Bioindication des milieux aquatiques : un diagnostic par et pour les espèces

Les êtres vivants des milieux aquatiques sont les premiers exposés aux pressions qui s’y exercent. Tout au long de leur cycle de vie, ils intègrent chacun différemment les effets de ces pressions et de leurs interactions (résistance, adaptation, fuite, mort…) et donnent une image de la qualité des milieux aquatiques. Basé sur ce principe fondateur la bioindication offre une évaluation plus intégrée de l’état des milieux qui est complémentaire aux autres types d’approches (comme par exemple celles relevant de la chimie de l’eau).

Enjeu et périmètre

Depuis le 1^er bioindicateur français (l’indice biotique IB, Verneaux et Tuffery 1967), la DCE (directive cadre européenne sur l’Eau, 2000) a accéléré le développement des outils basés sur la bioindication. Le texte accorde, en effet, une large place au concept d’état écologique dont l’évaluation repose majoritairement sur les principes de la bioindication.
C’est pour répondre aux exigences réglementaires liées à la DCE que l’AFB apporte un appui technique, scientifique et financier permettant de développer des outils de bioindication toujours plus efficaces et complets.

Apposer un diagnostic écologique à partir des informations que donnent les espèces et les communautés sur les altérations physiques et chimiques pourrait sembler simple, par exemple pour identifier la présence de métaux lourds ou de nitrates, ou encore suivre l'effet d'un barrage sur la reproduction des poissons… Il n’en est rien car les milieux aquatiques ne peuvent être suivis à l’identique, qu’il s’agisse de cours d’eau, de plans d’eau, d’estuaires ou d’eaux côtières. Mais surtout, tous les organismes vivants ne sont pas sensibles aux mêmes altérations de la qualité des milieux aquatiques.
Aussi, 5 grands types d’organismes sont régulièrement échantillonnés pour évaluer la qualité écologique des cours d’eau : les diatomées (algues microscopiques) benthiques, le phytoplancton, les macrophytes (plantes aquatiques), les invertébrés benthiques et les poissons. C’est dans ce cadre que l’AFB pilote les projets et assure leur financement.

Des outils plus performants et robustes

Avant la DCE, l’état des milieux aquatiques était déjà évalué en partie avec des outils reposant sur les principes de la bioindication (par ex. pour les invertébrés, la 1^re version de l’indice biologique global normalisé date de 1992). Les 1^rs développements conduits par l’AFB ont donc visé à améliorer les outils anté-DCE et à les compléter, avec l’objectif de gagner en fiabilité tout en apportant une réponse aux obligations réglementaires de la DCE. L’enjeu était de parvenir à des outils DCE-compatibles, capables de caractériser les masses d’eau en identifiant le plus précisément possible les pressions à l’origine des perturbations des communautés biologiques

Dans le contexte des DOM, où la politique européenne s’applique aussi, les enjeux sont encore différents puisqu’il n’existait pas d’outils réglementaires de bioindication antérieurs à la DCE, avec des lacunes de connaissance très importantes sur des groupes d’organismes ciblés par la directive et l’existence de milieux aquatiques très différents de ceux rencontrés sur le continent européen (récifs coralliens, mangroves, prédominance des amphihalins dans les cours d’eau…). De plus, les 5 DOM appartiennent à 4 domaines biogéographiques très contrastés (espèces différentes), chacun nécessitant le développement d’indicateurs spécifiques.

Durant le développement des outils de bioindication, l’établissement s’attache à instaurer un dialogue constructif entre scientifiques et gestionnaires pour tester, caler et valider scientifiquement les outils, avant de les adopter définitivement d’un point de vue réglementaire. Ce dialogue est d’autant plus important que ces nouveaux outils, plus précis et sensibles à certaines pressions, peuvent modifier l’évaluation de la qualité d’une masse d’eau et donc influer sur les actions à entreprendre en priorité.

Où en est-on ?

Cours d’eau

Les améliorations portées aux outils invertébrés (I₂M₂ à la place de l’IBGN) et poissons (IPR+ à la place d’IPR) sont déterminantes : elles assurent une plus grande sensibilité aux pollutions chimiques et aux altérations hydromorphologiques. En outre, pour les végétaux, un nouvel indicateur basé sur les plantes aquatiques a été développé, l’IBMR, en complément de l’indice diatomées (IBD).
Il permet de mieux tracer les pollutions de l’eau, notamment les contaminations par les nutriments ou par des éléments métalliques. Actuellement, les développements concernent des milieux spécifiques comme les grands cours d’eau pour lesquels il n’y a pas encore d’outils pertinents disponibles (excepté pour l’élément de qualité biologique « diatomées »).

En complément des outils réglementaires, l’AFB contribue aussi à développer des outils de diagnostic permettant d’aider les gestionnaires à identifier les pressions les plus déterminantes pour l’état des milieux. Deux outils sont déjà disponibles (l’un basé sur les invertébrés, l’autre sur les diatomées) et ils seront bientôt rejoints par un troisième outil basé sur les poissons.

La combinaison de ces outils au sein d’un outil « multi-compartiments » est envisagé car la confrontation des diagnostics basés sur des types d’organismes différents (invertébrés, diatomées et poissons) permettra d’obtenir un diagnostic plus robuste.

Plans d’eau

Les développements sont à mi-parcours et la moitié des outils de bioindication requis par la DCE sont désormais opérationnels (exemple : indices poisson, macrophyte et phytoplancton).

Eaux littorales (estuaires, lagunes et eaux côtières)

Environ 80% des masses d’eau métropolitaines sont aujourd’hui suivies et évaluées par une batterie d’indicateurs développés et souvent spécifiques à chaque type de milieu. La moitié de ces masses d’eau est caractérisée par 5 ou 6 indicateurs biologiques, qui s’adressent aux différents compartiments des producteurs primaires –phytoplancton, macroalgues (inter tidales – zone de balancement de la marée et subaquatiques), macroalgues « opportunistes » (à l’origine des marées vertes de Bretagne, par ex.), plantes supérieures marines– et aux communautés animales –macroinvertébrés benthiques et peuplements de poissons des estuaires.
Pour plus d’information : page Évaluation de la qualité écologique des estuaires et sur le site Ifremer environnement.

Actuellement, les développements concernent l’ichtyofaune des lagunes méditerranéennes et le microphytobenthos des vasières littorales, un producteur primaire particulièrement important pour les milieux turbides où le phytoplancton manque de lumière. Il reste encore quelques milieux « orphelins », comme par exemple les lagunes oligohalines (peu salées) et les portions oligohalines ou d’eau douce des estuaires. Un autre défi pour les eaux littorales est l’harmonisation des bioindicateurs avec ceux exigés par deux autres directives –la DCSMM (directive cadre Stratégie pour le milieu marin) et la DHFF (directive Habitats faune flore)– ou par les Conventions des mers régionales (OSPAR, Barcelone). Vu l’étendue spatiale des milieux littoraux et leur hétérogénéité spatiale et temporelle, la pertinence des méthodes basées sur la télédétection ou encore l’ADN environnemental est en phase de test.

Outre-mer

62 outils de bioindication sont nécessaires pour réaliser le rapportage européen. Aujourd’hui, 7 de ces outils sont pleinement finalisés et traduits réglementairement dans l’arrêté « évaluation ». Il s’agit pour les diatomées de l’IDR et de l’IDA, pour les invertébrés benthiques de l’IRM, de l’IBMA et du SMEG, et pour les poissons, de l’IRP et de l’IPG-G. 24 outils sont en cours de développement ou de finalisation. Il reste donc encore potentiellement à réaliser la construction de 31 bioindicateurs.
Pour plus d’informations >  feuille de route R&D dans les outre-mer

Défis pour les années à venir

• Développer des outils de diagnostic « multi-compartiments », c’est-à-dire des outils intégrateurs qui, en impliquant plusieurs organismes biologiques à la fois, aboutissent à une évaluation plus fine de l’état écologique des milieux.
• Gagner en cohérence avec les outils des autres pays au travers de travaux d’intercalibration européenne.

Contact : nicolas.hette-tronquart (a) ofb.gouv.fr