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Agence de l’Eau Adour-Garonne90, rue du Férétra31078 TOULOUSE CEDEX 4Tél. : 05 61 36 37 38Fax : 05 61 36 37 28

Agence de l’Eau Artois-Picardie200, rue Marceline - B.P. 81859508 DOUAI CEDEX Tél. : 03 27 99 90 00Fax : 03 27 99 90 15

Agence de l’Eau Loire-BretagneAvenue Buffon - B.P. 633945063 ORLEANS CEDEX 2Tél. : 02 38 51 73 73Fax : 02 38 51 74 74

Agence de l’Eau Rhin-MeuseRoute de Lessy-RoziérieullesB.P. 3001957161 MOULINS-LES-METZ CEDEXTél. : 03 87 34 47 00Fax : 03 87 60 49 85

Agence de l’Eau Rhône-Méditerranée-Corse2-4, allée de Lodz69363 LYON CEDEX 07Tél. : 04 72 71 26 00Fax : 04 72 71 26 01

Agence de l’Eau Seine-Normandie51, Rue Salavador Allende92027 NANTERRE CEDEXTél. : 01 41 20 13 00Fax : 01 41 20 16 09

Ministère du Territoireet de l’EnvironnementDirection de l’Eau20, avenue de Ségur75302 PARIS 07 SPTél. : 01 42 19 20 21Fax : 01 42 19 12 06

Artois-Picardie

Seine-NormandieRhin-Meuse

PARIS

DOUAI

Loire-Bretagne

ORLEANS

Adour-Garonne

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ULe Système d’Evaluation de la Qualité Biologique des cours d’eau (SEQ-Bio)

constitue l’un des trois volets du nouvel outil d’évaluation de la qualité descours d’eau. Il complète les diagnostics sur la qualité physico-chimique de l’eau(SEQ-Eau) et sur les caractéristiques hydrologiques et morphologiques (SEQ-Physique). Le SEQ-Bio est un outil d’interprétation des résultats issus deméthodes biologiques validées.

Il permet une évaluation biologique globale, la description de certains aspectsou phénomènes biologiques particuliers tels que les proliférations, la dispari-tion des organismes les plus sensibles à la pollution, … et informe sur leursconséquences potentielles sur les usages des cours d’eau. Son architecturegénérale permet de rechercher les causes des problèmes rencontrés dans lesdiagnostics fournis par le SEQ-Eau et le SEQ-Physique.

Il fournit, enfin, un cadre général de développements méthodologiquespour mieux rendre compte de la diversité des atteintes au bon fonctionnementbiologique des hydrosystèmes.

Le SEQ-Bio est, dans sa version "0" un outil provisoire en phase de test. Uneversion opérationnelle utilisable en routine sera mise à disposition dans undeuxième temps.

Programme mis en œuvre avec l’appui technique de l’Office International de l’Eau21, Rue de Madrid / 75008 PARIS / Tél. : 01 44 90 88 60 - Fax : 01 40 08 01 45

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S Y S T E M ED’EVALUATION DE LAQUALITE BIOLOGIQUEDES COURS D’EAU

S E Q B I O ( V E R S I O N 0 )RAPPORT DE PRESENTATION

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La vocation première des Agences de l’Eau est le financement de tra-vaux dans les domaines de l’eau et de l’assainissement ; il leur estnécessaire d’avoir une vision la plus précise possible des problèmesposés et des solutions adaptées.

Pour cela, elles conduisent des programmes d’études et de recherchesau niveau de leur bassin, mais aussi au niveau national, de façon concer-tée avec la Direction de l’eau du Ministère de l’Environnement, à traversles programmes inter-Agences.

Ainsi, depuis 1977, cinq programmes ont été menés à bien. Le cinquiè-me, portant sur la période 1997-2001, a permis notamment la réalisa-tion du présent document, fruit d’une des études réalisées.

D’un montant de 105 millions de francs, ce cinquième programme s’in-téresse aux axes suivants :

AXE 1 : La socio-économie, la planification et les institutionsPilote : Direction de l’eau du ministère chargé de l’Environnement

AXE 2 : La connaissance et l’évaluation des milieux aquatiquesPilote : Rhône-Méditerranée-Corse

AXE 3 : L’urbainPilote : Seine-Normandie

AXE 4 : Le ruralPilote : Loire-Bretagne

AXE 5 : L’eau et la santéPilote : Artois-Picardie

AXE 6 : La gestion des milieux aquatiquesPilote : Adour-Garonne

AXE 7 : Les industries, l’énergie et le transportPilote : Rhin-Meuse

Cette présentation constitue une synthèse des travaux conduits dans le cadre du Vème programme d’étudesinter-agences et réalisés par le groupement de bureaux d’études Aquascop-Gay-Lamothe sous la conduited’un comité de pilotage rassemblant des réprésentants des Agences de l’Eau et du Ministère del’Environnement et de l’Aménagement du Territoire, des SEMA des Directions Régionales de l’Environnementet du Conseil Supérieur de la Pêche.

Document réalisé par les Agences de l’Eau

Directeur de la publication : Bernard BAUDOT

Coordination de l’Etude : Agence de l’eau Rhône - Méditerranée - Corse :Stéphane STROFFEKClaude LASCOMBE

Groupe de pilotage de l’étude ayant permis la réalisation de ce document :Agence de l’Eau Adour-Garonne François SIMONETAgence de l’Eau Artois-Picardie Jean PRYGIEL - Delphine MARTIN

Christophe LESNIAKAgence de l’Eau Loire-Bretagne Danièle MAUPAS

Louis-Charles OUDINAgence de l’Eau Rhin-Meuse Guillaume DEMORTIER

Jean-Luc SALLERONDirection de l’eau Yannick GALVINAgence de l’Eau Seine-Normandie Yannick ERAUD

Luc PEREIRA-RAMOSDIREN Midi-Pyrénées Dominique BARTHELEMYDIREN Rhône-Alpes Charles BORNARDCSP Museum National Thierry OBERDORFFd’Histoire Naturelle

Conception et élaboration :Cabinet GAY Christian GAYAquascop Danièle LEVET - A. BERLY

S. ROCHEPEAUJean-Pierre GRANDMOTTET

Jean-Philippe LAMOTHE

Maquette, infographie et impression FAYOLLE - 69120 - Vaulx-en-Velin

ISSN : 1161 - 0425Tiré à 500 exemplaires - janvier 2000Prix : 150 F

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7 S Y S T E M ED’EVALUATION DE LAQUALITÉ BIOLOGIQUEDES COURS D’EAU

S E Q B I O ( V E R S I O N 0 )RAPPORT DE PRESENTATION

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1 INTRODUCTION Page 3

2 LES OBJECTIFS DU SEQ-BIO 4

3 LES COMPOSANTES DU SEQ-BIO 51 - L’intégrité biologique des cours d’eau 72 - L’identification de problèmes ou phénomènes biologiques

particuliers 73 - L’indication sur les incidences de la qualité biologique

sur les usages anthropiques 8

4 LES PRINCIPES DE CALCUL ET D’EVALUATION 91 - Principes généraux 9

1.1 - Valeurs de référence 91.2 - Expressions de la qualité 9

2 - Evaluation de l’intégrité biologique 102.1 - Calcul de la qualité des groupes biologiques 112.2 - Calcul de la qualité biologique des sous-unités

physiques 122.3 - Calcul de la qualité biologique du cours d’eau 12

3 - Les problèmes et phénomènes biologiques particuliers 144 - L’évaluation des incidences sur les usages 16

4.1 - La pêche 164.2 - Les loisirs et sports aquatiques 174.3 - Le prélèvement d’eau 17

5 L’UTILISATION DU SEQ-BIO 191 - Logiciel de calcul 192 - Choix de la station 19 3 - Présentation des résultats 204 - Articulation avec SEQ-Eau et SEQ-Physique 20

6 PERSPECTIVES 211 - Tests de la version actuelle 212 - Développements méthodologiques futurs 21

7 ANNEXES 221 - Pondérations des sous-unités physiques 222 - Acquisition de paramètres complémentaires : fiche de terrain 233 - Mode de calcul de la richesse de l’information 244 - Recommandations pour la collecte des données 25

8 PROGRAMMES D’ETUDES INTER-AGENCES 27

ETUDES DES AGENCES DE L’EAU N°77SYSTEME D’EVALUATION DE LA QUALITEBIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

INTRODUCTION

ETUDES DES AGENCES DE L’EAU N°77SYSTEME D’EVALUATION DE LA QUALITE

BIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

Le Système d’Evaluation de la Qualité Biologique descours d’eau (SEQ-Bio) constitue l’un des trois volets d’unnouvel outil d’évaluation de la qualité des cours d’eau. Il permet d’apprécier la qualité biologique du coursd’eau, en complément des diagnostics, sur la qualité phy-sico-chimique de l’eau d’une part et les caractéristiqueshydrologiques et morphologiques d’autre part, fournisrespectivement par le SEQ-Eau et le SEQ-Physique. Il estprincipalement destiné à être employé dans le cadre desréseaux de mesures.

Le SEQ-Bio utilise des paramètres descriptifs des biocé-noses issus de méthodes validées scientifiquement.

Son architecture, qui oriente l’aggrégation de ces para-mètres à différents niveaux, est avant tout celle d’unoutil de gestion destiné à fournir les informationsnécessaires à :• l’évaluation de la qualité biologique des cours d’eau, de

façon plus ou moins détaillée en fonction des besoins.L’outil fournit à la fois une évaluation globale tout ens’attachant à décrire certains aspects ou phénomènesbiologiques particuliers tels que les proliférations, la dis-parition des taxons les plus sensibles à la pollution (polluosensibilité des organismes), ...

• l’appréciation des conséquences potentielles de cettequalité sur les usages des cours d’eau,

• la recherche des causes des dysfonctionnements ren-contrés, en autorisant notamment une confrontationavec les autres élements, physico-chimie de l’eau etmilieu physique.

L’évaluation tient compte de la spécificité et de ladiversité des cours d’eau (régionale, longitudinale, fonc-tionnelle) :• dans le choix des paramètres, en adoptant le niveau de

description des hydrosystèmes à leur complexité,• dans la technique du traitement de l’information, en uti-

lisant notamment des valeurs de référence, spécifiquesau type de cours d’eau, lorsque le paramètre l’exige.

Le SEQ-Bio est, dans sa version “0” un outil directementopérationnel, sous réserve d’une phase de test des nou-veaux paramètres proposés, autres que ceux de l’IBGN etdes indices diatomiques utilisables dès à présent, quipourra prendre quelques mois.

Le SEQ-Bio fournit un cadre général de développe-ments méthodologiques visant à améliorer le diagnosticbiologique, particulièrement dans l’objectif de traduire laplus large gamme possible de modifications des biocé-noses en réponse à la grande diversité potentielle desatteintes au bon fonctionnement des hydrosystèmes.

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SEQQualité globale du cours d’eau

SEQ eauqualité de l’eau

SEQ physiquequalité du milieu physique

SEQ bioqualité des biocénoses

Usages de l’eau et des milieux

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LES OBJECTIFSDU SEQ BIO

Le SEQ-Bio constitue l’un des trois volets d’un nouveloutil d’évaluation de la qualité des cours d’eau. Il viseprincipalement à apprécier la qualité biologique ducours d’eau, venant ainsi compléter les diagnostics sur laqualité physico-chimique de l’eau et les caractéristiqueshydrologiques et morphologiques, fournis respective-ment par le SEQ-Eau et le SEQ-Physique.

Les outils SEQ doivent permettre une évaluation de laqualité globale des hydrosystèmes d’eau courante et desincidences sur l’état et le fonctionnement écologique etles usages anthropiques potentiels des cours d’eau. LesSEQ doivent donc pouvoir rendre compte des évolutionsde la qualité des cours d’eau ainsi que des enjeux asso-ciés, qu’il s’agisse de la composante écologique ou desusages. Ils sont développés en priorité pour être utilisésdans le cadre des réseaux de surveillance.

Le SEQ-Bio a deux objectifs principaux :

1 • A court terme, il doit permettre d’exploiter les don-nées acquises en routine, ou pouvant être acquises etutilisées facilement. Il fournira des informations à dif-férents niveaux de synthèse ou de complexité à l’at-tention d’utilisateurs et de publics variés.

Comme les autres SEQ, il a vocation à fournir des éléments de réflexion, de décision ou d’information différenciés selon le principe des “boites à outils” ce quiconfère au système une grande souplesse et un champd’application relativement large.

La “boite à outils” SEQ-Bio doit couvrir les besoins danstrois principaux domaines suivants :• l’évaluation de la qualité biologique du cours d’eau.

Elle constitue l’expression la plus globale et la plus syn-thétique des différentes composantes de l’intégritébiologique du cours d’eau (qualité des groupes végétaux et animaux des différentes parties de l’hydro-système: essentiellement le lit principal, en l’état actueldes méthodes disponibles, mais aussi les berges, laplaine d’inondation et l’interface avec la nappe desous-écoulement, ...),

• l’identification et l’appréciation de problèmes oude phénomènes biologiques particuliers (parexemple : proliférations d’organismes, état sanitairedes peuplements, ...),

• l’appréciation, à titre indicatif, des incidences pos-sibles de ces problèmes et/ou phénomènes biolo-giques sur les usages du cours d’eau.

2 • A moyen terme, il doit également fournir un cadregénéral de développements méthodologiques pouraffiner la surveillance biologique des eaux courantes et,lorsque cela est avéré nécessaire, pour élargir la repré-sentativité des diagnostics : par exemple en prenant encompte un plus large éventail de groupes biologiques ouen appréhendant les cours d’eau au delà du seul litmineur.

Le présent document vise essentiellement à présenter lesgrands principes du SEQ-Bio. Un prototype d’outil de calcul automatique existe, permettant de tester ces diffé-rents principes. L’objectif à court terme sera pleinementatteint au terme d’une validation de quelques mois.




Très schématiquement, le SEQ-Bio s’alimente de para-mètres biologiques obtenus par l’application de diversesméthodes de caractérisation de la qualité biologique descours d’eau dont les diagnostics sont limités à certainsgroupes biologiques et dont certaines informations“intermédiaires” peuvent être valorisées.

Les valeurs de ces paramètres sont obtenues par desvoies diverses, dont les principales sont :

• le calcul d’indices biologiques eux-mêmes, et les sous-indices qui permettent ce calcul.Ex : Les communautés de macro-invertébrés benthiques sont caracté-risées par l’IBGN, indice global, dont on peut extraire des sous-indicestels que le groupe faunistique indicateur et la variété taxonomique.

• des observations directes sur le terrain lors des opéra-tions de prélèvements conduisant au calcul des indicesprécités. Dans ce cas, une fiche de relevé de terraincomplémentaire est proposée en annexe 2.Ex : évaluation visuelle du pourcentage de recouvrement par le pota-mot pectiné, par les algues filamenteuses, estimation de l’abondancede certaines espèces proliférantes d’invertébrés,...

Ces paramètres sont regroupés au sein d’indicateursplus synthétiques :

• Un indicateur principal pour évaluer l’intégrité biolo-gique. Il est caractérisé :- par l’intégrité des groupes biologiques (végétauxinvertébrés, poissons),- par l’intégrité biologique des grandes sous-unitésphysiques (lit mineur, berges, lit majeur, interface avecle sous-écoulement).Ces éléments de l’intégrité biologique permettentd’évaluer la qualité biologique du cours d’eau.

• Des indicateurs complémentaires qui servent à affinerle diagnostic biologique global. Ils mettent en relief :

- les problèmes biologiques particuliers rencontréstels que l’état sanitaire des peuplements, les proliféra-tions d’organismes (“proliférations”), la disparition desorganismes les plus sensibles à la pollution (“faune etflore polluosensibles”), ...- l’incidence de la composante biologique sur cer-tains usages des cours d’eau (prélèvement d’eau,pêche, loisirs et sports nautiques). Celle-ci ne peut êtreappréciée à partir de l’intégrité biologique, trop globa-le : les usages de l’eau ne sont affectés que par certainsaspects particuliers de la biologie des cours d’eau.

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LES COMPOSANTESDU SEQ BIO

Indices "globaux"... par groupes biologiques

&... par sous-unités physiques

=indicateur "intégrité

biologique"

Indices "sectoriels"relatifs à des problèmes

et des phénomènes biologiques particuliers

=indicateurs

complémentaires

Classes d’aptitudeaux usages anthropiques

Classes de qualité biologiqueglobale du cours d’eau

Classes de qualité au regardde problèmes et phénomènes

biologiques particuliers

QUALITE DE LA FLORE ET DE LA FAUNE INCIDENCE SUR LES USAGES

paramètres biologiques

Les résultats relatifs à ces indicateurs, et les classes de qualité associées, sont consignés sur des planches de résultats,dont un exemple-type est donné page 6. Les différentes parties de cette planche de synthèse sont commentées dans les pages 13 à 18.

SEQ-BIO : DES PARAMETRES AUX EVALUATIONS (schéma de principe)

6ETUDES DES AGENCES DE L’EAU N°77SYSTEME D’EVALUATION DE LA QUALITEBIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

Données utilisées pour l’exemple : RIVIÈRE DE PLATEAU SABLO-ARGILEUX (type 221)

Indice diatomique IBD de 13,5/20 (indice de qualité 62,4)

Indice IBGN de 9/20 (indice de qualité 45)

Bactéries filamenteuses : absence

Fleur d’eau algale : absence

Pourcentage recouvrement algues filamenteuses < 10%

Groupe faunistique indicateur : 4

Pourcentage recouvrement potamot pectiné < 10%

Invertébrés proliférants : absence

Perche soleil : quelques individus

Qualité de la flore et de la faune

Indicateurs

Intégritébiologique

Bactéries

Végétaux aquatiques

Invertébrés aquatiques

Poissons

Flore riveraine et terrestre

Faune riveraine et terrestre

Qualitébiologiquedu cours d‘eau

Faune et flore remarquables

Faune et flore polluo-sensibles

Etat sanitaire

Proliférations

Réseau trophique

Richesses taxonomiques

Qualité des Biocénosespar groupe biologique par compartiment physique

Usages des Biocénoses

Usages Influence des Biocénoses sur les usages

Classe Indice0 100

Litmineur

Berges Litmajeur

Sousécoulement

Qualité des biocénoses des compartiments physiquesPêche Loisirs

et sportsPrélevement

d’eau

Niveau d’information :partiel

LégendesTrès bon Bon Passable Mauvais Très mauvais

Données utilisées pour l’exemple : RIVIÈRE DE PLATEAU SABLO-ARGILEUX (type 221)

Indice diatomique IBD de 13,5/20 (indice de qualité 62,4)

Indice IBGN de 9/20 (indice de qualité 45)

Bactéries filamenteuses : absence

Fleur d’eau algale : absence

Pourcentage recouvrement algues filamenteuses < 10%

Groupe faunistique indicateur : 4

Pourcentage recouvrement potamot pectiné < 10%

Invertébrés proliférants : absence

Perche soleil : quelques individus

Aptitude aux usages

SEQ BIOPLANCHE-TYPE DE RESULTATS

(illustrée par un exemple)



1 L’INTEGRITE BIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

Elle est évaluée dans une double perspective :

• évaluer la qualité des grands groupes biolo-giques (information synthétique pour considérerla qualité des grandes composantes biologique),

• évaluer la qualité biologique des sous-unitésphysiques des cours d’eau (sites d’interventionpour le gestionnaire).

Ces évaluations concourent à caractériser différentsaspects de l’intégrité biologique du cours d’eau.

De l’évaluation biologique des unités physiques estdéduite l’expression de la qualité biologique ducours d’eau : en effet, cette dernière tient comptedu poids respectif des sous-unités physiques (litmineur, berges, lit majeur et échanges avec lanappe de sous-écoulement) dans le fonctionne-ment du type de cours d’eau considéré (sous réserve, bien entendu, de disposer de donnéespour chacune de ces sous-unités).

Les paramètres biologiques utilisables à ce jour pourl’évaluation, obtenus à partir de l’examen des com-munautés inféodées au cours d’eau, sont les suivants :

2 L’IDENTIFICATIONDE PROBLEMES OU DE PHENOMENES BIOLOGIQUES PARTICULIERS

Cette approche, complémentaire à l’intégrité biologique, vise à préciser le diagnostic au regarddes préoccupations de gestion et, par la suite, àmieux cibler les décisions et les actions : en effet, leconstat global de la qualité biologique, s’il estnécessaire, n’est pas toujours suffisant pour mettredirectement au jour des problèmes ou phéno-mènes particuliers permettant d’élaborer ensuiteun programme d’action et de restauration.

Pour en rendre compte, plusieurs indicateurs ontété distingués :• la présence de faune et flore remarquables

(= valeur du patrimoine biologique), • la présence de faune et flore polluosensibles

(= disparition des taxons sensibles en raison deproblèmes de qualité physico-chimique),

• l’état sanitaire des peuplements (= maladies etaffections parasitaires des poissons),

• les proliférations d’espèces (= invasion ou risqued’invasion par certains végétaux ou animaux) ,

• la structure du réseau trophique (= déséquilibredes chaines alimentaires),

• la richesse taxonomique (= équilibre de la com-position des peuplements).

La liste n’est pas limitative : l’architecture modulaire duSEQ-Bio permettra l’adjonction de nouveaux indica-teurs sans remettre en cause l’ensemble du système.

Recommandations pour la collecte des données : voir annexe 4.(1) I.B.D. : Indice Biologique Diatomées (Cemagref - Agences de l’Eau - Juin 1997)(2) I.O.B.S. : Indice de qualité Biologique des Sédiments (Lafont M., 1989)

(3) I.B.G.N. : Indice Biologique Global Normalisé (AFNOR,NF T 90-350)(4) I.B.G.A. : Indice Biologique Global Adapté aux grands cours d’eau et aux rivières

profondes - Protocole expérimental (Agence de l’Eau R.M.C., 1997)

Important :Parmi ces différents paramètres, seuls l’IBGN et l’IBD disposent de grilles d’interprétation (valeurs de référenceet seuils de classes de qualité) opérationnelles et validées. Les grilles proposées pour les autres paramètres,voire la pertinence de ces paramètres, seront testées dans les prochains mois. Enfin, des paramètres supplé-mentaires, en cours d’étude, seront intégrés au Seq-Bio dans sa version “1”, indice macrophytes GIS, indicepoissons.

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IndicateurIntégrité Biologique

Groupes biologiquesvégétaux aquatiques

invertébrés aquatiques

Paramètresrapport chlorophylle-a/(chloro a + phéopigments)proportion de cyanophytesproportion d’euglènesIBD (1)

IOBS (2)

% de Tubificidés sans soies capillairesIBGN (3) ou IBGA (4)

3 L’INDICATION SUR LESINCIDENCES DE LAQUALITE BIOLOGIQUE SUR LES USAGES ANTHROPIQUES

S’il n’apparait pas possible d’exprimer de manièreunivoque l’incidence sur les usages d’un niveau dequalité biologique du cours d’eau apprécié globa-lement, il est tout à fait possible d’évaluer les effetspotentiels de “désordres” biologiques bien identi-fiés sur certains usages de l’eau (proliférations decertaines espèces, mauvais état sanitaire des peu-plements, absence des espèces les plus sensibles àla pollution).

Pour cela, le SEQ-Bio met en correspondance lescritères complémentaires présentés ci-avant avecdifférents types d’usages des cours d’eau :

• l’usage des biocénoses, illustré uniquement parla pêche,

• le “prélèvement d’eau” et les loisirs et sportsaquatiques. Ils sont bien sûr considérés du seulpoint de vue d’une remise en cause de l’usage enraison d’une perturbation trouvant son originedans les biocénoses inféodées aux cours d’eau.

Naturellement, pour évaluer l’incidence d’un indi-cateur complémentaire sur l’aptitude à un usage,seuls sont pris en compte les paramètres de l’indi-cateur susceptibles d’influencer cet usage.

Les paramètres actuellement retenus pour l’attribu-tion d’une classe de qualité sont les suivants pourchacun des indicateurs :

(1)G.F.I. : Groupe faunistique indicateur - élément de calcul de l’IBGN, révélateur de lasensibilité des invertébrés à la pollution, essentiellement organique, de l’eau.


IndicateursFlore et faune remarquablesOrganismes polluosensiblesEtat sanitaire des peuplementsProliférations

Réseau trophiqueRichesses taxonomiques

ParamètresG.F.I.(1) de l’IBG (N ou A) - autres variables non opérationnelles G.F.I.(1) de l’IBG (N ou A)pas de variable opérationnelle bactéries (matière organique, soufre)phytoplancton (chlorophylle + phéopigments)proportion de cyanophytesfleurs d’eau algalesrecouvrement des algues filamenteusesrecouvrement du Potamot pectinéinvertébrés proliférantspoissons susceptibles de proliférerpas de variable opérationnelle pas de variable opérationnelle


1 PRINCIPES GENERAUX

1.1 VALEURS DE REFERENCE

La mesure de l’écart entre une situation observéeet une situation théorique dite “de référence”, nonsignificativement perturbée par les actions anthro-piques, a été retenue comme principe de base del’évaluation biologique (en cohérence avec lesautres volets du SEQ, notamment le SEQ-Physique,et les dispositions de la proposition de directive-cadre européenne pour l’action communautairedans le domaine de l’eau). L’application de ce prin-cipe avec l’ensemble des paramètres entrant dans

le SEQ-Bio rend ainsi compte de l’écart entre lavaleur mesurée du paramètre et la valeur théorique“de référence” de celui-ci.

Pour certains paramètres, les valeurs de référen-ce peuvent dépendre du type de cours d’eau.

Pour l’IBGN (évalué sur une échelle de 1 à 20), uneexploitation des données disponibles sur des stations non ou très peu influencées a permisd’identifier certaines situations typologiques pourlesquelles l’indice maximal est différent de 20.L’analyse conduit donc à proposer pour ce para-mètre les valeurs de référence suivantes :

Remarque : l’interprétation qui peut être faite de cet écart en termesde modifications des biocénoses de référence dépendde la précision de la méthode employée pour décrire lespeuplements. Ainsi par exemple, le calcul de l’IBGN utilise deux paramètres descriptifs des peuplementsd’invertébrés, déterminés en général au niveau taxono-mique de la famille (niveau qui lisse la diversité desgenres et espèces constitutives de ces familles) : le grou-pe faunistique indicateur de la polluosensibilité maxima-

le des taxons récoltés d’une part, et de variété totale destaxons d’autre part. L’IBGN constitue lui-même un indi-ce synthétique de ces deux paramètres. L’évaluation esteffectuée par principe en mesurant l’écart entre lesvaleurs observées de ces paramètres ou de cet indice etleurs valeurs théoriques. Cela ne préjuge pas des diffé-rences plus fines, non restituées par les paramètres oul’indice qui sont par définition très intégrateurs, tellesque la disparition de certaines espèces remplacées pard’autres, au même niveau de bio-indication.



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Code SEQ physique111,112113,114310 à 330autres

Type physiqueTorrents à lit fixeTorrents à lit mobileRivières à substrats sableux, limoneux, argileux, crayeuxAutres types physiques

IBGN maximal1616 du crénon au métarhitron - 20 dans l’hyporhitron1820

LES PRINCIPESDE CALCUL

ET D’EVALUATION

Les types 111 et 112 représentent environ 4,3%, les types 113 et 114, environ 4,6% et les types 310 à 330, environ 12,1%, des quelques 58600 km de cours d’eau susceptibles d’êtreinventoriés au moyen des SEQ.

1.2 EXPRESSIONS DE LA QUALITE

Des grilles de détermination des classes de qua-lité biologique ont été élaborées. Applicables aux différents niveaux d’intégration de

l’information (des paramètres à l’expression de laqualité biologique des cours d’eau) et fondées sur l’évaluation de l’écart à la situation de référence, les classes de qualité sont définiescomme suit :

• la classe BLEUE - "très bonne qualité" - Situation identique ou très proche de la situation naturelle non perturbée dite "de référence".

• la classe VERTE - "bonne qualité" - Situation correspondant à des biocénoses équilibrées mais pouvant présenter des différences sensibles avec les valeurs de référence.

• la classe JAUNE - "qualité passable" - Situation significativement différente de la situation de référence : disparition de la quasi-totalité des taxons caractéristiques et/ou déséquilibre notable de la structure des peuplements, avec toutefois maintien d’une bonne diversité des taxons.

• la classe ORANGE - "qualité mauvaise" - Situation très différente de la situation de référence, caractérisée par une disparitioncomplète des taxons les plus sensibles et/ou un déséquilibre marqué de la structure des peuplements, accompagnée d’une réduction marquée de leur diversité.

• la classe ROUGE - "qualité très mauvaise" - Situation caractérisée par des biocénoses dominées par une diversité très réduite de taxons peu sensibles et généralement présents avec des abondances relatives fortes.

Au total, la référence IBGN de 20 s’applique dansau moins 80% des cas à l’échelle du territoire national.

D’autre part, la qualité peut également êtreexprimée au moyen d’indices, variant de 100 à 0 dans le sens des qualités décroissantes, calculés pour les éléments constitutifs de l’indi-cateur “intégrité biologique”. Les indices per-mettent une évaluation plus fine que celle de l’ap-proche par classe ainsi qu’une combinaison desdiverses informations, par groupe biologique etsous-unité physique, conduisant à une expressionsynthétique de la qualité biologique.

La correspondance entre indices et classes dequalité est établie comme suit :

2 EVALUATION DE L’INTEGRITEBIOLOGIQUE

Les grilles de qualité, utilisées pour les paramètresissus de méthodologies aujourd’hui opération-nelles, sont les suivantes :

On notera que, parmi ces paramètres, seuls l’IBGNet l’IBD ont fait l’objet de tests en vraie grandeur àl’échelle nationale. L’indice IOBS et de % de tubifi-cidae sans soies capillaires, bien que largementappliqués à l’échelle nationale, font l’objet d’uneétude sur les conditions de leur intégration dans le 10


Classe de couleurQualité biologiqueValeur de l’indice

bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

100 80 60 40 20 0

Classe de qualitéQualité biocénose

bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

5 30 60 90

80 60 40 20

10 30 60 90

17 13 9 54 3 2 1

60 80

81 61 41 21

* Abondances relatives Recommandations pour la collecte des données : voir annexe 4.

Intégrité biologiqueProportion cyanophytes*% maximum dans l’eau% chloro a/(chloro a + phéopigments)Proportion d’euglènes*% maximum dans l’eauIBD note/20Indice IOBS% Tubificidaesans soies capillairesIBG / IBG de référence en %

SEQ-BIO. Cet exercice devra être mené pour lesautres paramètres afin d’en valider les différentsseuils.

2.1 CALCUL DE LA QUALITE DES GROUPES BIOLOGIQUES

Six grands groupes biologiques distingués dans leSEQ-Bio. La qualité de chacun d’eux peut être carac-térisée par un ou plusieurs paramètres. De plus, il estpossible de trouver des représentants de certainsgroupes dans plusieurs sous-unités physiques.

Le calcul de la qualité d’un groupe biologique pourune sous-unité physique donnée n’est possible qu’àla condition de disposer de données pour certainsparamètres dits impératifs. Il s’agit a minima et enl’état actuel des méthodes existantes applicablesen routine (avec pour certaines, des seuils à tester) :

• pour le groupe “végétaux aquatiques” : du rap-port chlorophylle/pigments ou de l’indice diato-mique IBD, ou de l’indice macrophytes (à déve-lopper),

En pratique, seul l’IBD est aujourd’hui validé.

• pour le groupe “invertébrés aquatiques” : del’IBGN (ou sa proposition d’adaptation auxgrands cours d’eau, l’IBGA) ou de l’IOBS (indiceOligochètes),

En pratique, seul l’IBGN est aujourd’hui validé.

• pour le groupe “poissons” : de l’indice poissons(en préparation).

Les autres paramètres sont considérés commeoptionnels.

Dans l’état actuel du système, et en premièreapproche, l’indice du paramètre le plus déclas-sant constitutif du groupe, évalué sur l’échelle100-0, donne la note au groupe biologique.

Notes :

1 • Lorsqu’un groupe biologique est concerné parplusieurs sous-unités physiques, l’aggrégation desdifférentes sous-unité est réalisée selon les modali-tés présentées en 2-3.2 • L’indice attribué au groupe biologique peut êtrecelui d’un paramètre optionnel, dans la mesure oules paramètres impératifs ont été renseignés.



11

Groupes biologiquesBactériesVégétaux aquatiques


PoissonsFlore riveraine et terrestreFaune riveraine et terrestre

Paramètrespas de paramètre opérationnelproportion chlorophylle-a/ (chloro-a + phéopigments)proportion cyanophytesproportion euglènesIBDmacrophytes IBG (N ou A)IOBS% Tubificidae sans soies capillairespas de paramètre opérationnelpas de paramètre opérationnelpas de paramètre opérationnelpas de paramètre opérationnel

Compartiments physiqueslit mineurlit mineurlit mineurlit mineurlit mineurlit mineurlit mineurlit mineurlit mineursous écoulementlit mineurberges et lit majeurberges et lit majeur

LES PRINCIPES DE CALCULET D’EVALUATION

2.2 CALCUL DE LA QUALITE BIOLOGIQUEDES SOUS-UNITES PHYSIQUES

Le calcul de la qualité biologique d’une sous-unité physique résulte d’une combinaison linéairedes indices retenus pour chaque groupe biolo-gique (cf. 2-1), affectés des pondérations des diffé-rents groupes biologiques décrivant la sous-unité.

Il est effectué dans les conditions suivantes :

• pour le lit mineur, il faut disposer des donnéesconcernant au minimum le groupe végétal et ungroupe animal (invertébrés ou poissons).En l’absence d’argumentation scientifique permettant de syn-thétiser les indices de divers groupes biologiques, les pondé-rations des indices retenus pour le calcul de la qualité biolo-gique sont, en l’état actuel, identiques (=0,3) pour chacun des3 groupes : végétaux, invertébrés et poissons.

• pour les berges et le lit majeur, il faut disposerdes données concernant le groupe végétal ou legroupe animal au choix. Les pondérations des indices retenus pour le calcul de la qua-lité biologique sont là encore, et pour les mêmes raisons queprécédemment, identiques (=0,5) pour chaque groupe.

• pour le sous-écoulement, des données concer-nant le seul groupe biologique “invertébrés”sont nécessaires. La pondération est de 1 pour ce groupe unique.

Exemple : pour calculer la qualité biologique du litmineur, on utilise les indices les plus bas retenuspour les différents groupes. Dans l’exemple pré-sent, on dispose de résultats : pour la végétation(indice diatomique de 13,5 donnant un indice dequalité de 62,4/100, classe verte) et pour les inver-tébrés (IBGN de 9/20, soit un indice de 45/100, clas-se jaune). Il n’y a pas de données sur les poissons.Dans ce cas, la qualité biologique du lit mineur estde (62,4 x 0,3 +45 x 0,3)/(0,3 + 0,3), soit un indicede qualité de 53,7/100 (classe jaune).

2.3 CALCUL DE LA QUALITE BIOLOGIQUEDU COURS D’EAU

Le calcul de la qualité biologique du cours d’eau(tous groupes biologiques et sous-unités physiquesconfondus) résulte d’une combinaison linéaire desindices retenus pour chaque groupe biologique,affectés des pondérations des différentes sous-uni-tés physiques. Ces pondérations des différentessous-unités physiques sont celles employées dansle SEQ-Physique (cf. annexe 1).

Le lit mineur doit être obligatoirement qualifiépour calculer la qualité biologique du cours d’eau.

Exemple : Dans un torrent à lit mobile (type 112), lespoids respectifs du lit mineur, des berges et du litmajeur sont respectivement de 60, 30 et 10 (sur 100).Si les indices de qualité du lit mineur et des bergessont respectivement de 65/100 et 35/100, l’indice dequalité biologique du cours d’eau est de (0,6 x 0,65+ 0,3 x 0,35)/ (0,6+0,3) soit un indice de qualité de0,55 (sur 100).

Le calcul de la qualité biologique, expression desynthèse ultime de l’état de la composante biolo-gique du cours d’eau, n’est possible qu’en remplis-sant certaines conditions destinées à assurer unniveau de pertinence minimal aux différentesétapes conduisant au diagnostic. Cela ne signifietoutefois pas que les données de base ayant servi àévaluer cette qualité biologique soient toujourssuffisantes, notamment au regard du type de coursd’eau évalué : il a en effet été possible de considé-rer a priori que les informations biologiques néces-saires et suffisantes pour l’évaluation d’un petit tor-rent de montagne, par exemple, devaient être plusdiversifiées, en terme de groupes biologiques etde sous-unités physiques pris en compte, pour éva-luer les hydrosystèmes plus complexes tels que lesgrandes plaines alluviales.

Un indice de richesse de l’information accom-pagne donc le diagnostic global sur la qualité ducours d’eau; en distinguant globalement troissituations : information partielle, bonne ou trèsbonne (cf. modalités de calcul en annexe 3).

Il permet de mettre en relief :

• la confiance à accorder au diagnostic établi, enregard des connaissances générales sur le fonction-nement des différents types d’hydrosystèmes,

• la nécessité de stratégies différenciées, notammentau sein des réseaux de mesures, pour l’évaluation dela qualité biologique de milieux aquatiques qui, bienque regroupés sous le même vocable “cours d’eau”,n’en recouvre pas moins une très grande diversité etune forte complexité fonctionnelles. Le SEQ-Bio neprétend pas les restituer ; son ambition se limite àencourager une meilleure prise en compte de celles-ci dans l’emploi ou le développement des métho-dologies d’acquisition de données.

Les résultats sont consignés dans la planche derésultats, ci-contre, commentée pour l’indicateur“intégrité biologique”.12





13


Indicateurs


Bactéries



Poissons






Etat sanitaire

Proliférations

Réseau trophique





Classe Indice0 100

Litmineur

Berges Litmajeur

Sousécoult



d’eau

Niveau d’information : partiel


Aptitude aux usages


Classe Litmineur

Berges

Qualité des biocénoses des compartiments physiques


Les sous-unités physiques sont pondéréesselon le type de cours d’eau

pour évaluer la qualité biologique du cours d’eau

La richesse de l’information est évaluée en 3 classes

(partielle, bonne, très bonne)

Les groupes biologiquessont pondérés pour évaluer

la qualité biologique des sous-unités physiques

pour chaque groupe biologique(calcul d’un indice de qualité)

La qualité des biocénoses est appréciée :

Litmajeur

pour chaque sous-unité physiquedu cours d’eau

Indicateurs


Bactéries



Poissons




Indice0 100


Sousécoulement

SEQ BIOINDICATEUR “INTEGRITE BIOLOGIQUE”

(commentaire de la planche type de résultats)



3 LES PROBLEMES ET PHENOMENES BIOLOGIQUESPARTICULIERS

Le niveau de qualité des biocénoses, au regard deces problèmes ou phénomènes, est apprécié parl’utilisation des grilles d’évaluation suivantes. En l’étatactuel, seuls deux critères disposent de seuils, qu’ils’agit là aussi de tester avant leur adoption “défini-tive” : organismes polluosensibles, proliférations.

En effet, le groupe faunistique indicateur del’IBGN, seul paramètre identifié pour lequel on dis-pose de seuils actuellement, est insuffisant pourexprimer à lui seul le caractère remarquable ou nondes peuplements et pour calculer une classe dequalité.

Les résultats sont consignés dans la planche derésultats, ci-contre, commentée par ces indica-teurs.


bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

ProliférationsBactéries filamenteusesProportion cyanophytes*% maximumPhytoplancton (chloro a + phéopigments µg/l)Fleur d’eau algale% recouvrement desalgues filamenteuses% recouvrement Potamot pectinéInvertébrés proliférants

Perche-soleilSecteur salmonicole

Secteur cyprinicole

Poisson-chatSecteur salmonicole

Secteur cyprinicole

absence filaments isolés prolifération 5 30 60 90

10 60 120 240

absence localisée généralisée10 30 50 80

10 30 50 80

absence ou proliférationindividus isolés

0 quelques individus + de 25 ind pour 10 ares ou + de 2 kg

par hectare0 quelques individus + de 100 ind pour

10 ares ou + de 9 kgpar hectare





Organismes polluosensiblesclasse GFI de l’IBG(N ou A)

9 7 5 3



15


Indicateurs


Bactéries



Poissons







Classe Indice0 100

Litmineur

Berges Litmajeur

Sousécoulement



d’eau



Aptitude aux usages



Etat sanitaire

Proliférations

Réseau trophique


Six grands types de problèmes ou phénomènes biologiques particuliers pouvant intéresser

les gestionnaires sont identifiés

Leur amplitude est évaluée pour chacune des sous-unités physiques de manière

indépendante sans pondération

SEQ BIOINDICATEURS DE PROBLEMES OU

PHENOMENES BIOLOGIQUES PARTICULIERS


16

4 L’EVALUATION DES INCIDENCES SUR LES USAGES

L’aptitude à trois usages principaux, conférée parles caractéristiques biologiques du cours d’eau, estévaluée. Ces usages sont :

• la pêche,

• les loisirs et sports aquatiques,

• le prélèvement d’eau.

L’aptitude est évaluée par classes.

En l’absence de seuils, normatifs ou non, les grillesd’évaluation retenues sont calées sur l’amplitudedes phénomènes ou problèmes constatés (cf. 3).

Ces classes d’aptitude ont un caractère exclusive-ment indicatif, sans portée règlementaire dequelque nature que ce soit.

4.1 LA PÊCHE

L’usage est ici considéré au travers de l’aptitude ducours d’eau à fournir aux pêcheurs, en termes qua-litatifs, des prises conformes au type de cours d’eauconsidéré. L’usage est influencé par :

• la polluosensibilité des taxons présents

• l’état sanitaire des peuplements

• les proliférations d’espèce.

En l’état actuel, seul le critère “proliférations” peutêtre employé pour évaluer l’aptitude à la pêche.

L’état sanitaire n’est pas renseigné (cette lacunedevrait être comblée par les résultats de l’étudeinteragences relative à l’indice poissons).

Les grilles utilisées sont les suivantes :


bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

5 30 60 90


10 30 50 80







ProliférationsQroportion cyanophytes*% maximumFleur d’eau algale% recouvrement desalgues filamenteuses% recouvrement Potamot pectinéPerche-soleilSecteur salmonicole

Secteur cyprinicole

Poisson-chatSecteur salmonicole

Secteur cyprinicole

Les résultats sont consignés dans une planche derésultats, commentée par ces indicateurs, page 18.




4.2 LES LOISIRS ET SPORTS AQUATIQUES

Pour cet usage, les proliférations sont considéréescomme la seule interférence significative à retenir,dont pourraient être responsables les biocénoses :gênes pour la baignade due aux développementsde macrophytes, développements bactériens, ...

Pour autant, l’outil SEQ-Bio ne renseigne pas surles aspects sanitaires relatifs aux risques pour lasanté humaine (l’évaluation des risques de présen-ce de microorganismes pathogènes est prise encompte dans le SEQ-Eau par l’altération “micro-organismes” qui suit les concentrations en germesindicateurs de contamination).

Les grilles d’évaluation utilisées sont les suivantes :


bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

absence filaments isolés prolifération5 30 60 90

10 60 120 240


10 30 50 80

ProliférationsBactéries filamenteusesProportion cyanophytes% maximumPhytoplancton (pigments µg/l)Fleur d’eau algale% recouvrement desalgues filamenteuses% recouvrement Potamot pectiné

Recommandations pour la collecte des données : voir annexe 4.

4.3 LE PRELEVEMENT D’EAU

La présence de certaines organismes proliférantspeut conduire à des problèmes de colmatage deprises d’eau, notamment des crépines et canalisa-tions nécessaires à son adduction.

Ce risque est apprécié à partir des grilles d’évalua-tion suivantes :


bleutrès bonne

vertbonne

jaunepassable

orangemauvaise

rougetrès mauvaise

5 30 60 90


10 30 50 80

absence ou proliférationindividus isolés

ProliférationsProportion cyanophytes% maximumFleur d’eau algale% recouvrement desalgues filamenteuses% recouvrement Potamot pectinéInvertébrésproliférants

Recommandations pour la collecte des données : voir annexe 4.

17ETUDES DES AGENCES DE L’EAU N°77

SYSTEME D’EVALUATION DE LA QUALITEBIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

Les résultats sont consignés dans une planche derésultats, commentée pour l’aptitude aux 3 usages décrits précédémment, page 18.



Indicateurs


Bactéries



Poissons






Etat sanitaire

ProliférationsRéseau trophique



Classe Indice0 100

Litmineur

Berges Litmajeur

Sousécoulement

Qualité des biocénoses des compartiments physiques





Loisirset sports

Aptitude aux usages

Pêche

Trois indicateurs sont susceptiblesd’exercer une influence sur ces usages

L’incidence de ces indicateurs sur ces usagesest appréciée par classes d’aptitude

Trois usages ont été retenus : • Pêche• Loisirs et sports nautiques• Prélèvement d’eau

Prélevemend’eau

SEQ BIOAPTITUDE AUX USAGES


1 LOGICIEL DE CALCUL

La vocation de “boite à outils” du SEQ-Bio va depair avec un traitement croisé des paramètres utili-sés. Il n’est donc pas question de produire manuel-lement les différentes sorties informatives sur laqualité biologique.

Un logiciel de calcul, aujourd’hui en version “0”,permet de saisir ou d’importer les valeurs des para-mètres disponibles et fournit des planches de résul-tats annuelles ou plurianuelles sur la qualité biolo-gique d’une station de mesure. Les valeurs desparamètres saisies doivent être préalablement vali-dées par l’utilisateur.

L’application fonctionne sous Windows 3.1 et sousWindows 95. Durant quelques mois, elle aura pourprincipal objectif de permettre de tester les prin-cipes du SEQ-Bio et de procéder, le cas échéant,aux ajustements nécessaires.

2 CHOIX DE LA STATION

L’outil proposé fait partie intégrante du tryptiqueSEQ-Eau, SEQ-Physique, SEQ-Bio. L’évaluation dela qualité des cours d’eau au moyen de ces troisgrands types d’éléments suppose une approcherelativement coordonnée de ceux-ci, notammentdu point de vue de la représentativité spatiale desinformations utilisées pour procéder à cette évaluation.

La localisation pertinente des stations de mesuresdestinées à fournir les informations nécessaires àl’élaboration d’un diagnostic par le SEQ-Bio est,dans cette perspective, déterminante. Les stationsdevront être choisies pour leur représentativité dutronçon de cours d’eau étudié.

Mais le SEQ-Bio peut également être employépour d’autres objectifs, par exemple celui de suivredans le temps l’évolution de groupes biologiquesparticulièrement intégrateurs d’un type de pertur-bation sur lequel des programmes d’action sontengagés. Dans ce cas, les données recueillies surdes points singuliers choisis pour la sensibilité de lafaune à cette perturbation pourront être traitéespar le SEQ-Bio pour fournir un diagnostic limité àces groupes biologiques, sans porter de jugementsur la qualité biologique du cours d’eau lui-même.Cet exemple illustre le caractère de “boite à outils”du SEQ-Bio.

19

L’UTILISATIONDU SEQ-BIO



20

L’UTILISATION DU SEQ-BIO

3 PRESENTATION DES RESULTATS

Le logiciel informatique restitue les résultats sousforme de planches sur lesquelles sont mentionnésles différents niveaux d’intégration de l’information :groupes biologiques, compartiments physiques,cours d’eau dans son ensemble, problèmes et phénomènes biologiques particuliers, usagesanthropiques.

Les résultats sont fournis sous forme :

• d’une planche annuelle (cf. page 6).

Elle utilise les résultats obtenus au cours d’uncycle saisonnier, repéré par l’année civile.

Certains paramètres ne faisant pas nécessaire-ment l’objet de mesures annuelles, il est possibleque les données disponibles soient insuffisantespour qualifier les groupes biologiques et /ou lessous-unité physiques et qu’elles ne permettentdonc pas d’évaluer la qualité biologique du coursd’eau dans son ensemble.

• d’une planche pluriannuelle

Cette planche, de même forme que la plancheannuelle, permet de pallier le problème évoquéci-avant. Elle permet également, dans le cas deparamètres mesurés à une fréquence égale ousupérieure à la fréquence annuelle, de fournir undiagnostic biologique plus indépendant de lavariabilité naturelle des peuplements.

L’évaluation de la qualité des groupes biolo-giques est obtenue en calculant la moyenne desindices obtenus chaque année.

Le choix de la chronique de données utilisée pourl’évaluation est laissé à l’appréciation de l’utilisa-teur, seul juge de la représentativité des donnéesemployées pour illustrer la période étudiée.

4 ARTICULATION AVEC SEQ-EAU ET SEQ-PHYSIQUE

Les 3 volets du SEQ présentent des caractéris-tiques communes :

• une approche par groupes de paramètres (altéra-tions ou critères),

• une évaluation des incidences des niveaux dequalité sur le fonctionnement écologique et surles usages anthropiques,

• une prise en compte de la diversité des types decours d’eau et de leurs spécificités écorégionales,

• une aggrégation des résultats à des échellesd’espace comparables.

Ces caractéristiques architecturales, volontaire-ment très voisines, assurent non seulement la cohé-rence des trois volets mais aussi leur complémenta-rité et leur capacité à permettre une évaluationsynthétique de la qualité des cours d’eau paraggrégations successives.

Les différents niveaux d’aggrégation fournis (para-mètres, altérations/critères, sous-unité physiques,qualités biologique, physique ou chimique, ...) permettent :

• de fournir les éléments d’interprétation de la qua-lité biologique observée en utilisant les informa-tions issues des volets “eau” et “milieu physique”,

• d’évaluer la qualité écologique des cours d’eauen considérant les niveaux de qualité des élé-ments biotiques et abiotiques des hydrosys-tèmes,

• de communiquer avec des interlocuteurs divers :techniciens, décideurs, grand public, ... notam-ment en identifiant :1 : les incidences de la qualité sur les usages et le

fonctionnement écologique des cours d’eau,2 : les causes responsables des dysfonctionne-

ments constatés.


Dans sa version actuelle, le SEQ-Bio est déjà opé-rationnel pour fournir des indications, au moinspartielles, sur la qualité biologique des cours d’eau.

La mise en oeuvre du SEQ-Bio implique néanmoinsune modification substantielle des bases de don-nées biologiques actuelles : celles-ci devront êtremodifiées et complétées pour resituer les stationsde mesure dans leur contexte typologique (régio-nal et longitudinal) d’une part, et pour élargir lagamme de paramètres descriptifs d’autre part.

Une caractérisation plus complète de la qualité bio-logique et une meilleure exploitation des donnéesdisponibles ou facilement accessible requièrentdes investigations complémentaires. On peut dis-tinguer deux grands types :

• les investigations nécessaires à court terme pourtester la version “0” actuelle de l’outil,

• les investigations nécessaires à plus ou moinslong terme pour enrichir les produits de sortie duSEQ-Bio et impliquant des développementsméthodologiques.

1 TESTS DE LA VERSION ACTUELLE

La production d’une première version validée del’outil de calcul suppose la mise en oeuvre desactions suivantes :

• test des seuils proposés pour paramètres actuel-lement disponibles : rapport chlorophylle a/pig-ments totaux, IOBS et pourcentage de tubificidaesans soies capillaires.

• acquisition de données complémentaires lors desopérations de terrain menées pour l’établissementdes indices biologiques (cf. fiche annexe) : propor-tion de cyanophytes, proportion d’euglènes, pré-sence/absence de bactéries filamenteuses, présen-ce de fleur d’eau, pourcentage de recouvrementpar le Potamot pectiné, invertébrés et poissonsproliférants.

• acquisition de données sur les comunautés d’in-vertébrés de sites non ou très peu perturbés, pouraffiner les valeurs de référence employées pourinterpréter l’IBGN.

2 DEVELOPPEMENTSMETHODOLOGIQUESFUTURS

La première version du SEQ-Bio ne constitueraqu’une étape dans l’évaluation de la qualité biolo-gique des cours d’eau. Elle doit en effet être com-plétée, au moins pour certains types de coursd’eau, par l’intégration d’autres groupes biolo-giques, les poissons en particulier, et par la carac-térisation biologique des divers constituants phy-siques peu ou pas pris en compte aujourd’hui (lit majeur, berges, interface avec le sous-écoule-ment), témoignant de la bonne fonctionnalité desgrands hydrosystèmes.

A cet effet, les actions suivantes devront être engagées :

• intégration des résultats des études en cours ouen projet (indice poisson, indice macrophytesGIS), pour renseigner des groupes biologiquescomplémentaires (végétaux, poissons) du critèreintégrité biologique, et certains autres critères(état sanitaire, dont l’évaluation pourra concernerles peuplements pisciaires - cf. indice poisson).

• proposition d’indicateurs pour les critèrescomplémentaires, essentiellement à partir desdonnées acquises pour l’évaluation d’autresparamètres ou dont l’acquisition est possible lorsdes opérations de terrain avec un effort limité :faune et flore remarquable, faune et flore polluo-sensible, réseau trophique, richesses taxono-miques (recherche de références).

D’autres développements devraient permettre dedoter le SEQ-Bio des paramètres nécessaires à unemeilleure évaluation de la qualité biologique decertains types de cours d’eau, des grands hydro-systèmes complexes notamment :

• proposition de paramètres pour évaluer la quali-té des communautés terrestres dépendantes dela présence des cours d’eau (indice oiseaux encours),

• application et tests de paramètres fondés surl’examen des communautés aquatiques de l’in-terface entre les eaux de surface et les eauxsouterraines.

21

PERSPECTIVES




Pondérationsdu SEQ physique (Version 0)Torrents montagne111Torrentslit mobile112Rivières torrentielles mobiles113/114Torrentsmoyenne montagne121/122Rivières moyenne montagne123Hauts plateaux cristallins211/212/213Bas plateauxroches massives214Bas plateauxroches tendres215Plateauxargilo-sableux221Rivièressur cailloutis222Rivièresde nappe alluviale223Plateaux calcaires231/232

Vallées calcaires233

Plateaux etplaines crayeux234/320Phréatique de la craie235

Grands cours d'eaudynamique lente241Hydrosystèmes fluviaux242

Plaines sableuses310

Plateauxargilo-limoneux330Cours d'eau des maraisEstuaires et deltas340

Lit majeur %Berges %Lit mineur %10306010306033 333310306020305020 3050203050333333333333333333333333203050402040204040333333402040333333204040402040333333

Torrents 111/112/121/122

103060

REGROUPEMENTS SEQ-BIO

Hauts plateaux 123/221/212/213/214/

231/232203050

Roches tendres 215Plateaux argilo-sableux 221

333333

Vallées calcaires 233Grands cours d'eau lents 241Plateaux argilo-limoneux 330

402040

Plateaux et plaines crayeux234/320

204040

Rivières à lits mobiles 113/114/222/242Rivières de nappes 223/235Marais, estuaires, 340/400

333333

Plaines sableuses 310

204040

1 PONDERATIONS DES SOUS-UNITES PHYSIQUES

ANNEXES

2 ACQUISITIONDE PARAMETRES COMPLEMENTAIRES :FICHE DE TERRAIN

23

AGENCES DE L’EAU - R.N.B.

COLLECTE D’INFORMATIONS BIOLOGIQUES COMPLEMENTAIRES AUX INDICES GLOBAUX

Fiche de Terrain

Cours d'eau : Nom station : n° RNB : Date :

Bactéries (et champignons) filamenteuses de la matière organique et du soufre (“queues de mouton”)

absence filaments isolés tapis continu sur le lit du cours d’eau

Fleur d’eau algale

absence localisée généralisée

Algues filamenteuses

% de recouvrement

0 - 10 % 10 à 30 % 30 à 50 % 50 à 80 % 80 à 100 %

Recouvrement du potamot pectiné

0 - 10 % 10 à 30 % 30 à 50 % 50 à 80 % 80 à 100 %

Prolifération d’invertébrés : Bryozoaires - Bivalves (Dreissena, Corbiculidés) ; Crustacés (Crabe chinois, écrevisses américainesou non indigènes, Corophium)

absence individus isolés proliférations



24

3 MODE DE CALCULDE LA RICHESSE DE L’INFORMATION

Cet indicateur permet d’évaluer si la quantité d’in-formation utilisée pour établir un diagnostic de laqualité biologique globale du cours d’eau est par-tielle, correcte ou bonne. Il ne préjuge pas de laqualité des informations utilisées (il est admis queles données utlisées par le SEQ-Bio doivent êtrepréalablement validées).

L’idée sous-tendue est qu’il est nécessaire d’acqué-rir une information plus riche sur les hydrosystèmesles plus complexes. Cet indicateur permet donc dejuger de la robustesse du diagnostic formulé et demettre en évidence les situations dans lesquellesles données acquises sont insuffisantes pour dispo-ser d’une évaluation globale a minima bonne, sinontrès bonne.

La valeur de l’indicateur est fonction du nombre degroupes biologiques pris en compte et du poidsrelatif des compartiments physiques du type decours d'eau concerné. Dans tous les cas, le com-partiment physique “lit mineur” constitue l’in-formation minimale requise, dans les conditionsde qualification exigées (évaluation à partir d’ungroupe végétal et d’un groupe animal, a minima).

Son principe de calcul est le suivant :

information biologique = somme des poids desgroupes biologiques multipliée par le poids ducompartiment physique.

La grille d’interprétation de l’indice est la suivante :

Exemples :

• Pour un torrent de montagne (type 111), lorsqueun groupe végétal (0,30) et un groupe animal(0,30) qualifient le lit mineur (0,60), la richesse del’information biologique est de : (0,30 + 0,30) x 0,60 = 0,36 (information bonne).

• Pour un cours d’eau sur sables (type 310), lors-qu’un groupe végétal (0,30) et un groupe animal(0,30) sont qualifiés pour le lit mineur (0,40) ainsique la flore (0,50) et la faune riveraines (0,50) pourles berges (0,40), la richesse de l’information bio-logique renseignant le SEQ bio est de : ((0,30 + 0,30) x 0,40) + ((0,50 +0,50) x 0,40) = 0,64(information très bonne).

Remarque : Pour ce type de cours d’eau, une éva-luation basée sur un groupe végétal et un seulgroupe animal du lit mineur ne fournira qu’uneinformation partielle (indice = 0,24).


Valeur de l’indiceInformation biologique partielle bonne très bonne

0 0,30 0,60

ANNEXES

4 RECOMMANDATIONSPOUR LA COLLECTEDES DONNEES

25ETUDES DES AGENCES DE L’EAU N°77

SYSTEME D’EVALUATION DE LA QUALITEBIOLOGIQUE DES COURS D’EAU

Paramètre

Rapport moyen chlorophylle/pigments totauxProportion de cyanophytes dans le phytoplancton ou le périphytonProportion d'euglènesdans le phytoplancton ou le périphytonIBD

IBGN

IBGA

IOBS

Bactéries filamenteuses

Concentration chlorophylle aet phéopigments

Observation de fleursd'eau

% recouvrement desalgues filamenteuses

% recouvrement duPotamot pectiné

Invertébrés proliférants

Poissons proliférants

Type de prélèvementPrélèvement d'eau dans le cadre des réseauxSpécifique :- au filet 20 µm- type périphyton

Spécifique :- au filet 20 µm- type périphytonSpécifique

Spécifique

Spécifique

Spécifique

Observation complémentaire dans le cadre des réseauxPrélèvements d'eau dans le cadre des réseaux

Observation complémentaire dans le cadre des réseauxObservation complémentaire dans le cadre des réseauxObservation complémentaire dans le cadre des réseauxObservation complémentaire dans le cadre des réseauxInformation extraite d'un sondage ou d'un inventaire

Type de cours d’eauA partir des bas plateaux215 à 400Tous types saufles torrents111 à 112

Tous types saufles torrents111 à 112Tous types de cours d’eauCours d’eauprofonds exclusGrands cours d'eauprofondsTous types de cours d'eau avecsédiments fins(sables à limons)Cours d’eaupeu profonds

A partir des bas plateaux 215 à 340

Tous types de cours d’eau

Cours d’eaupeu profonds

A partir des bas plateaux 215 à 340



Nombre minimal de mesures4 impérativementde mars à octobreinclus1 en basses eauxd’été(07 à 09 inclus)

1 en basses eauxd’été(07 à 09 inclus)1

1

1

1

1

4 impérativementde mars à octobreinclus

1

1

1

1

1

Valeurretenuela médiane

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

- la plus mauvaisesur au moins 4 mesures

- au delà de10 valeurs, règle des 90%

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

la plus mauvaise

Remarques

Préconisé sieutrophisationsuspectée

Préconisé si pollution organiquesuspectée

Préconisée si pollution par lesmicropolluants suspectéeA faire en routinedans le cadre des réseaux

A faire en routinedans le cadre des réseaux




PROGRAMMES D’ETUDES

INTER-AGENCES/DIRECTION DE L’EAU

47 Référenciel de l’utilisation des bioadditifs dansles milieux aquatiques (1996)

48 Impact de la nouvelle directive européennerelative à la qualité des eaux destinées à la consom-mation humaine (1996)

49 Etude bibliographique sur les pollutions acci-dentelles (1996)

50 Guide de l’autosurveillance des systèmes d’as-sainissement (1997)

51 La gestion intégrée des rivières – guide métho-dologique (1997)

52 Système d’évaluation de la qualité des coursd’eau SEQ-eau

Etude de rodage – rapport final (1997)

53 Seuils de qualité pour les micropolluants orga-niques et minéraux dans les eaux superficielles –synthèse (1997)

54 Optimisation du volet micropolluants du RNB –guide méthodologique (1997)

55 Les bryophytes aquatiques comme outils desurveillance de la contamination des eaux cou-rantes par les micropolluants métalliques (1997)

56 Etude méthodologique de l’impact de déverse-ments en temps de pluie.

Application à la rivière l’Orne – Synthèse (1997)

57 Traitement phytosanitaire et qualité des eauxde drainage (1997)

58 Modes d’utilisation des produits phytosanitairesen France (1997)

59 Réglementations de l’usage des phytosanitairesen Europe (1997)

60 Guide d’inondabilité (1997)

61 Intérêts et contraintes du recyclage agricole desboues (1998)

62 Limnologie appliquée au traitement des plansd’eau (1998)

63 Efficacité de dispositifs enherbés pour luttercontre la pollution par les phytosanitaires (1998)

64 Rapport de présentation du Système d’Evaluationde la Qualité de l’Eau dans les cours d’eau (1998)

65 Gestion des transports solides et des attérisse-ments (1999)

66 Les techniques végétales appliquées aux plansd’eau marnants (1999)

67 Bilan et analyses des expériences positives enmatière de mise en place de périmètres de protec-tion des captages (1999)

68 Biologie et écologie des espèces végétalesaquatiques proliférantes (1999)

69 Programme AGREV (Agriculture-environnement/Vittel) (1999)

70 Audit comparatif des filières d’élimination desboues d’épuration (1999)

71 Effets de l’extraction des granulats sur lesmilieux aquatiques (1999)

72 Les outils d’évaluation de la qualité des coursd’eau. Principes généraux (1999)

73 La politique Agricole Commune et ses consé-quence sur les ressources en eau. Bilan et perspec-tives (1999)

74 Etude d’opinion auprès des usagers des ser-vices d’eau et d’assainissement (1999)

75 Protection des captages d’eau de surface :quelles stratégies ? (1999)

COLLECTION DES CAHIERS TECHNIQUES INTER-AGENCESListe des publications au 1er octobre 1999



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LES ETUDES DES AGENCES DE L’EAU - km-dev.com · Le SEQ-Bio est, dans sa version “0” un outil...

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