Chapitre 2. Milieu, matériel et
méthode
2.1. Milieu
2.1.1. Aperçu géographique
Kolwezi est le milieu qui a servie d'étude pour ce
travail; Il est le chef-lieu de la Province de Lualaba, en République
Démocratique du Congo. Il est juché sur le plateau de Manika
à 1460 mètres d'altitude. Ses coordonnées
géographiques sont situé entre 26°27' longitude Est et
10°11' latitude Sud. Sa localisation sur les riches gisements miniers du
Cooper belt lui a valu la réputation de «poumon
économique» de la République Démocratique du Congo
(Dibwe, 2005; in Fwamba et al 2011).
La province du Lualaba couvre une superficie de 121 308
Km2, elle est bornée au Nord par la Province du Haut-Lomami ;
au Sud-Est par la République de la Zambie et la Province du Haut-Katanga
; au Sud-Ouest par l'Angola. La ville de Kolwezi est baignée par le
fleuve Lualaba, les lacs de retenue de Kando, de N'zilo, de Dikolongo et les
principales rivières : Pande, Dikulwe, Dipeta, Kalule- Nord, Kalule-Sud,
Mukuleshi, Lufupa, Ludi et Musonoie. Avec une superficie de 213 Km2,
répartie comme suit la commune de Dilala 154 km2 et la
commune de Manika 59 km2.
Le climat est tropical de type CW6 selon la classification de
Koppen (1930), avec alternance de deux saisons : la saison sèche qui va
du moins d'avril au moins d'octobre et la saison des pluies du mois de novembre
au moins de mars. La variation de la température est entre 18 et
20° C. Le sol est argilo-sablonneux avec un sous-sol riche en gisements
miniers (cuivre, cobalt, or, uranium et radium), sa végétation
est une savane boisée traversée par des rivières et des
ruisseaux.
2.1.2. Présentation de la zone
d'étude
Notre étude expérimentale s'est effectuée
à l'UCK, dans les installations précisément dans de bassin
des rejets minéralogiques à côté de l'usine
métallurgique, trouvée le long de la rivière Musonoie, UCK
qui est l'usine à cuivre de Kolwezi a servi de site pour l'étude
(Voir figure 4).
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Figure 4: Localisation du site
expérimental de l'usine à cuivre de Kolwezi. (Google earth,
Image
satellitaire)
Cette zone est localisée à 1426 m d'altitude,
sur les coordonnées géographiques de 10°41'08" de latitude
Sud et 25°27'03" de longitude Est. Elle présente une superficie de
120.000 m2, un substrat à texture argilo-limoneux charger en
éléments métalliques tels que : Zn, Cu, Cd, Ge, Ga, Ag par
un dépôt des rejets issu des traitements
hydrométallurgiques.
2.1.2.1. L'origine des bassins à
rejets
L'UCK c'est une nouvelle nomination de l'ex-usine UZK depuis
2008, suite aux faibles demandes du Zinc sur les marchés mondiaux,
l'Usine du Zinc à Kolwezi a changé son entité pour
produire du cuivre. C'est depuis 1953 que l'ex-UZK produisait les Zinc, les
concentrés de zinc grillés (calcine) quittaient Likasi par voie
ferrée vers l'ex-UZK enfin d'être soumis au traitement par voie
hydrométallurgique. Les résidus obtenus après lixiviation
d'acide sont stockés dans des bassins justes à côté
de l'usine, ils sont stockés hors de normes environnementales
(Tshibanda, 2012).
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Photo 1: Le bassin des rejets
métallurgiques d'UCK (kandji Décembre 2015)
2.2. Matériels
2.2.1. Matériel biologique
Une population de Microchloa altera constituée
d'individus récoltés d'une population mère située
à une friche minéralurgique aux alentours de la cité l'UZK
et de la rivière Musonoie. La mise en culture a eu lieu le 17
décembre 2015 sur le site décrit ci-haut (UCK).
1. taxonomie
· Règne : vegetaria
· Embranchement : Magnoloiphyta
· Classe : liliopsida
· Ordre : poale
· Famille : poaceae
· Genre : Microchloa
· Espece : Microchloa Altera
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2.2.1.1. Microchloa altera
2. La Morphologie de Microchloa
altera
Renvoize, 1974 ; Pope, 1999 ; et Oudtshoorn, 2009 ; in
Shucha, 2010), décrit Microchoa altera des régions
montagneuses d'Afrique de l'Est et du Sud : comme une petite graminée
vivace cespiteuse de 30 à 70 cm de haut et formant des pelouses
compactes et denses (confer la photo)
Photo 2: La touffe de Microchloa
altéra sur un sol pollué à l'UCK, faisant semblant de
se sécher pendant la saison sèche
Les feuilles basales sont filiformes, courbées ou
rarement droites, glabres ou chevelues à la base, avec des
extrémités qui se terminent en angle aigue ou obtus et elles
mesurent 3-25 cm de longueur et 1,5 mm de largeur. Les hampes florales sont non
ramifiées, à l'exception des quelques une qui les sont, elles
portent 1 soit 2 épis à leurs extrémités varient de
2 à 9 cm de long sont droits ou courbés, glabres ou pubescents
à la base et portent deux rangées d'épillets
Les épillets 4 à 5,5 mm de long portent 2
rarement 3 fleurs : la fleur supérieure est mâle ou stérile
tandis que la fleur inférieure est hermaphrodite. Les glumes peuvent
être de tailles égales ou inégales, glabres ou parfois
laineuses.
La description du peuplement révèle que
Microchloa altera est une espèce des `steppes' basses des
hautes altitudes (plus de 1500 mètres) souvent établie sur sol
peu profond de pente mais également présente sur sol bien
drainé. L'espèce est rencontrée également dans les
dembos temporairement engorgés d'eau et parfois sur les
termitières des steppes inondées. Elle est
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également rencontrée sur les sols
cuprifères de l'arc cuprifère katangais (Duvigneaud, 1963 ; Pope,
1999; in Shucha, 2010).
L'augmentation du nombre de substrat modifier par
l'activité minière, notamment les remblais miniers, les sols
riches en métaux à proximité des usines
métallurgiques, colluvions métallifères le long des cours
d'eau, bords de route et de voie ferrée enrichis en métaux
lourds, c'est ce qui explique l'éparpillement de cette espèce. Un
autre argument serait que les mouvements des personnes ainsi que de
l'équipement de travail ont probablement disséminés les
semences dans les carrières de l'UCK où l'espèce
était absente.
2.2.2. Les amendements
Le calcaire (CaCO3.MgCO3) et la matière organique
avaient été appliqués comme amendements pour
réduire la biodisponibilité des éléments
métalliques contenus dans le substrat du site d'étude. Le
calcaire utilisé avait été obtenu à l'UCK, c'est un
produit provenant de Likasi, produit par l'usine CCC (Carrière de chaux
et calcaire). Le carbonate de calcium diminue la mobilité des
éléments métalliques par l'augmentation du pH ; la
mobilité du cuivre, par exemple, baisse considérablement à
des pH supérieurs à 6. En outre, l'apport de Ca et Mg, deux
éléments souvent limitant dans les sols tropicaux, peuvent
favoriser la croissance des plantes et la restauration de communautés
vivantes diversifiées dans le sol (Shutcha, 2007).
La matière organique utilisée avait
été prise au dépôt d'ordures ménagères
de la cité UZK. L'utilisation de la matière organique se justifie
par le fait que la quantité de la matière organique et l'un des
facteurs qui a de l'influence sur le statut des éléments
métalliques dans le sol. La matière organique permet
d'immobiliser le Cu en le bloquant sous forme chélatée,
améliore le statut nutritionnel du sol, introduit des micro-organismes,
augmente la capacité d'échange cationique du sol, améliore
la rétention d'eau (Cheong et al. 1998, Walker et al.
2004, Chiu et al. 2006, in Migeon, 2008). Un pH trop
élevé peut entraîner la dissolution de la matière
organique, de même il faut prêter attention à la
dégradation de la matière organique dans le temps, car quand elle
diminue, l'activité des ions Cu2+ augmente aussitôt (McBride 1998;
in Migeon, 2008).
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2.3. Méthodes
2.3.1. Traitements et dispositif
expérimental
Une expérimentation a été conduite selon
un dispositif factoriel 32. Deux facteurs ont été pris
en compte pour étudier leurs effets sur la performance de
l'espèce Microchloa altera, et chaque facteur a trois niveaux
:
? Calcaire (3 doses): 0 t.ha-1, 10
t.ha-1 et 20 t.ha-1 (C0, C1 et C2)
? Compost (3 doses) : 0 t/ha, 45 t/ha et 225 t/ha (M0, M1 et
M2)
Le dispositif compte 6 répétitions de 9
parcelles chacune correspondant aux 9 combinaisons Calcaire - Matière
organique (C0M0, C1M0, C2M0, C0M1, C1M1, C2M1, C0M2, C1M2 et C2M2) ceux qui
fera 54 parcelles de 4m2, transplanté avec 30 éclats
de souches par parcelles (5 lignes de 6 éclats des souches par ligne),
le 17 décembre jours après transplantation de Microchloa
altera.
Nous faisons l'étude des effets résiduels des
amendements utilisés deux ans passés, pour faire une comparaison
des résultats obtenus.
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22 m
C0M1
M1
C0M0
C0M2
C1M1
M0
2m
M2
C0M2
C1M1
C0M0
C1M2
M1
C1M0
C0M1
C1M2
M0
M2
C1M0
M2
C0M2
M1
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M0
C1M0
C0M2
C1M2
M0
C0M0
C0M1
C0M0
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C0M1
M1
C1M1
M2
C0M0
C1M2
C0M1
C1M0
C0M0
M0
C1M0
C1M1
C0M2
M1
M2
C0M2
C1M1
C1M2
M1
M0
C0M1
14 m
1 m 0,5 m
2 m
Figure 5 : Le plan du dispositif
expérimental sur le bassin à rejets métallurgiques de
l'UCK
Légende :
C0M0 : Parcelle non amendée
C1M0 : Parcelle amendée avec 10 t/ha du calcaire
C2M0 : Parcelle amendée avec 20 t/ha du calcaire
C0M1 : Parcelle amendée avec 45 t/ha de la
matière organique
C1M1 : Parcelle amendée avec 10 t/ha du calcaire et 45
t/ha de la matière organique
C2M1 : Parcelle amendée avec 20 t/ha du calcaire et 45
t/ha de la matière organique
C0M2 : Parcelle amendée avec 225 t/ha de la
matière organique
C1M2 : Parcelle amendée avec 10 t/ha du calcaire et 225
t/ha de la matière organique
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C2M2 : Parcelle amendée avec 20 t/ha du calcaire et 225
t/ha de la matière organique
2.3.2. Observations
Les observations faites sont les suivantes :
? Taux de survie : déterminé sur base
du nombre de plants vivants par rapport au total de ce qui a été
planté au début de l'expérimentation.
? Croissance : Surface d'un plant : estimée
sur base du diamètre moyen des touffes (moyenne du diamètre le
plus long et le plus court).
? Reproduction : taille de la hampe florale.
2.3.3. Analyse des données
Les données collectées ont été
analysées avec le logiciel R version
2.14.0. L'analyse de variance et le test de
comparaison des moyennes (LSD : Least Significant Difference) au seuil
de probabilité de 5% ont été effectués par la
méthode de Tukey. Cette comparaison a été effectuée
entre différents traitements (amendement organique et calcaire) sur
l'espèce M altéra et campagne entre elle.
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