Composition et distribution spatiale et saisonnière des peuplements d’algues de quatre rivières du Sud-Est de la Côte d’Ivoire (Soumié, Éholié, Éhania et Noé)

(1)

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

N° d’ordre :

THÈSE UNIQUE

Pour l’obtention du grade de :

Docteur de l’Université d’Abobo-Adjamé

OPTION : Écologie et aménagement des écosystèmes aquatiques

THÈME :

Compo

Composition et distribution

sition et distribution

sp

spatiale et saisonnière

atiale et saisonnière

atiale et saisonnière des

des

p

peuplements

euplements

d’algues

de

quatre rivières

quatre rivières du Sud

du Sud

du Sud----Est de

du Sud

Est de

la Côte d’Ivoire

la Côte d’Ivoire (

(

(Soumié,

Soumié,

Éholié, Éhania et Noé)

République de Côte d’Ivoire

U niversité d’Abobo

U niversité d’Abobo----Adjamé

Adjamé

ANNÉE : 2009-2010

JURY :

Président : M. ÉHILÉ Éhouan Ettienne, Professeur Titulaire, Université d’Abobo-Adjamé (Côte d’Ivoire)

Co-Directeur : M. GOURÈNE Germain, Professeur Titulaire, Université d’Abobo-Adjamé (Côte d’Ivoire)

Co-Directeur : M. OUATTARA Allassane, Maître de Conférences, Université d’Abobo-Adjamé (Côte d’Ivoire)

Rapporteurs : Mme COCQUYT Christine, Chercheur, Jardin Botanique National de Belgique : M. SOW El Hadji, Professeur Titulaire,

Université Cheikh Anta Diop (Sénégal) Membre : M. DA Kouhété Philippe, Maître Assistant,

Docteur d’État ès Sciences, Université de Cocody (Côte d’Ivoire)

N° du candidat : 02 96 008160

Nom : NIAMIEN épouse ÉBROTTIÉ

Prénoms : JULIE ESTELLE

Laboratoire : Environnement et Biologie Aquatique (LEBA)

(2)

Dédicaces

Thèse de Doctorat en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé

D édicace

Á N otre Seigneur Jésus Christ, Souverain, M aître incontesté du Ciel et de la

Terre, M aître de l’intelligence et de la sagesse.

(3)

Dédicaces

Cette thèse est égalem ent dédiée à :

notre père, NIAMIEN Lokossué

Lokossué

Lokossué, pour son soutien sans faille et ses

encouragements qui nous ont permis de poursuivre nos études ;

notre mère, KOFFI Akissi M a

Akissi M a

Akissi M arie

rie

rie épouse NIAMIEN, pour son appui, sa

constance dans le soutien et ses conseils ;

notre époux, ÉBROTTIÉ B rou Eugène

B rou Eugène

B rou Eugène, pour son amour, son soutien

surtout spirituel et ses encouragem ents qui nous ont aidée à aller jusqu’au bout

de cette thèse ;

nos enfants, Jean

Jean

Jean----Philippe

Jean

Philippe

Philippe et Syntyche Victoire

Philippe

Syntyche Victoire

Syntyche Victoire, dont l’amour nous a fortifiée

tout au long de ces années de thèse.

(4)

Remerciements

REMERCIEMENTS

Ce travail a été effectué dans le cadre des projets "Étude diagnostique de l’état de pollution du système fluvio-lagunaire Aby-Bia-Tanoé" et "Étude des transferts de polluants dans le système fluvio-lagunaire Aby-Bia-Tanoé“. Ces projets ont été initiés par le Centre Régional pour l’Eau Potable et l’Assainissement à faible coût (CREPA) - Représentation nationale Côte d’Ivoire et financés par le Fonds pour l’Environnement Mondial / Programme de Microfinancements (FEM/ONG).

Nous témoignons notre gratitude et notre amitié à tous ceux qui, à divers titres, ont contribué à l’élaboration de ce travail.

Nos premiers remerciements vont à l’endroit du Professeur GOURÈNE G., Président de l’Université d’Abobo-Adjamé, Co-Directeur de cette thèse, qui a bien voulu nous accepter dans son laboratoire et pour avoir guidé nos pas dans le domaine de la recherche. Sa rigueur et sa passion pour le travail bien fait nous ont inspirée dans la réalisation de cette thèse. Qu’il trouve en ces mots notre infinie reconnaissance.

Nous tenons à remercier particulièrement le Professeur OUATTARA A., Co-Directeur de la thèse, de nous avoir initiée à la systématique et à l’écologie des algues. Sa disponibilité, ses critiques, son ardeur au travail et sa constante rigueur nous ont appris à rechercher la perfection. Toutes ces qualités ont été pour nous une source d’inspiration tout au long de la réalisation de cette thèse. Nous lui exprimons notre grande admiration.

(5)

Remerciements

de nos campagnes d’échantillonnage, pour ses conseils et encouragements mais aussi pour avoir accepté de présider le jury de cette thèse.

Professeurs COCQUYT C. et SOW E. H. soyez rassurés de mon infinie reconnaissance et de mes sincères remerciements pour avoir évalué ce travail en tant que rapporteurs et accepté de prendre part au jury de cette thèse.

Nous remercions le Professeur SAVANÉ I., Directeur de l’UFR-SGE, pour ses encouragements et ses conseils.

Nous sommes très reconnaissante au Professeur GNAGNE T., Directeur résident de la réprésentation nationale du CREPA en Côte d’Ivoire et Promoteur desdits projets.

Nos remerciements vont également à l’endroit de Docteur DOUMOUYA I., Sécrétaire Général de l’Université d’Abobo-Adjamé, pour son assistance, ses conseils et son soutien sans faille.

Au Docteur DA K. P., nous voudrions témoigner notre profonde gratitude pour ses conseils, sa disponibilité, son ardeur au travail et pour sa contribution à l’identification des algues.

Que les Professeurs OUATTARA M. et COULIBALY L. du Laboratoire d’Environnement et de Biologie Aquatique, trouvent en ses mots, notre reconnaissance pour leurs apports scientifique et moral indéniables tout le temps de la rédaction de ce mémoire.

Nous voudrions remercier tous les Docteurs du Laboratoire d’Environnement et de Biologie Aquatique, OUATTARA M., DIOMANDÉ D., DIÉTOA M. Y., DOUMBIA L., MANIZAN N. P., CISSÉ M.,

(6)

Remerciements

N’GUESSAN S. Y., BAMBA Y., BONY K. Y., KONAN F. K., ÉDIA O. E., ASSÉMIAN N. E., KOUAMÉ N. G., TOHÉ B. et KONAN K. M. Qu’ils trouvent ici l’expression de notre profonde gratitude pour leurs encouragements, contributions et critiques tout au long de la rédaction de ce mémoire.

À nos amis, Mme OHOU-YAO A. M. J., Mlle KOUAMÉ A. A., M. DJALLO L. et les Docteurs AKA-KOFFI M. N., NEUBA D. F. R., KAMAGATÉ B., KOUAKOU L. K., KOUAMÉ I. K., MÉITÉ L., KONÉ Y. J. M. et OUEDA A., nous disons merci pour leurs conseils, encouragements et disponibilités.

Nous remercions tout le personnel administratif de l’UFR des Sciences et Gestion de l’Environnement (SGE), particulièrement Mlle COULIBALY C. et Mlle KOUAHO M., pour leurs disponibilités.

Nous adressons nos remerciements à tous les Doctorants et Étudiants en DEA du Laboratoire d’Environnement et de Biologie Aquatique (Mmes MANGOUA-ALLALY A. L. C., SEU-ANOI N. M., KOUASSI-N’GOHÉSSÉ A. E., BONI-AMÉSSAN E., BROU-GNAYORO M. M. A., KÉKÉ M., Mlles TRAORÉ A., ADON M. P., YOBOUÉ A. N., Mrs GUÉADÉ G. A., ALIKO N. G., KOUADIO K. N., KOUAMÉ K. M., BOUSSOU K. C., OUATTARA P. J. M., MESSOU A., GROGA N., CAMARA A. I., KPAI N. N., AGNISSAN A. J. P., AHIZI N. M., KONAN K. T. et KOUASSI B. A. T.) qui nous ont apporté leur aide pour la lecture de ce mémoire. Nous leur témoignons notre infinie reconnaissance.

Nous tenons à remercier particulièrement le Professeur BOA D. et son épouse, ainsi que le Docteur AOUSSI S. pour leurs encouragements, leurs conseils et leur soutien.

(7)

Remerciements

À notre famille, nous témoignons notre profonde gratitude, pour les encouragements, l’assistance et le soutien. Que Dieu vous le rende au centuple.

À papa et maman TÉHI, nous exprimons notre infinie reconnaisssance pour la contribution, les conseils et le soutien.

Nous pensons particulièrement à la Mission Évangélique Philadelphie, à tous les frères et sœurs en Christ et à toutes les femmes Hanna avec à leur tête Tantie MACY, qui nous ont toujours soutenue pendant ces années.

Enfin, nous remercions tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce travail.

(8)

Table des matières

TABLE DES MATIÈRES

LISTE DES ABRÉVIATIONS ET ACRONYMES………..………... i

LISTE DES FIGURES………... ii

LISTE DES TABLEAUX………... v

LISTE DES ANNEXES ……….………... vii

INTRODUCTION……….………... 1

CHAPITRE I : GÉNÉRALITÉS……...………..………. 4

1.1- MILIEUX D’ÉTUDE ………..………. 5

1.1.1-CLIMAT ………... 5

1.1.2-VÉGÉTATION ET OCCUPATION DES SOLS ………..…….…………. 7

1.1.3-HYDROGRAPHIE ………..……... 9 1.1.4-TYPES DE SOL………...……… 10 1.2- MICROALGUES…..………... 11 1.2.1-CLASSIFICATION ……….…...………….………… 11 1.2.1.1- Cyanobacteria...……….………... 13 1.2.1.2- Chlorophyta……….……….. 14 1.2.1.3- Euglenophyta………...….………..……….. 15 1.2.1.4- Heterokontophyta ……….……..………. 15 1.2.1.5- Rhodophyta..………. 16 1.2.1.6- Cryptophyta ………...………..… 16 1.2.1.7- Dinophyta ………..…………..………...……. 17

1.2.2-RÉPARTITION DES ALGUES SELON LES HABITATS…………...……. 17

1.2.3-FACTEURS RESPONSABLES DE LA DISTRIBUTION LONGITUDINALE DES ALGUES ………..………..…... 18

CHAPITRE II : MATÉRIEL ET MÉTHODES …………..…..…... 21

(9)

2.1.1- APPAREILS DE MESURES DES PARAMÈTRES ABIOTIQUES …... 22

2.1.2- MATÉRIEL DE PRÉLÈVEMENT ET D’OBSERVATION DES MICROALGUES………. 22

2.2- MÉTHODES………...…………... 24

2.2.1-DESCRIPTION DES STATIONS D’ÉCHANTILLONNAGE…... 24

2.2.2- MESURE DES PARAMÈTRES ABIOTIQUES …………..……... 27

2.2.3-PRÉLÈVEMENT DES ALGUES ……...………..……….…. 28

2.2.4- IDENTIFICATION ET DÉNOMBREMENT DES ALGUES ……...…. 28

2.2.5- CARACTÉRISATION DU PEUPLEMENT ALGAL ………... 30

2.2.5.1- Richesse spécifique……….……….…..… 30

2.2.5.2- Indice de diversité spécifique de Shannon-Wiener………... 30

2.2.5.3- Indice d’équitabilité………..………... 31

2.2.5.4- Pourcentage d’occurrence………...………... 31

2.2.5.5- Indice de similarité de Sorenson……….. 32

2.2.6-TRAITEMENTS STATISTIQUES………....….. 32

2.2.6.1- Régression multiple pas à pas ascendante….….……...…. 32

2.2.6.2- Analyse en composantes principales………. 33

2.2.6.3- Analyse factorielle des correspondances ……….. 33

2.2.6.4- Cartes auto-organisatrices ………...….…….... 34

CHAPITRE III : DONNÉES D’ÉTUDES………..………….. 37

3.1- CARACTÉRISATION ABIOTIQUE DES RIVIÈRES ÉTUDIÉES… 38 3.1.1-RÉSULTATS………..………... 38

3.1.1.1- Environnement physico-chimique des eaux….…………... 38

3.1.1.1.1- Température………..…………...… 38

3.1.1.1.2- pH………..…………....… 39

3.1.1.1.3- Oxygène dissous………..……. 40

3.1.1.1.4- Transparence………..…….…….. 41

(10)

3.1.1.1.6- Débit………...…. 42

3.1.1.1.7- Conductivité ……….…...……..… 43

3.1.1.1.8- Nitrates ………...….. 44

3.1.1.1.9-Phosphates………...………. 45

3.1.1.2- Variation des paramètres mésologiques………... 46

3.1.1.3- Typologie abiotique des stations………... 47

3.1.2-DISCUSSION…………...………..………... 49

3.2- ASPECTS QUALITATIFS DU PEUPLEMENT ALGAL………... 51

3.2.1- RÉSULTATS... 51

3.2.1.1- Inventaire taxonomique ……….……….…….... 51

3.2.1.2- Occurrence des taxons…..………..……….. 57

3.2.1.3- Composition du peuplement en fonction des habitats …….. 58

3.2.1.4- Similarité entre les peuplements des différents types d’habitat………. 65

3.2.1.5- Proportion des différents groupes en fonction du type d’habitat…... 67

3.2.1.6- Variation spatiale du peuplement algal……….. 68

3.2.2-DISCUSSION……...………...……….. 69

3.3- ASPECTS QUANTITATIFS DU PEUPLEMENT ALGAL…..……. 73

3.3.1- RÉSULTATS………...….... 73

3.3.1.1- Structure et déterminisme du peuplement d’algues pélagiques………... 73

3.3.1.1.1- Variations spatio-temporelles des abondances ...…….. 73

3.3.1.1.2- Variations spatio-temporelles de la diversité du peuplement……….. 78

3.3.1.1.3- Ordination des échantillons en fonction de la densité algale... 78

(11)

3.3.1.2- Structure et déterminisme du peuplement périphytique... 87

3.3.1.2.1- Variations spatio-temporelles des abondances…...…... 87

3.3.1.2.2- Variations spatio-temporelles de la diversité du peuplement... 92

3.3.1.2.3- Déterminisme du peuplement périphytique …………. 93

3.3.2-DISCUSSION………...…….……….…... 95

CONCLUSION………...….……….……... 99

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES………..…... 102

(12)

Liste des abréviations et acronymes

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _i

LISTE DES ABRÉVIATIONS ET ACRONYMES

ACP : Analyse en Composantes Principales AFC : Analyse Factorielle des Correspondances

CND : Conductivité

CREPA-CI : Centre Régional pour l’Eau Potable et l’Assainissement à faible coût – représentation nationale de Côte d’Ivoire FEM/ONG : Fonds pour l’Environnement Mondial/Organisation

Non Gouvernementale

GPS : “Global Positioning System” (Système global de positionnement)

LEBA : Laboratoire d’Environnement et de Biologie Aquatique

pH : potentiel Hydrogène

QE : "Quantization Error" (Erreur de Quantification) SOM : " Self-Organizing Map" (carte auto-organisatrice) TE : "Topographic error" (Erreur de Topographie) UFR-SGE

: Unité de Formation et de Recherche en Sciences et Gestion de l’Environnement

(13)

Liste des figures

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _ii

i.

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Découpage climatique de la Côte d’Ivoire (d’après HALLE &

BRUZON, 2006). ... 6

Figure 2 : Variations moyennes mensuelles de la pluviométrie et de

l’évaporation dans le Sud-Est de la Côte d’Ivoire (janvier 1993 à décembre 2003)... 7

Figure 3 : Carte de la végétation de la Côte d’Ivoire (d’après PERRAUD, 1971 et

GUILLAUMET & ADJANOHOUN, 1971 in LAUGINIE, 2007)... 9

Figure 4 : Présentation des bassins versants des rivières Soumié, Éholié, Éhania

et Noé. ... 11

Figure 5 : Bouteille hydrologique de type Van Dorn utilisée pour le

prélèvement des algues pélagiques ... 23

Figure 6 : Filet à plancton utilisé pour le prélèvement des algues pélagiques . 23 Figure 7 : Localisation des rivières et des stations d’échantillonnage (modifiée

de KONAN et al., 2006)... 24

Figure 8 : Vue partielle des stations des rivières étudiées ... 26 Figure 9 : Schéma simplifié du principe de fonctionnement de la carte

auto-organisatrice de Kohonen (d’après AGUILAR IBARRA, 2004) ... 35

Figure 10 : Variations spatio-temporelles de la température de l’eau des rivières

Soumié, Éholié, Éhania et Noé ... 38

Figure 11 : Variations spatio-temporelles du pH de l’eau des rivières Soumié,

Éholié, Éhania et Noé... 39

Figure 12 : Variations spatio-temporelles de l’oxygène dissous de l’eau des

rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé ... 40

Figure 13 : Variations spatio-temporelles de la transparence de l’eau des

Figure 14 : Variations spatio-temporelles de la profondeur de l’eau des rivières

(14)

Liste des figures

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _iii

Figure 15 : Variations spatio-temporelles du débit de l’eau des rivières Soumié,

Éholié, Éhania et Noé... 43

Figure 16 : Variations spatio-temporelles de la conductivité de l’eau des rivières

Soumié, Éholié, Éhania et Noé ... 44

Figure 17 : Variations spatio-temporelles de la concentration en nitrates dans les

Figure 18 : Variations spatio-temporelles de la concentration en phosphates de

l’eau des rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé... 46

Figure 19 : Analyse en Composantes Principales réalisée à partir des paramètres

physiques, chimiques et mésologiques des stations ; A = Valeurs propres des axes factoriels ; B = Cercles de corrélation, C = Cartes factorielles des stations sur les plans factoriels F1 x F2 ... 48

Figure 20 : Similarités de la composition taxonomique entre les différents types

d’habitats des rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé . ... 66

Figure 21 : Proportion des peuplements algaux périphytiques et de pleine eau

des rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé... 68

Figure 22 : Analyse factorielle des correspondances réalisée sur la matrice de

présence-absence des taxons recensés ... 69

Figure 23 : Abondance absolue des algues pélagiques (A) et abondance relative

(B) des taxons dominants dans la rivière Soumié ... 74

Figure 24 : Abondance absolue (A) des algues pélagiques et abondance relative

(B) des taxons dominants dans la rivière Éholié... 75

(B) des taxons dominants dans la rivière Éhania ... 76

(B) des taxons dominants dans la rivière Noé ... 77

Figure 27 : Variations des indices de diversité de Shannon et d’équitabilité dans

(15)

Liste des figures

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _iv

Figure 28 : Carte de Kohonen (A) et classification hiérarchique des cellules de

la carte de Kohonen (B) sur la base de l’abondance avec la méthode Ward et la distance Euclidienne comme distance d’assemblage... 80

Figure 29 : Répartition des échantillons sur la carte de Kohonen en fonction des

assemblages des taxons d’algues de pleine eau des rivières étudiées ... 81

Figure 30 : Patron de distribution de chaque taxon de pleine eau sur la carte de

Kohonen basée sur les données d’abondance ... 82

Figure 31 : Abondance absolue des algues périphytiques (A) et abondances

relatives (B) des taxons dominants dans la rivière Soumié. ... 88

Figure 32 : Abondance absolue (A) des algues périphytiques et abondances

relatives (B) des taxons dominants dans la rivière Éholié ... 89

relatives (B) des taxons dominants dans la rivière Éhania ... 90

relatives (B) des taxons dominants dans la rivière Noé... 91

Figure 35 : Variations des indices de diversité de Shannon et d’équitabilité en

(16)

Liste des tableaux

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _v

ii.

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I : Présentation synoptique des grandes divisions des algues ... 12 Tableau II : Caractéristiques des sites d’échantillonnage ... 25 Tableau III : Liste des taxons répertoriés dans les différentes stations des

rivières étudiées... 52

Tableau IV : Liste des taxons recensés dans les différentes rivières en fonction

des habitats. ... 59

Tableau V : Valeurs de l’indice de Sorenson des habitats dans les différentes

rivières... 66

Tableau VI : Valeurs des erreurs de quantification et de topographie pour

différentes tailles de carte ... 79

Tableau VII : Distribution des taxons dans chaque groupe défini par la SOM 83 Tableau VIII : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Soumié ... 84

Tableau IX : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Éholié ... 85

Tableau X : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Éhania ... 86

Tableau XI : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Noé ... 86

Tableau XII : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Soumié ... 93

(17)

Liste des tableaux

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé _vi

Tableau XIII : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Éholié ... 94

Tableau XIV : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Éhania ... 94

Tableau XV : Régression multiple pas à pas mettant en relation les paramètres

physiques, chimiques et les taxons les plus abondants dans la rivière Noé ... 95

(18)

Liste des annexes

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé vii

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Valeurs des paramètres physico-chimiques mesurés pendant la

période d’échantillonnage

Annexe 2 : Données morphologiques et aires de répartition des taxons

répertoriés dans les rivières prospectées.

Annexe 3 : Planches des différents taxons recensés dans les rivières étudiées. Annexe 4 : Article paru dans la revue European Journal of Scientific Research.

(19)

(20)

Introduction

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 1 L’eau douce est une ressource indispensable à la vie, notamment celle des populations humaines. L’enjeu majeur vis-à-vis de cette ressource concerne le maintien de sa disponibilité tant en quantité qu’en qualité par rapport aux services et usages multiples qu’elle offre. Cette disponibilité est aujourd’hui reconnue comme limitée en raison de l’accroissement de la pression démographique, des besoins associés et des conséquences des activités humaines (JACKSON et al., 2001).

Les zones côtières au Sud de la Côte d’Ivoire sont le lieu de concentrations humaines où les impératifs liés au développement de l’agriculture menacent l’équilibre des petits écosystèmes fluviaux côtiers. La prise en compte des altérations provoquées par les activités humaines sur ces cours d’eau apparaît actuellement comme une préoccupation majeure à l’échelle nationale. Ce contexte impose aujourd’hui une approche pluridisciplinaire des effets anthropiques associant étude des composantes biologiques et physico-chimiques. La région du Sud-Est a été retenue à cause de sa forte activité agricole. En effet, cette zone est connue depuis plusieurs décennies pour sa forte productivité agricole (plantations industrielles et villageoises de cultures de caféiers, cacaoyers, ananas, palmiers à huile, …). Ces plantations occupent environ 44 % de la superficie de cette région (ANONYME, 2001). Or, la

production de ces cultures implique une utilisation de produits phytosanitaires (engrais, pesticides), ce qui pourrait avoir des conséquences sur la qualité des eaux, et conduire à des changements profonds de la composition et de la structure des peuplements des organismes des hydrosystèmes de cette zone.

La communauté algale représente, du point de vue abondance et biomasse, une composante essentielle des milieux aquatiques. Elle constitue, par sa concentration sur les substrats immergés ou en suspension dans la colonne d’eau, une source nutritionnelle pour de nombreux organismes aquatiques tels que le zooplancton, les insectes et certains poissons, notamment les filtreurs et les brouteurs (LARGE et al., 1993 ; ROUND, 1993). En outre, de nombreux

(21)

Introduction

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 2 travaux (CARMICHAEL, 1994 ; KOTAK et al., 1996 ; SKULBERG et al., 1994 ;

CHOMERAT, 2005) ont montré que dans des conditions de stabilité et

d’enrichissement en substances nutritives favorables, une population d’algues peut se développer et, selon les cas, être bénéfique ou préjudiciable pour l’Homme. En outre, plusieurs indices, basés sur la sensibilité ou la tolérance à la pollution de certaines espèces d’algues microscopiques (Diatomées, notamment), ont été mis au point et utilisés en routine pour la surveillance biologique des réseaux hydrographiques (SLÀDECEK, 1986 ; LECLERCQ &

MAQUET, 1987 ; COSTE & AYPHASSORHO, 1991 ; PRYGIEL et al., 1996 ; KELLY,

1997 ;PRYGIEL & COSTE, 2000).

Malgré leur importance dans les hydrosystèmes, les algues restent en général très peu étudiées en Afrique, surtout dans les écosystèmes d’eau douce où les travaux les plus marquants sont ceux effectués par Compère pendant les années 1970 (cf. COMPÈRE, 1975a et b, 1976, 1977). En Côte d’Ivoire, les travaux

réalisés concernent des aspects systématiques (BOURRELLY, 1961 ; UHERKOVICH

et RAI, 1977 ; DA et al., 1997, 1999, 2004, 2009 ; OUATTARA et al., 2000) et

écologiques (ILTIS, 1982a et b, 1983 ; OUATTARA et al., 2003, 2007) des

peuplements algaux. Cependant, en dehors des travaux de taxonomie de OUATTARA et al. (2000) et DA (2007) sur les algues planctoniques des cours

d’eau, une seule étude (Iltis, 1982b) a été effectuée sur les algues périphytiques des eaux courantes. Ainsi, la composition de cette communauté algale reste peu connue dans les cours d’eau de Côte d’Ivoire et particulièrement dans les zones à forte activité agricole comme la région du Sud-Est. De ce fait, la taxonomie et l’écologie des algues de cette région demandent à être caractérisées.

Le présent travail a pour objectif général d’étudier les algues périphytiques et phytoplanctoniques de quatre rivières du Sud-Est de la Côte d’Ivoire. Plus spécifiquement, il s’agit de : (1) identifier et analyser la composition des algues (périphyton, phytoplancton), (2) décrire la structure spatiale de ces algues et suivre leur évolution temporelle et (3) mettre cette évolution en relation avec les

(22)

Introduction

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 3 variables physico-chimiques et hydrologiques afin de permettre une meilleure compréhension du fonctionnement écologique des rivières étudiées.

Ce mémoire est structuré en trois chapitres. Le premier est relatif à des considérations générales sur le milieu d’étude et la microflore algale. Le matériel et les méthodes d’étude sont présentés dans le deuxième chapitre. Quant au troisième chapitre, il est consacré aux données d’étude.

(23)

CHAPITRE I :

GÉNÉRALITÉS

(24)

Chapitre I : Généralités

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 5

1.1-

MILIEUX D’ÉTUDE

1.1.1-

C

LIMAT

La Côte d’Ivoire se situe entre 4°30’ et 10°30’ de latitude Nord. La partie Nord du pays est soumise à un climat tropical de type soudanien (26° C à 27°5 C), avec des précipitations de 1 150 à 1 350 mm/an et un taux d’humidité de 40 à 50 % (HALLE &BRUZON, 2006). La partie centrale présente un climat tropical

humide (Baouléen) avec des températures comprises entre 14 et 33°C, des précipitations de l’ordre de 1 300 à 1 750 mm/an et un taux d’humidité de 60 à 70 %. Les parties montagneuses de l’Ouest dépendent d’un climat particulier, dit sub-montagnard. La température moyenne annuelle est de 25°C, avec des précipitations de 1 300 à 2 300 mm/an. Le tiers Sud du pays est soumis au climat subéquatorial (Attiéen) avec une température moyenne annuelle de 25° C à 33° C, des précipitations de 1 400 à 2 500 mm/an et un taux d’humidité de l’ordre de 80 à 90 % sur l’année (Figure 1).

Les rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé, objets de cette étude, sont situées dans cette partie du pays, particulièrement dans le Sud-Est. Le climat est caractérisé par deux saisons de pluies et deux saisons sèches. La grande saison de pluies s’étend de mi-mars à mi-juillet et la petite d’octobre à novembre. Quant aux saisons sèches, elles s’étalent de mi-juillet à septembre pour la petite et de décembre à mi-mars pour la grande (Figure 2). Les crues apparaissent entre juin et juillet pour la plus importante, et entre octobre et novembre pour la moins intense (DURAND & GUIRAL, 1994). La grande saison sèche correspond

(25)

Figure 1 : Découpage climatique de la Côte d’Ivoire (d’après HALLE &BRUZON,

2006).

(26)

PSP 0 100 200 300 400 500 600 D J F M A M J J A S O N 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pluviom é trie Evaporation GSS PSS 0 100 200 300 400 500 600 D J F M A M J J A S O N P lu vi o m é tr ie ( m m ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 É va p o ra ti o n ( m m ) Pluviométrie Evaporation GSS GSP PSS 0 100 200 300 400 500 600 D J F M A M J J A S O N 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pluviom é trie Evaporation GSS PSS 0 100 200 300 400 500 600 D J F M A M J J A S O N P lu vi o m é tr ie ( m m ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pluviométrie Évaporation GSS PSS

Figure 2 : Variations moyennes mensuelles de la pluviométrie et de l’évaporation

dans le Sud-Est de la Côte d’Ivoire (janvier 1993 à décembre 2003) ;GSS

= grande saison sèche ; GSP = grande saison de pluies ; PSS = petite saison sèche et PSP = petite saison de pluies (source : Base de données de la Compagnie Ivoirienne d’Électricité, 2005).

1.1.2-

V

ÉGÉTATION ET OCCUPATION DES SOLS

Le territoire ivoirien est partagé entre deux domaines : le domaine guinéen, au paysage forestier, et le domaine soudanais, avec un paysage de savane (Figure 3). Ces domaines offrent une grande diversité de formations végétales (LAUGINIE, 2007). Le domaine soudanais est constitué d’une

juxtaposition de formations forestières (forêts claires) et de formations savanicoles (MONNIER, 1978). L’ensemble de la flore des forêts claires est

caractérisé par la dominance de différentes espèces de Légumineuses et de Poacées. En fonction de l’importance du peuplement ligneux, en densité et couvert, on distingue les savanes boisée, arborée, arbustive et herbeuse (LAUGINIE, 2007). Quant au domaine guinéen, zone de la présente étude, il

(27)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 8 - La forêt ombrophile ou forêt dense humide sempervirente est

caractérisée par la présence de plusieurs strates et d’arbres aux racines échasses ou à contreforts ainsi que par l’abondance de la cauliflorie.

- La forêt mésophile ou semi-décidue est constituée de grands arbres dont les feuilles chutent de façon quasi simultanée et d’espèces sempervirentes de plus petite taille bénéficiant d’un microclimat plus constant (LAUGINIE, 2007).

- Les savanes de basse-côte ou « savanes incluses » sont caractérisées par la présence d’arbres et d’arbustes occupant les sols sableux et de savane s’étendant sur les sols marécageux.

- Le district préforestier guinéen se caractérise par une mosaïque d’îlots de forêt mésophile et de savanes entrecoupées de forêts-galeries (MONNIER, 1978).

La région du Sud-Est de la Côte d’Ivoire fait partie du secteur ombrophile avec comme essences caractéristiques Khaya ivorensis, Antandrophragma utile, Eremospatha macrocarpa et Diospyros mannii (ESSAN, 1985). Cette végétation est parsemée de plantations industrielles et

villageoises de caféiers, de cacaoyers, de bananiers et de palmiers à huile.

La superficie exploitée par l’agriculture est estimée à 238 384 hectares, soit 44 % de la superficie de cette région (ANONYME, 2001). Selon cette source,

95,2 % des sols cultivés sont occupés par les cultures de rente (cacaoyers, caféiers, bananiers et palmiers à huile). Le reste de la superficie cultivée est consacré aux cultures vivrières (riz, manioc, banane plantain, …). Plus spécifiquement, dans le département d’Aboisso, sur 116 619 hectares de terres cultivées, 45 % sont consacrés aux cacaoyers, 34 % aux caféiers, 13 % aux palmiers à huile et 8 % pour les autres cultures (ANONYME, 2001).

(28)

Figure 3 : Carte de la végétation de la Côte d’Ivoire (d’après PERRAUD & DE LA

SOUCHÈRE, 1971 et GUILLAUMET & ADJANOHOUN, 1971 in

LAUGINIE, 2007).

1.1.3-

H

YDROGRAPHIE

Le Sud-Est de la Côte d’Ivoire possède un réseau hydrographique relativement dense, constitué de plusieurs rivières côtières dont Soumié, Éholié, Éhania et Noé (Figure 4).

(29)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 10 La rivière Soumié, affluent de la rivière Bia, prend sa source dans la localité d’Aboisso-Comoé et parcourt environ 41 km avant de rejoindre la Bia au Sud du village Krindjabo. La superficie de son bassin versant est de 458 km2 avec un débit moyen annuel de 11,8 m3/s et une pente de 0,33 %.

Longue de 35 km, la rivière Éholié draine un bassin versant de 435 km² avec une pente de 0,3 %. Elle prend sa source entre les villages Diby et Koffikro-Affema, et se jette dans la lagune Aby avec un débit moyen annuel de 11,4 m3/s.

La rivière Éhania, affluent de la Tanoé, prend sa source au Nord du village Koffikro-Affema. Son cours s’étend sur une distance de 87 km avant de se jeter dans la rivière frontalière Tanoé au niveau du village Éhania-Tanoé. Elle couvre un bassin versant de 747 km2. Sa pente et son débit moyen annuel sont respectivement de 0,24 % et de 15,7 m3/s.

La rivière Noé, un autre affluent de la rivière Tanoé, a une longueur de 30 km. Elle prend sa source vers la localité de Kotoka et se jette dans la Tanoé au niveau du village Noé. Elle a un débit moyen annuel de 9,6 m3/s, une pente de 0,15 % et draine un bassin versant estimée à 282 km2.

1.1.4-

T

YPES DE SOL

Les sols du Sud-Est de la Côte d’Ivoire sont de type ferrallitique avec quelques spécificités pour chaque bassin versant des rivières étudiées (PERRAUD

&DE LA SOUCHÈRE, 1971).

Le bassin de la rivière Soumié est constitué de sols ferrallitiques typiques fortement désaturés en amont et de sols ferrallitiques appauvris avec du sable tertiaire en aval. Les sols de la zone médiane sont de type ferrallitique remanié fortement désaturé, avec des roches basiques.

Au niveau du bassin de la rivière Éholié, les sols sont ferrallitiques typiques fortement désaturés, composés de granites en amont et dans la partie médiane. En aval, les sols sont ferrallitiques appauvris, avec du sable tertiaire.

(30)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 11 Les sols de la zone traversée par les rivières Éhania et Noé sont de types ferrallitiques remaniés fortement désaturés. Ces sols sont en majorité constitués de schistes tuffacés. Éholié Éholié Éholié Éholié Éhania ÉhaniaÉhania Éhania

Figure 4 : Présentation des bassins versants des rivières Soumié, Éholié, Éhania et Noé.

1.2-

MICROALGUES

1.2.1-

C

LASSIFICATION

Les microalgues sont des algues microscopiques, unicellulaires ou pluricellulaires indifférenciées. Selon SHEATH & WEHR (2003), elles

(31)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 12 plusieurs embranchements (Tableau I). Parmi ces embranchements, sept sont couramment rencontrés dans les eaux douces tropicales (ILTIS, 1980 ; COMPÈRE,

1989). Ce sont les Cyanobacteria, les Chlorophyta, les Euglenophyta, les Heterokontophyta, les Rhodophyta, les Dinophyta et les Cryptophyta. La classification selon VAN DEN HOECK et al. (1995) a été adopté.

Tableau I : Présentation synoptique des grandes divisions des algues selon VAN DEN

HOEK et al. (1995)

Règne Division Classes

Cyanophyta (=Cyanobacteria) Cyanophyceae Eubacteria

Prochlorophyta (=Chloroxybacteria) Prochlorophyceae

Glaucophyta Glaucophyceae Rhodophyta Bangiophyceae Florideophyceae Chrysophyceae Parmophyceae Sarcinochrysidophyceae Xanthophyceae Eustigmatophyceae Bacillariophyceae Raphidophyceae Dictyochophyceae Phaeophyceae Heterokontophyta Oömycetes Haptophyta Haptophyceae Cryptophyta Cryptophyceae Dinophyta Dinophyceae Euglenophyta Euglenophyceae Chlorarachniophyta Chlorarachniophyceae Chlorophyceae Ulvophyceae Bryopsidophyceae Zygnematophyceae Eucaryota Chlorophyta Charophyceae

(32)

1.2.1.1-

Cyanobacteria

Les Cyanobactéries font partie du règne des Eubacteria. De couleur bleue ou bleu-vert, elles ne possèdent ni noyau véritable, ni chromoplaste défini (FRÉMY & LASSUS, 2001). Ces micro-organismes présentent des propriétés

communes à la fois aux algues et/ou aux bactéries. Comme les algues, les Cyanobactéries possèdent la chlorophylle a et des phycobilines et non de la bactériochlorophylle (VAN DEN HOEK et al., 1995). Leurs produits de réserve

sont composés de glycogène et de glycoprotéines. Les Cyanobactéries se reproduisent par division végétative et par spores, soit unicellulaires (coccospores), soit sous forme de filaments (hormospores) (FRÉMY & LASSUS,

2001). Cet embranchement ne comprend qu’une seule classe (Cyanophycées) subdivisée en cinq ordres :

- les Chroococcales regroupant les individus unicellulaires ou coloniaux, ne forment pas de vrais filaments, donc sans interrelations cellulaires réelles ;

- les Oscillatoriales réunissant les formes filamenteuses unisériées, sans ramifications, sans hétérocystes (cellules incolores plus réfringentes, capables de fixer l’azote atmosphérique) ni akinètes (cellules durables, à membrane épaisse, permettant la survie pendant des périodes défavorables) et dont les cellules se divisent perpendiculairement à l’axe longitudinal du trichome ;

- les Nostocales constituées par les formes filamenteuses avec hétérocystes, akinètes et hormogonies (fragments de filaments pluricellulaires se détachant de l’extrémité des filaments), montrant souvent de fausses ramifications ;

- les Stigonématales rassemblant les formes à thalle filamenteux, certaines pouvant être plurisériées, avec de vraies ramifications.

- les Pleurocapsales constituées par les formes unicelluaires ou coloniales avec peu de celulles, avec des filaments ramifiés ou non.

(33)

1.2.1.2-

Chlorophyta

Les Chlorophytes sont de couleur verte. Les plastes contiennent les chlorophylles a et b associées à des carotènes et des xanthophylles (SHEATH &

WEHR,2003). Les réserves sont constituées d’amidon intraplastidial. Ces algues

se présentent sous forme de cellules solitaires, de colonies, de cénobes ou agrégats, de filaments simples ou ramifiés, unisériés. Les formes nageuses possèdent en général deux ou quatre flagelles de même taille. Les modes de reproduction sont variables : isogamie (les deux gamètes sont identiques), hétérogamie (les deux gamètes sont différents) et oogamie (fusion d’un gamète femelle volumineux non flagellé avec un gamète mâle petit et mobile) (GRAHAM

& WILCOX, 2000). Ce phylum est constitué de cinq classes (Chlorophycées,

Ulvophycées, Bryopsidophycées, Zygnématophycées, Charophycées).

•Les Chlorophycées sont constituées de quatre ordres :

- les Volvocales (y compris les Tétrasporales) caractérisées par des formes unicellulaires solitaires ou coloniales. Elles sont généralement flagellées, à paroi cellulosique absente et possèdent des chloroplastes en forme de coupe. Les colonies des volvocales sont souvent des cénobes ;

- les Chlorococcales caractérisées surtout par l’absence de cellules flagellées, la présence d’une paroi riche en cellulose, l’absence de stigma et la présence de cellules flagellées uniques pour les gamètes et les zoospores ;

- les Chaetophorales caractérisées par la présence de nématothalles simples ou ramifiés et une croissance de type apical ;

- les Oedogoniales constituées d’un thalle filamenteux non ramifié, avec une croissance intercalaire ; les espèces sont fixées, avec des chloroplastes pariétaux et une reproduction sexuée par oogamie.

•Les Ulvophycées sont composées d’espèces marines.

•Les Zygnématophycées sont constituées d’un seul ordre (Zygnématales) et trois familles (Zygnematacées, Mesotaeniacées, Desmidiacées). Cet ordre est caractérisé par un mode de reproduction de type conjugaison.

(34)

•Les Bryopsidophycées comportent trois ordres que sont les Bryopsidales, les Codiales et les Caulerpales.

•Les Charophycées dont les principales caractéristiques sont le mode de division similaire avec les végétaux supérieurs (phragmoplaste), la paroi cellulaire incrustée de calcaire, les chloroplastes pariétaux dépourvus de pyrénoïdes, le cycle de développement de type monogénétique haploïde et l’organisation du thalle plus complexe, avec la présence de nœuds et d’entre-nœuds. L’ordre des Charales caractérise cette classe.

1.2.1.3-

Euglenophyta

Ce sont des algues unicellulaires, généralement mobiles et flagellées. Ce groupe renferme plus de formes pigmentées que de formes incolores (SHEATH &

WEHR,2003). Leurs chloroplastes contiennent les chlorophylles a et b ainsi que

des carotènes et des xanthophylles. Les chloroplastes peuvent présenter divers types de pyrénoïdes. Leurs réserves sont constituées de grains de paramylon, grains extraplastidiaux de formes diverses. Ces grains forment parfois une calotte autour des pyrénoïdes. Le noyau est souvent volumineux, bien visible et pourvu d’un nucléole bien différencié (COMPÈRE, 1989). Les cellules de ces

algues sont fusiformes ou globuleuses. Ces formes peuvent être aplaties, foliacées ou à contour elliptique. Elles sont abondantes dans les milieux riches en substances organiques (ILTIS, 1980 ; SHEATH & WEHR, 2003). La

reproduction se fait par division cellulaire longitudinale. Ce phylum comporte une seule classe, les Euglénophycées.

1.2.1.4-

Heterokontophyta

Les Heterokontophyta sont caractérisées par des chromatophores bruns, jaunes ou vert-jaunâtre. Il en existe de nombreuses formes flagellées possédant pour la plupart deux fouets inégaux (VAN DEN HOEK et al., 1995). Parmi ces

(35)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 16 Raphidophycées et les Bacillariophycées (Diatomées) constituent les cinq groupes couramment rencontrés dans les eaux douces tropicales.

Les Diatomées, qui constituent une part importante de la biomasse algale des eaux douces tropicales, se distinguent des autres groupes par une coquille bivalve imprégnée de silice hydratée (opale) appelée frustule (ROUND et al.,

1990 ; VAN DEN HOEK et al., 1995 ; MANN, 1999). Le squelette siliceux protège

la structure interne composée d’un noyau avec plusieurs nucléoles et de plastes renfermant des chlorophylles a et c. Ces plastes sont masqués par une quantité importante de pigments caroténoïdes. La plupart de ces Diatomées peuvent sécréter, entre autre par leur raphé, un mucilage qui leur permet d’adhérer au substratum ou de rester groupées en colonies après division. Selon VAN DEN

HOEK et al. (1995) en fonction de leur morphologie, on distingue deux ordres :

les Centrales pour les formes centriques (cylindriques, en général aplaties), les Pennales pour les formes pennées (sans raphés et avec raphés). Les Diatomées se reproduisent par multiplication végétative et sexuée.

1.2.1.5-

Rhodophyta

Ces algues sont représentées par des formes caractérisées par un chloroplaste ne possédant pas de réticulum endoplasmique externe (SHEATH &

WEHR, 2003). Leurs pigments sont constitués des chlorophylles a et d, de

carotènes, de xanthophylles et de biliprotéines (phycoérythrine et phycocyanine). Les réserves sont composées de rhodamylon.

1.2.1.6-

Cryptophyta

Ces algues sont toutes unicellulaires. Elles sont munies de fouets légèrement inégaux, insérés latéralement, dirigés dans le même sens et sortant d’un cytopharynx (SHEATH & WEHR, 2003). La plupart des cryptophytes

possèdent un, deux ou plusieurs plastes diversement colorés (bruns, jaunes, rouges, bleus ou bleu-vert). Quelques-unes sont dépourvues de plastes. Les

(36)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 17 plastes bruns, contiennent les chlorophylles a et c avec des carotènes et des biliprotéines. Les réserves de la cellule sont constituées d’amidon extraplastidial. Les cellules sont libres, solitaires, à contours réniformes ou elliptiques, souvent plus larges à l’apex.

1.2.1.7-

Dinophyta

Les Dinophyta ou Dinoflagellés sont des algues unicellulaires en majorité biflagellées, mobiles, avec quelques espèces coccoïdes ou filamenteuses. Elles renferment des plastes bruns, rarement rouges ou bleu-vert, contenant les chlorophylles a et c ainsi que des carotènes et des xanthophylles (SHEATH &

WEHR, 2003 ; GRAHAM & WILCOX, 2000). Les réserves sont composées

d’amidon extraplastidial. Elles possèdent un noyau volumineux à structure filamenteuse. Les cellules peuvent être apparemment nues ou entourées d’une thèque bivalve ou cellulosique formée de plaques polygonales juxtaposées (SHEATH & WEHR, 2003). Les dinophytes sont majoritairement marins, mais il

existe de nombreuses espèces dulçaquicoles. La reproduction est essentiellement asexuée par division cellulaire et/ou par divers types de spores (DE REVIERS,

2003).

1.2.2- R

ÉPARTITION DES ALGUES SELON LES HABITATS

En fonction de leur milieu de vie, on distingue le phytoplancton et le périphyton. Les algues vivant librement en pleine eau constituent le phytoplancton. Celles qui vivent fixées sur des objets immergés ou déposés à leur périphérie immédiate sont regroupées sous le vocable de périphyton (PRYGIEL & COSTE, 2000). Dans ce groupe, en fonction du type de substrat on

distingue entre autres : l’épipélon et l’endopélon constitués d’espèces libres vivant respectivement à la surface et dans le sédiment ; l’épipsammon désignant les espèces vivant à la surface des grains de sable ; l’épilithon qui rassemble les

(37)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 18 espèces vivant sur les substrats durs et inertes de type pierre-blocs-galets et l’épiphyton composé d’espèces vivant à la surface des végétaux aquatiques.

1.2.3- F

ACTEURS RESPONSABLES DE LA DISTRIBUTION LONGITUDINALE DES ALGUES

La distribution des espèces végétales, notamment des algues, dans un hydrosystème fluvial dépend de diverses interactions complexes (LARGE et al.,

1993). En effet, elle est principalement influencée par les facteurs hydrodynamiques (vitesse de courant, nature et stabilité du substrat) et hydrochimiques (cycles des éléments nutritifs, pH). Divers facteurs conditionnant la disponibilité de l’énergie solaire utilisable pour la photosynthèse (transparence de l’eau, ombrage) y interviennent également (CABIOC’H et al., 1992). L’azote et surtout le phospore sont des facteurs

limitants de la production algale en eau douce (PRYGIEL & COSTE, 2000). Ils

interviennent également dans la définition du statut trophique des milieux lentiques et lotiques. Une classification basée sur la teneur en nutriments permet d’opposer les espèces oligotrophes électives des eaux pauvres en nutriments aux espèces hypereutrophes, abondantes dans les eaux où les nutriments sont en excès. L’influence des facteurs hydrochimiques est complexe et spécifique à chaque milieu. Elle est fonction de l’occupation du sol et de la géologie du bassin versant.

Le gradient longitudinal des conditions physiques des cours d’eau induit une série de réponses des communautés végétales, notamment les algues (LARGE

et al., 1993). Les petits cours d’eau de tête de bassin sont caractérisés par deux contraintes majeures, les fortes vitesses de courant et l’ombrage intense, qui limitent considérablement le développement des communautés végétales (LARGE et al., 1993). Celles-ci se réduisent aux mousses fixées sur les blocs et

(38)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 19 les blocs et les pierres suffisamment stables. La productivité reste limitée du fait du faible éclairement et de la température relativement basse dus à la forte canopée.

Dans le tronçon médian des cours d’eau, le lit mineur s’élargit et la canopée apparaît plus clairsemée (LARGE et al., 1993). Les dépôts de sables et

de limons dans les parties calmes et l’augmentation de l’ensoleillement permettent le développement des plantes submergées et d’espèces littorales émergentes. Ces plantes servent de support à des communautés d’algues fixées (épiphyton) qui constituent une sorte de feutrage autour des tiges ou des pétioles.

Au niveau de la partie en aval, la vitesse du courant est considérablement réduite, le lit devient plus large et plus profond, avec une canopée relativement faible (ANGELIER, 2000 ; LARGE et al., 1993). Le peuplement algal est dominé

par le phytoplancton.

Dans un cours d’eau, la productivité primaire de la zone amont est relativement faible et essentiellement assurée par le périlithon. Cette productivité augmente dans la zone intermédiaire suite au développement important des macrophytes et de l’épiphyton. En aval, la productivité est plus importante et assurée majoritairement par les algues libres (ANGELIER, 2000 ;

LARGE et al., 1993).

Selon MCQUEEN et al. (1986), deux processus interviennent sur les

modifications de la dynamique des communautés aquatiques et sur la succession saisonnière. Il s’agit d’une part, des ressources disponibles et de l’environnement physique, qui agissent de façon ascendante sur la régulation d’un compartiment de l’écosystème (contrôle « bottom-up »), et d’autre part, des interactions avec les organismes d’un autre compartiment, qui peuvent exercer une pression de prédation (contrôle « top-down »). Initialement, ces deux types de contrôle ont été considérés comme des alternatives s’excluant mutuellement (SOMMER, 1989). Les théories plus récentes, telles que les modèles PEG

(39)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université d’Abobo-Adjamé 20 (Plankton Ecology Group) ou Protech prennent en considération une action simultanée des deux types de contrôles dans le déroulement des successions saisonnières (SOMMER et al., 1986). De plus, selon REYNOLDS (1984), la

disponibilité en sels nutritifs dans le milieu, la lumière et la stabilité physique de la colonne d’eau constituent les principaux facteurs qui gouvernent la succession saisonnière des algues. En effet, la stratification d’une masse d’eau est déterminante dans le déroulement d’une succession saisonnière, car elle a de nombreuses répercussions sur d’autres facteurs écologiques (REYNOLDS, 1984).

(40)

iv.

CHAPITRE II :

(41)

Chapitre II : Matériel et méthodes

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 22

2.1-

MATÉRIEL

2.1.1- A

PPAREILS DE MESURES DES PARAMÈTRES ABIOTIQUES Divers appareils ont été utilisés pour la mesure des paramètres physiques et chimiques. Un navigateur GPS MLR SP12X a servi à la localisation des stations. La conductivité a été mesurée à l’aide d’un conductimètre de type HACH, modèle 44600. Un pH-mètre de type WTW a permis de mesurer le pH et la température de l’eau. La mesure de l’oxygène dissous a été réalisée au moyen d’un oxymètre de type WTW. Un disque de Secchi a servi à la détermination de la transparence. Une sonde Master a permis de jauger la profondeur des cours d’eau. Cinq flotteurs, un chronomètre et un décamètre ont été utilisés pour la détermination de la vitesse du courant. Le dosage des nitrates et phosphates a été effectué à l’aide d’un spectrophotomètre de marque SHIMADZU UV1205.

2.1.2- M

ATÉRIEL DE PRÉLÈVEMENT ET D

’

OBSERVATION DES MICROALGUES

Deux communautés d’algues (pélagiques et périphytiques) ont été échantillonnées dans cette étude. Les algues pélagiques ont été prélevées à l’aide d’un filet à plancton et d’une bouteille hydrologique de type Van Dorn de capacité 2,5 litres. La bouteille hydrologique est constituée d’un cylindre, de deux ventouses, d’un messager, d’un robinet et d’une corde graduée (Figure 5). Concernant le filet à plancton, il a une forme conique, une maille de 50 µm, une longueur de 108 cm et une ouverture de 34 cm de diamètre (Figure 6). Le prélèvement effectué avec la bouteille hydrologique complète celui du filet à plancton afin de minimiser les pertes d’organismes liés aux mailles du filet. Le

(42)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 23 périphyton a été recueilli au moyen d’une brosse à poils bien séparés. De l’acide nitrique technique, une plaque chauffante et une centrifugeuse ont été utilisés pour le nettoyage des frustules des Diatomées.

Figure 5 : Bouteille hydrologique de type Van Dorn utilisée pour le prélèvement des algues pélagiques (A = tube PVC, B = Vantouse, C = corde graduée, D = robinet, E = messager).

Figure 6 : Filet à plancton utilisé pour le prélèvement des algues pélagiques (A = filet, B = collecteur, C = robinet).

Des lames et des lamelles ont été utilisées pour les montages. L’observation des taxons a été effectuée à l’aide d’un microscope de type Olympus BX40 muni d’une chambre claire. Un appareil photographique

D

E

C B

(43)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 24 numérique de marque Sony 7,2 méga pixels a permis de photographier les taxons.

2.2- MÉTHODES

2.2.1-

D

ESCRIPTION DES STATIONS D

’

ÉCHANTILLONNAGE

Deux stations de prélèvement, une en amont (1) et l’autre en aval (2), ont été retenues sur chacune des rivières Soumié (stations S1 et S2), Éholié (stations E1 et E2), Éhania (stations Eh1 et Eh2) et Noé (stations N1 et N2) (Figure 7). Elles ont été choisies en tenant compte de leur accessibilité et de la zonation hydrologique.

Figure 7 : Localisation des rivières et des stations d’échantillonnage (modifiée de

KONAN et al., 2006); S = Soumié, E = Éholié, Eh = Éhania, N = Noé, 1 = amont, 2 =

(44)

Thèse Unique en Sciences et Gestion de l’Environnement – Université Abobo-Adjamé 25 Les caractéristiques de chacune des stations échantillonnées sont consignées dans le tableau II. Les stations des cours d’eau prospectés sont entourées par des plaines, exceptée la station d’Akakro qui est dans une vallée en U et celle d’Affiénou dans une vallée asymétrique. Les stations sont caractérisées par la présence de plantations et de forêts classées (forêts de type ombrophile sempervirent) sur les bassins versants et les rives de certaines stations. Les stations d’Affiénou, M’Possa et Noé sont situées à proximité de villages. La végétation aquatique à Nymphaea lotus (Nymphaeaceae) est présente seulement à Affiénou avec 30% de recouvrement. Une vue partielle des différentes stations d’échantillonnage est également donnée (Figure 8).

Tableau II : Caractéristiques des sites d’échantillonnage

Rivières Sites prospectés

Coordonnées géographiques

Relief

environnant Occupation des sols

Végétation aquatique (% recouvrement) Anoblékro (S1) 05° 47'54'' N et 03° 34'95'' O Plaine Bambous de Chine, plantations de palmiers à huile, de cacaoyers et d’hévéas 0 Soumié Pont Soumié (S2) 05° 38'03' N ' et 03° 24'56'' O

Plaine Plantation de cacaoyers,

forêt intégrale protégée 0 Akakro (E1)

05° 47'36'' N et 03° 08'25'' O

Vallée en U Forêt et plantations de

cacaoyers et de caféiers 0 Éholié Sanhouman (E2) 05° 37'58'' N et 03° 09'94'' O

Plaine Plantations de cacaoyers

et palmiers à huile 0 Affiénou (Eh1) 05° 37'39'' N et 02° 85'43'' O Vallée asymétrique Village, Plantations de cacaoyers 30 Éhania Pont Éhania (Eh2) 05° 27'71" N et 02° 77'02" O

Plaine Plantations de cacaoyers 0

M’Possa (N1) 05° 44'37" N et 02° 78'30" O Plaine Village, bambous de Chine, plantations de cacaoyers et de palmiers à huile 0 Noé Noé (N2) 05° 33'73'' N et 02° 74'99'' O Plaine Village, Bambous de Chine et plantations de

cacaoyers par endroits

(45)

Figure 8 : Vue partielle des stations des rivières étudiées ; Soumié (A = Anoblékro, B = Pont Soumié), Éholié (C= Akakro, D = Sanhouman), Éhania (E = Affiénou, F = Pont Éhania) et Noé (G = M’possa, H = Noé village).

H G A B C E F D

(46)

2.2.2-

M

ESURE DES PARAMÈTRES ABIOTIQUES

Huit campagnes d’échantillonnage ont été réalisées de juillet 2003 à mars 2005. Ces campagnes couvrent les quatre saisons climatiques. Les paramètres abiotiques tels que la conductivité (CND), le pH, la température, l’oxygène dissous (OD), la transparence, la profondeur et la vitesse du courant ont été mesurés in situ entre 08 heures et 10 heures du matin aux différentes stations. Pour la concentration en nitrates, un prélèvement d’eau de surface a été effectué à chaque campagne et conservé dans une bouteille de 1 litre à la température de 4°C.

Au laboratoire, les concentrations en nitrates et en phosphates ont été déterminées selon les normes T90-110 et T90-023 (AFNOR, 1994).

Concernant la conductivité, l’oxygène dissous, le pH et la température, les appareils de mesure préalablement calibrés sont mis sous tension, ensuite leurs sondes sont plongées dans l’eau. La sélection de la fonction désirée (CND, pH, température ou OD) permet d’obtenir la valeur du paramètre mesuré sur l’écran d’affichage.

Pour la détermination de la transparence des eaux, un disque de Secchi a été immergé jusqu’à disparition complète. Ensuite, le disque a été remonté lentement et la profondeur à laquelle il redevient visible correspond à la transparence.

La canopée et la composition du substrat ont été évaluées visuellement et exprimées en pourcentage de couverture du site selon les méthodes de ARAB et

al.(2004) etRIOS &BAILEY (2006).

La détermination de la vitesse du courant a été faite selon GORDON et al.

(1994) et SOLDNER et al. (2004). Il s’est agi de noter le temps que met un

flotteur pour parcourir une distance de 5 m. Cette opération a été répétée cinq fois et le temps moyen a été considéré pour le calcul de la vitesse. Celle-ci est alors égale à la distance parcourue (5 m) rapportée au temps moyen.