thèse MP Faucon pdf

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Université Libre de Bruxelles
Faculté des Sciences
Ecole doctorale « Biodiversité, Ecologie, Evolution »
Laboratoire d’Ecologie végétale et Biogéochimie
Thèse
Présentée pour l’obtention du grade de
Docteur en Sciences
Par Michel-Pierre Faucon
Ecologie et biologie de la conservation des métallophytes.
Le cas de Crepidorhopalon perennis et C. tenuis
(Scrophulariaceae) des sols cupro-cobaltifères du Katanga
Directeur de thèse : Pierre Meerts
Codirecteur : Michel Ngongo Luhembwe
Remerciements
Défendue le 11 septembre 2009 devant le jury constitué de :
Farid Dahdouh-Guebas, Professeur, Université Libre de Bruxelles Président
Olivier Hardy, Chargé de recherche FNRS, Université Libre de Bruxelles Secrétaire
Jérôme Degreef, Cha rgé de recherche, Jardin Botanique National de Belgique Lecteur
Henri Morvan, Professeur, Université d’Artois Lecteur
Michel Ngongo Luhembwe, Professeur, Université de Lubumbashi Codirecteur
Pierre Meerts, Professeur, Université Libre de Bruxelles Directeur

Avant propos
Actuellement, l’impact de l’appauvrissement de la diversité biologique sur l’équilibre de la
planète n’est plus à démontrer. La gestion de la biodiversité est officiellement devenue une
préoccupation collective et mondiale pour limiter cette érosion. Face à cette situation, de
nombreux projets de conservation et de restauration de la biodiversité ont émergé
conjointement à l’essor des sciences de la conservation. Néanmoins, la biodiversité de
certaines régions du monde est peu gérée et peu étudiée, notamment les régions tropicales qui
rassemblent plus de 90 % des espèces de la planète.
Les risques d’extinction sont plus importants chez les espèces inféodées à des
conditions d’habitat très particulières, réalisées en peu d’endroits à la surface de la planète.
Les plantes à distribution écogéographique très étroite, liées à des conditions de sol très
spécifiques, sont appelées endémiques édaphiques. Relativement peu d’espèces ont développé
des phénomènes de tolérance à ces conditions environnementales extrêmes: les endémiques
édaphiques. Parmi ces espèces, certaines tolèrent de très fortes teneurs en métaux dans le sol,
elles sont appelées métallophytes absolues. Ces plantes, d’un grand intérêt scientifique, sont
particulièrement vulnérables à l’extinction. En effet, elles se développent dans des milieux
riches en ressources naturelles présentant un intérêt économique très élevé (métaux non
ferreux). L’exploitation de ces ressources entraîne inévitablement une dégradation ou même
une destruction totale de leurs habitats. Leur haut degré de spécialisation les rend pour la
plupart inaptes à coloniser d’autres habitats. Malgré leur spécificité écologique, leur rareté et
leur vulnérabilité, la biologie de la conservation de ces espèces est peu étudiée ; seule une
dizaine d’études ont été publiées à ce jour.
Au Katanga en République Démocratique du Congo, plus d’une centaine
d’affleurements de roches cupro-cobaltifères ou « collines de cuivre » uniques en leur genre à
la surface de la terre, isolés géographiquement et écologiquement, portent une végétation très
originale qui comprend plus de 600 espèces, dont 33 endémiques. En plus de leur intérêt
scientifique fondamental, des points de vue biogéographique, physiologique et évolutif, ces
plantes présentent des potentialités importantes d’un point de vue biotechnologique. En effet,
leur aptitude à tolérer des concentrations élevées en cuivre et en cobalt leur confère un intérêt
dans la « reverdurisation » des sols contaminés par ces métaux. En outre, certaines de ces
espèces, dites hyperaccumulatrices de métaux, pourraient être utilisées pour épurer les sols
contaminés. La flore des sites cupro-cobaltifères constitue donc pour la République
Démocratique du Congo (RDC) un patrimoine génétique à conserver et à valoriser. Pourtant
de nombreuses espèces sont menacées d’extinction par la destruction de leurs habitats
provoquée par l’extraction de minerais. A ce jour, la végétation de plus d’une dizaine de
collines a déjà été totalement détruite. La conservation et la restauration de la biodiversité des
habitats métallifères du Katanga sont une priorité urgente pour assurer le maintien de la
biodiversité de la province du Katanga.
Le présent travail porte sur la distribution, l’écologie, la biologie des populations et la
conservation des métallophytes du Katanga, avec un intérêt particulier pour un couple
d’espèces rares réputées hyperaccumulatrices de cuivre et de cobalt : Crepidorhopalon
perennis et C. tenuis (Scrophulariaceae). Nos objectifs consistaient à mettre en évidence les
particularités biologiques et écologiques de ces deux métallophytes du Katanga, à examiner la
valeur conservatoire de leurs habitats, ensuite à évaluer l’impact de l’activité anthropique sur
les populations et enfin à dégager une stratégie de conservation appropriée qui puisse être
étendue aux autres cuprophytes du Katanga.

Il nous a semblé utile de replacer d’abord le travail dans le contexte plus général de la
conservation des espèces rares. A cette fin, une introduction relativement extensive vise à :
i) présenter une synthèse des problématiques de recherche de la conservation de la
biodiversité afin de situer l’étude dans son contexte,
ii) apprécier les caractéristiques adaptatives remarquables de la flore des sites métallifères, sa
valeur biologique et sa diversité,
iii) exposer les connaissances disponibles sur les sites cuprifères du Katanga et de la flore qui
les compose afin d’identifier l’originalité de ce modèle d’étude.

Remerciements
"Au risque d’employer une métaphore un peu hasardeuse, une thèse m’apparaît comme un
écosystème en soi, dont la dynamique d’idées change au cours des années, influencées par de
nombreuses perturbations, parfois négatives quand elles sont trop intenses, mais aussi
formatrices car même la plus faible des perturbations stimule la régénération d’idées. Elle est
aussi très diversifiée en problématiques de recherche, en expériences, ce qui la rend forte face
aux catastrophes. Avec le temps, même s’il faut y apporter de plus en plus d’énergie, la thèse
devient de plus en plus stable jusqu’à un équilibre que je n’aurais jamais pensé atteindre
lorsque j’ai commencé à coloniser mon sujet. Néanmoins, la thèse n’est pas uniquement le
travail personnel du doctorant ; elle bénéficie des interactions établies avec les encadreurs, les
collègues, les proches et les diverses rencontres imprévues… Ainsi je me dois et j’ai le plaisir
de remercier…
…Pierre Meerts, pour avoir joué le rôle de symbionte pendant ces quatre années de thèse. Sa
passion pour la botanique et l’écologie, son investissement et son enthousiasme pour les
résultats de mes recherches et mes projets accomplis m’ont permis de réaliser cette thèse dans
les meilleures conditions possibles
…Michel Ngongo Luhembwe, qui m’a accueilli à la Faculté des Sciences Agronomiques de
Lubumbashi en m’offrant une niche vacante où j’ai trouvé mon optimum écologique. Sa
sagesse, son expérience et ses relations m’ont apporté un soutien considérable pour la
réalisation de cette thèse. En m’accordant sa confiance, j’ai pu m’intégrer au mieux au sein de
l’Université de Lubumbashi et assurer les enseignements de deux cours.
…Grégory Mahy qui a joué le rôle de stimulateur en tant que copromoteur « officieux » de
cette thèse. Sa réflexion, son énergie débordante, son ambition et sa soif de monter des projets
m’ont permis de trouver en lui un collaborateur idéal
…Les doctorants du PIC : Mylor Shutcha, François Chipeng, François Munyemba, Michel
Mpundu qui ont été des compagnons de route pendant toute cette thèse. « Aksanti sana »
…les partenaires du projet PIC : Nathalie Verbruggen, Marjolein Visser, Jean Lejoly, Jan
Bogaert, Gilles Colinet, Grégory Mahy qui m’ont apporté leur soutien et leur collaboration
…l’ONG Biodiversité Au Katanga (BAK) pour avoir porté un intérêt à mon travail et avoir
participé financièrement à nos projets
…les collègues, étudiants et personnels de la Faculté des Sciences Agronomiques de
l’Université de Lubumbashi, le duo Papa Armand et Maman Solange qui ont pris soin de moi,
accompagné, informé, conseillé... J’ai partagé avec vous des moments inoubliables : le bukari
à la ferme Kasapa, les enseignements, les sorties sur le terrain, l’apprentissage de la conduite
en moto…
…les institutions publiques congolaises (SESCAM, ANR, Division des Mines du Katanga,
Police des mines) qui m’ont accordé l’autorisation d’accès aux sites miniers suite à quelques
entretiens scéniques
…toutes les personnes que j’ai pu rencontrer au Katanga, qui m’ont accueilli chaleureusement
chez eux ou qui m’ont dépanné lorsque je me trouvais dans des situations difficiles… les
familles Shutcha, Ombaku, Mongoli, Panda, DeCallion
…Aricia, Arthur, Pacific, Ben, Eric, François qui ont réalisé sous mon encadrement leur
mémoire de fin d’étude dont certains résultats ont contribué à l’avancée de cette présente
thèse
… François Malaisse, Ingrid Parmentier, Fabienne Van Rossum dont leurs compétences et
expériences ont été réellement bénéfiques pour la publication de certains articles et pour la
réalisation de cette thèse

…Henri Morvan pour sa patience et son soutien au cours de mes trois premières années
d’étude universitaire. Sans son aide précieuse, je n’aurai jamais pu envisager de réaliser une
thèse de doctorat
…Claude Lefebvre et Pierre Saumitou-Laprade pour m’avoir initié à la recherche, j’ai eu un
réel plaisir d’effectuer mes premiers pas dans la recherche à vos côtés
…Thomas Drouet pour ses précieuses relectures et son soutien aux cours de cette thèse
…Papa Kisimba, le broussard invétéré, pour sa connaissance naturaliste très large du Katanga,
…L’ami Pietro Salis, pour son aide et ses compétences techniques qui m’ont permis de
réaliser mon expérience en culture in vitro
…les membres du Laboratoire et amis du Jardin Botanique Jean Massart pour leur sympathie
journalière et leur coup de main
…mes parents, pour leurs sacrifices, leur détermination à soutenir leurs enfants à réaliser des
études supérieures et pour avoir été les premiers à susciter mon intérêt pour les sciences
naturelles
…les personnes qui m’ont offert ma première flore et mes premiers livres de botanique, René,
Mr Yvain…
…Ma famille et amis belges, congolais, français et pas de calaisiens qui m’ont apporté leur
soutien moral
…Ma chère et tendre qui m’a en permanence soutenu au cours de cette dernière année de
thèse.