Ressources Hydrobiologie

Hydrobiologie

 

L’hydrobiologie est l'étude de la faune aquatique peuplant les rivières et les cours d'eau. Cette discipline prend en compte l'abondance et la diversité des Invertébrés qui colonisent les eaux douces (Vers, Mollusques, Crustacés et surtout larves d’Insectes), pour l'élaboration d'indices biotiques qui sont de véritables notes, de 0 à 20, données à la rivière.

Depuis plusieurs années...

Pêche électrique à l’aval de la prise des Ricous

...le Canal de Gap fait conduire des études hydro biologiques sur la zone du Drac située en amont et en aval de la prise d’eau des Ricous.

 

Morphologie du Drac :

La présentation ci-dessous s’attache essentiellement au territoire bordant la prise des Ricous, d’autres traits de caractère du cours d’eau existent plus en amont et plus en aval du torrent. Les stations du pont des Ricous et celle de la digue des Dauphins ont été utilisées dans le cadre d’une étude hydro biologique conduite par le bureau d’étude « ARALEP » pour le compte du Canal de Gap.

 

Présentation des stations utilisées pour une étude hydro biologique

Une station sur le Drac Noir

En 2008, sa dimension est de 110 m de longueur pour une largeur « moyenne » de 9,9 m, les extrêmes allant de 7,7 m à 14,1 m. La surface échantillonnée est proche de 1 090 m2. La profondeur moyenne est de 27,6 cm et la granulométrie du substrat est bien diversifiée, du fait de l’abondance des matériaux disponibles (apports amont et érosions de berge sur le secteur).

Gauche : La station de la digue des Dauphins en 2007...
Droite : La même station en 2008

La station du pont des Ricous

Gauche : La station du Pont des Ricous en 2007 : Le Drac vient buter contre la rive droite...
Droite : La même station en 2008 avec le Drac calé contre la rive gauche !

Cette station est située à l’amont immédiat du pont du même nom. Le linéaire échantillonné en 2008 approche les 180 m, pour une largeur moyenne de 14.3 m, les extrêmes allant de 10,4 m à 17,2 m. La surface de la station est légèrement supérieure à 2 500 m2 et permet de prendre en compte les principaux types de faciès présents sur le secteur, à savoir radier plat, mouillé et rapide en tête de station. La profondeur moyenne est de 17,2 cm et la granulométrie du substrat, là encore bien diversifiée, est cependant moins grossière que sur le Drac Noir.

 

Morphologie du Drac

Les inventaires piscicoles

Les résultats des captures livrent essentiellement 2 espèces, la truite et le chabot.

La truite du Drac est particulièrement belle, des spécimens de plus de 50 cm peuvent y être observés.
A noter en 2008, lors des travaux scientifiques d’étude des peuplements, la capture d’un individu (mâle) de plus de 60 cm !

VOIR des résultats d’inventaires

Mesures et classements

Les investigations conduisant à l’identification des peuplements peuvent faire l’objet de mesures et de classements.

VOIR des résultats de classement, cliquez ici.

La synthèse

L’ensemble de ces études fait l’objet d’une synthèse :

Pour établir une synthèse de qualité les hydrobiologistes utilisent des références ou bases d’interprétations qui peuvent être :

• Des méthodes du Système d’Evaluation de la Qualité de l’Eau des cours d'eau (SEQ-Eau),
• Des méthodes de qualité Biologique des cours d'eau (SEQ-Bio) des Agences de l’Eau

EN SAVOIR PLUS sur ces méthodes

Résultats de travaux

Concernant la physicochimie

Les 3 campagnes d'analyses 2004 font ressortir :

• Une très bonne qualité physico-chimique au sens du SEQ-EAU des deux stations amont et de celle située en aval de St-Jean - St-Nicolas,
• Une qualité moyenne de la station située en aval de la Station d’épuration (STEP) d'Orcières et de celle située en aval de la Step du Moyen Champsaur (aval Chabottes). Dans les deux cas, l'altération AZOT est déclassante,
• Une qualité bactériologique préoccupante : mauvaise qualité au sens du SEQ-EAU à la prise d'eau du canal de Gap et qualité moyenne en aval de Chabottes, i.e. en aval des deux STEP.

Concernant la biologie

Une campagne IBGN a été réalisée sur l'ensemble des stations le 18/02/04. Elle a été complétée par une seconde campagne le 03/08/04 aux stations 0020 (Drac Noir à l’amont d’Orcières) et 0050 (Drac au Pont des Ricous).

Une actualisation a été réalisée en 2006 aux stations 0030 (Drac Noir aval STEP d’Orcières) et 0070 (Drac aval STEP Moyen Champsaur).

On peut préciser que la note IBGN de référence pour l'ensemble du bassin versant du Drac est 16/20.

Le tableau suivant résume les principaux résultats de la campagne générale de février 2004

 

Cours d'eau	Drac blanc	Drac noir		Drac
Code station	0040	0020	0030	0050	00060	0070
Localisation	Pont des Gondouins	Amont Orcières	Aval Step Orcières	Pont des Ricous	Aval St-Jean-St- Nicolas	Aval Chabottes
Date	18/02/2004
Densité (indiv. /m2)	3138	1260	7205	720	2183	1895
Variété taxonomique	14	21	19	13	17	17
Groupe indicateur	9	9	9	9	9	9
Taxon indicateur	Chloroperlidae	Chloroperlidae	Perlodidae	Taeniopterygidae	Taeniopterygidae	Taeniopterygidae
Note IBGN	13	15	14	13	14	14
Indice SEQ - Bio/IBGN	81	94	88	81	88	88

 

Quelle que soit la station considérée, la note indicielle se situe en classe de bonne voire de très bonne qualité au sens du SEQ-Bio.
Elle est essentiellement gouvernée par la richesse (variété) taxonomique, le groupe faunistique indicateur étant maximal (différentes familles de Plécoptères du groupe 9). Cette richesse apparaît peu élevée, mais ceci est naturel pour ce type de cours d'eau encore montagnard (eau froide, vitesse de courant élevée, granulométrie très grossière).

VOIR LES COMMENTAIRES DES RESULTATS PAR STATION

 

Conclusion

Même si la qualité hydro biologique est tout à fait bonne, quelle que soit la station considérée, voire très bonne aux stations de référence amont, les travaux de 2004 montrent que l’influence des rejets semble se ressentir localement sur la structure des peuplements (changements d'abondance entre les espèces).

 

RÉSULTATS D'INVENTAIRES PISCICOLES

Les résultats des captures livrent essentiellement 2 espèces, la truite et le chabot.

Les résultats des inventaires sur le Drac noir

Résultats réalisés sur le Drac Noir en septembre 2008

Résultats de l’inventaire réalisé sur le Drac Noir en septembre 2007

Résultats des captures réalisées sur la station des Ricous

Résultats de l’inventaire réalisé en septembre 2008 sur le Drac à l’amont du pont des Ricous

Résultats de l’inventaire réalisé en septembre 2007 sur le Drac à l’amont du pont des Ricous

En italiques : valeurs correspondant à la somme des captures des deux passages

 

MESURES ET CLASSEMENTS PISCICOLES

Les investigations conduisant à l’identification des peuplements peuvent faire l’objet de mesures et de classements.

Résultats de classement

Sur le Drac noir

Distribution des individus capturés dans les différentes classes de taille – Truite fario et Chabot – Station du Drac Noir 2008

Distribution des individus capturés dans les différentes classes de taille – Truite fario et Chabot – Station du Drac Noir 2007

Sur la station des Ricous

Distribution des individus capturés dans les différentes classes de taille – Truite fario et Chabot – Station du pont des Ricous sur le Drac 2008

Distribution des individus capturés dans les différentes classes de taille – Truite fario et Chabot – Station du pont des Ricous sur le Drac 2007

 

COMMENTAIRES DES RESULTATS PAR STATION

Résultats de travaux de l'étude hydro biologique

Commentaires pouvant être faits pour chacune des stations :

Drac blanc (Drac 0040)

L'indice SEQ-Bio, élevé (>81/100), et le groupe faunistique indicateur, maximal, indiquent l'absence de perturbation significative et situe cette station en classe de très bonne qualité hydro biologique.

Les Plécoptères représentent 60% des individus (dont 58% pour les seuls Taeniopterygidés).

L'abondance des Ephémères Baetidés est également à souligner (38%). La densité est assez forte (> 3 000 indiv. /m2).

Drac noir en amont et en aval d'Orcières (Drac 0020 et 0030)

A la station amont, l'indice SEQ-Bio de la campagne de février 2004, proche de la référence naturelle, et le groupe faunistique indicateur, maximal, indiquent l'absence de perturbation à ce niveau, aboutissant au classement de cette station en très bonne qualité hydro biologique.

Le peuplement est dominé par des taxons rhéophiles, dont certains sont représentatifs d'eaux froides et bien oxygénées tels que les Plécoptères Chloroperlidés, Perlidés, Perlodidés et Taeniopterygidés. Ces différents taxons, tout comme les Ephémères Heptageniidés, sont également caractéristiques d'une bonne qualité d'eau.

La campagne estivale d'août 2004 confirme strictement les résultats de la campagne hivernale (1 528 individus/m2 ; variété taxonomique = 20 ; GFI = 9 avec les Chloroperlidés ; IBGN = 14).

En aval de la Step d'Orcières, si la qualité hydro biologique reste très bonne selon l'indice SEQ-Bio et le GFI, la structure du peuplement est toutefois sensiblement modifiée par rapport à l'amont avec une régression des familles les plus exigeantes au profit de taxons moins polluosensibles : absence des Chloroperlidés, Perlidés et Taeniopterygidés représentés par 1 à 2 individus, fort développement des Leuctridés (GFI = 6), en ce qui concerne les Plécoptères ; abondant développement également des Trichoptères Limnephilidés. Ces deux derniers taxons représentent plus de 90% des individus.

L'abondance est voisine de 7 200 individus par m2, ce qui peut traduire un effet eutrophisation du rejet de la Step avec le développement de taxons plutôt détritivores (72% de Limnephilidés, présence notable des Ephémères Baetidés, par ex.). Les auteurs attribuent également une part de ce changement à une modification de l'habitat avec une diminution de la pente et de la vitesse d'écoulement.

La campagne estivale d'août 2006 confirme cette dégradation avec une absence totale des Plécoptères du groupe 9, ce groupe faunistique étant représenté par les Leuctridés (qui donnent le niveau du GFI) et les Némouridés, l'absence des Trichoptères Limnephilidés mais la forte abondance des Ephémères Baetidés (16% des individus) et des Diptères Simuliidés (42%) et Chironomidés (25%).

Drac en aval du barrage des Ricous (Drac 0050)

Si l'indice SEQ-Bio et le groupe faunistique indicateur, maximal, lors de la campagne de février 2004 situent cette station en classe de très bonne qualité hydro biologique, la note indicielle IBGN ne la situe qu'en bonne qualité, où les trois paramètres se situent lors de la campagne estivale d'août 2004 (baisse de richesse, de GFI avec les Taeniopterygidés remplacés par les Leuctridés, de note indicielle IBGN qui devient moyenne, d'indice SEQ-Bio qui descend à 63/100). La qualité hydro biologique de l'année 2004 est donc simplement bonne. On constate toutefois un rapport de densité de 1 à 4 entre les campagnes d'hiver et d'été (720 indiv. /m2 en février vs 2 830 en août). Ceci est lié plus particulièrement à une forte abondance des Diptères Simuliidés (63% des individus en août).

Drac en aval de St-Jean - St-Nicolas (Drac 0060 et 0070)

Les résultats sont similaires aux deux stations : la qualité hydro biologique donnée par l'indice SEQ- Bio et le groupe faunistique indicateur reste ainsi très bonne, ainsi que la note indicielle IBGN.

Toutefois, la structure du peuplement diverge fortement entre ces deux stations : l'abondance des Plécoptères Taeniopterygidés et Leuctridés et des Trichoptères Limnephilidés décroît fortement en aval de Chabottes au profit des Diptères Chironomidés et Simuliidés (79% des individus à eux deux dont 55% pour les seuls Chironomes). Ceci traduit l'impact des rejets organiques de la Step du Moyen Champsaur.

Si la note indicielle (14/20) est équivalente en août 2006 à la station la plus aval (Drac 0070), l'effectif est multiplié par 2,5 et la richesse taxonomique gagne 10 unités. Par contre la structure du peuplement est relativement identique, même si les Diptères ne représentent plus qu'un peu plus d'un tiers du peuplement sensiblement à égalité avec les Ephémères Ephémérellidés.

 

RÉFÉRENCES D’INTERPRÉTATIONS D’UNE ÉTUDE HYDRO BIOLOGIQUE

Pour établir une synthèse de qualité les hydrobiologistes utilisent des références ou bases d’interprétations qui peuvent être :

• Des méthodes du Système d’Évaluation de la Qualité de l’Eau des cours d'eau (SEQ-Eau),
• Des méthodes de qualité Biologique des cours d'eau (SEQ-Bio) des Agences de l’Eau

Bases de l’interprétation

Le diagnostic global de la qualité des cours d’eau est actuellement réalisé selon la méthodologie du Système d’Évaluation de la Qualité de l’Eau des cours d'eau (SEQ-Eau) et de la Qualité Biologique des cours d'eau (SEQ-Bio) des Agences de l’Eau.

Qualité physico-chimique : le SEQ-EAU

Altérations du SEQ Eau

 

N°	Altérations	Code	Paramètres	Effets
2	Matières azotées hors nitrates	AZOT	NKJ – NH4+ – NO2-	Provoquent des proliférations algales
3	Nitrates	NITR	NO3	Gênent la production d’eau potable
4	Matières phosphorées	PHOS	Ptotal – PO43	Provoquent des proliférations algales
5	Particules en suspension	PAES	MES – Turbidité – Transparence	Troublent l’eau et gênent la pénétration de la lumière
6	Couleur	COUL	Couleur
7	Température	TEMP	Température	Si trop élevée, perturbe la vie des poissons
8	Minéralisation	MINE	Conductivité – Salinité - Ca2+ - Na+ - Mg2+ - K+ - SO43- Cl- - TAC - TH	Modifie la salinité de l’eau
9	Acidification	ACID	pH – Al dissous	Perturbe la vie aquatique
10	Effet des Proliférations Végétales	EPRV	Chlorophylle a – Phéopigments – Algues – pH – SatO2	Trouble l’eau et fait varier l’oxygène et l’acidité
11	Micro-organismes	BACT	Coliformes fécaux – Coliformes thermotolérants – Streptocoques fécaux	Gênent la production d’eau potable et la baignade
12	Métaux sur bryophytes	MPMI	Hg – Cd – Cr – Pb – Ni – Zn – Cu – As	Indiquent une pollution de l’eau par les métaux
13	Micropolluants minéraux sur eau brute	MPMI	Hg – Cd – Cr – Pb – Ni – Zn – Cu – As – Se – Cn - Ba	Sont toxiques pour les êtres vivants et les poissons en particulier. Gênent la production d’eau potable
14	Pesticides sur eau brute	PEST	Atrazine – Simazine – Lindane – Diuron ... (26 substances cf. Liste SEQ-EAU)
15	Micropolluants organiques hors pesticides sur eau brute	MPOR	HAP – PCB – Tétrachloroéthylène... (63 substances – cf. Liste SEQ-EAU)

 

Le SEQ-EAU constitue l'outil français d'interprétation de la qualité physico-chimique de l'eau des cours d’eau. La version 2 de mars 2003 prend en compte de nouvelles formes de pollution, notamment les pesticides et les micropolluants organiques, et fait appel à de nouvelles techniques d’évaluation de la qualité de l’eau (bryophytes aquatiques en particulier).

Le SEQ-EAU permet d’évaluer la qualité de l’eau et son aptitude à assurer certaines fonctionnalités : maintien des équilibres biologiques, production d’eau potable, loisirs et sports nautiques, aquaculture, abreuvage des animaux et irrigation.

Les évaluations sont réalisées au moyen de 156 paramètres de qualité regroupés en 15 indicateurs appelés altérations (température, nitrates, pesticides...). Le tableau ci-dessus présente ces 15 altérations.

Ainsi en identifiant clairement les altérations qui compromettent les équilibres biologiques ou les usages, le SEQ-EAU autorise un diagnostic précis de la qualité de l’eau et contribue à définir les actions de corrections nécessaires pour son amélioration en fonction de ses utilisations souhaitées.

Classes et indices de qualité du SEQ-EAU

Le SEQ-EAU définit alors une couleur par paramètre en fonction de la classe de qualité et de l’altération retenue, les classes de qualité sont les suivantes :

 

Indice	Couleur	Classe de qualité de l’eau
80 – 100		Très bonne
60- 79		Bonne
40 - 59		Moyenne
20 - 39		Médiocre
0 - 19		Mauvaise

 

Définition des aptitudes de l’eau aux usages selon le SEQ-EAU

Les classes de qualité permettent également de prendre en compte l’aptitude de l’eau à la fonction biologique et aux usages (production d’eau potable, loisirs nautiques, irrigation, aquaculture, abreuvage, ...) comme le présente le tableau suivant :

 

Indice de qualité Usages	100 – 80 Très bonne	79 – 60 Bonne	59 – 40 Moyenne	39 – 20 Médiocre	19 – 0 Mauvais
Biologie	Tous taxons présents	Taxons sensibles absents	Nombreux taxons absents	Diversité faible	Diversité très faible
Eau potable	Acceptable	Traitement simple	Traitement classique	Traitement complexe	Inapte
Loisirs	Optimal		Acceptable		Inapte
Irrigation	Plantes très sensibles, tous sols	Plantes sensibles, tous sols	Plantes tolérantes, sols alcalins	Plantes très tolérantes, sols alcalins	Inapte
Abreuvage	Tous animaux		Animaux matures		Inapte

 

Qualité hydro biologique : le SEQ-Bio

Les indices biologiques (en particulier l’IBGN) font désormais partie d’un nouvel outil d’évaluation de la qualité des cours d’eau, le SEQ-Bio.

Ce dernier vise principalement à apprécier la qualité biologique des cours d’eau, venant ainsi compléter les diagnostics sur la qualité physico-chimique de l’eau et les caractéristiques hydrologiques et morphologiques, fournis respectivement par le SEQ-EAU et le SEQ-Physique.

L’information utilisée par le SEQ-Bio est constituée de paramètres biologiques des cours d’eau et d’observations directes du terrain effectuées lors des opérations de prélèvements. Ces paramètres sont regroupés au sein d’indicateurs de qualité.

Pour ce faire, le SEQ-Bio distingue de nombreux paramètres biologiques regroupés en six grands groupes biologiques (bactéries, végétaux aquatiques, invertébrés aquatiques, poissons, flore et faune riveraines et terrestres). La qualité de chacun d’eux peut être caractérisée par un ou plusieurs paramètres.

Indices et classes de qualité du SEQ-Bio

 

Classe de couleur	Qualité biologique	Définition de la qualité	Indice d’intégrité biologique
Bleu	Très bonne qualité	Situation identique ou très proche de la situation naturelle non perturbée dite « de référence »	100 – 80
Vert	Bonne qualité	Situation correspondant à des biocénoses équilibrées mais pouvant présenter des différences sensibles avec les valeurs de références	79 – 60
Jaune	Qualité moyenne	Situation significativement différente de la situation de référence : disparition de la quasi-totalité des taxons, caractéristique et/ou déséquilibre notable de la structure des peuplements avec toutefois maintien d’une bonne diversité des taxons	59 – 40
Orange	Qualité médiocre	Situation très différente de la situation de référence caractérisée par une disparition complète des taxons les plus sensibles et/ou un déséquilibre marqué de la structure des peuplements accompagnée d’une réduction marquée de leur diversité	39 - 20
Rouge	Mauvaise qualité	Situation caractérisée par des biocénoses dominées par une diversité très réduite des taxons peu sensibles et généralement présents avec des abondances relativement fortes	0 – 19

 

Relation entre la note IBGN, le Groupe indicateur (GI ou GFI) et la qualité biologique

 

Classe de couleur	Qualité biologique	Note IBGN*	G. I.
Bleu	Très bonne qualité	Note ?14	9
Vert	Bonne qualité	13 ? note ? 10	8 – 7
Jaune	Qualité moyenne	9 ? note ? 7	6 – 5
Orange	Qualité médiocre	6 ? note ? 4	4 – 3
Rouge	Mauvaise qualité	3 ? note	2 - 1

 

Le SEQ-Bio dispose d’une grille de classes de qualité biologique qui définit alors une couleur et un indice d’intégrité biologique par paramètre mesuré ou analysé. Cette classification permet alors de prendre en compte l’aptitude de l’eau à la fonction biologique comme l'illustre le tableau ci-dessus.

De plus, il convient de signaler que la circulaire DCE 2005/12 relative à la définition du « bon état » des masses d’eau préconise que « l’évaluation de l’état doit s’effectuer au minimum sur la base d’un organisme « animal » et d’un organisme « végétal » et l’état déterminé par la plus déclassante des deux évaluations ».