Indices biologiques de qualité de l'eau

Cette animation permet de comprendre la façon dont fonctionnent les indices biotiques (= basé sur le vivant) afin de mesurer la qualité des eaux de rivières.

Difficulté

Expert Expert

Durée

2 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Science de la vie

Biodiversité, macro-invertébrés, identification, rivières, qualité, eau, Agence de l'eau, bon état, 20000 lieues, Indices

Introduction

La question de la qualité des eaux de surfaces (rivières, lac…) se pose souvent dans notre société :

• Est-ce possible de se baigner à cet endroit ?

• Est-ce possible de prélever de l’eau pour irriguer un champ ou encore de l’utiliser comme eau de boisson ?

• Et surtout, les activités humaines ont-elles des conséquences sur les espèces que l’on y retrouve ?

Les scientifiques se sont posés la question de savoir comment construire des indices de qualités de l’eau qui permettent, au-delà d’une simple approche chiffrée, de connaître et comprendre l’ensemble des perturbations qui adviennent dans une rivière.

Ces perturbations peuvent être classées en deux grands types¹  :

• Les perturbations aiguës, qui sont souvent accidentelles, comme une fuite d’essence massive dans une rivière. Ce type de perturbation peut entraîner une forte mortalité des espèces présentes dans le milieu. Par sa nature temporaire, elle ne laisse pas toujours de trace perceptible à long terme dans le milieu, sauf au sein des communautés des êtres vivants ;

• Les perturbations chroniques, qui sont continues dans le temps, comme la canalisation d’un cours d’eau, les rejets d’eau chaude d’une centrale nucléaire ou encore les rejets de contaminant métallique d’une usine sidérurgique. Ce type de perturbation peut être appréhendé lors d’une étude de terrain ou via des prélèvements ponctuels. Avec le temps, ce type de perturbation peut aller jusqu’à une stérilisation du milieu.

La difficulté est donc de construire un indice pouvant rendre compte des perturbations aiguës aussi finement que des perturbations chroniques. Il est en effet très probable de ne pas la percevoir si on fait des prélèvements d’eau ponctuels dans la rivière. De plus, les perturbations peuvent avoir une origine difficile à percevoir, dans le temps et dans l’espace. En effet celle-ci peuvent être :

• Différées, qui résulte de l’accumulation d’un type de pollution dans le milieu ou à proximité. L’effet de cette perturbation entrera en jeu lors d’un aléa qui peut être très éloigné dans le temps de l’émission des polluants. Par exemple, l’accumulation de contaminant d’origine métallique dans un bras mort d’une rivière qui va brutalement être remis en suspension dans la colonne d’eau de la rivière lors d’une crue ;

• Diffuse, qui est une pollution à bas bruit, comme la contamination des eaux par des nitrates d’origine agricole qui proviennent souvent de multiples source dans tout le bassin versant.

Afin de pouvoir rendre compte de compte de cela, les scientifiques ont donc construit des indices de qualité de l’eau basés sur les organismes qui vivent dans les eaux.

En effet, si une pollution aiguë a lieu et détruit une partie des êtres-vivants présents dans le milieu, leur absence lors d’une étude sur le terrain représente une forme d’enregistrement de la perturbation.

La bioindication*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 d’un milieu » (Blandin, 1986)².

En France, quatre indices biocénotiques basés sur la bioindication sont utilisés en routine³  :

• Un indice basé sur les poissons ;

• Un indice basé sur les macrophytes (les plantes aquatiques qui sont visibles à l’œil nue) ;

• Un indice basé sur les diatomées (il s’agit d’algues microscopiques unicellulaires. Elles présentent une enveloppe externe siliceuse (ce qui permet de les déterminer (savoir de quelle espèce il s’agit));

• Un indice sur les macro-invertébrés benthiques (il s’agit des invertébrés qui vivent sur le fond des rivières).

Dans cette expérience, nous allons essayer de comprendre

1. Les conséquences des perturbations sur les communautés ;

2. Comment sont construits ces indices biologiques.

Lors de cette expérience, nous allons utiliser le terme « communauté » dans le sens qu’il porte en écologie :

« En Écologie, une communauté est un ensemble d’organismes appartenant à des populations d’espèces différentes constituant un réseau de relations. » (Sources : Wikipédia).

Ici le terme communauté correspond à l’ensemble des macro-invertébrés qui vivent au même endroit, dans la même station.

Nota : Le terme Écologie fait ici référence à la Science qui étudie les relations des êtres vivants entre-eux et avec le milieu dans lequel ils vivent et qui est rattaché à la grande famille des Sciences de la Biologie.

Attention : Cette expérience est faite dans un but pédagogique et est destinée au grand public. Elle n’est en aucun cas une retranscription fidèle de la réalité du fonctionnement des écosystèmes.

Il a été choisi d’ignorer délibérément des facteurs très importants d’influence sur les communautés, comme :

• L’influence des hydroécorégions (Zone homogène du point de vue de la géologie, du relief et du climat ; Sources : data.eaufrance.fr) ;

• La diversité en habitat (présence et abondance des végétaux, vitesse du courant diversifiée, plusieurs zones de profondeurs différentes…) des cours d’eau ;

• Le fait que naturellement les paramètres du milieu évoluent de l’amont vers l’aval et avec eux les communautés, même en l’absence de perturbation d’origine anthropique. Cela correspond au rang du cours d’eau. Celui-ci se réfère à la progression du cours d’eau de l’amont vers l’aval. Les cours d’eau à la source reçoivent le numéro 1, puis les affluents immédiats de ce cours d’eau, le numéro et ainsi de suite.

• Matériel et outils
• Fichiers

Carton

Le terme carton désigne certains types de papiers généralement caractérisés par une rigidité, une épaisseur et/ou un grammage relativement élevés ; cependant, la distinction peut être faite en fonction des caractéristiques et de l’emploi. Par exemple, certains matériaux cannelés légers sont considérés comme des cartons alors que les feuilles de papier buvard ou certains supports artistiques à fort grammage sont considérés comme des papiers.

Carton

Feuille papier 80g

Feuille de papier type imprimante 80g

Feuille papier 80g

Feutre de couleur

Sert a colorier

Feutre de couleur

Crayon

Long et fin, souvent polygonal et parfois coloré à l'extérieur, le crayon est un outil simple qui sert à écrire. Les mines sont parfois de couleurs différentes. Les mines de graphite des crayons à papier ont des duretés différentes (HB, H, etc.).

Crayon

Scotch

Scotch transparent

Scotch

Ciseaux

Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.

Ciseaux

Les_indices_biologiques_de_qualit__de_l_eau_Illustration1.pdf

Étape 1 - Imprimer et découper les vignettes illustratives 1/2

Découper ensuite les différents éléments :

• Les illustrations des stations avec

◦ Une illustration pour la station sans perturbation d’origine anthropique (humaine) ;

◦ Une illustration de station avec une perturbation chimique d’origine anthropique de type matière organique (voir plus loin pour plus de détail) ;

◦ Une illustration de station avec une perturbation morphologique d’origine anthropique (voir plus loin pour plus de détail).

• Les illustrations des résultats de prélèvements de macro-invertébrés avec :

◦ La station de référence ;

◦ La station « Biocides » ;

Suite étape 2.

Étape 2 - Imprimer et découper les vignettes illustratives 2/2

◦ La station « Matières Organiques » ;

◦ La station « Morphologies »

• Imprimer et découper plusieurs exemplaires de chaque résultat de prélèvements sans l’illustration du type de station.

◦ La station de référence ;

◦ La station « Biocides » ;

◦ La station « Matières Organiques » ;

◦ La station « Morphologies »

Dernière modification 13/03/2024 par user:Nathanaël Latour.

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