Réalisation de prélèvements et d'analyses ...

JANVIER 2014

Agence de l’Eau Artois-Picardie

ASCONIT Consultants

Agence Sud 3, Boulevard de Clairfont

Bât. G

66350 TOULOUGES

Tel. : 04.68.83.42.06 Fax : 04.68.83.32.25

Phytoplancton – Lot 3

Marché n°: 12036

Réalisation de prélèvements et d'analyses phytoplanctoniques

sur 5 plans d’eau dans le bassin Artois-Picardie

RRRAAAPPPPPPOOORRRTTT DDD’’’EEETTTUUUDDDEEE 222000111333

Photo : Asconit ConsultantsPhoto : Asconit Consultants



JANVIER 2014

Principaux Contacts : AGENCE DE L’EAU ARTOIS-PICARDIE : Christophe LESNIAK [email protected] ASCONIT CONSULTANTS : Etienne PONTON [email protected] Véronique JACQUET [email protected]

Phytoplancton de 5 plans d’eau d’Artois-Picardie Synthèse 2013– Lot 3

ASCONIT CONSULTANTS

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SOMMAIRE

1. INTRODUCTION ............................................................................................ 4

2. SITES ET METHODOLOGIE ............................................................................. 5

2.1. STATIONS DE PRELEVEMENTS ...................................................................... 5 2.2. ECHANTILLONNAGE DU PHYTOPLANCTON ...................................................... 5 2.3. ANALYSE DU PHYTOPLANCTON .................................................................... 6

2.3.1. Analyse quantitative .............................................................................. 6 2.3.2. Indice Planctonique (IPL) ........................................................................ 7 2.3.3. Indice Planctonique Lacustre (IPLAC) ...................................................... 8 2.3.4. Chlorophylle a et Phéopigments .............................................................. 9

3. ANALYSE PAR PLAN D’EAU .......................................................................... 10

3.1. ETANG DE ROMELAERE (FRAL01) ......................................................................11 3.2. MARE A GORIAUX (FRAL02) ............................................................................13 3.3. ETANG DU VIGNOBLE (FRAL03) ........................................................................15 3.4. ETANG D'ARDRES (FRAL04) ............................................................................17 3.5. LAC DE VAL JOLY (FRB2L05) ...........................................................................19

4. CONCLUSION .............................................................................................. 21

ANNEXES .......................................................................................................... 22


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4

11.. IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la Directive Cadre Européenne sur l’Eau (DCE) du

18 juillet 2000, sur les plans d’eau. Cette réglementation vise à conserver ou améliorer

l’état des hydrosystèmes pour atteindre le « bon état », de façon à garantir la durabilité de

la ressource en eau et des biocénoses associées.

Ces objectifs de qualité devant être définis dans le cadre de la DCE et déclinés en états

écologique et chimique, devraient être atteints en 2015.

Un programme de surveillance a été établi pour suivre l’état écologique et l’état chimique

des eaux douces de surface. Ce programme comporte plusieurs volets dont le contrôle de

surveillance et le contrôle opérationnel. Le contrôle de surveillance consiste à déterminer

l’état général des eaux, notamment à l’échelle européenne. Le contrôle opérationnel cible

plus particulièrement les masses d’eau identifiées comme risquant de ne pas répondre à

leurs objectifs environnementaux et d’évaluer l’efficacité des actions de protection et de

restauration qui seront mises en œuvre.

Les outils pour cette surveillance sont multiples et les algues planctoniques constituent un

élément fondamental en matière de bio-indication.

La présente étude vise à connaître les caractéristiques phytoplanctoniques de 5 plans d’eau

du bassin Artois-Picardie par l’identification et le dénombrement des populations algales à

partir d’échantillons d’eau naturelle en 2013, 2014 et 2015.

Ce rapport fait état de la composition du peuplement phytoplanctonique au niveau de 5

plans d’eau artificiels. En raison de la notification tardive du marché, la campagne

hivernale 2013 n’a pas été effectuée. Trois campagnes d’échantillonnage ont donc été

réalisées au printemps, en été et en automne 2013.

Le phytoplancton est étudié en termes de densités cellulaires et de biovolumes (ou

biomasse) à partir de prélèvements d’eau brute. Les données ont été bancarisées à l’aide de

l’outil PHYTOBS (version 2.1.2).

Des dosages de chlorophylle a et de phéopigments ont été réalisés à chaque campagne afin

de pouvoir calculer l’Indice Planctonique LAcustre (IPLAC).

Les résultats sont donnés sous forme de tableaux en annexes.


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5

22.. SSIITTEESS EETT MMEETTHHOODDOOLLOOGGIIEE

22..11.. SSTTAATTIIOONNSS DDEE PPRREELLEEVVEEMMEENNTTSS

Le tableau 1 et la carte 1 récapitulent les plans d’eau qui ont fait l’objet du suivi du

phytoplancton en 2013. Chaque lac a été visité trois fois entre mai et septembre (au

printemps, en été et en automne).

Tableau 1. Liste des plans d’eau relatifs aux relevés de phytoplancton

Code ME Nom Type Dép. Alt. (m) Prof. Moy. (m) Superf. (ha)

FRAL01 Etang de Romelaere A13b 62/59 3 1,7 104

FRAL02 Mare à Goriaux A16 59 21 1 78

FRAL03 Etang du vignoble A14 59 23 1,6 54

FRAL04 Etang d'Ardres A13b 62 5 1,5 64

FRB2L05 Lac de Val Joly A6a 59 175 1,6 180

Carte 1 : Localisation des stations – Lot 3 – Phytoplancton 2013

22..22.. EECCHHAANNTTIILLLLOONNNNAAGGEE DDUU

PPHHYYTTOOPPLLAANNCCTTOONN

Les prélèvements de phytoplancton ont été réalisés par ASCONIT Consultants en simultanée

avec le bureau d’études CAR (prélèvements en vue d’analyses physico-chimiques). Les

échantillons ont ensuite été acheminés au laboratoire de l’agence Centre-Auvergne à


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Jozerand (63), pour les analyses. Les échantillons d’eau brute destinés à l’analyse de la

chlorophylle a ont été envoyés, par transporteur, au laboratoire Carso de Lyon.

Chaque plan d’eau a fait l’objet de prélèvements au niveau d’un point central (point de plus

grande profondeur).

Les prélèvements destinés à l’analyse quantitative du phytoplancton ont été réalisés à l’aide

d’une bouteille de type Van Dorn à différentes profondeurs sur une tranche d’eau dont la

hauteur était égale à 2,5 fois la profondeur de disparition du disque de Secchi. Au moins

cinq prélèvements élémentaires ont ainsi été réalisés ; le mélange et l’homogénéisation

des prélèvements élémentaires constituent un échantillon intégré.

Un échantillon de 0,5 litre a été prélevé après homogénéisation de l’échantillon intégré et

conditionné dans un flacon en verre sombre ou en polypropylène ; il a immédiatement été

fixé au lugol.

Les flacons destinés aux dénombrements phytoplanctoniques ont été maintenus au frais et

à l’obscurité (glacières munies de pains de glace réfrigérés chaque jour), jusqu’à leur

acheminement au laboratoire d’analyses.

22..33.. AANNAALLYYSSEE DDUU PPHHYYTTOOPPLLAANNCCTTOONN

2.3.1. ANALYSE QUANTITATIVE

Le dénombrement des cellules algales a été effectué selon la méthode Utermöhl,

conformément à la norme AFNOR NF EN 15204/T 90-379 de décembre 2006, au moyen

d’un microscope inversé (Leica, type DMI 3000B).

Après homogénéisation de l’échantillon, un volume réduit d’eau brute est préalablement mis

à sédimenter dans une chambre de sédimentation Hydro-Bios.

Le temps de sédimentation des algues varie selon le volume d’échantillon mis à décanter

(avec le lugol, de l’ordre de 4 heures par cm de hauteur de colonne). Les dénombrements

sont effectués sous un objectif de grossissement 63x à immersion. Selon la densité

phytoplanctonique, un nombre variable de champs est compté. Conformément à la norme

AFNOR NF EN 15204/T 90-379, une fidélité de comptage de 5% est respectée en comptant

(au moins) 400 objets algaux. Les recommandations de Olrik et al., (1998) 1 , sont

également prises en considération, notamment la nécessité de compter au moins 100

individus du taxon le plus abondant. Notons que les cellules vides (dépourvues de plastes)

ne sont pas comptées.

Les organismes phytoplanctoniques sont identifiés au niveau de l'espèce lorsque les critères

utiles sont accessibles par l'observation en microscopie optique. Pour les organismes les

plus petits ainsi que pour ceux dont l'allure générale n'est pas suffisante pour l'identification

spécifique, les espèces sont dénombrées par genre, voir par groupe.

La densité (N) des différents groupes algaux rencontrés est déterminée à l’aide de la

formule suivante :

N = nxS / sxv

Avec n : le nombre de cellules comptées,

S : la surface de la cuve à sédimenter,

s : la surface observée,

v : le volume sédimenté.

1 OLRIK, K., P. BLOMQUIVST, et al. (1998). "Methods for quantitative assessment of phytoplankton in freshwater". Stockholm.


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Un filament est considéré comme un individu et le nombre de cellules est obtenu en

rapportant à la longueur du filament la longueur d’une cellule, dimensions mesurées à l’aide

d’un micromètre oculaire. De la même façon, le nombre de cellules des algues coloniales est

estimé par la mesure des dimensions de la colonie (forme rapportée à la géométrie la plus

proche). Pour les formes simples (Scenedesmus sp., Pediastrum sp…), le nombre de cellules

est déterminé au moment du comptage.

Au cours de cette étape, les diatomées sont comptées globalement ; leur identification au

niveau spécifique est rarement possible. Les nombreuses diatomées présentes dans les

échantillons nous ont donc contraintes à réaliser de nombreux traitements (conséquences

importantes pour le travail analytique).

Les résultats sont fournis en annexes sous forme de tableaux obtenus à partir de l’outil de

comptage et de saisie du phytoplancton PHYTOBS V2.1.2. La densité de chaque taxon est

exprimée en nombre de cellules par millilitre ; les biovolumes cellulaires des principaux

taxons ont été tirés de la base données PHYTOBS. Le biovolume phytoplanctonique total est

rapporté à la densité cellulaire de chaque taxon ; il est exprimé en mm3/l. A titre informatif,

l’équivalent en terme de biomasse est 1 mm3/l = 1 mg/l.

Calcul des biovolumes manquants

Les biovolumes ont été calculés à l’aide de l’outil de comptage PHYTOBS dont la base de

données est l’une des plus complètes à ce jour. Cependant, certains biovolumes étant

manquants ou certains taxons présentant une taille significativement différente de celle

habituellement rencontrée, les biovolumes ont été calculés par l’opérateur à la suite du

comptage.

Mesure des dimensions

Les dimensions sont mesurées pour chaque taxon sur 30 individus minimum (si possible).

Des valeurs pour chaque classe de taille sont établies pour tous les paramètres nécessaires

au calcul des biovolumes (longueur, largeur, diamètre, hauteur…). Afin de réduire les

imprécisions dans la mesure des dimensions, celle-ci s'effectue à fort grossissement, au

microscope droit, entre lame et lamelle. Pour les organismes de taille inférieure à 10 µm, le

grossissement x1000 est utilisé.

Calcul des biovolumes

Le biovolume de chaque taxon est déterminé à l'aide des dimensions préalablement établies

et de la formule géométrique de la forme la plus proche. Les dimensions des individus

seront alors entrées dans le module de calcul des biovolumes de PHYTOBS qui permet de

choisir la forme géométrique la mieux adaptée.

Tous les résultats ont été bancarisés à l’aide de l’outil PHYTOBS de l’IRSTEA (version la plus

récente, actuellement version 2.1.2). Cela permet d’avoir les noms et les codes taxons ainsi

que les codes SANDRE à jour.

2.3.2. INDICE PLANCTONIQUE (IPL)

Le phytoplancton est un des éléments biologiques identifiés par la Directive Cadre

Européenne sur l’Eau (DCE) sur les plans d’eau pour participer à la définition de l'état

écologique de ces masses d'eau.

L’Indice Planctonique (IPL) ou Indice Phytoplancton (CEMAGREF, 2003) est considéré


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jusqu’à présent comme un bon indicateur du niveau trophique. Cet indice, plus performant

que l’Indice Chlorophylle (IC) ou que l’Indice Trophique Planctonique (ITP - 1990), ne prend

pas en compte la biomasse chlorophyllienne comme auparavant ; l’échelle de qualité des

groupes algaux repères a été élargie. Ceci donne ainsi, dans le calcul, un poids plus élevé

aux communautés algales les plus liées à l’eutrophisation (Cyanophycées, Euglénophycées).

Cet indice se calcule théoriquement à partir de prélèvements au filet. Cependant nous

l’avons calculé à partir des prélèvements d’eau brute et des résultats issus de la méthode

Utermöhl après conversion des biovolumes de chaque taxon en abondances relatives

(méthode recommandée par l’IRSTEA, C. Laplace-Treyture, comm. pers.).

L’IPL est construit pour s’échelonner en fonction de la dégradation de la qualité du milieu

suivant une échelle de 0 à 100.

IPL = moyenne de ∑Qi x Aj

Avec Qi = poids attribué à chaque groupe phytoplanctonique,

et Aj = note de 0 à 5 en fonction de l'abondance de chaque groupe (Tab. 2).

Tableau 2 : Poids attribué à chaque groupe et note attribuée en fonction de l’abondance pour le calcul de l’IPL.

Groupes algaux Qi Abondance relative AjDesmidiées 1 0 à ≤ 10 0

Diatomées 3 10 à ≤ 30 1

Chrysophycées 5 30 à ≤ 50 2

Dinophycées & Cryptophycées 9 50 à ≤ 70 3

Chlorophycées (sauf Desmidiées) 12 70 à ≤ 90 4

Cyanophycées 16 90 à ≤ 100 5

Eugléniens 20

Le calcul de l’IPL s’effectue à partir des trois campagnes de plus forte production biologique.

La moyenne des trois valeurs obtenues permet d’obtenir l’IPL et une classe de qualité des

eaux qui lui est associée (Tab. 3).

Tableau 3 : Limites de classes et qualités des eaux associées à l’IPL pour des plans d’eau d’origine naturelle.

Très Bonne Bonne Moyenne Médiocre Mauvaise

Limites de classes

Indice Planctonique (IPL) <25 25 < IPL < 40 40 < IPL < 60 60 < IPL < 80 > 80

L’indice planctonique est aussi interprété selon la grille suivante :

Valeur de l'indice 0 20 50 100

Niveau trophique mésotrophe eutropheoligotrophe

2.3.3. INDICE PLANCTONIQUE LACUSTRE (IPLAC)

L’IRSTEA de Bordeaux finalise actuellement un nouvel indice DCE compatible pour évaluer

l’état écologique des plans d’eau : l’IPLAC (Indice Phytoplancton LACustre) qui a vocation

de remplacer l’IPL. Il n’est actuellement pas encore validé au niveau national. L’IRSTEA

étant le seul détenteur de l’outil de calcul, son utilisation est limitée.

Les données ont été envoyées directement à Christophe Laplace-Treyture de l’Irstea de

Bordeaux, afin de réalisés les calculs de l’IPLAC, sur les 5 plans d’eu étudiés.


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Cet indice intègre deux métriques, la Métrique Biomasse Algale (MBA) et la Métrique

Composition Spécifique (MCS).

La MBA se base sur le rapport entre la concentration référence en chlorophylle a dans des

conditions de références et la moyenne de celle en chlorophylle a ([Chlo a]) sur la période

de végétation, c’est-à-dire sur toutes les campagnes, exceptée l’hivernale. La concentration

de référence est donnée par la formule suivante, basée sur la profondeur moyenne (Pmoy)

du plan d’eau :

Référence =10 0,754−0,489×log(Pmoy)

La MCS donne une note suivant la présence d’un taxon (basée sur le biovolume), son

coefficient de sténoécie et sa côte spécifique. Il faut calculer en premier lieu la MCS pour

chaque campagne de forte production biologique (printemps, été et automne) avec la

formule suivante :

Avec Bi : Biomasse de l’espèce i en mg/l = (Biovo) i x ASi

(Biovo) i : Biovolume unitaire de l’objet compté o pour le taxon i en μm3

ASi : Abondance du taxon i en nombre d’objet algaux/ml

CSi : Cote Spécifique de l’espèce i de 0 à 20

Si : Coefficient de Sténoécie de l’espèce i de 1 à 3

La moyenne des MCS des 3 campagnes donne la note finale de la MCS.

Ces deux métriques sont alors transformées en valeur EQR : rapport entre la valeur de la

métrique mesurée et la valeur de la métrique dans des conditions de référence.

Un poids plus important est attribué à la MCS qu’à la MBA. L’IPLAC est donné par la formule

ci-après :

2.3.4. CHLOROPHYLLE A ET PHEOPIGMENTS

Les données de chlorophylle a sont comparés avec les seuils de l’arrêté du 25 janvier 2010

qui fixe les limites de chaque classe d’état en fonction de la profondeur moyenne du plan

d’eau.

La concentration en chlorophylle a est proportionnelle à la quantité de matière végétale

vivante alors que la concentration en phéopigments est corrélée à la matière végétale

morte. Le rapport [Chlorophylle a]/[Phéopigments] permet donc de calculer la vitalité du

peuplement. Lorsque ce rapport est supérieur à 1 cela signifie que le phytoplancton est

productif et que les conditions environnantes lui conviennent pour son développement.


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33.. AANNAALLYYSSEE PPAARR PPLLAANN DD’’EEAAUU

La densité de chaque taxon est exprimée en nombre de cellules par millilitre ainsi qu’en

biomasse (mg/l).

L’intégralité des résultats est présentée en annexes.

Ci-après figurent les principales données relatives à l’étude du phytoplancton, acquises pour

l’année 2013.

Dans les différents graphiques, la campagne hivernale n’ayant pas été réalisée,« C1 »,

« C2 » et « C3 » désignent respectivement les campagnes de printemps, d’été et

d’automne. Les résultats sont présentés sous la forme de fiches synthétiques mentionnant :

- un tableau récapitulatif des données algales et de concentration en chlorophylle a et

phéopigments ainsi que les différents indices calculés,

- la répartition du nombre de taxons recensés,

- l’évolution de la densité cellulaire (nombre de cellules/ml),

- l’évolution de la biomasse algale, en mg/l, ainsi qu’en terme de biomasse relative

des différents embranchements (% de la biomasse totale),

- un commentaire sur la particularité du peuplement et sur la classe de qualité du plan

d’eau vis-à-vis du phytoplancton d’après le calcul des deux indices, IPL et IPLAC.

Afin de rendre les résultats plus lisibles l’analyse qui suit a été réalisée selon les

embranchements auxquels les taxons appartiennent (classification PHYTOBS v.2.1.2). Le

code couleur suivant a été attribué pour chaque embranchement :

Bacillariophytes Cyanobactéries

Charophytes Dinophytes

Chlorophytes Euglénophytes

Cryptophytes Hétérokontophytes


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33..11.. EEttaanngg ddee RRoommeellaaeerree ((FFRRAALL0011))

Tableau 4 : Récapitulatif des données algales – FRAL01

23/05/13 31/07/13 26/09/13

64292,3 855596,7 496100,9

10,4 55,9 29,3

60 97 76

en cellules

abondance relative (%)

Aphanocapsa sp.

19,1

Aphanothece

smithii

12,8

Merismopedia

tenuissima

19,5

en biovolume

biovolume relatif (%)

Pediastrum

duplex

18,0

Scenedesmus

acuminatus

10,1

Dichotomococcus

curvatus

19,5

9 22 18

11 88 35

Etang de Romelaere

FRAL01

30

Espèce

dominante

Plan d'eau

Date de prélèvements

0,51IPLAC

[Chlorophylle a] (µg/l)

Concentrations cellulaires

(cellules/ml)

Biomasse (mg/l)

Richesse taxonomique (nb

taxon/récolte)

IPL

[Phéopigments] (µg/l)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C1 C2 C3

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000

800 000

900 000

C1 C2 C3

ETANG DU ROMELAERE

Cellule

s.m

l -1

Figure 1 : Répartition du nombre de taxons recensés – FRAL01

Figure 2 : Evolution de la densité cellulaire des différents embranchements – FRAL01

0

10

20

30

40

50

60

C1 C2 C3

ETANG DU ROMELAERE

Bio

masse (

mg/l

) .

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C1 C2 C3

ETANG DU ROMELAERE

Bio

mass

e r

ela

tive (

%)

.

Figure 3 : Biomasse algale en mg/l et en abondance de la biomasse totale – FRAL01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons

BACILLARIOPHYTA CHAROPHYTA CHLOROPHYTA CRYPTOPHYTA

CYANOBACTERIA DINOPHYTA EUGLENOZOA HETEROKONTOPHYTA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons




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Particularité du peuplement

Avec une moyenne de 78 taxons par relevé, le peuplement phytoplanctonique de l’étang de

Romelaere est marqué par une forte diversité. Un maximum de 97 taxons a été enregistré

lors de la campagne estivale. Les Chlorophytes sont les plus diversifiées tout au long du

suivi.

Les concentrations cellulaires varient fortement au cours de l’année avec un maximum en

été (plus de 850 000 cell./ml) notamment en raison du grand nombre de cyanobactéries

coloniales (Aphanothece smithii, Aphanocapsa delicatissima – considérées comme non

toxiques) et filamenteuse (Anabaena sp.- potentiellement toxique). A noter que le nombre

de cellules de cyanobactéries par ml est supérieur à 100 000, c’est à dire supérieur au seuil

de toxicité fixé par l’OMS dans le cadre de la veille sanitaire.

En terme de biomasse totale, l’évolution saisonnière est similaire à celle de la concentration

cellulaire : le minimum est obtenu au printemps et le maximum en été. Elle diminue de

moitié (de 55,9 à 29,3 mg/l) entre la deuxième et la troisième campagne.

En terme de biomasse, le peuplement est dominé par les Chlorophytes au printemps et en

été ; leur proportion diminue progressivement en faveur des cyanobactéries et des

Hétérokontophytes en automne. Lors de la première campagne, Pediastrum duplex participe

le plus à la biomasse, suivi de nombreuses espèces de Scenedesmus. Pediastrum duplex est

une Chlorophyte coloniale de grande taille, principalement rencontrée dans des eaux

eutrophes.

En été, l’espèce dominante est Scenedesmus acuminatus. Cette Chlorophyte coloniale est

caractéristique des eaux eutrophes à dystrophes. Dans le cas présent, elle est accompagnée

de nombreux Pediastrum boryanum (Chlorophyte typique des milieux eutrophes) ainsi que

d’autres espèces de Scenedesmus.

En septembre, l’espèce dominante est une Hétérokontophyte coloniale (Xanthophycées) :

Dichotomococcus curvatus (généralement inféodée aux eaux eutrophes). Les Chlorophytes

sont abondantes avec de nombreux Monoraphidium contortum (typique des eaux

eutrophes) tout comme les cyanobactéries (Phormidium sp., en particulier).

Selon l’arrêté du 25 janvier 2010, l’indice planctonique calculé à partir des biovolumes

indique que l’étang de Romelaere possède des eaux de bonne qualité et peut être considéré

comme un milieu mésotrophe. La note de 30 semble surestimée compte-tenue de

l’écologie des espèces trouvées dans les prélèvements.

Avec un IPLAC de 0,51, la qualité écologique du plan d’eau de Romelaere peut être qualifiée

de moyenne. Les deux métriques (MBA : chlorophylle a et MCS : composante spécifique)

donnent la même classe de qualité et semble mieux refléter le peuplement

phytoplanctonique que l’IPL.

Les valeurs de concentrations en chlorophylle a relevées dans ce plan d’eau sont corrélées

avec la biomasse algale (maximum en été). La valeur moyenne estivale (16,3 µg/l) indique

une qualité moyenne de l’eau.

La vitalité est inférieure à 1 lors des trois campagnes ce qui indique que le phytoplancton

n’est pas dans les conditions optimales pour son développement.


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33..22.. MMaarree àà GGoorriiaauuxx ((FFRRAALL0022))


22/05/13 30/07/13 26/09/13

33665,6 38326,5 24663,1

4,5 3,5 7,5

51 48 41

en cellules


Aphanizomenon

flos-aquae et

Aphanothece

clathrata

19,6 et 19,6

Aphanothece sp.

44,8

Cyclostephanos

dubius

19,1

en biovolume


Cryptomonas

ovata

25,3

Cryptomonas

ovata

27,0

Cyclostephanos

dubius

31,3

3 6 2

3 14 6

Mare à Goriaux

FRAL02

48

0,8

Espèce

dominante

Biomasse (mg/l)


taxon/récolte)

Plan d'eau



(cellules/ml)

IPL

IPLAC



0

10

20

30

40

50

60

C1 C2 C3

MARE A GORIAUX

nom

bre

de t

axons

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

35 000

40 000

45 000

C1 C2 C3

MARE A GORIAUX

Cellule

s.m

l -1



0

1

2

3

4

5

6

7

8

C1 C2 C3

MARE A GORIAUX

Bio

masse (

mg/l

) .

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C1 C2 C3

MARE A GORIAUX

Bio

mass

e r

ela

tive (

%)

.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons




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14


La richesse taxonomique de la mare à Goriaux est moyenne (47 taxons en moyenne) avec

un maximum au printemps (51 taxons). L’embranchement le plus diversifié est celui des

Chlorophytes tout au long du suivi (jusqu’à 29 taxons en été).

Les concentrations cellulaires sont relativement faibles avec un maximum en été (38 326

cell./ml). La majorité de cette densité est représentée par les cyanobactéries coloniales au

printemps (Aphanizomenon flos-aquae – potentiellement toxique et Aphanothece clathrata –

non toxique) ; ces dernières sont accompagnées de Chlorophytes (Didymocystis

inconspicua, Monoraphidium circinale…) en été. En automne, les diatomées et les

Chlorophytes représentent le plus grand nombre de cellules.

Les biomasses totales sont moyennes tout au long du suivi. Le maximum est atteint au mois

de septembre après avoir doublé depuis la précédente campagne (passage de 3,5 à 7,5

mg/l).

La proportion des différents embranchements en terme de biomasse est assez bien

équilibrée lors des différentes campagnes. Les diatomées et les Cryptophytes sont

dominantes au printemps, ce dernier embranchement s’impose avec les Chlorophytes en été

et les diatomées sont de nouveau dominantes à l’automne.

Au printemps, la Cryptophyte Cryptomonas ovata est dominante. Cette espèce est plutôt

signe de milieux mésotrophes à eutrophes. Elle est accompagnée de la diatomée

Cyclostephanos dubius et de la cyanobactérie filamenteuse Aphanizomenon flos-aquae

(potentiellement toxique). Ces deux derniers taxons sont généralement rencontrés dans des

milieux plutôt eutrophes.

Cryptomonas ovata domine toujours en été avec, en accompagnement, Cyclostephanos

dubius. En revanche, Aphanizomenon flos-aquae n’est plus présente.

En automne, Cyclostephanos dubius se développe au détriment de Cryptomonas ovata qui

régresse.

Le cortège de taxons dominants reste donc relativement stable tout au long de l’année.

L’IPL montre un plan d’eau de qualité plutôt moyenne avec des eaux mésotrophes. Cette

note semble refléter l’écologie des taxons présents dans les échantillons.

L’IPLAC montre un plan d’eau de très bonne qualité. En effet, les teneurs en chlorophylle a

sont très faibles ce qui qualifie la MBA de très bonne. La MCS vient modérer la note en

mettant en évidence une bonne qualité de l’eau du point de vue de la composition

spécifique.

D’après la valeur moyenne de concentration en chlorophylle a, la qualité de l’eau sur la

mare à Goriaux est très bonne. En effet, malgré sa faible profondeur, la quantité de

chlorophylle a est relativement faible tout au long de l’année (maximum 6 µg/l en été).

La vitalité est égale à 1 au printemps puis la concentration en phéopigments augmente lors

des campagnes suivantes ce qui indique que la quantité de matière morte est croissante.


ASCONIT CONSULTANTS

15

33..33.. EEttaanngg dduu VViiggnnoobbllee ((FFRRAALL0033))


22/05/13 30/07/13 25/09/13

263186,6 683365,0 390389,7

9,3 82,1 35,2

65 64 72

en cellules


Aphanocapsa

delicatiissima

24,5

Aphanizomenon

flos-aquae

58,0

Aphanocapsa

delicatiissima

37,1

en biovolume


Chlamydomonas

sp.

12,2

Aphanizomenon

flos-aquae

55,5

Phormidium sp.

53,1

12 33 10

12 59 12

IPLAC


(cellules/ml)

Biomasse (mg/l)


taxon/récolte)

IPL 52



Plan d'eau


0,6

Etang du Vignoble

FRAL03

Espèce

dominante

0

10

20

30

40

50

60

70

80

C1 C2 C3

ETANG DU VIGNOBLE

nom

bre

de t

axons

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000

800 000

C1 C2 C3

ETANG DU VIGNOBLE

Cellule

s.m

l -1



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

C1 C2 C3

ETANG DU VIGNOBLE

Bio

masse (

mg/l

) .

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C1 C2 C3

ETANG DU VIGNOBLE

Bio

mass

e r

ela

tive (

%)

.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons




ASCONIT CONSULTANTS

16


Avec 67 taxons en moyenne en 2013, la richesse taxonomique de l’étang du Vignoble est

relativement bonne et assez constante (maximum de 72 taxons au mois de septembre). Les

Chlorophytes sont les plus diversifiées dans tous les prélèvements avec jusqu’à 43 taxons

de ce groupe recensés au printemps.

Les concentrations cellulaires sont relativement élevées (maximum de 683 365 cell./ml en

été) essentiellement dû à la forte présence de cyanobactéries coloniales au printemps

(Aphanocapsa delicatissima, Cyanocatena planctonica, Aphanothece clathrata – non

toxiques), d’Aphanizomenon flos-aquae et Planktothrix rubescens en été (cyanobactéries

filamenteuses potentiellement toxiques) et de nouveau d’Aphanocapsa delicatissima en

automne. On note qu’en été et en automne, la concentration cellulaire en cyanobactéries

dépasse le seuil sanitaire de 100 000 cell./ml fixé par l’OMS. De plus, en été, les

cyanobactéries observées sont potentiellement toxiques.

La biomasse totale varie considérablement d’une campagne à l’autre ; elle oscille entre 9,3

mg/l au printemps et 82,1 mg/l en été.

La proportion de Chlorophytes en terme de biomasse est très importante au mois de mai

avec de nombreux Chlamydomonas ainsi que de nombreuses espèces appartenant au genre

Scenedesmus. Ces genres plutôt ubiquistes sont généralement rencontrés dans des eaux à

caractère eutrophe.

En été, Aphanizomenon flos-aquae domine largement le peuplement puisqu’il compose plus

de 55% de la biomasse phytoplanctonique totale. Cette cyanobactérie est généralement

rencontrée dans les plans d’eau de qualité plutôt médiocre et eutrophes. Le nombre

important de Closterium est responsable de l’augmentation de la biomasse des

Charophytes.

Au mois de septembre, Phormidium sp. (cyanobactérie filamenteuse difficilement

identifiable à l’espèce) est dominante. La difficulté d’identification ne permet pas de donner

les caractéristiques écologiques de ce taxon.

L’IPL de 52 montre un plan d’eau de qualité moyenne qui peut être considéré comme

eutrophe. La forte présence de cyanobactéries et l’écologie des espèces retrouvées

semblent confirmer cette note.

Tout comme l’IPL, l’IPLAC met en évidence la qualité moyenne de l’étang du Vignoble. La

concentration en chlorophylle a classe le plan d’eau en qualité moyenne alors que la MCS

est moins sévère avec une bonne classe de qualité. Cette dernière métrique est à prendre

avec précaution car moins de 30% du biovolume contribue à l’élaboration de la note lors de

la dernière campagne en raison de la difficulté d’identification à l’espèce du taxon dominant

(Phormidium).

La concentration moyenne estivale en chlorophylle a témoigne d’une qualité moyenne de

l’eau, d’après l’arrêté du 25 janvier 2010. Comme pour la biomasse, le maximum est

observé en été.

Après un équilibre entre matière vivante et matière morte au printemps, la concentration en

phéopigments augmente lors de la campagne suivante, ce qui indique que la quantité de

matière morte est plus importante en été.


ASCONIT CONSULTANTS

17

33..44.. EEttaanngg dd''AArrddrreess ((FFRRAALL0044))


23/05/13 31/07/13 26/09/13

7238882,4 2699124,7 982647,6

396,9 190,5 45,4

59 58 39

en cellules


Synechococcus

sp.

76,7

Planktothrix

agardhii

56,7

Planktothrix

agardhii

62,5

en biovolume


Synechococcus

sp.

76,9

Planktothrix

agardhii

58,1

Planktothrix

agardhii

81,1

60 20 10

28 91 22

Plan d'eau



(cellules/ml)

FRAL04

80

Etang d'Ardres

0,28

Biomasse (mg/l)


taxon/récolte)

IPL

Espèce

dominante

IPLAC



0

10

20

30

40

50

60

70

C1 C2 C3

ETANG D'ARDRES

nom

bre

de t

axons

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

7 000 000

8 000 000

C1 C2 C3

ETANG D'ARDRES

Cellule

s.m

l -1



0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

C1 C2 C3

ETANG D'ARDRES

Bio

masse (

mg/l

) .

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C1 C2 C3

ETANG D'ARDRES

Bio

mass

e r

ela

tive (

%)

.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons




ASCONIT CONSULTANTS

18


La richesse taxonomique de l’étang d’Ardres est moyenne sur ce suivi (52 taxons en

moyenne avec un maximum de 59 taxons au mois de mai. Les Chlorophytes sont les plus

diversifiées lors des trois campagnes.

Les effectifs cellulaires sont très élevés à toutes les campagnes (plus de 1 million de

cellules) en raison de la grande quantité de cyanobactéries (tapis de Synechococcus au

printemps, Planktothrix agardhii en été et en automne). Tout au long de l’année, la

concentration cellulaire en cyanobactéries dépasse le seuil sanitaire de 100 000 cell./ml fixé

par l’OMS. En outre, Planktothrix agardhii est potentiellement toxique.

La biomasse totale est exceptionnellement élevée au printemps (396,9 mg/l) puis diminue

jusqu’en automne (45,4 mg/l)

En terme de biomasse, la proportion de cyanobactéries est toujours majoritaire quelque soit

la campagne (plus de 90% de la biomasse totale).

Lors de la première campagne, Synechococcus (chroococcale unicellulaire) domine le

peuplement phytoplanctonique. L’écologie des espèces appartenant à ce taxon a été peu

étudiée. Ce genre est accompagné d’autres cyanobactéries filamenteuses : en majorité

Limnothrix redekei (non toxique) et Aphanizomenon flos-aquae (potentiellement toxique).

Ces deux espèces sont généralement rencontrées dans les eaux très eutrophes.

En été et en automne, Planktothrix agardhii domine largement la biomasse

phytoplanctonique. Cette cyanobactérie filamenteuse est considérée comme potentiellement

toxique ; elle est inféodée aux eaux eutrophes de mauvaise qualité. On note qu’en été, les

cyanobactéries Pseudanabaena acicularis et Limnothrix redekei sont bien représentées.

La structure du peuplement et la valeur de l’IPL de 80 suggère une eau de très mauvaise

qualité ; l’étang d’Ardres peut être considéré comme très « eutrophe ».

La MBA, la MCS et l’IPLAC sont tous les trois classés en qualité médiocre. Lors de la

première campagne, environ 20% du biovolume contribue à la MCS en raison de

l’impossibilité de déterminer le taxon dominant à l’espèce.

Au regard de la concentration moyenne estivale en chlorophylle a, la qualité de l’eau de

l’étang d’Ardres peut être considérée comme médiocre. On retrouve la même évolution

pour la chlorophylle a que pour la biomasse, avec un maximum au printemps et un

minimum en automne.

La vitalité est très forte au printemps. Lors des deux campagnes suivantes la matière

végétale morte s’accumule et fait augmenter la concentration en phéopigments (la vitalité

diminue donc).


ASCONIT CONSULTANTS

19

33..55.. LLaacc ddee VVaall JJoollyy ((FFRRBB22LL0055))

Tableau 8 : Récapitulatif des données algales – FRB2L05

22/05/13 30/07/13 25/09/13

24109,6 268331,9 65882,3

3,0 9,8 27,2

57 58 33

en cellules


Chroococcales

indéterminées

30,7

Cyanodictyon sp.

31,1

Aphanizomenon

flos-aquae

56,6

en biovolume


Cryptomonas

ovata

23,2

Ceratium

furcoides

39,2

Cryptomonas

ovata

49,5

2 17 16

3 22 33

Lac de Val Joly

FRB2L05

53

0,6

Espèce

dominante

Plan d'eau



(cellules/ml)

Biomasse (mg/l)


taxon/récolte)

IPL

IPLAC



0

10

20

30

40

50

60

70

C1 C2 C3

LAC DU VAL JOLY

nom

bre

de t

axons

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

C1 C2 C3

LAC DU VAL JOLY

Cellule

s.m

l -1

Figure 13 : Répartition du nombre de taxons recensés – FRB2L05

Figure 14 : Evolution de la densité cellulaire des différents embranchements – FRB2L05

0

5

10

15

20

25

30

C1 C2 C3

LAC DU VAL JOLY

Bio

masse (

mg/l

) .

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

C1 C2 C3

LAC DU VAL JOLY

Bio

mass

e r

ela

tive (

%)

.

Figure 15 : Biomasse algale en mg/l et en abondance de la biomasse totale – FRB2L05

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

C2 C3 C4

ETANG DU ROMELAERE

nom

bre

de t

axons




ASCONIT CONSULTANTS

20


Le lac de Val Joly possède une richesse taxonomique est modérée, avec un maximum de 58

taxons en été et un minimum de 33 taxons en automne. Les Chlorophytes sont les plus

diversifiées tout au long du suivi. On remarque, lors de la dernière campagne, que tous les

embranchements sont quasiment autant diversifiés.

Les concentrations cellulaires sont relativement faibles au printemps et en au automne,

contrairement à l’été. En juillet, en effet, la cyanobactérie Cyanodictyon, ainsi que d’autres

cyanobactéries coloniales, prolifèrent pour atteindre plus de 250 000 cell./ml. Malgré le

dépassement du seuil de 100 000 cell./ml, aucune cyanobactérie potentiellement toxique

n’a été observée.

La biomasse phytoplanctonique augmente entre chaque campagne. Le minimum est

observé au printemps avec une biomasse de 3,0 mg/l et le maximum est atteint en

septembre (27,3 mg/l).

Le peuplement phytoplanctonique est composé en majorité de Chlorophytes et de

Cryptophytes, au printemps. L’espèce majoritaire est Cryptomonas ovata (Cryptophyte

caractéristique des milieux plutôt mésotrophes à eutrophes) accompagnée de

Chlamydomonas sp. (Volvocale principalement rencontrée dans les milieux eutrophes).

Au mois de juillet, Ceratium furcoides représente la majorité de la biomasse. Cette

Dinophycée de très grande taille est généralement rencontrée dans les milieux avec une

charge organique faible à modérée. Ce taxon est accompagné d’un développement

d’Aphanizomenon flos-aquae (cyanobactérie potentiellement toxique inféodée aux milieux

eutrophes).

En automne, Cryptomonas ovata se développe à nouveau et Ceratium furcoides reste bien

présent. Les cyanobactéries Aphanizomenon flos-aquae et Planktothrix isothrix constituent

une part relativement importante de la biomasse.

La composition du peuplement et la valeur 53 de l’Indice Planctonique met en évidence que

le lac de Val Joly possède des eaux de qualité moyenne et pourrait être considéré comme

un milieu « eutrophe ».

La note IPLAC confirme l’IPL avec une qualité de l’eau moyenne. La MBA est moyenne

(concentrations en chlorophylle a relativement élevées) alors que la MCS montre un

peuplement phytoplanctonique de relativement bonne qualité.

La concentration moyenne estivale en chlorophylle a rentre dans la classe de qualité

moyenne. Ce lac étant plus profond que les précédents, les limites de classes de qualité

sur le critère chlorophylle a sont plus restrictives. Le maximum est obtenu en été.

La vitalité est toujours inférieure à 1 mais on remarque que la quantité de matière végétale

morte augmente tout au long de ce suivi 2013.

21

44.. CCOONNCCLLUUSSIIOONN

Cinq lacs répartis sur le bassin Artois-Picardie ont fait l’objet d’un suivi entre mai et

septembre 2013 (3 campagnes d’échantillonnage). Le phytoplancton a été identifié et

dénombré afin de faire ressortir les caractéristiques de ces plans d’eau. L’indice

planctonique (IPL) et l’indice planctonique lacustre (IPLAC) ont été calculés, pour chaque

plan d’eau, sur la base des trois campagnes (printemps, été et automne) afin de déterminer

les classes de qualité des eaux associées. La chlorophylle a et les phéopigments ont aussi

été dosés pour estimer la vitalité du peuplement phytoplanctonique.

Nous retiendrons de cette étude :

une richesse taxonomique (nombre de taxons par récolte) moyenne à très

élevée, reflétant globalement des peuplements algaux équilibrés. Pour les 3

campagnes de prélèvements 2013 confondues, la Mare à Goriaux est le plan d’eau

le moins diversifié (47 taxons par récolte en moyenne), alors que l’étang de

Romelaere présente le plus grand nombre de taxons (78 taxons par récolte, en

moyenne). Un maximum de 97 taxons a été enregistré, en été, sur ce site ;

les concentrations cellulaires sont relativement élevées sur l’ensemble des plans

d’eau exceptée sur la Mare à Goriaux où moins de 100 000 cell./ml ont été

estimées. Les effectifs cellulaires sont exceptionnellement élevés sur l’étang

d’Ardres avec plus de 3 000 000 cell./ml en moyenne tout au long de l’année, avec

un maximum de 7 239 000 cell./ml au printemps ;

de nombreuses cyanobactéries ont été trouvées dans les différents plans d’eau,

dont certaines sont potentiellement toxiques. Seule la Mare à Goriaux ne dépasse

jamais le seuil de 100 000 cell./ml de cyanobactéries fixé par l’OMS dans le cadre

de la veille sanitaire. L’étang d’Ardres présente les plus grandes proliférations avec

de forts développements de Planktothrix agardhii (potentiellement toxique) en été

et en automne et d’Aphanizomenon flos-aquae (potentiellement toxique) au

printemps, accompagné de Synechococcus sp. L’étang du Vignoble présente un

bloom de cyanobactéries potentiellement toxiques en été avec Aphanizomenon

flos-aquae et Planktothrix rubescens. Lors des deux autres campagnes, le seuil de

100 000 cell./ml est dépassé, mais les taxons observés ne présentent pas de

caractère toxique. L’étang de Romelaere et le lac du Val Joly dépassent le seuil lors

de certaines campagne (été et automne pour le premier, et été pour le second)

mais les taxons présents ne présentent pas de risque sanitaire ;

sur la base de la teneur en chlorophylle a et la composition spécifique du

peuplement, l’IPLAC donne les résultats suivants :

o seule la mare à Goriaux peut être considérée en très bonne qualité

en raison de ses faibles teneurs en chorophylle a malgré sa profondeur

moyenne réduite. L’IPL donne un résultat plus sévère (qualité

moyenne) car il ne prend pas en compte la biomasse totale ;

o l’étang de Romelaere, l’étang du Vignoble et le lac de Val Joly sont de

qualité moyenne. L’IPL donne une qualité différente de l’IPLAC pour

l’étang de Romelaere (bonne qualité) alors qu’elles sont identiques

pour les deux autres plans d’eau. Cela est dû au mode de calcul des

deux indices ;

o l’étang d’Ardres peut être qualifié en qualité médiocre, voire

mauvaise, si l’on considère l’IPL. Le peuplement est largement dominé

par les cyanobactéries tout au long de l’année, ce qui explique ce

classement ;

les classes de qualité selon la concentration en chlorophylle a (arrêté du 25 janvier

2010) sont les mêmes que celles obtenues avec le calcul de l’IPLAC.

22

AANNNNEEXXEESS

Annexe 1 : Campagne 1 – printemps 2013

1.1. Liste taxonomique

1.2. Concentrations algales

1.3. Concentrations cellulaires

Annexe 2 : Campagne 2 – été 2013




Annexe 3 : Campagne 3 – automne 2013




Annexe 4 : Coefficients attribués aux groupes repères (Qi), abondance relative, classes d'abondance relative (Aj) du phytoplancton et IPL calculé pour chaque plan d’eau, en 2013.

Annexe 5 : Détails du calcul de l’IPLAC (document Irstea).

Agence de l’eau Artois-Picardie

23

ASCONIT Consultants

Agence Sud

3, Boulevard de Clairfont, Bât. G Naturopôle

66350 Toulouges

Tél. : 04.68.83.42.06 / Fax : 04.68.83.32.25 E-mail : [email protected]

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