Genetic architecture of traits associated with habitat adaptation in Silene vulgaris (Caryophyllaceae). Doctorate Thesis. Zürich, ETH Zürich.

Briat JF et Lebrun M, 1999. Plant reponses to metal toxicity. Plant Bio Patho. 322 :42-53

Brooks, Malaisse. 1990. Metal-Enriched sites in South Central Africa. In Heavy Metal Tolerance in

Plants: Evolutionary Aspects. Shaw J. A. (ed.). CRC Press, New York 18, 53-73 Brooks, R. R. & Malaisse, E. ,1985. The Heavy Metal-tolerant Flora of South-Central Africa.

Brooks, R. R., A. J. M. Baker, and F. Malaisse. 1992. Copper flowers. National Geographic Research & Exploration 8:338-351.

Cailteux, J.L.H., Kampunzu, A.B., Lerouge, C., Kaputo, A.K., Milesi, J.P., 2005a. Genesis of sediment-hosted stratiform copper-cobalt deposits, central African Copperbelt. Journal of African Earth Sciences 42, 134-158.

Cheng SP, 2003. Heavy metal pollution in China: origin, pattern and control. Environ Sci Pollut. Chipeng, F., Hermans, C., Colinet, G., Faucon, M.P., Ngongo Luhembwe, M., Meerts, P.,

katangens (S. Moore) P.A. Duvign. & Plancke. Plant and Soil. 328, 235-245. Clemens, 2006. Toxicity metal accumulation, reponses to exposure and mechanisms of tolerance in

Craig, 1977. A method of measuring heavy metal tolerance in grasses. Transactions of the Rhodesian Scientific Association, 58, 9-16.

Davis R.D., Beckett P.H.T., 1978. Upper critical levels of toxic elements in plants. II. Critical levels of copper in young barley, wheat, rape, lettuce and ryegrass, and of nickel and zinc in young barley and ryegrass. New Phytologist, 80, 23-32.

Davis TA, Volesky B, Mucci A (2003) A review of the biochemistry of heavy metal biosorption by brown algae. Water Res 37 :4311-4330.

Deneux-Mustin, S., Roussel-Debet, S., Mustin, C., Henner, P., Munier-Lamy, C., Colle, C., Berthelin, J., Garnier-Laplace, J., Leyval, C., 2003. Mobilité et transfert racinaire des éléments en traces (influence des micro-organismes du sol).

Dietz KJ, Baier M, Krämer U., 1999 Free radicals and reactive oxygen species as mediators of heavy metal toxicity in plants. In: Prasad MNV, Hagemeyer J (eds) Heavy metal stress in plants: from molecules to ecosystems. Springer, Berlin.

Duvigneaud P. et Denaeyer-De Smet S., 1973. Considération sur l'écologie de la nutrition minérale des tapis végétaux naturels. Oecol. Plant., 8, (3), 219-246.

Duvigneaud P., 1958. La végétation du Katanga et des sols métallifères. Bull. de la Soc. Roy. De Botanique de Belgique 90: 127-286.

Duvigneaud P., Denaeyer-de Smet S.,1963. Cuivre et végétation au Katanga. Bull. Soc. r.Bot. Belg. 96 : 92- 231.

Duvigneaud, P., 1958a. La végétation du Katanga et des sols métallifères. Bulletin de la Societe Royale De Botanique De Belgique. 90, 127-286.

Duvigneaud, P., 1959. Plantes cobaltophytes dans le Haut-Katanga. Bulletin de la Société Royale de Botanique de Belgique. 91, 111-134.

Duvigneaud, P., and S. Denaeyer-De Smet. 1963. Cuivre et végétation au Katanga. Bulletin de la Société Royale de Botanique Belge 96 :92-231.

Ernst WHO (1990) Mine vegetation in Europe. In Heavy Metal Tolerance in Plants: Evolutionary Aspects. Shaw J. A. (ed.). CRC Press, New York 18:21-38

Ernst, W.H.O., 1983: Ökologische Anpassungsstrategien an Bodenfaktoren. Ber. Dtsch. Bot. Ges. 96: 49-71.

Ernst, W.H.O.; Nelissen, H.J.M.; Ten Bookum, W.M., 2000: Combination toxicology of metal enriched soils: physiological responses of a Zn- and Cd-resistant ecotype of Silene vulgaris on polymetallic soils. Environ. Exp. Bot. 43: 55-71.

Ernst, W.H.O.; Schat, H.; Verkleij, J.A.C., 1990: Evolutionary biology of metal resistance in Silene vulgaris. Evolutionary Trends in Plants 4: 45-51.

Ernst, W.H.O.; Verkleij, J.A.C.; Schat, H.; 1992: Metal tolerant plants. Acta Bot. Neerl. 41: 229- 248.

Ernst, W.H.O.; Verkleij, J.A.C.; Schat, H.; 1992: Metal tolerant plants. Acta Bot. Neerl. 41:229- 248.

Faucon, E Ilunga, B Lange, S. Boisson, M Seleck, S Le Stradic, M. Shutcha, C. Grison, O. Pourret, P. Meerts, G. Mahy, 2015. Implications des relations sol-plante en ingénierie écologique des habitats et sols métallifères dégradés, le cas des habitats riches en cuivre du Katanga (République Démocratique du Congo).

Faucon, M. P., Chipeng, F., Verbruggen, N., Mahy, G., Colinet, G., Shutcha, M., Pourret, O., & Meerts, P. 2012a. Copper tolerance and accumulation in two cuprophytes of South Central Africa: Crepidorhopalon perennis and C. tenuis (Linderniaceae). Environmental and Experimental Botany, 84, 11-16.

Faucon, M.-P., A. Meerseman, M. Ngoy Shutcha, G. Mahy, M. Ngongo Luhembwe, F. Malaisse, and P. Meerts. 2010. Copper endemism in the Congolese flora: a database of copper affinity and conservation value of cuprophytes. Plant Ecology and Evolution 143:5-18.

Faucon, M.-P., I. Parmentier, G. Colinet, G. Mahy, M. Ngongo Luhembwe, and P. Meerts, 2009. May rare metallophytes benefit from disturbed soils following mining activity? The case of the Crepidorhopalon tenuis in Katanga (D. R. Congo). Restoration Ecology (in press), doi: 10.1111/j.1526-100X.2009.00585. x.

Grime, J.P., 1979. Plant Strategies and Vegetation Processes. John Wiley & Sons, ChichesterHaeupler, H.; Schonfelder, P., 1988: Atlas der Farn- und Blütenpflanzen der Bundesrepublik Deutschland. Stuttgart, E. Ulmer.

Harper FA, Smith SE, Macnair MR (1997) Can an increased copper requirement in coppertolerant Mimulus guttatus explain the cost of tolerance? Vegetative growth. New Phytol 136:455-467.

Humphreys M.O., Nicholls M.K., 1984 - Relationships between tolerances to heavy metals in Agrostis capillaris l. (A. Tenuis Sbth). New Phytol. 98, pp. 177-190.

Ilunga wa Ilunga Edouard, Mahy Grégory, Piqueray Julien, Séleck Maxime, Ngoy Shutcha Mylor, Pierre Meerts, Faucon Michel-Pierre, 2015. Plant functional traits as a promising tool for the ecological restoration of degraded tropical metal-rich habitats and revegetation of metal-rich bare soils: A case study in copper vegetation of Katanga, DRC. Ecological Engineering. 82(2015) :214-221.

Ilunga Wa Ilunga, 2010. Caractérisation des relations plantes- sol sur la colline cuprifère de Kinsevere. DEA. Inédit.

Ilunga wa Ilunga, 2014. Les communautés végétales des affleurements de roches métallifères : Une ressource biologique pour la restauration des mines et des sols dégradés par les activités minières dans le Haut Katanga (R.D.Congo). Thèse de doctorat en sciences agronomiques.131p

Ilunga wa Ilunga, E., Séleck, M., Colinet, G., Faucon, M.-P., Meerts, P., Mahy, G., 2013. Small-scale diversity of plant communities and distribution of species niches on a copper rock outcrop in Upper Katanga, D.R. Congo. Plant Ecology and Evolution. 146,

Jiang LY, Yang XE, Chen JM., 2008. Copper tolerance and accumulation of Elsholtzia splendens Nakai in a pot environment. J Plant Nutr 31:1382-1392

Jiang W., Liu D., Li A., 2000 - Effects of Cu²⁺ on root growth; Cell Division and Nucleolus of Helianthus annuus L. Sci. Tot. Environ. 256, p 59.

Jiang, R.F., Ma, D.Y., Zhao, F.J., McGrath, S.P., 2005. Cadmium hyperaccumulation protects Thlaspi caerulescens from leaf feeding damage by thrips (Frankliniella occidentalis). New Phytol. 167, 805-814.

Johnston & Proctor (1981. Growth of serpentine and non-serpentine races of Festuca rubra in solutions simulating the chemical conditions in a toxic serpentine soil. Journal of Ecology, 69, 855-869.

Karadaglis, 1980. Behaviour oi Agrostis tenuis populations against copper ions in combination with the absence of some macro-nutrient elements. Bericht der Deutschen Botanischen Gesellschaft, 93, 417-424.

Kaya D, 2008. Contribution à l'étude des facteurs de distribution spatiale des teneurs en éléments trace métalliques dans le sol et les sédiments dans le quartier Gécamines. Mémoire DEA. Inédit.

Kazakou E, Dimitrakopoulos PG, Baker AJM, Reeves RD, 2008. Hypotheses, mechanisms and trade-offs of tolerance and adaptation to serpentine soils: from species to ecosystem level. Biological Reviews 83:485-508

Kopittke PM, Asher C.J, Blamey FPC et Menzies NW, 2007. Toxic effect of Pb²⁺on growth of cowpea (vigna unguiculata). Environ Poll. 150 :280-287.

Kruckeberg, A.R., 1984. California serpentines: flora, vegetation, geology, soils and management problems, University of California Press, California.

Lefebvre, 1968. Note sur un indice de tolerance au zinc chez des populations d'Armeria maritima

(Mill.) Willd. Bulletin de la Societe Royale de Botanique de Belgique, 102, 5-11. Leteinturier et Malaisse. 1999. The copper flora of Katanga : a phytogeographical analysis. Geo-

Leteinturier, B. 2002 Evaluation du potentiel phytocénotique des gisements cuprifères d'Afrique centro-australe en vue de la phytoremédiation de sites pollués par l'activité minière. PhD. Thèses de doctorat, Faculté des Sciences Agronomiques de Gembloux, Belgium. 361 pp.

Lou LQ, Shen ZG, Li XD., 2004. The copper toleranc mechanisms of Elsholtzia haichowensis, a plant from copper-enriched soils. Environ Exp Bot 51:111-120. doi: 10.1016/j.envexpbot.2003.08.002.

Macnair MR., 1981. The uptake of copper plants of Mimulus guttatus differing in genotype primary at a single major copper tolerance locus. New Phytologist 88 :723-730.

Macnair, 1977. Major genes for copper tolerance in Mimulus guttatus. Nature, 268, 428-430.

Macnair, M.R. & Watkins, A.D.,1983. The fitness of the copper tolerance gene in Mimulus guttatus in uncontaminated soil. New Phytologist 95, 133-137.

Macnair, M.R., 1987: Heavy metal tolerance in plants: a model evolutionary system. Trends Ecol. Evol. 2: 354-359.

Malaise F., Brooks, R.R. et Baker, R.R, 1994. Diversity of vegetation communities in relation to soil heavy content at the Shinkolobwe copper cobalt/ uranium minerazation, Upper Shaba, Zaïre. Belg. Journ. Bot., 127(7) :3-16.

Malaisse F., Brooks R.R., Baker A.J.M. (1994) Diversity of vegetation communities in relation to soil heavy metal content at the Shinkolobwe copper/cobalt/uranium mineralisation, Upper Shaba, Zaïre. Belgian Journal of Botany 127: 3-16.

Malaisse F.,1995. Cuivre et végétation au Shaba (Zaïre): Bull. Séances. Acad. r. Sci. Outre-Mer 40 (1994-4) : 561-580.

Marschner H (1995). Mineral nutrition of higher plants 2nd edn. Academic Press, London.

Mench M., Morel J., Guckertet.A. (1988) Action des métaux [Cd(II), Cu(II), Pb(II), Zn(II)] sur la production d'exsudats racinaires solubles chez le maïs (Zea mays L.). Biol. Fertil. Soils., 3, 165-169.

Morrey, D.R., 1995. Using metal-tolerant plants to reclaim mining wastes. Mining Engineering. 47, 247-249.

Morrison RS, Brooks RR, Reeves RD, Malaisse F., 1979. copper and cobalt uptake by metallophytes from Zaïre. Plant Soil 53:535-539

Ngoy, 2010. Phytostabilisation des sols contaminés en métaux lourds par l'activité minière au Katanga « Cas du quartier Gécamines/Penga Penga contaminés en métaux par les émissions de la fonderie de cuivre de l'Usine Gécamines/Lubumbashi ». Gestion des Ressources Naturelles. Lubumbashi : Université de Lubumbashi).

Nicholls & McNeilly, 1979. Sensitivity of rooting and tolerance to copper in Agrostis tenuis Ouzounidou, G., 1995: Effect of copper on germination and seedling growth of Minuartia, Silene, Alyssum and Thlaspi. Biol. Plant. 17: 411-416.

Pardon, R. Clemente, L. Epelde, C. Garbisu, 2014. Evaluation of the phytostabilisation efficiency in a trace elementscontaminated soil using soil health indicatorsT. Journal of Hazardous Materials 268: 68- 76.

Pollard, 1980. Diversity of metal tolerance in Plantago lanceolata L. from the southeastern United States. New Phytologist, 86, 109-117.

Pollard, A. J., Powell, K. D., Harper, F. A. & Smith, J. A. C. (2002). The Genetic Basis of Metal

Hyperaccumulation in Plants. Critical Reviews in Plant Science 21, 539-566. Pollard, A.J., Baker, A.J.M., 1997. Deterrence of herbivory by zinc hyperaccumulation in Thlaspi

Prasad MNV, Freitas HMO (2003) Metal hyperaccumulation in plants-biodiversity prospecting for phytoremediation technology. Electron Biotechol 6(3). doi:10.2225/vol6-issue3-fulltext-6.

Reeves R (2006) Hyperaccumulation of trace elements by plants. In: Phytoremediation of metal contaminated soils. NATO Sci Ser IV Earth Environ Sci 68 :25-52.

Saad Layla, Ingrid Parmentier, Gilles Colinet, Francois Malaisse, Michel-Pierre Faucon, Pierre Meerts, and Gregory Mahy, 2012. Investigation the Vegetation-Soil Relationships on the Copper-Cobalt Rock Outcrops of Katanga (D. R. Congo), an Essential Step in a Biodiversity Conservation Plan.

Sandialo L.M., Dalurzo H.C., Gómez M., Romero-Puertas M.C., del Río L.A., 2001. Cadmium-induced changes in the growth and oxidative metabolism of pea plants. J. Exp. Bot., 52: 2115-2126.

Schachtman D.P. & R. Munns, 1992.- Sodium accumulation in leaves of Tritium species that differ in salt tolerance. Austr. J. Plant Physiol., 19 (3), 333-339.

Schat, H.; Sharma, S.S.; Voojs, R., 1997b: Heavy metal-induced accumulation of free proline in a metal-tolerant and a nontolerant ecotype of Silene vulgaris. Physiol. Plant.101: 477-482.

Schat, H.; Vooijs, R., 1997a: Multiple tolerance and co-tolerance to heavy metals in Silene vulgaris: a co-segregation analysis. New Phytol. 136: 489-496.

Schwanitz, F.; Hahn, H.,1954: Genetisch-entwicklungsphysiologische Untersuchungen an Galmeipflanzen. I. Pflanzengrösse und Resistenz gegen Zinksulfat bei Viola lutea Hudson, Minuartia verna L., und Silene inflata Sm. Zeitschrift für Botanik 42: 179- 190.

Sharma et Dubey, 2005. Lead toxicity in plants. Braz J Plant Physio. 17 (1):35-52.

Shaw, Rorison & Baker, 1982. Physiological mechanisms of heavy metal tolerance in plants. Annual Report, Unit of Comparative Plant Ecology (NERC), University of Sheffield, pp. 13-15.

Stiborva M.M., Doubravou A.A., Brezinova E., Friedricha A., 1986 - Effect of heavy ions on growth and biochemical characteristics of photosynthesis of barley. Photosynthetica 20 ; pp. 418-425.

Taleisnik E.L. & K. Grunberg, 1994.- Ion balance in tomato cultivars differing in salt tolerance. Sodium and potassium accumulation and fluxes under moderate salinity. Physiol. Plant., 92, 528-534.

Verkleij, J.A.C.; Koevoets, P.L.M.; Blake-Kalff, M.M.; A., Chardonnens, A.N., 1998: Evidence for an important role of the tonoplast in the mechanism of naturally selected zinc tolerance in Silene vulgaris. J. Plant Physiol. 153 : 188-191.

Vidic T, N Jogan, D Drobne et B Vihlar, 2006. Natural revegetation in the vicinity of the former lead smelter in Zerjav, Slovenia. Environment Science & Technology 40: 41194125.

Violle, C. & Jiang, L. 2009. Towards a trait-based quantification of species niche --Journal of Plant Ecology 2: 87-93.

Whitebrook, 1986. Heavy metal tolerance and tetraploidy in Leucanthemum vulgare L. (Compositae). Ph.D. thesis. University of Bristol

Whiting S.N., Reeves R.D., Baker A.J.M. (2002) Mining, metallophytes and land reclamation. Mining Environmental Management 10: 11-16.

Whiting, S.N., Reeves, R.D., Richards, D., Johnson, M.S., Cooke, J.A., Malaisse, F., Paton, A., Smith, J.A.C., Angle, J.S., Chaney, R.L., Ginocchio, R., Jaffré, T., Johns, R., McIntyre, T., Purvis, O.W., Salt, D.E., Schat, H., Zhao, F.J., Baker, A.J.M., 2004. Research priorities for conservation of metallophyte biodiversity and their potential for restoration and site remediation. Restoration Ecology. 12, 106-116.

Wilkins D.A., 1960. The measurement and genetical analysis of lead tolerance in Festuca ovina. Rep. Scott. Pl. Br. St., 85-98.

Wilkins, 1978. The measurement and genetical analysis of lead tolerance in Festuca ovina. Report of the Scottish Plant Breeding Station, I960, pp. 85-98.

Wilkins, D.A., 1957.Atechnique for the measurement of lead tolerance in plants. Nature 180, 37- 38.

Wilson, J.B.,1988. The cost of heavy-metal tolerance : an example. Evolution, 42, 408-403

Wong, M.H., 1982: Metal cotolerance to copper, lead, and zinc in Festuca rubra. Environmental Research 29: 42-47.

Wu L. & Antonovics J. (1975). Zinc and copper uptake by Agrostis stolonifera tolerant to zinc and copper. New physiologist. 75 : 231-237 p.

Wu, L.; Bradshaw, A.D.; Thurman, D.A., 1975: The potential for the evolution of heavy metal tolerance in plants. III. The rapid evolution of copper tolerance in Agrostis stolonifera. Heredity 34: 165-187.

Wyn Jones R.G., 1981. Salt tolerance. In: Physiological process limiting plant productivity. C.B.P. Johnson (ed.), 271-292.