Hydrobiologie



La faune et la flore des milieux aquatiques sont en équilibre avec les conditions physiques (température, débit, luminosité, …) et chimiques (concentrations en éléments minéraux et organiques) du milieu dans lequel elles s'établissent, mais aussi avec celles des milieux terrestres et aériens qui lui sont adjacents.

Les activités humaines (rejets industriels, travaux aux abords des cours d'eau, modification des débits des cours d’eau, …) sont susceptibles de perturber ces équilibres par des apports de nature chimique, notamment via les engrais et pesticides), avec pour conséquence de favoriser certaines espèces dites polluo-résistantes et d'en détruire d'autres, dites polluo-sensibles. Il en résulte une altération de la biodiversité, l'un des indicateurs pris en compte pour évaluer le niveau de la pollution.

Nos prestations d’hydrobiologie

Détermination d'indices normalisés de qualité écologique des milieux aquatiques, sur la base de trois groupes d'organismes :

Les macro-invertébrés (IBGN et I2M2)

  • Prélèvement des macro-invertébrés à l’aide d’un filet de dimensions et de maille normalisées
  • Tri au laboratoire sous loupe binoculaire
  • Dénombrements spécifiques des groupes taxonomiques et calcul de l’indice IBGN et/ou I2M2

Les diatomées (IBD)

  • Prélèvement des diatomées à l’aide de brosses ou de racloirs
  • Elimination de la matière organique et des carbonates de l’échantillon 
  • Dénombrements spécifiques des groupes taxonomiques sous microscope optique et calcul de l’indice IBD (1-20).

Les macrophytes (IBMR)

  • Prélèvements et relevés floristiques in situ, conformément au protocole défini par la norme AFNOR NF T90-395
  • Dénombrements spécifiques des groupes taxonomiques, en laboratoire, sous microscope binoculaire et à l'aide de clefs de détermination. Calcul de l’indice IBMR (0-20)

La réglementation

  • Directive Cadre sur l’Eau (DCE) du 23 octobre 2000 relative à la gestion et à la protection des eaux par grand bassin hydrographique, au plan européen
  • Directive 2008/105/CE du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 2008 établissant des normes de qualité environnementale dans le domaine de l'eau
  • Arrêté ministériel du 25 janvier 2010 relatif aux méthodes et critères d’évaluation de l’état écologique, de l’état chimique et du potentiel écologique des eaux de surface, en application des articles R.212-10, R.212-11 et R.212-18 du code de l’environnement, modifié par les arrêtés du 8 juillet 2010, du 28 juillet 2011, du 27 juillet 2015 et du 27 juillet 2018

En savoir plus

Equilibres "écologiques" des systèmes aquatiques et leurs perturbations

Comme tous les systèmes, les milieux aquatiques peuvent être décrits comme des ensembles constitués de stocks et de flux de matière et d'énergie.

Dans le cas d'un cours d'eau, les stocks sont principalement les éléments inertes des sédiments et l'ensemble des organismes végétaux et animaux qui y sont installés (Figure 1).

Les flux sont ceux de l'ensemble des éléments transportés par l'eau (composés chimiques sous formes dissoute et particulaire et organismes) à l'entrée de la zone considérée (flux d'importation) et à sa sortie (flux d'exportation).

Equilibres écologiques

A tout instant, "l'état écologique" d'un système aquatique est la résultante d'équilibres dynamiques entre ces composantes : une partie des apports en énergie et en nutriments est consommée par les organismes et conduit à une augmentation de la biomasse. L'équilibre est rétabli du fait des exportations du système (mortalité, exportation d'organismes par migration ou du fait de prédateurs extérieurs, par exemple).

Dans les conditions naturelles, sans l'intervention de l'homme et en dehors de périodes dites "catastrophes", cet équilibre est plus ou moins maintenu du fait d'une quasi égalité, à l'échelle annuelle, des flux d'entrée et de sortie. Il a pour résultat le maintien d'un stock d'organismes (biomasses bactériennes, végétales, animales), caractérisé par la diversité des groupes taxonomiques qui le composent. Cette caractéristique s'établit en correspondance avec la diversité des sources d'énergie et de nutriments reçus par le système. A la diversité des ressources correspond une diversité des "utilisateurs" (diversité des végétaux en liaison avec les apports en sels minéraux et en énergie solaire, par exemple).

Il est donc aisé de comprendre qu'en modifiant, notamment, les flux d'entrée des systèmes aquatiques (apports d'engrais ou d'eaux usées, par exemple), les activités humaines sont susceptibles de perturber ces équilibres. Il en résulte une pollution par excès de nutriments qui se traduit par des effets d'accumulation d'organismes et/ou d'éléments inertes (boues, éléments minéraux et organiques), le plus souvent associés à une diminution de la diversité des populations.

Deux autres types de perturbation peuvent affecter les milieux aquatiques : Les pollutions à caractère toxique (apports de pesticides, par exemple) qui se traduisent par une diminution de la biomasse et de la diversité, et les pollutions à caractère physique (température, changement rapide de débit, fouissement des sédiments pour l'extraction de granulats) dont les conséquences varient selon l'agent agresseur.

Les indicateurs biologiques (ou bioindicateurs)

Les changements apportés par les activités humaines aux flux d'entrée des systèmes aquatiques, affectent essentiellement la biomasse et la diversité des populations qui y sont installées. Ce sont les deux principaux critères, l'un, quantitatif (biomasse), l'autre, qualitatif (diversité), sur lesquels s'appuient le calcul des indices biotiques.

Ces indices sont basés sur des taxons désignés comme indicateurs biologiques qui, par leur présence et leur abondance, témoignent des événements et perturbations qu'ils ont intégrés sur une période en correspondance avec leur cycle de vie (de quelques semaines à quelques années).

Les macro-invertébrés (IBGN et I2M2)

Les macro-invertébrés aquatiques regroupent les insectes, crustacés, mollusques, vers et autres invertébrés visibles à l’œil nu (taille > 0,5mm) et dont au moins une partie du cycle de vie se déroule dans le milieu aquatique.

Les prélèvements sont réalisés à l’aide d’un filet dont les dimensions et la maille sont normalisées. Les caractéristiques de la station et de son environnement sont relevées. Elles permettent d’affiner le diagnostic ultérieur par une meilleure compréhension du contexte du point d'échantillonnage.

Les prélèvements sont ramenés au laboratoire où les organismes sont triés et identifiés sous loupe binoculaire à l'aide de clefs de détermination. Le niveau de détermination (genre, espèce, famille, …) varie selon les groupes.

L’indice utilisé pour l'évaluation de l’état écologique des cours d’eau est "l’IBGN-équivalent" (Indice Biologique Global Normalisé) qui est en voie d'être remplacé par l’I2M2 (Indice Invertébré Multimétrique).

Références bibliographiques

  • NF T 90-333 (Septembre 2016). Qualité de l’eau - Prélèvement des macro-invertébrés aquatiques en rivières peu profondes
  • XP T90-388 (Juin 2010) : Qualité de l’eau - Traitement au laboratoire d’échantillons contenant des macro-invertébrés de cours d’eau
  • GA T90-788 (Mars 2015) : Qualité de l’eau - Guide d’application de la norme expérimentale XP T 90-388 (Traitement au laboratoire d’échantillons contenant des macro-invertébrés de cours d’eau)
  • NF T90-350 (Mars 2004). Qualité de l’eau - Détermination de l’indice biologique global normalisé (IBGN)
  • GA T90-374 (Décembre 2006). Qualité de l’eau - Guide d’application de la norme NF T90-350 :2004, IBGN (Détermination de l’indice biologique global normalisé)
  • NF EN 16150 (Juillet 2012). T90-702. Qualité de l’eau - Lignes directrices pour l’échantillonnage des macroinvertébrés benthiques en cours d’eau peu profonds au prorata des surfaces de recouvrement des habitats présents

Les diatomées (IBD)

Les diatomées sont des végétaux unicellulaires microscopiques dont la taille varie selon les espèces de 5 à 500 µm.

Le prélèvement de diatomées est le plus souvent réalisé par brossage du support.

L'une des particularités des diatomées est d’être pourvue d’un squelette externe siliceux portant le nom de frustule. Les caractéristiques de ce squelette (taille, forme, ornementations, …) sont à la base de leur classification et permettent de les identifier par observation au microscope optique ou électronique.

L’indice qui leur correspond dans la surveillance de l’état écologique des cours d’eau est l’IBD (Indice Biologique Diatomées).

Références bibliographiques

  • NF T90-354 (Avril 2016). Qualité de l’eau – Échantillonnage, traitement et analyse de Diatomées benthiques en cours d’eau et canaux.
  • NF EN 15708 (Janvier 2010). Qualité de l’eau – Guide pour l’étude, l’échantillonnage et l’analyse en laboratoire du phytobenthos dans les cours d’eau peu profonds
  • NF EN 13946 (Avril 2014). Qualité de l’eau – Guide pour l’échantillonnage en routine et le prétraitement des diatomées benthiques de rivières et de plans d’eau.
  • NF EN 14407 (Avril 2014). Qualité de l’eau – Guide pour l’identification et le dénombrement des échantillons de diatomées benthiques de rivières et de lacs.

Les macrophytes (IBMR)

Les macrophytes, au sens de la méthode normalisée IBMR (Indice Biologique Macrophytique en Rivière), regroupent l’ensemble des végétaux aquatiques ou amphibies visibles à l’œil nu ou vivant en colonies, elles aussi visibles à l'œil nu. Cet ensemble inclut des végétaux supérieurs, des bryophytes (mousses et hépatiques), des lichens, des macro-algues et par extension des colonies de cyanobactéries, de diatomées, de bactéries et de champignons.

L’étude des macrophytes des cours d’eau est intéressante, car ce sont de bons marqueurs des concentrations en nutriments minéraux (azote et phosphore) et de certaines caractéristiques morphologiques du milieu.

Leur prélèvement se fait par la prospection d’une zone délimitée et un relevé exhaustif des espèces présentes. Celles-ci sont en général prédéterminées sur place, puis déterminées en laboratoire, si nécessaire par observation au microscope ou à la loupe, binoculaire.

Références bibliographiques

  • NF T90-395 (Octobre 2003). Qualité de l’eau – Détermination de l’indice biologique macrophytique en rivière (IBMR)
  • NF EN 14184 (Avril 2014). Qualité de l’eau – Guide pour l’étude des macrophytes aquatiques dans les cours d’eau
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