FACULTE DES SCIENCES Ecole Interfacultaire de Bioingénieurs Service d’Ecologie du Paysage et Systèmes de Production Végétale Diversité, endémisme, géographie et conservation des Fabaceae de l'Afrique Centrale Thèse présentée en vue de l’obtention du Diplôme de Docteur en Sciences Par Joël NDAYISHIMIYE Promoteur : Professeur Charles DE CANNIÈRE (Université Libre de Bruxelles) Co-promoteur : Professeur Jan BOGAERT (Université de Liège/Gembloux Agro Bio Tech) Co-promoteur : Professeur Marie Josée BIGENDAKO (Université du Burundi) Octobre, 2011 FACULTE DES SCIENCES Ecole Interfacultaire de Bioingénieurs Service d’Ecologie du Paysage et Systèmes de Production Végétale Diversité, endémisme, géographie et conservation des Fabaceae de l'Afrique Centrale Thèse présentée en vue de l’obtention du Diplôme de Docteur en Sciences Par Joël NDAYISHIMIYE Composition du Jury : Professeur Marjolein VISSER (Président, Université Libre de Bruxelles) Professeur Farid DAHDOUH-GUEBAS (Secrétaire, Université Libre de Bruxelles) Professeur Charles DE CANNIERE (Promoteur, Université Libre de Bruxelles) Professeur Jan BOGAERT (Co-promoteur, Université de Liège/Gembloux Agro Bio Tech) Professeur Marie Josée BIGENDAKO (Co-promoteur, Université du Burundi) Dr Steven DESSEIN (Membre, Jardin Botanique National de Belgique) Octobre, 2011 Remerciements REMERCIEMENTS Cette thèse est le résultat des efforts et de l’encadrement de cinq années reçu au Service d’Ecologie du Paysage et Systèmes de Production Végétale (FK060) de l’Université Libre de Bruxelles. Pour cette raison, il est de notre devoir de formuler des remerciements à toutes les personnes qui ont contribué à notre formation. Nous voudrions exprimer premièrement, nos sincères remerciements au Professeur Jan BOGAERT de Université de Liège (Gembloux Agro-Bio Tech), ancien Directeur du Service FK060, co-promoteur actuel de cette thèse et qui continue, malgré ses multiples occupations à assurer avec efficacité le suivi de nos travaux. Il a été très utile pour l’aménagement des chapitres de cette thèse, la formulation des critiques et suggestions scientifiques afin d’aboutir à un travail de qualité. Qu’il trouve ici l’expression de nos sentiments de profonde reconnaissance. Il serait inimaginable de passer sous silence sans exprimer notre reconnaissance aux Professeurs Jean LEJOLY et Marie-Josée BIGENDAKO, respectivement ancien promoteur de départ et deuxième co-promoteur de cette thèse. C’est grâce à eux que nous avons pu développer notre carrière scientifique à l’Université Libre de Bruxelles après une formation de DEA en Biologie Appliquée de l’Université du Burundi sous leur direction. Nous avons par ailleurs déjà entrepris plusieurs initiatives avec eux et nous temoignons encore une fois notre entière disponibilité pour la continuité. Nous leur disons grand merci. Le Professeur Charles DE CANNIERE, nouveau Directeur du Service FK060, ancien président de notre comité d’accompagnement et nouveau promoteur, a su apporter des commentaires très fructueux dans certains des manuscrits que nous avons eu à rédiger ensemble. Malgré le peu de temps qu’il vient de passer au Service, ses remarques nous ont permis de continuer le travail sans trop de souci. Qu’il trouve également à travers ce travail, l’expression de notre profonde reconnaissance. Nous exprimons notre reconnaissance aux Professeurs Marjolein VISSER et Farid DAHDOUH- GUEBAS de l’Université Libre de Bruxelles pour avoir accepté de faire partie de mon comité d’accompagnement et consacré une partie de leur temps à évaluer notre travail. Leur disponibilité mérite d’être signalée dans ce travail. Nous leur addressons nos sincères remerciements. Remerciements Nos remerciements s’adressent également au responsable et personnel de l’herbarium du Jardin Botanique National de Belgique (BR) à Meise, et au curateur de l’herbarium de l’Université Libre de Bruxelles (BRLU) pour avoir mis à notre disposition le matériel d’herbier nécessaire à la réalisation de cette étude. Lors de notre séjour au Jardin Botanique National de Belgique, nous avons pu apprécier les qualités scientifiques et morales des docteurs Stoffelen P., Dessein S., De Greef J., des Messieurs Van Onacker J. et Geerinck D. Nous avons reçu de leur part, certaines facilités de matériel de travail et un bureau temporaire, bien chauffé afin de finaliser la constitution de notre base de données au moment où l’hiver devenait très agressif. Nous leur en serions très reconnaissants et exprimons encore une fois notre disponibilité pour mener à terme les différentes initiatives que nous avons eu à réaliser ensemble. Nous devons mentionner le rôle joué par les Docteurs Bamba I., Bangirinama F., Barima Y.SS., Bizuru E., Koffi K.J. et Masumbuko ainsi que tous les doctorants du Service FK060: Adi M., Alongo S., Bastin F., Bigirimana J., Boyemba F., Diallo H., Diouf A., Djibu J.P., Hakizimana P., Havyarimana F., Kasalwe C., Kumba L., Iyongo L., Masharabu T., Niyongabo F., Shalukoma et Vranken I. Sachez bien que vous avez été très utiles dans la réalisation de cette thèse et chacun selon ses compétences. Ce travail est pour vous, le couronnement de vos efforts et vos encouragements. Nous ne pouvons pas passer non plus sous silence la Coopération Technique Belge (CTB), pour l’appui financier qu’elle a apporté pour notre formation et l’apport du Fonds David & Alice Van Buuren. Notre séjour à l’Université d’Århus au Danemark dans le cadre d’un stage de formation a été possible grâce au Crédit de Relations Internationales de l’Université Libre de Bruxelles. Ce crédit a été très bénéfique et nous a permis d’atteindre un des objectifs formulés dans cette thèse. Le Fonds Social de la Commission Universitaire pour le Développement (CUD) a été très utile pour parachever la thèse sans trop de souci. Pour terminer, nous voudrions exprimer nos sincères remerciements à nos parents et spécialement à mon épouse, Nzeyimana Eliane, pour avoir supporté une année et plus d’absence du pays. Nous vous dédions ce travail. Malgré la distance qui nous séparait, elle n’a cessé tout au long de ce travail, de nous envoyer de nombreux messages de soutiens et d’encouragement. Nous lui sommes très reconnaissants de cet appui. Joël Ndayishimiye Table des matières, figures, tableaux et résumé i TABLE DES MATIÈRES LISTE DES FIGURES ...........................................................................................................vi LISTE DES TABLEAUX.......................................................................................................ix RÉSUMÉ .................................................................................................................................. x CHAPITRE I. INTRODUCTION GENERALE .................................................................. 1 1.1. Contexte et problématique .............................................................................................. 1 1.2. Cadre de l’étude .............................................................................................................. 3 1.2.1. Justification et délimitation de la zone d’étude............................................................ 3 1.2.2. Bref historique sur l’exploration botanique de l’Afrique Centrale.............................. 5 1.2.3. La phytogéographique et évolution des systèmes de classification de l’Afrique Centrale.................................................................................................................................. 6 1.2.3.1. Définitions et applications de la phytogéographie.......................................... 6 1.2.3.2. Evolution des systèmes de classifications sur la phytogéographie de l’Afrique Centrale ........................................................................................................ 7 1.2.4. La famille des Fabaceae comme modèle d’étude ...................................................... 12 1.2.4.1. Position systématique, répartition géographique et formes biologiques des Fabaceae..................................................................................................................... 12 1.2.4.2. Principales connaissances actuelles sur la taxonomie des Fabaceae ............ 14 1.2.4.3. Choix des taxons pour la réalisation de cette étude ...................................... 15 1.2.5. Echelle spatiale .......................................................................................................... 16 1.2.6. La base de données .................................................................................................... 16 1.2.7. Encodage et digitalisation des spécimens d’herbiers................................................. 19 1.2.8. Le rôle des espèces endémiques ................................................................................ 20 1.2.9. Utilisation des concepts de l’écologie du paysage dans l’identification des processus qui affectent les changements des paysages ........................................................................ 21 1.2.10. Les principales menaces de la biodiversité de l’Afrique Centrale........................... 23 1.2.11. La distribution potentielle et ses implications sur la conservation .......................... 24 1.2.12. Objectifs, hypothèses et organisation de la thèse..................................................... 27 1.2.12.1. Objectifs de la thèse.................................................................................... 27 1.2.12.2. Hypothèses de la thèse...............................................................................