Améliorer les méthodes d’évaluation de la qualité des cours d’eau : déploiement d’un nouvel indice hydrobiologique des invertébrés

Un des objectifs de l’action 2.4 http://www.ile-de-france.prse.fr/action-2-4-poursuivre-la-mise-en-oeuvre-de-la-a44.htmldu plan régional santé environnement d’Île-de-France (PRSE3) est d’améliorer la connaissance des pollutions et de leur méthode de détermination. Dans ce cadre, le laboratoire d’hydrobiologie de la DRIEAT a mené des travaux sur la mise en œuvre de nouveaux modes plus intégrateurs d’évaluation de la qualité des eaux. Il a notamment étudié et déployé en Île-de-France un nouvel indice hydrobiologique des invertébrés, l’I2M2.

L’hydrobiologie consiste à étudier l’écosystème aquatique. Elle s’intéresse aux organismes vivant dans l’eau et à leurs interactions avec leur milieu de vie. L’évaluation du fonctionnement de cet écosystème, via des espèces cibles sensibles à la qualité du milieu, est une des méthodes utilisée pour définir l’état des masses d’eau.

La surveillance biologique des masses d’eau (ME) nécessite une expertise spécifique (pour en savoir plus : « L’eau et les milieux aquatiques en Ile de France »). Ce domaine requiert l’utilisation de méthodes et d’indicateurs permettant d’analyser de manière fiable et reproductible l’état biologique des eaux. C’est en effet, une condition indispensable pour définir, orienter et conduire les politiques de l’eau au niveau local.

Les indices biologiques

Le bio-indication désigne « la capacité d’organismes ou d’un ensemble d’organismes à révéler par leur présence, leur absence ou leur comportement démographique les caractéristiques et l’évolution du milieu » (selon Blandin, 1986). Ainsi, l’étude des organismes présents dans l’eau caractérise la qualité d’un cours d’eau. Des protocoles normalisés permettent d’aboutir à des indicateurs quantitatifs à partir de l’étude de ces organismes, on parle d’indices biologiques.

Le calcul d’un indice biologique s’appuie toujours sur l’ensemble des phases suivantes :
• choix de la station ;
• prélèvement de l’échantillon sur le terrain ;
• détermination (ou identification) des taxons au niveau requis par la norme (famille, genre ou espèce selon les groupes) ;
• calcul d’une note (l’indice biologique) et dans le cadre des contrôles au titre de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE), comparaison à une situation de référence pour obtenir une note sous forme d’écart à la référence (EQR).

Les différents indices invertébrés jusqu’à aujourd’hui

Les macroinvertébrés (insectes, crustacés, mollusques et vers) sont considérés par la DCE comme de bons indicateurs de la qualité écologique des hydrosystèmes et donc à même de rendre compte de l’impact d’une pression. En effet, leur présence dépend à la fois de la qualité de l’eau et de la présence d’habitats biogènes.

En France, depuis les années 1990, l’indice invertébrés le plus utilisé était l’indice biologique global normalisé (IBGN). Ne répondant pas aux exigences de la DCE, il ne constitue plus aujourd’hui un outil pour l’évaluation, même s’il reste utilisé par certains acteurs locaux. L’indice retenu afin de répondre aux exigences de la DCE est l’indice invertébrés multi-métriques (I2M2).

L’indice I2M2

L’indice I2M2 est un indice qui s’exprime en écart à une référence. Ainsi il varie de 0 à 1, 1 correspondant au milieu non perturbé (état de référence) et 0 correspondant à l’écart maximal à la référence. Il s’appuie sur des protocoles normalisés de prélèvement et de détermination.

Les indices précédents IBGN et IBG-DCE (indice intermédiaire utilisé le temps de la définition du calcul de l’I2M2) prenaient en compte exclusivement le nombre de taxons et un groupe indicateur (taxon le plus polluo-sensible). L’I2M2 intègre, quant à lui, les préférences écologiques de tous les taxons recensés et sa méthode de calcul a été choisie afin d’être la plus réactive aux pressions anthropiques sur le milieu (taux en pesticides, intensité de l’urbanisation, qualité de ripisylve…).
Les 5 métriques sur lesquelles s’appuie le calcul de l’I2M2 sont :
- la richesse taxonomique : il s’agit du nombre de taxons identifiés ;
- l’indice de diversité de Shannon : cet indice permet d’évaluer l’hétérogénéité et la stabilité de l’habitat ;
- l’ASPT (Average Score Per Taxon) : il indique le niveau de polluo-sensibilité moyen du peuplement ;
- le polyvoltinisme : fréquence relative des taxons connaissant plusieurs générations par an. En général, ce type d’organisme est fréquent dans les milieux instables donc soumis à des perturbations.
- l’ovoviviparité : fréquence relative des taxons dont l’incubation des œufs est réalisée dans l’abdomen de la femelle. Cette stratégie de reproduction permet de maximiser la survie en isolant les œufs du milieu. Ces organismes sont donc favorisés dans un milieu soumis à des perturbations.

Passage de l’IBG-DCE à l’I2M2

Le passage entre l’IBG-DCE et l’I2M2 a pu induire des changements de classe d’état de la rivière alors même que la ME n’a pas connu de modifications notables (cf. Etat des lieux 2019 du bassin de la Seine et des cours d’eaux côtiers normands, partie 2.1.1). Cela ne signifie pas que les rivières se sont dégradées, mais simplement qu’on observe plus finement la qualité des milieux ce qui a permis d’établir un classement de ces cours d’eau au plus près de la réalité écologique.
Après plusieurs années d’utilisation, l’I2M2 s’avère robuste et fiable pour refléter la qualité des petits cours d’eau. Un I2M2 applicable aux grands cours d’eau est en cours d’élaboration.

Pour en savoir plus, rendez-vous sur le site de la DRIEAT (http://www.driee.ile-de-france.developpement-durable.gouv.fr/invertebres-r1088.html)