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En Afrique centro-australe, des roches métallifères riches en éléments en traces tels que le cuivre, le cobalt, le nickel, le plomb ou le zinc affleurent, notamment dans l'Arc-cuprifère du Katanga en République Démocratique du Congo (RDC). Largement étudiées pour la biodiversité qu'elles portent depuis plus de 50 ans, les collines cuprifères de l'Arc katangais posent encore questions, notamment dans les perspectives appliquées de conservation et restauration des écosystèmes naturels ainsi que de transférabilité à la remédiation des sites dégradés.Parmi les questions non élucidées, celles relatives aux propriétés du sol qui conditionnent la structuration des unités paysagères dans les collines, la généricité des modèles de fonctionnement écosystémique, la variabilité des propriétés édaphiques dans les unités de végétation et en particulier leurs profils de distribution verticale, et enfin la disponibilité environnementale du cuivre (Cu) et du cobalt (Co) dans ces systèmes, ont été abordés au cours de nos recherches.Une étude pédopaysagère et édaphique, combinant relevés de terrain, caractérisations de laboratoire et expérimentations en conditions contrôlées a ainsi été menée afin de progresser dans la connaissance des facteurs de mobilité/biodisponibilité de Cu et Co dans les écosystèmes métallifères.Premièrement, l'approche pédopaysagère, basée sur l'étude de 41 fosses sur cinq collines du complexe Tenke-Fungurume, a permis de caractériser la distribution verticale des propriétés des sols dans les principales unités du paysage. Cette étude a montré l'importance du matériau parental comme facteur déterministe des relations sol-végétation en conditionnant à la fois la distribution des propriétés édaphiques verticalement et latéralement (topographie). L'étude des profils des collines a montré que les teneurs en Cu et Co mesurées en profondeur étaient largement plus élevées que dans les zones non métallifères et qu'elles constituaient donc des contraintes chimiques au développement de la végétation au même titre que les teneurs mesurées en surface.Deuxièmement, l'approche édaphique menée par une caractérisation des sols de quadrats de végétation et de transects directement ciblés à l'interface des principales unités de végétation avait pour objectif d'investiguer les échelles de variation (décamétrique et entre les collines) des relations sol-végétation. Les résultats confirment l'importance des teneurs solubles et/ou disponibles en métaux ainsi que le rôle possible d'autres facteurs (topographiques, physiques...) sur le déterminisme paysager. La lithologie semble être un facteur important en matière de relations édaphiques. Les différences entre sites sont significatives mais la variabilité des propriétés du sol au sein même des unités de végétation apparaît significative également et pas seulement due aux processus d'érosion et de transports de surface.Ensuite, deux expériences en conditions contrôlées ont été menées, en vue pour l'une de caractériser la phytodisponibilité du Cu et du Co par une culture en pots et pour l'autre d'évaluer la mobilité de ces éléments dans les eaux de percolation par l'emploi de mini-lysimètres. Concernant la première expérience, la réponse de plants d'Anisopappus davyi à différents sols contaminés des collines a montré que la phytodisponibilité en Cu et en Co est mieux exprimée par la partie racinaire que par la partie aérienne de la plante et plus particulièrement sur les sols des pelouses. Le sol non contaminé a présenté les biomasses les plus élévées. Au niveau des extractants testés en vue de prédire la phytodisponibilité du Cu et du Co, l'acétate d'ammonium avec ajout d'EDTA à pH 4,65 s'est avéré être le meilleur prédicteur. Cependant, la mortalité constatée pour certains plants d'A. davyi n'a pu être corrélée au Cu ou au Co car tous deux sont présents en fortes concentrations dans les sols et leurs effets sont confondus.La deuxième expérience menée en mini-lysimètres et en parallèle avec des tests de sorption en laboratoire a montré que le Cu et le Co étaient potentiellement mobiles verticalement ou latéralement dans les écosystèmes, à travers leura migration au sein de la solution du sol. La composition chimique des roches porteuses des métaux est le facteur principal de la libération de ceux-ci dans la solution du sol mais les propriétés physico-chimiques du sol conditionnent leur devenir, notamment à travers les processus de sorption. Le Cu s'est montré plus affecté par ces conditions que le Co. Le pH et le contenu en matières organiques sont les facteurs-clés de ces processus.Finalement, d'un point de vue pratique, les teneurs extractibles par des sels neutres faiblement concentrés, comme le CaCl2 0,01N, et le fractionnement par la modélisation géochimique semblent être les outils les plus adaptés à la prédiction de la mobilité environnementale du Cu et du Co.

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GG F3 --- RMCA Democratic Republic of the Congo --- Soils

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