3.1 Berrebi

La surveillance des milieux
aquatiques naturels
continentaux
R. Berrebi
Hydroécologie 2010
Importance des micro-organismes
Fonctionnement des écosystèmes
Cycles biogéochimiques
Chaine trophique
Epuration (zones humides notamment)
Pathologies vis-à-vis des organismes vivants
Poissons
Amphibiens
Etc.
Impact sanitaire sur l’homme
Biodiversité fonctionnelle élevée
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Un compartiment encore peu connu dans
le milieu naturel
Pas de suivi environnemental standardisé en
milieu naturel
Des suivis sanitaires attachés à des usages
Eaux de potabilisation
Eaux de baignades
Certains rejets de STEP
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La surveillance DCE : fonctionnement
écologique
Paramètres
biologiques
Végétaux
Flore aquatique (composition et abondance)
Invertébrés
Faune benthique invertébrée (composition et
abondance)
Ichtyofaune (composition, abondance et
structure de l'âge)
Débit d'eau (quantité et dynamique)
Connexion aux masses d'eau souterraines
Continuité de la rivière
Variation de la profondeur et de la largeur de la
rivière
Structure et substrat du lit
Structure de la rive
Température de l'eau
Bilan d'oxygène
Salinité
Etat d'acidification
Concentration en nutriments
Autres substances recensées comme
déversées en Q significative
33 substances prioritaires (ann. X) et 8
substances dangereuses (ann. IX)
Poissons
Paramètres
hydromorphologiques
ETAT
soutenant la
ECOLOGIQUE biologie
Paramètres
Chimiques et
Physicochimiques
soutenant la
biologie
ETAT
CHIMIQUE
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Chimie
Régime
hydrologique
Continuité
Conditions
morphologiques
Paramètres
généraux
Polluants
spécifiques
Problématiques émergentes dans la
gestion des milieux aquatiques
Deux cas de pathologies animales liés à des introductions
l’aphanomycose (Aphanomyces astaci)
Chytridiomycose (Batrachochytrium dendrobatidis)
Les cyanobactéries toxiques
Impacts sanitaires et environnementales
Evolution de la faune microbienne des milieux aquatiques avec
changements globaux ?
Sécheresse/température/polluants ?
Quantification du phénomène dans le temps et dans l’espaces ?
Phénomènes complexes, certains cas renseignés
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La « peste » des écrevisses: l’aphanomycose
(Aphanomyces astaci)
Provoque une mortalité de masse chez les écrevisses indigènes
(taux de mortalité de 100% en quelques semaines)
Apparue en Italie en 1860 probablement via les eaux de ballastes
de navires en provenance du Mississipi
Les écrevisses introduites en France sont porteuses saines
Les spores peuvent être véhiculés via le mucus des poissons mais
aussi des bottes, du matériel de pêche, etc.
Actions de surveillances mises en œuvre
Suivis des populations d’écrevisses exotiques
Collaboration avec l’Univ. de Poitiers sur la détection et la
cartographie des populations d’écrevisses porteuses
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La chytridiomycose (Batrachochytrium
dendrobatidis)
En 2006, mortalité massive d’amphibiens dans les Pyrénées
La pire maladie infectieuse touchant les vertébrés, en terme de nombre
d’espèces infectées et de mortalité (UICN)
Certaines espèces présentent un taux de létalité de 100 %
Emergence récente :
Introduction récente d’amphibiens où les espèces locales sont sensibles
virulence et/ou la sensibilité des espèces d’amphibiens fonction des
conditions (changements climatiques ou en synergie avec des polluants)
En France l’apparition de la grenouille taureau semble être la cause de sa
dissémination via des spores dans l’eau
Action de surveillance : Recensement des populations touchées (programme
européen RACE : Risk Assessment of Chytridiomycosis on European
Amphibian Biodiversity, coordination : UMR LECA de l’Univ. de Savoie)
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Cas de la rivière Loue : Développement
de cyanobactéries benthiques toxiques
Mortalité de poissons, état sanitaire dégradé des poissons et
efflorescence de cyanobactéries benthiques sur la Loue en 2009
Événements comparables sur l’Ain et le Doubs franco-suisse en 2011
et sur le Tarn dans le passé.
Mise en place de suivi et recueil de données en cours d’année :
poisson, cyanobactéries, hydrobiologie, chimie, aucune recherche
toxicologique dans les cadavres
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Expertise nationale sur la Loue (20102011)
Comprendre l’événement : mortalité et cyanobactéries
Analyser les opérations de prévention de développement de
cyanobactéries (nationales et internationales)
Préconiser des modalités de gestion afin de prévenir les
efflorescences de cyanobactéries
Définir une stratégie de suivi préventif
Proposer un système d’alerte précoce
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Impacts des blooms de cyanobactéries
EVENEMENT
Sénescence
des algues
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REPONSE
IMPACT
Diminution de la transparence de l’eau
Limitation en lumière pour les
macrophytes, épiphytes, algues
benthiques et phytoplancton
Elévation du pH
Effets sub-létaux et létaux chez le
poisson
Diminution de la concentration
en CO2 dissous
Modification des interactions
compétitives entre espèces de
phytoplancton
Production de toxines
Allélopathie, toxicité envers les
poissons, zooplancton, macroinvertébrés, faune aviaire, autres
vertébrés aquatiques
Augmentation de la taille des algues
Impact sur le zooplancton, et sur
l’efficacité du transfert d’énergie dans
les réseaux trophiques
Hypoxie/anoxie
Production d’ammoniac
D’après Havens, 2008
Mortalités massives de poissons (« fish
kills », effets sub-létaux et létaux sur le
biote
Principaux déterminants des
efflorescences de cyanobactéries
Nutriments
Rôle de P et N
N/P < 15 favorise le développement des cyanobactéries
fixatrices de N2
Rôle d’autres nutriments (Fe)?
Hydrodynamisme
Augmentation du temps de résidence des eaux, faibles débits
Ecoulement non turbulent, stabilité de la colonne d’eau
Facteurs climatiques
Températures élevées
Forte irradiance
Influence de la salinité
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Quels types de surveillance ?
Objectifs :
Alerte pour les cyanobactéries et les microorganismes induisant des pathologies
Evaluation fonctionnelle en lien avec le bon état des
eaux (chaine trophique, épuration des eaux) pour :
-
-
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apporter des éléments de diagnostics en cas de
disfonctionnement.
Améliorer la compréhension des phénomènes pour définir
des méthodes de gestions cohérents.
Les paramètres cibles et les stratégies
Indirects : température, débit, espèces introduites,
polluants, nutriments, O2 etc. : surveillance DCE
Pour les pathologies : les espèces sources et les
espèces sensibles comme les batraciens, les
écrevisses etc…
Pour le fonctionnement des milieux aquatiques :
les milieux à fort potentiel comme les sédiments et les zones
hyporhéiques, les plans d’eau et les zones humides ?
Les milieux et les processus les plus vulnérables ?
Quels indicateurs fonctionnels ?
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Besoin de connaissances
Impact de l’évolution de la flore microbienne des milieux
aquatiques :
-
Connaissance de la flore microbienne des milieux aquatiques
Fonctionnalité, vulnérabilité etc…
indicateurs
Nouveaux pathogènes liés aux espèces introduites
technologie d’analyse et de suivi
- Sur les différentes matrices : biote, sédiments, eau
- En continue pour intégrer dans le temps car phénomènes
très variables
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