Variabilité saisonnière des communautés planctoniques (Phyto et zooplancton) des lacs Azili, Hlan et Toho

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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI (UAC)

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI (EPAC)

DEPARTEMENT DE PRODUCTION ET SANTE ANIMALES (D/PSA)

Mémoire

Soutenu par

Arsène Mathieu HOUSSOU

Diplôme : Master Spécialité : Pêche et Aquaculture

Thème :

Promoteurs :

Jury

Variabilité saisonnière des communautés planctoniques (Phyto et zooplancton) des lacs Azili, Hlan et Toho

Président : Pr. Phyllipe LALEYE, Professeur titulaire (CAMES) – FSA Rapporteur : Dr. Clément A. BONOU, Maître-Assistant (CAMES) -

EPAC

Rapporteur : Dr. Elie H. MONTCHOWUI, Maître-Assistant (CAMES) – ENSTA-Kétou

Examinateur : Dr. Alphonse ADITE, Maître Assistant (CAMES) – FAST Examinateur : Dr. Hyppolite AGADJIHOUEDE – ENSTA-Kétou

2011-2012 3^eme Promotion

Dr. Elie Hounnon MONTCHOWUI & Dr. Clément Agossou BONOU

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Variabilité saisonnière des communautés planctoniques (Phyto et zooplancton) des lacs Azili, Hlan et Toho

Master/PSA/EPAC/UAC

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Dédicace

A

Notre seigneur Jésus christ Souverain, Maître incontesté du ciel et de la terre, Maître de l’intelligence et de la sagesse.

Mon père Clément HOUSSOU et ma mère Marie TOVIEGBE Epse HOUSSOU, pour leur soutien sans faille et leurs encouragements.

Mes frères et sœurs, pour leurs appuis, leurs soutiens et conseils

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Remerciements

La réalisation de cette étude, sa conduite ainsi que son évaluation ont été rendues possible grâce à l’appui de beaucoup de personnes auxquelles je témoigne ici ma profonde gratitude.

Mes remerciements au Docteur Clément A. BONOU, Directeur Adjoint de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC/UAC), pour avoir accepté encadrer ce travail malgré ses multiples obligations.

Mes profondes gratitudes au Docteur Elie Hounnon MONTCHOWUI, Directeur de l’Ecole Nationale Supérieur des Sciences et Techniques Agronomiques de Kétou (ENSTA-Kétou), Co- directeur de ce travail. Qu’il soit assuré de mon estime et de mon respect.

La conduite de cette étude n’a pas été une réussite sans le suivi rigoureux de Docteur Hyppolite AGUADJIHOUEDE, Enseignant-Chercheur à l’Ecole Nationale Supérieur des Sciences et Techniques Agronomiques de Kétou. Je lui dis merci pour sa rigueur scientifique ainsi que pour ses qualités de chercheur desquelles j’ai bénéficié au cours de cette étude.

Je tiens à témoigner ma profonde gratitude au Docteur Antoine CHIKOU, Enseignant-Chercheur à la Faculté des Sciences Agronomiques (FSA/UAC), responsable adjoint du Laboratoire d’Hydrobiologie et d’Aquaculture (LHA/FSA) (mon laboratoire d’accueil). Son sens de responsabilité et sa rigueur scientifique ont fait de lui un exemple pour ma personne.

Tous mes remerciements vont également au Doctorant Djiman LEDEROUN, sa rigueur scientifique et ses conseils m’ont été très précieux pour la bonne réalisation des activités de terrain et de laboratoire.

Mes reconnaissances à l’endroit du Doctorant Hervé AKODOGBO, pour son soutien et ses conseils lors de traitement des échantillons au laboratoire.

Je me fais un devoir de remercier le Professeur Issaka YOUSSAO et le Docteur Jacques DOUGNON, respectivement ex et actuel chef de mon département de formation (D/Production et Santé Animales de l’EPAC). Leur sens de responsabilité fait de cette entité un exemple dans l’enseignement universitaire au Bénin.

J’adresse mes sincères remerciements à tous les enseignants qui ont accepté de juger ce travail.

Je dis merci à Camelle Florence TOGNINOU et à Roberte KOUMAKPO, pour leur assistance et leur soutien moral dans la bonne réalisation de l’étude.

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Sigles et abréviations

ACP :………Analyse en Composantes Principales CV :………..Coefficient de Variation CEREGE :…………..Centre Européen de Recherche et d’Enseignement de Géosciences et de

l’Environnement

ECCOREV :………..Ecosystèmes Continentaux et Risques Environnementaux ENSTA :……… Ecole Nationale Supérieure des Sciences et Techniques Agronomiques EPAC :………. Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi FAST :……… Faculté des Sciences et Techniques FSA :……… Faculté des Sciences Agronomiques GSP :………...Grande Saison Pluvieuse GSS :……….Grande Saison Sèche IBGE :………..Institut Bruxellois pour la Gestion de l'Environnement OBV :……….Organismes des Bassins Versants PSP :………..Petite Saison Pluvieuse PSS :……….Petite Saison Sèche RSVL :………..Réseau de Surveillance Volontaire des Lacs

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Liste des figures

Figure 1: Grands compartiments et grandes voies de transfert au sein du réseau trophique

pélagique (Ngansoumana, 2006). ...9

Figure 2: Géographie et hydrographie du Bénin (Adam & Boko, 1993) ... 11

Figure 3: Localisation des trois milieux d’étude (les lacs Azili, Hlan et Toho). ... 12

Figure 4: Localisation des sites d’échantillonnage ... 17

Figure 5: Variation saisonnière de la densité du phytoplancton total au sein des trois lacs ... 36

Figure 6: Evolution saisonnière de l’abondance des espèces dominantes (Azili et Hlan). ... 42

Figure 7: Evolution saisonnière de l’abondance des espèces dominantes (Toho). ... 44

Figure 8: Variabilité de richesse spécifique du phytoplancton des trois lacs ... 45

Figure 9: Analyse en composante principale : Projection des organismes ... 50

Figure 10: Analyse en dendrogramme des saisons (base biotique) ... 51

Figure 11: Analyse en composante principale des populations phytoplanctoniques en relation avec l’environnement ... 53

Figure 12: Variation saisonnière de l’abondance du zooplancton total des trois lacs ... 56

Figure 13: Variation saisonnière de la richesse spécifique ... 61

Figure 14: Analyse en composante principale : Projection des organismes et des saisons (Azili) ... 66

Figure 15: Analyse en dendrogramme des saisons (base biotique) ... 67

Figure 16: Analyse en composante principale des populations zooplanctoniques en relation avec les paramètres abiotiques ... 69

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Liste des tableaux

Tableau 1: Classification microscopique du plancton ...4

Tableau 2: Correspondance saisonnière des mois d’études... 19

Tableau 3: Variation des paramètres abiotiques du lac Azili ... 27

Tableau 4: Variation des paramètres abiotiques du lac Hlan ... 29

Tableau 5: Variation des paramètres abiotiques du lac Toho ... 32

Tableau 6: Variabilité spatio-temporelle de l’abondance relative des classes phytoplanctoniques ... 35

Tableau 7: Pourcentage d’abondance et occurrence des espèces de phytoplancton du lac Azili ... 37

Tableau 8: Pourcentage d’abondance et d’occurrence des espèces de phytoplancton du lac Hlan ... 39

Tableau 9: Pourcentage d’abondance et occurrence des espèces phytoplanctoniques du lac Toho ... 41

Tableau 10: Variabilité spatio-temporelle de l’indice de diversité de Shannon-Weaver ... 46

Tableau 11: Variabilité spatio-temporelle de l’indice d’équitabilité de Piélou ... 47

Tableau 12: Variabilité spatio-temporelle de l’indice de Simpson ... 48

Tableau 13: Variabilité de l’abondance relative des groupes zooplanctoniques. ... 55

Tableau 14: Pourcentage d’abondance et occurrence des espèces zooplanctoniques du lac Azili ... 58

Tableau 15: Pourcentage d’abondance et occurrence des espèces zooplanctoniques du lac Hlan ... 59

Tableau 16: Pourcentage d’abondance et occurrence des espèces zooplanctoniques du lac Toho... 60

Tableau 17: Variation saisonnière de l’indice de Shannon-Weaver ... 62

Tableau 18: Evolution saisonnière de l’indice d’équitabilité de Piélou ... 63

Tableau 19: Evolution saisonnière de l’indice de Simpson ... 64

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Résumé

La présente étude réalisée sur trois lacs du réseau hydrographique Béninois (lac Azili, lac Hlan et lac Toho), est portée sur la biodiversité de la microfaune (Phytoplancton et Zooplancton) et sur la dynamique saisonnière de ces organismes. Les trois lacs de profondeur moyenne respective de 2,5 m, 3,3 m et 2,4 m, sont situés au sud du pays dans le bassin de l’Ouémé (Hlan) et du Mono (Toho) et au centre toujours dans le bassin du l’Ouémé pour Azili. L’échantillonnage du plancton a été réalisé mensuellement entre Octobre et Décembre 2011 puis entre Mai et Septembre 2012 à l’aide d’un filet à plancton de 35 µm de vide de maille sur toute la colonne d’eau en trois stations de chaque plan d’eau. Ensuite les paramètres physico-chimiques de l’eau ont été mesurés à chaque station. L’analyse des échantillons a permis d’identifier 55 espèces de phytoplancton réparties en 6 phyla (25 Chrysophytes, 8 Cyanophytes, 13 Chlorophytes, 6 Euglénophytes, 1 Pirrophyte et 2 de phylum indéterminés) dans le lac Azili. Au sein du lac Hlan, un total de 41 espèces (20 Chrysophytes, 5 Cyanophytes, 10 Chlorophytes, 4 Euglénophytes, 1 Pirrophyte et 1 indéterminé) est identifié. Quant au lac Toho, sa richesse spécifique est relativement faible avec 27 espèces réparties en 3 phyla (12 Chrysophytes, 8 Cyanophytes, 6 chlorophytes et 1 indéterminé). En terme d’abondance, dans les lacs Azili et Hlan, les diatomées (Chrysophytes) constituent la classe prédominante avec une contribution respective de l’ordre de 80% et de 70% quelques soit la saison. Au sein de Toho, les résultats témoignent de la fragilité de l’écosystème avec une prépondérance des organismes potentiellement toxiques (Cyanophytes) de l’ordre de 40%. Pour ce qui est du zooplancton, les trois groupes étudiés (Rotifères, Copépodes et Cladocère) sont respectivement représentés par 31 ; 3 et 3 espèces au sein d’Azili. Au niveau de Hlan, 34 espèces de rotifère, 7 espèces de copépode et 6 de cladocère sont recensées. En ce qui concerne le lac Toho, 27 espèces de rotifère, 7 espèces de copépode et 3 espèces de cladocère composent sa richesse spécifique. Les rotifères des trois lacs contribuent pour plus de 85% à l’abondance totale du zooplancton quelques soit la saison.

L’étude de la dynamique des populations en relation avec les saisons et avec les paramètres environnementaux, montre une influence de ceux-ci sur la distribution des organismes zooplanctoniques et phytoplanctoniques.

Mots clés : Diatomées, Cyanobactéries, Toxicité, Rotifère, Dynamique saisonnière.

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Summary

The study done on three lakes (Azili, Toho and Hlan), is focused on the biodiversity of microfauna (Phytoplankton and Zooplankton) and seasonal dynamics of these organisms. The three lakes respective deep of 2.5 m, 3.3 m and 2.4 m, are located in the south in Ouémé (Hlan) and Mono Basins (Toho) and in the center always in Ouémé Basin (Azili). The plankton sampling was conducted monthly between October and December 2011 and between May and September 2012 using plankton net of 35 µm size of the entire water column in three stations of each lake. The physico-chemical parameters of the water were measured at each station. Sample analysis showed 55 species of phytoplankton in 6 phyla (25 Chrysophyta, 8 Cyanophyta, 13 Chlorophyta, 6 Euglénophyta, 1 Pirrophyta and 2 unknown species) in Lake Azili. In Lake Hlan, a full of 42 species (21 Chrysophyta, 5 Cyanophyta, 10 Chlorophyta, 4 Euglenophyta, 1 Pirrophyte and 1 unknown) is identified. As Lake Toho, it richness is relatively low with 27 species divided into three phyla (12 Chrysophyta, 8 Cyanophyta, 6 Chlorophyta and 1 unknown). In terms of abundance in lakes Azili and Hlan, diatoms (Chrysophyta) are the predominant class with a respective contribution of 80% and 70% each season. In Toho, the results demonstrate the fragility of the ecosystem with a preponderance of potentially toxic organisms (Cyanophyta) in the order of 40%. Regarding zooplankton, the three study groups (rotifers, copepods and Cladoceran) are represented by 31, 3 and 3 species within Azili. At Hlan, 34 species of rotifer, 7 species of copepod and 6 cladoceran are listed.

Regarding Lake Toho, 27 species of rotifer, 7 species of copepod and 3 species of cladoceran up it richness. Of the three lakes, rotifers contribute over 85% of the total abundance of zooplankton each season. The study of population dynamics in relationship with the seasons and with environmental parameters shows the influence of these on the distribution of zooplankton and phytoplankton.

Key words: Diatoms, Cyanobacteria, Toxicity, Rotifers, Seasonal dynamics.

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viii

Sommaire

Dédicace... i

Remerciements ... ii

Sigles et abréviations ... iii

Liste des figures ... iv

Liste des tableaux ...v

Résumé ... vi

Summary ... vii

Sommaire ... viii

Introduction ...1

Généralités ...3

1.1 Communautés planctoniques ...3

1.1.1 Définition du plancton ...3

1.1.2 Classification du plancton ...3

1.1.3 Microorganismes de la chaine alimentaire classique ...5

1.1.3.1 - Phytoplancton ...5

1.1.3.1.1- Composantes du phytoplancton ...5

1.1.3.1.2- Ecophysiologie du phytoplancton ...6

1.1.3.2 - Zooplancton...7

1.1.3.2.1- Composantes du zooplancton ...7

1.1.4 - Relation trophique et flux énergétique ...8

1.1.5 - Pollution et eutrophisation des écosystèmes aquatiques ...9

1.2- Réseau hydrographique du Bénin ... 10

2.2- Milieux d’étude ... 11

Milieux d’étude ... 12

2.1- Milieux d’étude ... 12

2.1.1- Situation géographique ... 13

2.2.1- Caractéristiques physiques ... 13

2.2.2.1- Climat ... 13

2.2.2.2- Hydrodynamisme ... 14

Méthodologie ... 17

3.1- Stations d’échantillonnage ... 16

3.2- Matériels d’étude ... 18

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3.3- Méthodes d’étude ... 18

3.3.1- Technique d’échantillonnage du plancton ... 18

3.3.2- Mesure des paramètres physico- chimiques des plans d’eaux ... 19

3.3.3- Analyse qualitative et quantitative du phytoplancton... 19

3.3.3.1- Analyse qualitative : ... 19

3.3.3.2- Analyse quantitative ... 20

3.3.4- Analyse qualitative et quantitative du zooplancton ... 21

3.3.4.1- Analyse qualitative : ... 21

3.3.4.2- Analyse quantitative ... 22

3.3.5- Etude de la diversité globale du zooplancton et du phytoplancton ... 23

3.3.5.1- Méthodes univariées ... 23

3.3.5.2- Méthodes multivariées ... 24

3.3.6- Traitements statistiques ... 24

Résultats ... 24

4- Caractérisation physico-chimique des lacs ... 25

4.1- Variation des paramètres physico-chimique du lac Azili ... 25

4.2- Variation des paramètres physico-chimique du lac Hlan ... 28

4.3- Variation des paramètres physico-chimique du lac Toho... 30

5- Variabilité saisonnière du phytoplancton des lacs Azili, Hlan et Toho ... 33

5.1- Dynamique des populations phytoplanctoniques ... 33

5.1.1- Distribution de l’abondance des classes phytoplanctoniques ... 33

5.1.2- Variation de l’abondance du phytoplancton total ... 36

5.1.3- Contribution des espèces phytoplanctoniques ... 37

5.1.4- Evolution des espèces dominantes ... 42

5.2- Variabilité de la diversité des populations phytoplanctoniques ... 44

5.2.1- Distribution saisonnière de la richesse spécifique ... 44

5.2.2- Variation de l’indice de diversité de Shannon-Weaver ... 45

5.2.3- Variation de l’indice d’équitabilité de Piélou ... 46

5.2.4- Variabilité de l’indice de Simpson ... 47

5.3- Typologie des saisons ... 49

5.4- Dynamique des populations en relation avec les paramètres abiotiques ... 52

6- Variabilité saisonnière du zooplancton des lacs Azili, Hlan et Toho ... 54

6.1- Dynamique des populations zooplanctoniques ... 54

6.1.1- Distribution de l’abondance des groupes zooplanctoniques ... 54

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x

6.1.2- Variation de l’abondance du Zooplancton total ... 56

6.1.3- Contribution des espèces zooplanctoniques et des nauplii de copépode ... 57

6.2- Variabilité de la diversité des populations zooplanctoniques ... 61

6.2.1- Distribution spatio-temporelle de la richesse spécifique... 61

6.2.2- Variation de l’indice de diversité de Shannon-Weaver ... 62

6.2.3- Variation de l’indice d’équitabilité de Piélou ... 63

6.2.4- Variabilité de l’indice de Simpson ... 64

6.3- Typologie des saisons ... 65

6.4- Dynamique des populations en relation avec les paramètres abiotiques ... 68

Discussions ... 71

7.1- Caractérisation environnementale des lacs ... 70

7.2- Variabilité saisonnière du phytoplancton des lacs ... 73

7.2.1- Composition taxonomique du phytoplancton ... 73

7.2.2- Diversités des communautés phytoplanctoniques ... 74

7.2.3- Impact des facteurs environnementaux ... 75

7.3- Variabilité saisonnière du zooplancton des trois lacs. ... 77

Conclusion et perspectives ... 80

Références bibliographiques ... 81

Annexe ... 89

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1

Introduction

Introduction

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1

Les plans d’eau sont d’une très grande importance socio-économique au Bénin. L’étude de la biodiversité aquatique occupe en Afrique et particulièrement au Bénin, l’attention de plusieurs chercheurs, mais la grande majorité de ces recherches est dirigée vers la faune ichtyologique (Lalèyè, 1995 ; Hounkpè, 1996 ; Niyonkuru, 2001 ; Akélé, 2002 ; Lalèyè et al., 2003, 2004 ; Montchowui et al., 2007). La diversité planctonique également étudiée en Afrique (Nzayisenga, 2007 ; Offem et al., 2009), concerne très peu de plans d’eau Béninois. Or la connaissance de la structure trophique des plans d’eau est d’un intérêt capital pour la gestion efficiente de l’écosystème. Le zooplancton et le phytoplancton occupant respectivement le premier et le deuxième rang de la chaîne trophique (partant de la base), la connaissance de la structure interne de ces communautés constitue une source d’informations nécessaire (Karr, 1991). En effet, la composition taxonomique des communautés planctoniques permet d’établir de véritables outils de diagnostic et d’évaluation de la pollution (Descy & Coste 1990). La composition spécifique des communautés, l’abondance relative des différentes espèces, ainsi que la dominance d’une population par rapport à une autre sont autant de traits et de phénomènes en constante évolution qui caractérisent les successions des populations (Smayda, 1980).

Le zooplancton se nourrissant de phytoplancton, constitue un lien essentiel entre la production primaire et la production de poisson dans les écosystèmes pélagiques (Levinsen & Nielsen, 2002). En effet, Haberman (1998) a estimé à plus de 60 % la production primaire lacustre transférée par le zooplancton aux alevins de poissons. Il en découle donc le rôle capital de la population zooplanctonique dans l’équilibre des écosystèmes aquatiques. Ces organismes par leur position dans la chaîne trophique, contrôlent le développement phytoplanctonique et participent après leur mort et décomposition à la réminéralisation de la matière organique (Banse, 1995). Il est donc très important de maitriser la structure trophique des cours d’eau et de pourvoir bien utiliser la diversité planctonique comme indicateur de santé des écosystèmes aquatiques.

Les écosystèmes aquatiques sont caractérisés par leurs paramètres physico-chimiques qui conditionnent la communauté planctonique (zooplanctonique et phytoplanctonique). Ces organismes sont donc très sensibles et très réactifs aux perturbations de l’environnement (Harris et al., 2000). Un changement des conditions hydrologiques et climatiques conduit donc à une modification dans les populations zooplanctoniques et phytoplanctoniques. Il apparait dans ce contexte que l’environnement et la communauté planctonique évoluent en fonction des saisons. Ainsi pendant la crue, on note des apports particulaires et de substances

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2

dissoutes, influençant la dynamique saisonnière du zooplancton via des changements dans la dynamique du peuplement phytoplanctonique (Chérifi & Loudiki, 2002).

En période de forte activité agricole (saison pluvieuse), la qualité chimique des eaux de surface devient problématique pour la diversité et l’abondance planctonique, chose due non seulement aux conditions climatiques peu propices au développement algal, mais également à la pollution des eaux par les produits phytosanitaires utilisés en agriculture à travers les mécanismes de dispersion « sol-eau ».

L’étude intitulée « Variabilité saisonnière des communautés planctoniques (Phyto et zooplancton) des lacs Azili, Hlan et Toho » vise :

- à contribuer à l’établissement des premières bases de données sur la diversité et la variabilité saisonnière du plancton des trois lacs (Toho, Hlan et Azili).

- à établir les relations entre la variation physico- chimique saisonnière de l’eau des lacs et ces phénomènes.

Le document sera présenté en cinq grandes parties. La première sera celle d’une généralité sur le sujet, la deuxième celle de la présentation des milieux d’étude, la troisième partie du document sera la méthodologie d’étude. La quatrième et la cinquième partie seront respectivement consacrées aux résultats et à la discussion. Une conclusion assortie de perspectives viendra mettre fin au document.

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3

Généralités

Généralités

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3

1.1 Communautés planctoniques 1.1.1 Définition du plancton

A l’origine, le plancton est un terme employé pour désigner les animaux errant à la surface des flots. En 1887, Hensen a désigné par plancton, les organismes vivants qui flottent dans les eaux. Cette définition a subi dans le temps des ajustements tenants compte de la taille des organismes, de leur nature, de leur environnement ou de leur répartition spatiale. Aujourd’hui, plusieurs dénominations sont donc employées par différents auteurs et sont non uniformisées (Balvay, 1994). Néanmoins, une unanimité est faite sur celle qui désigne par plancton, l’ensemble des organismes de petite taille vivant en pleine eau, dont les mouvements et les capacités natatoires sont insuffisants pour s’opposer aux courants d’eaux.

1.1.2 Classification du plancton

 Selon la nature des organismes

Plusieurs communautés planctoniques sont distinguées selon la nature des organismes, il s’agit de :

- Virioplancton : virus, principal constitué de femtoplancton (Jacques et Tréguer, 1986) - Bactérioplancton : bactéries, typique du picoplancton (Jacques et Tréguer, 1986).

- Mycoplancton : champignons.

- Phytoplancton : plancton végétal, constitué principalement d’organismes végétaux chlorophylliens photosynthétiques.

- Protozooplancton : protozoaires.

- Métazooplancton : métazoaires, plancton animal, représenté en eau douce surtout par les rotifères et les entomostracés (cladocères et copépodes).

- Ichtyoplancton : larves et les œufs de poissons, incapable de résister aux courants avec intégration progressive au necton.

- Saproplancton : organismes décomposeur, non chlorophylliens (y compris bactéries et champignons).

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4

 Selon la taille des organismes

Selon Callien et Stockner (2002), le planton est classé suivant la taille tel que présentée dans le tableau 1

Tableau 1: Classification microscopique du plancton Terminologie Taille (µm) Référence Net plancton > 45 Throndsen, 1978

> 64 Vollenwei et al., 1974 ; Ross et Duthie, 1981

Microplancton 20 - 200 Dussart, 1965 ; Sieburth et al., 1978 50 - 500 Margalef, 1955

60 - 500 Hutchinson, 1967

Nanoplancton 2 - 20 Dussart, 1965 ; Sieburth et al., 1978 5 - 50 Margalef, 1955

5 - 60 Hutchinson, 1967

< 45 Throndsen, 1978

< 64 Rodhe, 1958

15 - 64 Vollenwei et al., 1974

< 100 Ross et Duthie, 1981 Ultranoplancton < 2 Dussart, 1965 Ultraplancton < 5 Margalef, 1955

0,5 – 5 Hutchinson, 1967 1 – 10 Throndsen, 1978 1 - 15 Reynolds, 1973

< 15 Ross et Duthie, 1981 Picoplancton 0,2 - 2 Sieburth et al., 1978 Femtoplancton 0,02 – 0,2 Sieburth et al., 1978

 Selon les caractéristiques biologiques des organismes

Deux catégories de planctons sont distinguées suivant des caractéristiques biologiques des organismes :

- Holoplancton : également appelé euplancton, est un vrai plancton permanent de zone pélagique (Davis, 1955)

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5

- Méroplancton : plancton temporaire, constitué le plus souvent de stades juvéniles planctonique d’organismes benthiques (moule d’eau douce, pluteus d’oursin…..) ou d’espèces dont une phase de développement est pélagique (hydroïdes à polype fixé et méduse planctonique).

1.1.3 Microorganismes de la chaine alimentaire classique 1.1.3.1 - Phytoplancton

Le phytoplancton est composé d’organismes végétaux (unicellulaires, filamenteux ou coloniaux) microscopiques en suspension dans la colonne d’eau, caractérisés par la présence de pigments chlorophylliens dont majoritairement la chlorophylle a. Ces microorganismes sont qualifiés de thallophytes, c’est à dire dépourvus de tige, racine et de vaisseaux conducteurs.

1.1.3.1.1 - Composantes du phytoplancton

Selon le caractère cytologique (présence ou absence de membrane nucléaire), on distingue deux groupes phytoplanctoniques à savoir : eucaryotes ou algues vraies (présence) et les procaryotes ou Cyanobactéries (absence). Actuellement la systématique phytoplanctonique est en pleine évolution, les moyens d’investigation progressant avec le microscope électronique à balayage, les microsondes ou les méthodes d’analyse chimiques et génétiques. A l’heure actuelle, les algues sont divisées en 6 grands phylums d’après la nature des pigments et des réserves cellulaires ; ce sont les Cyanophytes, les Chlorophytes, les Euglénophytes, les Chrysophytes, les Rhodophytes et les Pyrrhophytes.

 Les Cyanophytes ou Cyanobactéries

Dénommées aussi Algues bleues ou Schizophytes ou encore Myxophytes, ces microorganismes sont dépourvus de flagelles et leur appareil végétatif peut être unicellulaire, colonial ou filamenteux. La multiplication s’effectue principalement par division cellulaire et par fragmentation chez les filamenteux (De Reviers, 2003).

 Les Chlorophytes

Ce sont des eucaryotes à noyau bien individualisé. Les formes nageuses possèdent en général deux ou quatre flagelles de même taille. Les Chlorophytes groupent environ six cents genres et plus de huit mille espèces dont les quatre cinquièmes environ vivent en eau douce. La

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6

reproduction est sexuée ou asexuée. Ces algues sont en majorité dulçaquicoles, avec quelques espèces d’eau saumâtre et d’eaux marines (De Reviers, 2003).

 Les Euglénophyte

Ces algues sont unicellulaires flagellées rarement coloniales, le plus souvent mobiles. Les Euglénophytes sont des micro-organismes dulçaquicoles (en particulier dans des milieux riches en matière organique), marins ou d’eaux saumâtres. La multiplication s’effectue par division cellulaire (De Reviers, 2003).

 Les Chrysophytes ou Chromophytes

Ils sont caractérisés par des chromatophores bruns, jaunes ou vert-jaunâtres. Il existe de nombreuses formes flagellées possédant pour la plupart deux fouets inégaux. La sexualité est rare, la reproduction étant presque essentiellement par multiplication végétative. Les chrysophytes composent une part importante de la biomasse algale de ces milieux dulçaquicoles (De Reviers, 2003).

 Les Rhodophytes

Souvent marines, leur présence dans les eaux douces est limitée à une trentaine de genres peu fréquents. En eau douce, la couleur des Rhodophytes est bleu-vert, rouge-violacé, très souvent vert sale ou vert noirâtre. Il n’existe pas de formes flagellées.

 Les Pyrophyte

Ce sont des plastes bruns, plus rarement rouges ou bleu-vert. Les formes unicellulaires biflagellées sont très nombreuses. Ils 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).

1.1.3.1.2 - Ecophysiologie du phytoplancton

La croissance phytoplanctonique est fonction de plusieurs paramètres physiques et chimiques.

La lumière, la température et l’hydrodynamisme constituant les paramètres physiques favorables à la croissance du phytoplancton, ceux chimiques comme la biodisponibilité des nutriments tels que le carbone, l’Azote et le phosphore dans l’eau commandent le développement des espèces phytoplanctoniques.

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L’apport de carbone dans les milieux aquatiques est principalement par diffusion de celui atmosphérique après dissolution dans l’écosystème (Hutchinson, 1967). Le manque de carbone dans les écosystèmes aquatiques étant rarement observé (Schindler et al., 1971;

Schindler, 1974 ; Moss, 1980 ; Welch, 1980), en cas d’eutrophisation, l’augmentation du pH entraîne une diminution de la solubilité des bicarbonates dans l’eau, donc une diminution de la concentration du carbone, pouvant créer une limitation de croissance du phytoplancton (Sevrin-reyssac et al., 1996). Quant à l’azote, il provient généralement d’une minéralisation après décomposition de la matière organique et de l’action des bactéries nitrifiantes. Les principaux composants azotés sont : le nitrate, l’ammonium et même le nitrite. Le dernier est fortement caractéristique des écosystèmes aquatiques, car pouvant provoquer rapidement un effet toxique à faibles concentrations (Pourriot et Meybeck, 1995). En 1934, Redfield et Chiandani ont respectivement montré que la composition intracellulaire des algues en culture est d’environ 16 fois plus élevé en azote (N) qu’en phosphore (P) ; alors que les expériences de production par fertilisation ont donnés un avantage considérable à la fertilisation au phosphore (Paloheimo & Zimmerman, 1983).

1.1.3.2 - Zooplancton

Le zooplancton est l’ensemble des organismes animaux incapables de lutter contre les courants d’eau. Il s’agit d’un ensemble d’organismes herbivores et/ou carnivore (Bougis, 1974).

1.1.3.2.1 - Composantes du zooplancton

Au sein de la communauté zooplanctonique, trois grands groupes dominent fréquemment les écosystèmes aquatiques : les rotifères, les cladocères et les copépodes. Dans les milieux continentaux, les rotifères, de petites tailles, peuvent être dominants en densité.

 Les copépodes

Les copépodes sont des crustacés métazoaires dont les adultes sont des mésozooplancton (200 µm à 12 mm) (Bradford-Grieve et al., 1999). Ils se développent dans tous les milieux aquatiques, des océans jusqu’aux étangs. Ces organismes ont une vie bentho-pélagique. Les copépodes présentent souvent une grande valeur nutritionnelle, essentiellement en acides gras tels que l’acide docasahexaénoique (DHA) et beaucoup d’autres acides gras poly-insaturés essentiels à la croissance, le développement et la survie des stades juvéniles de poissons (Sargent & Falk-Peterson, 1988 ; McEvoy et al., 1998).

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 Les cladocères

Les cladocères tout comme les copépodes sont de microcrustacés métazoaires, et forment le seul groupe dominant de l’embranchement des branchiopodes (Korhola & Rautio, 2001). En écologie, ses organismes sont d’importants bio-indicateurs dans les biotopes aquatiques (Kopacek et al., 2000 ; Korhola et al., 2000).

 Les rotifères

Les rotifères sont des Métazoaires, formés d'un nombre faible et constant de cellules fixe dès l'éclosion (environ un millier). Ils ont une taille comprise entre 0,1mm et 1mm. Peu présents dans le milieu marin, ils sont largement répandus dans les eaux continentales ainsi que dans les milieux humides des mousses où dominent les Bdelloïdes.

1.1.4 - Relation trophique et flux énergétique

La connaissance des mécanismes de transfert de matière et d’énergie dans les réseaux trophiques est d’une importance capitale pour l’écologie moderne (Sime-Ngando, 1991). En milieu aquatique, l’étude de la synécologie des microorganismes, de leur activité et des relations trophiques qu’ils entretiennent entre eux, est indispensable pour l’établissement d’un modèle écologique de flux de la matière et de l’énergie dans un écosystème donné (Brok, 1987). Des études en conditions naturelle et expérimentales ont permis d’établir une chaine classique (figure 1) de transfert au sein des communautés aquatiques.

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Figure 1: Grands compartiments et grandes voies de transfert au sein du réseau trophique pélagique (Ngansoumana, 2006).

1.1.5 - Pollution et eutrophisation des écosystèmes aquatiques

La forte concentration dans les eaux de certains éléments chimiques comme le phosphore et l’azote provenant pour la plupart des engrais chimiques utilisés en agriculture, en adjonction avec les variations climatiques donne naissance à un phénomène de bloom planctonique (phyto) à l’origine de l’eutrophisation avec des conséquences néfastes pour la biocénose.

L’eutrophisation dans sa définition générique, est le processus d’enrichissement des eaux par les éléments nutritifs suite aux rejets dus essentiellement aux activités humaines. La première conséquence de ce phénomène est l’anoxie due à la compétition à la respiration et à la décomposition de la flore.

De nos jours, les écosystèmes aquatiques qui ont un grand intérêt aussi bien écologique qu’économique sont de plus en plus marqués par des degrés d’eutrophisation accentués (Turley, 1999 ; Sherrard et al., 2006). Ce phénomène a un effet indirect sur le zooplancton, à

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travers l’augmentation de la densité algale qui va influencer le zooplancton qui lui va réagir en fonction des changement du milieu par la diminution de la diversité (Fernandez de Purelles et al., 1997 ; Calbet et al., 2001). Le bloom des algues toxiques (cyanophyte…..) engendre l’intoxication du zooplancton herbivore (Jansen et al., 2006 ; Kozlowsky-Suzuki et al., 2006 ; Barreiro et al., 2007). Certaines espèces de crustacé planctonique sont de bons indicateurs de pollution des milieux aquatiques. En effet leur présence dans les plans d’eau est synonyme d’une absence de pollution (meilleur état de santé écologique).

1.2- Réseau hydrographique du Bénin

Le territoire béninois est situé sur la côte Ouest de l’Afrique entre 6°15’ et 12°25’ de latitude Nord et entre 0°45’et 4°00’ de longitude Est (Adam & Boko, 1983). Il bénéficie d’une hydrographie diversifiée (Figure 2), comportant une façade maritime de 120 km dans le golfe de Guinée. Son réseau hydrographique est dense et se répartit en trois (3) principaux bassins du Nord au Sud, on distingue :

 le bassin du Niger au Nord parcouru par le fleuve Niger qui sert de frontière entre les républiques du Bénin et du Niger sur environ 120 km. Ce bassin du Niger comporte une plaine inondable sur 275 km².

 le bassin de la volta représenté par un de ses affluents, la Pendjari (380 km) qui prend sa source dans l’Atacora. Après avoir coulé sur 200 km en direction Nord-Est, elle décrit une boucle et forme sur plus de 150 km la frontière avec le Burkina-Faso, tourne au Sud-Ouest pour entrer dans le Togo.

 le bassin méridional Atlantique parcouru par 3 grands cours d’eau qui descendent du Nord au Sud pour alimenter le système lagunaire béninois :

- le Mono à l’Ouest (350 km) dont 125 km de frontière entre le Bénin et le Togo d’où il prend sa source et alimente la lagune de Grand-Popo;

- le Couffo, long de 125 km, prend sa source dans la région de Savalou et se jette dans le lac Ahémé après avoir traversé le plateau de Tado au Mono;

- le fleuve Ouémé est le plus long (510 km) et le plus important fleuve du Bénin. Il prend sa source dans l’Atacora, descend directement vers le Sud en se divisant par une zone deltaïque et le Nokoué et la lagune de Porto-Novo (Lalèyè et al, 1997).

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2.2- Milieux d’étude

Figure 2: Géographie et hydrographie du Bénin (Adam & Boko, 1993)

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Milieux d’étude

Milieux d’étude

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2.1- Milieux d’étude

L’étude est menée sur trois lacs dont deux du sud Bénin à savoir le lac Toho, le lac Hlan et un du centre Bénin (le lac Azili). Ces trois plans d’eau sont d’une grande importance socio- économique tant pour le pays que pour les populations autochtones. Les lacs Azili et Hlan (figure 3) font partie d’un même bassin (celui de l’Ouémé) pour lequel ils sont des défluents surtout en saison de crue. Avec des superficies moyennes respectives de 200 ha et de 165 ha ces deux plans d’eau sont de petit lac très riche du point de vue ichtyo-faunistique et régulièrement exploités par les populations autochtones. Quant au lac Toho (figure 3), il fait partie du complexe hydrographique de la vallée alluviale du bassin de Mono. Sa superficie à l’étiage étant de 960 ha, son volume est également influencé par celui du fleuve Mono pendant la crue. Actuellement ce plan d’eau est confronté à un problème de surexploitation prononcée impactant négativement sa richesse spécifique ainsi que son abondance ichtyo- faunistique.

Figure 3: Localisation des trois milieux d’étude (les lacs Azili, Hlan et Toho).

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2.1.1- Situation géographique

 Le lac Azili

Le lac Azili est situé dans l’arrondissement de Kpédékpo, commune de Zangnanado, sur la rive gauche du fleuve Ouémé entre 7°15’ et 7°20’ latitude Nord au Sud puis 2°20 et 2°30 longitude Est. Avec une altitude moyenne de 27,33 m, il mesure du Nord au Sud 1,7 km environ de longueur et de l’Est à l’Ouest 2 km (Chikou & Lalèyè, 2000). D’une superficie de 200 ha de plans d’eau et plus de 300 ha de marais permanents aux eaux profondes et des fausses rivières (Houndjo, 1991 ; Aklinon, 2005), le lac Azili est inscrit dans la catégorie des lacs peu profonds (Aklinon, 2005).

 Le lac Hlan

Le lac Hlan est situé à l’Est de l’arrondissement de Kpomè dans la commune de Toffo. Il est situé aux coordonnées 6°56,88’ latitude Nord et 2°19,48’ longitude Est (Adité et al., 2005) et est un élargissement de la rivière Hlan dans la zone de Kpomè formant ainsi un petit lac qui s’étend sur une superficie de 165 ha.

 Le lac Toho

Situé entre les communes de Lokossa, d’Athiémé et de Houéyogbé, le lac Toho s’étend en moyenne pendant les basses eaux du 6°35’ au 6°40 latitude Nord, de 1°45’ au 1°50’ longitude Est. D’une superficie de 960 ha à l’étiage et de 1500 ha en période de crue, il a en moyenne 7 km de longueur, 2,5 km de largeur méridionale et environ 500 m de largeur septentrionale. Le lac se trouve à 15 km environ à l’Ouest du fleuve Mono auquel il est parallèle (Ahouansou Montcho, 2003).

2.2.1- Caractéristiques physiques 2.2.2.1- Climat

Les trois lacs bénéficient d’un climat de type subéquatorial avec une succession de 4 saisons, à savoir :

- la grande saison pluvieuse (mi-mars à mi-juillet) ; - la petite saison sèche (mi-juillet à mi-août) ;

- la petite saison pluvieuse (mi-août à mi-novembre) ; - la grande saison sèche (mi-novembre à mi-mars).

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2.2.2.2- Hydrodynamisme

 Du lac Azili

Le volume de ce lac est régulièrement influencé par le cours d’eau Olougbé et le chenal Houan. Ce dernier joue à la fois le rôle de tributaire et d’exutoire pour le lac Azili. Long de 5 km, le chenal Houan communique le lac au fleuve Ouémé qui lors de ces débordements entre Juillet et Octobre déverse une partie de ses eaux dans Azili à travers le chenal ainsi que par ses bourrelets dégradés. Quant au ruisseau Olougbé, long de 15 km environ avec 2 à 3 m de large il est un tributaire permanent pour le lac. Les hautes eaux du lac Azili sont essentiellement provoquées par les hautes eaux du fleuve Ouémé. L’eau du fleuve monte de 6 m environ en période de crue dépassant ainsi le niveau du lac qui est de 4 m à la décrue (Houndjo, 1991); ce qui provoque par le principe de vase communicante, l’écoulement d’une partie d’eau du fleuve Ouémé vers le lac Azili. Outre ses tributaire, le lac Azili reçoit une quantité plus ou moins importante d’eau de pluie d’environs 1700 mm au cours des deux saisons pluvieuses (mars–juillet et août-novembre) de la zone subéquatoriale auquel il appartient.

Le chenal Houan dans son rôle de seul exutoire, fait couler en décrue l’eau d’Azili vers le fleuve Ouémé qui entre temps a baissé de niveau en l’absence des eaux pluvieuses septentrionale. L’infiltration et l’évaporation sont également deux phénomènes qui expliquent en partie les basses eaux du lac Azili.

 Du lac Hlan

Le lac Hlan est une concentration de la rivière Hlan à la latitude de l’arrondissement de Kpomè commune de Toffo. Pendant la période de crue, ses eaux sont influencées par les rivières Samion, Da, Hoho, Koto et Hlan. Ces cours d’eau se déversent dans le lac Hlan par le Nord en se déversant dans les marécages au niveau de Adogbé et de Hon. Le lac reçoit également les eaux de deux fleuves (le Zou et L’ouémé) à travers leur respectifs défluents (la Zounga et l’Agbagbé).

 Du lac Toho

Le lac Toho a deux importants tributaires qui sont le Diko et l’Akpatohoun. Le troisième, le chenal de Kpacohadji joue à la fois les rôles de tributaire et d’exutoire.

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Diko prend sa source au Nord du plateau d’Agamè à la latitude du village de Tozoumè. Par débordement, ces eaux sortent du lit ordinaire argileux et s’étendent parfois à un lit majeur large d’environ 50 m. Grossie par plusieurs affluents sur la rive gauche, la rivière coule entre le plateau d’Agamè et la dépression des Tchi, s’étale plus au Sud dans des marécages à partir de 6°40 latitude Nord avant d’aller se jeter dans le lac Toho vers 6°38 latitude Nord (Hachimou, 1980). Le Diko ne coule que pendant les saisons de pluies. Les eaux de pluies se concentrent et ruissellent vers le lit de la rivière qui commence par déverser dans le lac Toho à partir du mois de Mai avec un courant rapide mais à partir de mi-juillet, le débit diminue pour ne laisser qu’un mince filet d’eau dans le lit de la rivière.

La rivière Akpatohoun a le même régime hydrologique que celui de Diko. Elle a un écoulement plus tardif et une vallée plus encaissée et moins large que ceux de Diko, ce qui fait que les hautes eaux débordent rarement de son lit ordinaire. Elle traverse le plateau d’Agamè en aval de sa source située à la hauteur du village d’Agamè. Elle commence à répandre ses eaux dans des marécages à partir de 500 m environ au Sud du village de Houin avant de se jeter dans le lac Toho à 1,5 km plus loin (Hachimou, 1980).

Un écoulement du lac Toho vers la Sazué s’effectue par le chenal de Kpacohadji et celui de Kpinnou. Le chenal de Kpinnou, quant à lui, joue exclusivement le rôle d’exutoire. Le lac Toho s’ouvre sur ce dernier a environ 300 m à l’Est de l’école primaire de Kpinnou. Ce chenal passe sous le pont situé juste en face du marché de la localité, longe la piste de Dou- Condji avant d’aller confluer avec la Sazué.

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Arsène M. HOUSSOU

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3.1- Stations d’échantillonnage

Au niveau de chaque plan d’eau, trois stations d’échantillonnages ont été choisis de façon à représenter le plan d’eau sur sa superficie. Outre la représentativité superficielle, d’autres critères ont été utilisés dans le choix des stations. Au nombre de ceux-ci nous avons l’accessibilité, le développement d’activité humaine, ainsi que la représentativité des différents environnements du plan d’eau (Végétation, profondeur). Ainsi d’amont en aval, les stations retenues étaient : Dohoundji – Whéliyamey – Gbékplétin pour le lac Azili (Figure 4A), Hounvènou – Awayamey – Ðèzinmey pour le lac Hlan (Figure 4B) et Douimey – Logbo – Kpinnou pour le lac Toho (Figure 4C).

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Méthodologie

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Figure 4: Localisation des sites d’échantillonnage (Voir coordonnées en annexe)

C

B A

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3.2- Matériels d’étude

 Matériels de terrain

Le travail sur le terrain a nécessité certains matériels tels que :

 Un filet à plancton de forme conique de 30 µm de vide de maille, pour le prélèvement du plancton (phytoplancton et zooplancton) ;

 une bouteille de Van Dorn de 2 litres pour le prélèvement de l’eau de fond;

 Des bocaux de capacité 0,5 L pour le stockage et la conservation des échantillons;

 Du Formol dilué (5%), pour la fixation des organismes ;

 Un oxymètre de marque Voltcraf DO-100, pour la mesure de l’oxygène dissous ;

 Un multimètre de marque HANNA-HI991300, pour la mesure de la conductivité, du TDS, de la Température et du pH ;

 Un disque de Secchi, pour la mesure de la transparence;

 Une corde graduée et lestée pour la mesure de la profondeur du plan d’eau ;

 Matériels de laboratoire

Au laboratoire, le matériel utilisé était composé de :

 Un microscope photonique (OLYMPUS B102), pour les observations en vue d’analyse qualitative et quantitative du plancton (Gx40);

 Une micropipette Eppendorf pour le prélèvement des sous échantillons ;

 Des clés composées de planches issues de plusieurs travaux de recherche (voir étude qualitative) pour les identifications.

3.3- Méthodes d’étude

3.3.1- Technique d’échantillonnage du plancton

Pour chacun des trois plans d’eau, les prélèvements du plancton ont duré Huit (8) mois avec une sortie par mois. Pour une équivalence des écarts entre échantillonnages, toutes les sorties ont été réalisées dans la dernière semaine du mois. La période de prélèvement était répartie sur les mois d’Octobre à Décembre de l’année 2011 et sur les mois de Mai à Septembre 2012.

Cette répartition tient compte des quatre saisons dont bénéficient les régions du sud et du centre Bénin (tableau 2). Afin de s’assurer de la bonne représentativité des différents

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Méthodologie

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organismes, un échantillon composite a été réalisé à chaque station. Celui-ci était le résultat de trois traits verticaux de filet à plancton (de forme conique) réalisés à trois endroits différents de la même station sur toute la colonne d’eau. L’effort de pêche par plan d’eau revenait donc à neuf coups de filet par mois. L’échantillon composite est ensuite fixé dans un bocal au formol à 5%.

Tableau 2: Correspondance saisonnière des périodes d’échantillonnage

Mai - Juin Juillet Août – Septembre -

Octobre

Novembre - Décembre Saison pluvieuse

(GSP)

Saison sèche (PSS)

Saison pluvieuse (PSP) Saison Sèche (GSS)

GSP : Grande saison pluvieuse ; GSS : Grande saison sèche ; PSP : Petite saison pluvieuse ; PSS : Petite saison sèche.

3.3.2- Mesure des paramètres physico- chimiques des plans d’eaux

A chaque station d’échantillonnage, les paramètres physico-chimiques dont : l’oxygène dissous, la conductivité, le TDS, la température et le pH de l’eau ont été mesurés à la surface et à un mètre (1 m) de profondeur. La transparence de l’eau a également été mesurée.

L’oxygène dissous a été mesuré à l’aide d’un oxymètre de marque Voltcraf DO-100. Un multimètre de marque HANNA-HI991300 a servi pour la mesure de la conductivité, du TDS, de la température, et du pH de l’eau. La transparence et la profondeur des plans d’eau ont respectivement été mesurées au moyen d’un disque de Secchi et d’une corde graduée et lestée.

3.3.3- Analyse qualitative et quantitative du phytoplancton 3.3.3.1- Analyse qualitative :

- Identification des espèces

Pour un traitement équivalent, tous les échantillons ont d’abord été ramenés à un même volume de 100 ml par concentration.

La détermination des différentes espèces présentes dans les échantillons fixés au formol à 5%

a été réalisée avec une technique dont la description est la suivante :

Sur une lame bordée de stéarine pour empêcher l’écoulement de l’eau, et dont la surface interne fut tracé en champs de comptage de 1 mm de côtés, un sous-échantillon de 1 ml prélevé à l’aide d’une micropipette (Eppendorf) après homogénéisation de l’échantillon

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Méthodologie

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concentré est placé puis monté sur un microscope photonique (OLYMPUS B102) objectif 40.

La détermination des différents taxons fut basée sur la morphologie externe et interne des différents individus observés. Cette détermination est faite directement au microscope quand elle est aisée ; au cas contraire une photo de l’espèce est réalisée au moyen d’un appareil photo numérique (Canon PC 1474) pour faciliter les identifications. Cette activité a été faite sur 20 prises de 1 ml prélevées régulièrement après une bonne homogénéisation de l’échantillon. Les travaux tels que : Licea-Duran, 1971 ; Leclercq & Maquet, 1977 ; Nogueira

& Ferreira-Correia, 2000 ; Russell, 2004 et 2010 ; Tsukii, 2005 ; Kinross, 2007 et Oyadomari, 2011 ont été utilisés pour l’identification des différents taxons.

3.3.3.2- Analyse quantitative

Le comptage des individus des différentes espèces a été fait après l’identification de celle-ci.

La technique de comptage utilisée prend en compte trois catégories d’espèces.

Pour les espèces abondantes, donc présentes dans tous les champs de comptage, les différents individus ont été dénombrés dans vingt (20) champs de la cellule de comptage. Pour les espèces fréquentes mais non présentes dans tous les 20 champs, 40 champs ont été considérés.

Quant aux autres espèces (celles retrouvées rarement), toute la cellule de comptage a été balayée. Les unités de dénombrements < cellule et colonie> ont été utilisées au cours de cette étude. Le choix des 20 ou 40 cellules de dénombrement a été aléatoire de façon à représenter la surface interne de la lame. Seuls les individus ayant conservé leur squelette entier ont été prise en compte.

La densité de chaque individu par m³d’eau balayé par le filet à plancton est calculée de la façon suivante :

La composition de chaque millilitre d’échantillon traité correspondait au centième (¹/100) de celle du volume total d’eau balayé par filet à plancton. Le nombre total de chaque espèces identifiée dans un prélèvement de 1 ml est estimée par :

N = (n x 196/X)

Avec, N = densité en nombre d’individus par litre.

n = nombre d’individu compté pour une espèce identifiée.

X = nombre de champs balayés 196 = nombre total de champs

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Méthodologie

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La densité des différentes espèces au sein des plans d’eau est donnée par la formule :

Où D = Densité en ind.m^-3 d’eau, N = nombre d’individus par ml d’échantillon, He est la hauteur de l’eau du lac et Sbf la surface de base du filet à plancton. Le chiffre 3 est le nombre de traits verticaux réalisé lors de la pêche et le nombre 20 correspond au nombre total de prise de 1 ml d’échantillon observé.

 Dans le cadre de cette étude, les espèces ayant une densité totale pour les 8 mois d’étude supérieur à 5% de celle de la population totale (toutes les espèces), sont considérées comme dominantes (Ngansoumana, 2006). Les espèces présentes dans tous les échantillons (100% d’occurrence) sont considérées caractéristiques de la population au niveau de ce plan d’eau pour la période d’étude.

3.3.4- Analyse qualitative et quantitative du zooplancton 3.3.4.1- Analyse qualitative :

- Identification des espèces

Le procédé de détermination des espèces zooplanctoniques était le même que celui utilisé dans le cas du phytoplancton.

Les communautés zooplanctoniques prise en compte par cette étude sont les Rotifères, les Cladocères et les Copépodes. Vue le matériel disponible pour le travail (performance du microscope), il a été très difficile d’observer certains organes surtout ceux internes pour l’identification des sujets. Néanmoins, les différentes unités taxinomiques ont pu être déterminées sur la base de certaines de leurs caractéristiques internes et externes. Pour chacune des communautés, l’anatomie générale a permis une première catégorisation des organismes. Ainsi une première classification des différents individus en différentes familles a été possible par observation de leur forme générale. La détermination des genres et espèces a été réalisée par observation de certaines caractéristiques propres des différentes communautés.

Chez les rotifères, la forme de la couronne ciliaire, des glandes pédieuses, des orteils fut observée. Celle du vitellogène, du trophus ainsi que la présentation du sujet (fixée ou libre) ont été prise en compte. Pour les cladocères, il s’agissait de la forme de la tête, des antennes,

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Méthodologie

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de la poche incubatrice, des soies abdominales ainsi que de la position de l’œil, de la présence ou non d’épine anale et de la forme du poste abdomen. Quant aux copépodes, la forme du roste, des fusca, des antennes, des segments abdominaux ainsi que la position et la forme des endopodites, des soies marginales et des soies terminales de la fusca sont les caractéristiques qui ont permis l’identification des genres et espèces dans la communauté. Il faut noter que lors des identifications, les caractéristiques précitées n’ont été prises en considération que lorsqu’elles sont observables, le nom de l’individu était donc retenu lorsque la majorité des critères le permet.

De la même manière qu’au niveau du phytoplancton, la détermination était directement faite au microscope quand elle est aisée ; au cas contraire une photographie de l’espèce est réalisée au moyen d’un appareil photo numérique (Canon PC 1474) pour faciliter les identifications.

Le comptage a également été fait sur 20 prises de 1 ml. Les travaux tels que : Beauchamp, 1965 ; Fernando, 1969 ; Smith & Fernando, 1978 ; Pourriot & Francez, 1986 et Lynne, 2004 ont servi pour l’identification des différents taxons.

3.3.4.2- Analyse quantitative

Le même dispositif de dénombrement utilisé pour le phytoplancton a été utilisé ici. Le comptage des individus des différentes espèces de zooplancton fut sur toute la cellule de comptage et ceci champ par champ. Seuls les individus ayant une structure entière ont été pris en considération dans le dénombrement. Pour éviter de comptabiliser deux fois un même sujet, les individus se situant sur les lignes de délimitation sont à chaque fois comptabilisés pour le champ à leur droite.

La densité des différentes espèces au sein des trois plans d’eau était estimée de la même manière que dans le cas des phytoplanctons à la seule différence que le nombre d’individu par ml d’échantillon était directement connu après comptage.

Avec N le nombre d’individu compté dans la totalité des champs tracés dans la cellule de dénombrement.

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Méthodologie

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 Tout comme au niveau des phytoplanctons, dans le cadre de cette étude, les espèces ayant une densité totale pour les 8 mois d’étude supérieur à 5% de celle de la population totale (toutes les espèces), sont considérées comme dominantes (Ngansoumana, 2006). Les espèces présentes dans tous les échantillons (100% d’occurrence) sont considérées caractéristiques de la population au niveau de ce plan d’eau pour la période d’étude.

3.3.5- Etude de la diversité globale du zooplancton et du phytoplancton

La diversité des organismes composants un échantillon est exprimée par des analyses univariées (richesse spécifique, indices de diversité) ainsi que par des analyses multivariées (Analyse Factorielle de Correspondances, Analyse en Composantes Principales, …) (Magurran, cité par Groga, 2012).

3.3.5.1- Méthodes univariées

Outre la richesse spécifique qui est le nombre total des différentes espèces identifiées dans les différents échantillons, des indices de diversité ont été calculés afin de caractériser la composition et l’évolution du phytoplancton et du zooplancton au sein des lacs.

 L'indice de diversité de SHANNON-WEAVER a été calculé pour rendre compte de la diversité des espèces qui composent les peuplements dans chaque plan d’eau. Sa formule est la suivante:

H' = - [(ni / N)  log₂ (ni / N)] où H' représente la diversité spécifique, en bits/individu,  la somme des résultats obtenus pour chacune des espèces présentes, ni l'effectif de l'espèce i, N le nombre total d'individus en considérant toutes les espèces et log₂ le logarithme en base 2.

 L'indice de SIMPSON a permis d'estimer la biodiversité β d'une communauté. Il est calculé suivant la formule :

d = 1 -  [(ni x (ni - 1)) / (N x (N - 1))] où ni représente l'effectif de l'espèce i,  la somme des résultats obtenus pour chacune des espèces présentes et N le nombre d'individus de l'échantillon.

 L'indice E de PIÉLOU a permis de mesurer l'équitabilité (ou équirépartition) des espèces du peuplement par rapport à une répartition théorique égale pour l'ensemble des espèces.

Il s'obtient par la formule :

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Méthodologie

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E = H' / log2 S

Avec H' l'indice de SHANNON-WEARVER et S le nombre d'espèces présentes.

3.3.5.2- Méthodes multivariées

Les méthodes d’analyse multivariées sont des techniques statistiques pour résumer les données issues de plusieurs variables en minimisant la dispersion des informations. Dans le cas de cette étude, l’analyse multivariée a permis de montrer l’état de ressemblance ou de disparité des données quantitatives et qualitatives en fonction du temps. La méthode d’Analyse en Composante Principale (ACP) et celle en dendrogramme sont celles utilisées dans le cadre de cette étude.

3.3.6- Traitements statistiques

L’ensemble des résultats a été traité dans un premier temps avec le logiciel Excel (2010). Le test de Kruskal-Wallis a été utilisé pour tester les effets de la saison, sur les différents paramètres physico-chimiques des plans d’eau, sur l’évolution de l’abondance du phytoplancton ainsi celle du zooplancton. Les variabilités temporelles ont ensuite été soumises à une analyse en composantes principales (ACP). Ce test a permis d’étudier la typologie des saisons pour ce qui est des données biotiques et également la dynamique des populations zooplanctoniques et phytoplanctoniques en relation avec les paramètres abiotiques. Le test multivarié de classification hiérarchique par dendrogramme a été utilisé en confirmation des résultats de l’ACP dans l’étude typologiques des saisons. Toutes ces analyses ont été réalisées au moyen du logiciel Statistica.