Diagnostic écologique : dans quel état sont nos cours d’eau ?

Comment évaluer l’état écologique de nos cours d’eau ? Depuis 2012, le bassin de la Seine fait l’objet d’une étude pilote de suivi écologique et écotoxicologique. Les chercheurs d’Irstea utilisent un panel d’outils réglementaires et innovants pour évaluer de manière concrète et complète la qualité des cours d’eau étudiés. Retour en images sur la dernière campagne de prélèvements.

Les activités humaines fragilisent l’équilibre des écosystèmes aquatiques et pour identifier ces perturbations, plusieurs approches complémentaires sont possibles :

  • établir un état global de la qualité chimique et écologique grâce aux mesures proposées par la Directive-cadre européenne sur l’eau (DCE)
  • déterminer des indicateurs écotoxicologiques permettant de faire le lien entre altérations des milieux et impacts sur les organismes aquatiques.

Spécialistes des recherches en écotoxicologie, une équipe de chercheurs du centre Irstea d’Antony a lancé, en 2012, une étude pilote [1] pour évaluer la qualité des cours d’eau dans le bassin Seine-Normandie. Une vingtaine de sites ont été choisis parmi les stations de mesures de l’Agence de l’eau de Seine-Normandie (AESN), tous présentant différents gradients de pollution (présence de nutriments, de micropolluants, etc.). Grâce à l’installation in situ d’un réseau de sondes au cours de l’été 2012, un suivi continu de la température et du niveau de l’eau de ces sites a pu être réalisé sur 3 ans. Par ailleurs, des tournées de relève de mesures ont été réalisées, ainsi que 3 campagnes annuelles de prélèvements.

Biomarqueurs + bioindicateurs = ?

L’objectif de cette étude est de combiner différents outils, d’une part utilisés dans le cadre des réseaux DCE (bioindicateurs, mesures chimiques), mais aussi développés par les équipes de recherche pour estimer l’effet des contaminants sur les organismes aquatiques (biomarqueurs) et améliorer la caractérisation du risque chimique (échantillonneurs passifs, biotests). Des outils conçus indépendamment, mais qui une fois associés pourraient permettre d’avoir une vue d’ensemble de l’état de santé des écosystèmes aquatiques et des cours d’eau.

Zoom sur le travail des chercheurs, sur le terrain, à l’occasion d’une campagne de prélèvements sur les sites de Chalmaison et Courtomer (77).

© Irstea

Prélèvements d’eau pour mesurer l’oxygène, la température, la conductivité, ou encore la composition minérale de l’eau (calcium, sodium, magnésium, …).

On mesure également les concentrations totales et dissoutes en métaux, contaminants non biodégradables.

© Irstea

 

Installation de cages lestées dans l’eau. A l’intérieur, des rangées de feuilles plastiques sur lesquelles se dépose le biofilm, c’est-à-dire tout ce qui est en suspension dans l’eau (bactéries, microorganismes, etc.).

Une manière d’analyser la vie aquatique microscopique.


© IrsteaDéploiement des échantillonneurs passifs : des capteurs sont installés à l’extérieur des cages, afin d’estimer la concentration en métaux labiles, c’est-à-dire la fraction métallique mobile dans le milieu aqueux. Les capteurs sont composés d’une résine qui attire les métaux, et d’un gel qui permet leur diffusion vers la résine. Les métaux sont alors concentrés dans le capteur. Des outils robustes.

Ce type de suivi se révèle bien plus précis. En effet, les mesures ponctuelles ne permettent pas d’évaluer un impact potentiel sur les organismes : la notion de temps est inexistante…


© IrsteaEncagements de gammares calibrés par la taille (petite crevette, connue pour bioaccumuler des contaminants métalliques et organiques et utilisés par les chercheurs comme bioindicateur). Dans chaque cage, plusieurs flacons contenant des gammares en présence de nourriture (feuille d’Aulne).

Après une semaine d’exposition in situ, les chercheurs récupèrent les gammares et les comptent pour estimer le taux de survie, leur comportement alimentaire, ... Les teneurs en métaux accumulés dans leurs tissus seront aussi déterminées en laboratoire.

Des "pêches sauvages" ont également été réalisées : des gammares autochtones ont été prélevés sur chaque site. Leur teneur interne en métaux sera comparée à celle des organismes encagés. Les méthodologies de biomonitoring (active et passive) seront ainsi comparées.

Résultats

Les données recueillies durant les 3 campagnes annuelles de prélèvements (2012-2014) vont fournir aux chercheurs une image plus représentative de la qualité des cours d’eau étudiés et leur permettre d’améliorer les outils de diagnostics, utiles aux gestionnaires de l’eau pour orienter leurs actions futures. Résultats attendus fin 2016.

Le bassin de la Seine en quelques chiffres

Le bassin de la Seine :

  • occupe 12 % du territoire national
  • supporte le quart de la population française
  • un tiers de sa production agricole et industrielle
  • et plus de la moitié de son trafic fluvial.

Un bassin particulièrement adapté pour lancer une telle opération pilote (niveaux parfois élevés d’eutrophisation des cours d’eau, présence de nombreux aménagements altérant le fonctionnement hydrologique et la connectivité, etc.).

En savoir plus

[1] Projet BioMArqu’Indic, débuté en 2012. Initié dans le cadre du PIREN-Seine, le projet est financé par l’Agence de l’eau de Seine-Normandie (AESN). Projet piloté par Irstea Antony. Implication Irstea : HBAN (équipe BELCA + QUASARE + BELCA - Lyon). Partenaires : l’Université de Reims (unité Interactions Animal-Environnement), l’Université Paris-Sud (Groupe SPE-UMR 8079 CNRS - AgroParisTech), l’Université de Bordeaux I (LPTC-UMR EPOC) et la société Vigicell.