Impact des activités minières sur la macrofaune du sol: cas des bassins de rejets miniers de Kipushi et de Musoshi

Liste des figures

Figure 1-1 : Impact des activités minières sur l'environnement : (a) Déforestation et perte de la biodiversité dans le bassin de décantation de Kipushi ; (b) Contamination du sol et des eaux de surface dans le bassin de Shimambo à Musoshi-Gare 1

Figure 1-2 : Morphologie d'un ver de terre adulte 6

Figure 1-3 : Castes d'une colonie de termites 7

Figure 1-4 : Anatomie de la fourmi 8

Figure 1-5 : Structures biogéniques produites par la macrofaune du sol : (a) Galerie de vers de terre tapissé de déjections, (b) Turricules de vers de terre, (c) termitière, (d) fourmilière 10

Figure 2-1 : Arc cuprifère du Katanga 16

Figure 2-2 : Localisation des sites étudiés dans la province du Haut-Katanga, RD. Congo 20

Figure 2-3. Schéma descriptif d'un monolithe de sol. 22

Figure 2-4 : Opérations réalisées au cours des travaux de terrain : (a), (b) et (c) prélèvement de monolithe de sol ; (d) tamisage du sol et triage des macroorganismes 23

Figure 2-5 : Opération réalisées au laboratoire : (a) préparation des échantillons ; (b) analyse du pH et de la conductivité ; (c) analyse de l'azote et du carbone organique ; (d) et (e) analyse des Métaux lourds par XRF ; (f) analyse du Phosphore 25

Liste des tableaux

Tableau 2-1 : Représentation des points de prélèvement 1

Tableau 2-2. Les variables pédologiques (physiques et chimiques) déterminés 24

Tableau 3-1 : Résumé des caractéristiques physico-chimiques des sols des sites étudiés. 30

Tableau 3-2 : Abondance des macroinvertébrés à Kipushi. 31

Tableau 3-3 : Abondance des macroinvertébrés à Musoshi. 32

Tableau 3-4 : Catégories des espèces de la macrofaune recensé dans les sites étudiés 33

Tableau 3-5 : Indices de diversité de la macrofaune à Kipushi 34

Tableau 3-6 : Indices de diversité de la macrofaune à Musoshi 34

Tableau 3-7 : Matrice des corrélations de Pearson des facteurs physico-chimiques et de la macrofaune du sol de Kipushi. 36

Tableau 3-8 : Matrices des corrélations de Pearson des facteurs physico-chimiques et de la macrofaune du sol de Musoshi 37

Introduction

Le problème des sols contaminés est aujourd'hui très préoccupant pour les pays émergents. Ces pays (cas de la République Démocratique du Congo) ont développé depuis des longues années, des activités d'extraction et de transformation des métaux lourds ( Tembo et al., 2005 ; Ngoy Mwana et al., 2006 in Mpundu, 2010). Dans diverses usines hydro-métallurgiques et fonderies, l'extraction des métaux s'accompagnait des rejets des sous-produits tels que le cuivre, le cobalt, le plomb, le zinc, etc. qui ne peuvent pas être biodégradés ( Kashimbo et al., 2015) et donc persistent dans l'environnement pendant de longues périodes ( Tembo et al., 2005) . Leur accumulation dans l'environnement peut se répercuter sur les êtres humains et les animaux en menaçant leur habitat ( Tembo et al., 2005) mais aussi sur leur santé ( Malaisse, 1997 ; Wang et al., 2003 ; Mpundu, 2010). Il a été démontré, dans la région de Lubumbashi, que les émissions de SO₂ par la cheminée du four de l'usine d'extraction et de transformation du cuivre de la Gécamines étaient responsables de pluies acides ( Mbenza et al., 1989), néfastes pour les êtres vivants dont la faune du sol et les végétaux. Les résultats des études menées par Banza et al. (2009) ont révélé des teneurs élevées en ETM dans les urines et les sangs des personnes habitant dans les quartiers environnant de sites miniers, à cause d'un contact plus long avec les poussières chargées en métaux lourds.

A l'échelle microscopique, les métaux lourds ont aussi des effets néfastes sur la population bactérienne ( Belyaeva et al., 2005), ce qui n'est pas sans conséquence sur la vie des autres organismes du sol et sur le fonctionnement de l'écosystème tout entier. Il a été démontré que l'augmentation de la teneur en métaux lourds au-delà d'un certain seuil réduit la densité des vers ( Pizl & Josen, 1995) et influe négativement sur leur croissance pondérale, leur développement sexuel et la production de cocons ( Spurgeon & Hopkin, 1999).

Pourtant, la macrofaune du sol est une source de biodiversité animale importante qu'il convient de préserver. Elle comprend de nombreux taxons, comprenant eux-mêmes de centaines voire des milliers d'espèces ( Bachelier, 1978 ; Gobat et al., 2003), qui ont des rôles essentiels dans la stabilité de l'écosystème, dans le maintien de la qualité du sol et peuvent fournir un certain nombre de biens et de services écosystémiques utiles pour les sociétés humaines ( Millenium Ecosystem Assessment, 2005 ; Mujinya et al., 2014). Ainsi, elle participe à la décomposition de la matière organique et à la biodisponibilité des nutriments pour les plantes et les microorganismes du sol(Dangerfield et al., 1998 in Mujinya et al., 2014). Elle joue également dans la création et la conservation de la structure du sol ( Mayeux & Savanne, 1996).

Au regard de toutes ces conséquences énumérées ci-haut sur la santé et l'environnement (faune et flore) due à l'impact des métaux lourds, des études ont été initiées pour développer, d'une part, des techniques efficaces pour décontaminer les sites pollués ( Rufus et al., 1997 ; Salt et al., 1998 ; Prabha et al., 2007 ; Ngoy, 2010) et d'autres parts, des stratégies de conservation in situ et ex situ des espèces de la flore endémique des sites métallifères menacées par l'extinction ( Li, 2006 ; Ngoy, 2010 ; Ilunga, 2010 ; 2014).

Cependant, il existe peu d'études jusqu'à présent qui ont mis en évidence l'impact de ces métaux lourds sur la faune du sol, plus particulièrement sur la macrofaune du sol, en menant un inventaire in situ. D'où l'originalité de la présente étude.

Cette étude poursuit l'objectif principal d'évaluer l'impact indirecte des activités minières sur l'abondance et la diversité de la macrofaune du sol. Spécifiquement, il s'agira de : (1) donnerles propriétés physico-chimiques des sols environnant les sites de traitement minier (bassins de décantation), (2) évaluer l'abondance et la diversité de la macrofaune de ces sols et (3) Mettre en évidence les relationsexistantes entre les propriétés édaphiques des sites miniers et macroinvertébrés.

Outre l'introduction et la conclusion, ce travail s'articule en 4 chapitres : la revue bibliographique (chapitre 1) ; milieu, matériels et méthodes (chapitre 2) ; résultats (chapitre 3) et enfin la discussion (chapitre 4).