Essai d'intercalibration de l'Indice Biologique Diatomées : premiers tests sur le Loup (Alpes Maritimes, France)

Premiers résultats

1. Contexte général et origines de l'exercice ..............................................retour au sommaire

Un premier projet d'intercalibration " diatomées " a été envisagé dans le cadre de la Commission Européenne de Normalisation (Prygiel et al., 1999). Ce projet présente un grand intérêt compte tenu de la mise en place en France en l'an 2000 d'une procédure d'accréditation des laboratoires d'hydrobiologie par le Comité Français d'Accréditation (COFRAC). Cette procédure vise plusieurs indices biologiques dont l'Indice Biologique Diatomées (IBD) qui fera l'objet au cours du premier semestre 2000 d'une norme homologuée (AFNOR - T 90-354) et d'un guide méthodologique complet conçu et édité par les Agences de l'Eau et le Cemagref. L'accréditation " diatomées " passera par le respect de la norme IBD et par la mise en place d'une charte d'assurance-qualité portant à la fois sur la traçabilité des différentes phases conduisant au calcul de l'IBD et sur des intercalibrations entre utilisateurs. Le Groupement d'Intérêt Scientifique " Diatomées des Eaux Continentales " (Prygiel & Ector, 2000) s'est fixé comme priorité de contribuer à l'élaboration d'une charte de qualité qui prenne en compte les besoins français mais qui puisse également s'inscrire dans un contexte européen. Un groupe de travail " Quality assurance in biological methods " a en effet été créé en avril 1999 à La Haye (Pays-Bas) lors de la réunion du Comité Technique " Water analysis " de la Commission Européenne de Normalisation (CEN/TC 230) ; des premiers documents ont été soumis, intégrant notamment les approches françaises et anglaises. Les aspects " qualité " qui seront traités dans ce cadre concernent aussi bien l'acquisition des données sur le terrain, que leur traitement au laboratoire et leur exploitation. C'est pourquoi le GIS " Diatomées des Eaux Continentales " a proposé de reprendre les grandes lignes du projet initial franco-britannique et d'organiser un premier exercice d'intercalibration lors du 18ème colloque de l'ADLaF qui s'est tenu à Nice du 14 au 17 septembre 1999.

L'objectif principal de cet exercice d'intercalibration est d'estimer la variabilité de l'Indice Biologique Diatomées (IBD) à différents stades de la méthodologie, depuis le prélèvement sur le terrain jusqu'au calcul de l'indice, pour tenter de répondre à différentes questions :

a) Plusieurs prélèvements faits dans des conditions identiques donnent-ils les mêmes résultats (inventaires, abondances relatives, valeurs indicielles) ?

b) Plusieurs préparations faites à partir d'un même prélèvement ou de plusieurs prélèvements réalisés dans des conditions identiques donnent-elles les mêmes résultats ?

c) Des inventaires effectués sur différentes lames issues d'un ou de plusieurs prélèvements fournissent-ils une même composition qualitative et quantitative ?

d) Les indices calculés à partir d'inventaires réalisés à partir de plusieurs prélèvements ou à partir de lames provenant du même échantillon donnent-ils les mêmes valeurs ?

e) Quelle est la part de variabilité due à l'opérateur dans le calcul de l'indice ?

f) Quelle est la variabilité " naturelle " de l'IBD et quelle peut en être la conséquence en terme de classification biologique par seuils de classes de qualité ?

Les réponses aux questions posées devraient conduire à juger de la robustesse de la méthode IBD et le cas échéant, de proposer des améliorations des différentes phases du protocole IBD en vue de la révision de la norme IBD au terme des trois années qui suivront la parution de la norme AFNOR en 2000.

L'exercice d'intercalibration a été organisé et animé par le GIS " Diatomées des Eaux Continentales " et coordonné par Jean Prygiel, Luc Ector et Henri Vidal. L'échantillonnage a été réalisé sur la rivière Loup le 15 septembre 1999 vers 15 h au lieu dit " Le Colombier ", situé sur la commune de Gourdon, à 1 km en amont des gorges du Loup.

a) Participants

Au total, une trentaine de chercheurs présents au 18ème Colloque de l'ADLaF à Nice et intéressés par cette problématique ont accepté de contribuer à l'intercalibration. Ont participé activement à cet exercice des diatomistes originaires de la plupart des régions de France et de plusieurs pays européens limitrophes (Belgique, Espagne, Italie, Grand-Duché de Luxembourg, Portugal, Suisse) : Salomé Almeida (Aveiro, Portugal), Nathalie Borel-Nouchet (Angers, France), Arlette Cazaubon (Marseille, France), Michel Coste (Bordeaux, France), Jean Claude Druart (Thonon-les-Bains, France), Luc Ector (Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg), Claude Fauville (Namur, Belgique), Didier Guillard (Nantes, France), Marie-Ange Honoré (Lille, France), Robert Iserentant (Louvain-la-Neuve, Belgique), Louis Leclercq (Robertville, Belgique), Pieter Ledeganck (Anvers, Belgique), Christian Lalanne-Cassou (Cachan, France), Maria Leitao (Angers, France), Christophe Lesniak (Douai, France), Anna Maria Mannino (Palermo, Italie), Philippe Moncaut (La Bohalle, France), Maxence Nazart (Nantes, France), Valérie Peeters (Dijon, France), Florence Peres-Weertz (Boulogne-sur-Gosse, France), Jean Prygiel (Douai, France), Alain Rumeau (Ressons-sur-Matz, France), Sergi Sabater (Barcelone, Espagne), François Straub (La Chaux-de-Fonds, Suisse), Mariacristina Torrisi (Camerino, Italie), Rosa Trobajo Pujadas (Girona, Espagne), Loïc Tudesque (Luxembourg, Grand-Duché de Luxembourg), Bart Van de Vijver (Anvers, Belgique), Andy Van Kerckvoorde (Anvers, Belgique), Henri Vidal (Nice, France), Jessica Vizinet (La Varenne, France), Florence Zurstrassen (Robertville, Belgique).

b) Caractéristiques du site

Le Loup est un fleuve côtier de 48 km de long qui prend sa source à 1240 m d'altitude dans la commune d'Andon au pied du massif de l'Audibergue, et qui s'écoule sur un ensemble karstique bien développé et constitué de calcaires du Jurassique. La superficie du bassin versant s'élève à 283 km2. Le Loup traverse 11 communes avant de rejoindre la Méditerranée à Villeneuve-Loubet. Jusqu'à Pont du Loup, situé juste en aval du lieu de prélèvement, le Loup est un torrent présentant une pente moyenne de 3,4 ‰ et traversant des gorges encaissées. Dans son cours aval, sa pente moyenne est de seulement 0,9‰.

Ce fleuve méditerranéen a fait l'objet en 1994 d'une étude hydrobiologique détaillée, de la source à l'embouchure, portant sur des paramètres physico-chimiques et des prélèvements de faune et de flore (Vidal & Gentili, 1994). Pour le secteur étudié, le débit annuel moyen s'élève à 2,1 m3/s, tandis que le plus petit débit moyen calculé sur 30 jours consécutifs avoisine 1 m3/s. Le Loup possède des eaux alcalines (pH variant de 7,8 à 8,6), plutôt fraîches (14 à 20 °C), nettement minéralisées (350 à 780 µS/cm près de l'embouchure) et bien oxygénées. Les concentrations en azote et en phosphore sont faibles. Dans le secteur d'étude, le Loup relève de la classe de qualité chimique 1A (eau d'excellente qualité), confirmée par la valeur de l'Indice de Polluo-sensibilité Spécifique IPS proche de 17/20. En revanche, l'Indice Biologique Global Normalisé IBGN (norme AFNOR - T 90-350) n'atteint que 14 sur 20, ce qui correspond à la classe de qualité 1B. Cette valeur semble pénalisante, mais l'on sait que la spécificité des cours d'eau méditerranéens amène à interpréter avec prudence les notes de l'IBGN.

c) Modalités de l'exercice

L'intercalibration a porté sur les aspects suivants : échantillonnage, comptage, détermination et calcul de l'IBD. Un projet de la norme IBD et des clés de détermination illustrant les 209 taxons pris en compte dans le calcul de l'IBD ont été remis à tous les participants. Le programme de calcul de l'IBD a pu être chargé gratuitement par tous à l'adresse internet suivante :

http://perso.club-internet.fr/clci/decharge.htm.

L'exercice d'intercalibration a comporté deux phases :

1. Chaque participant appliquant la norme IBD a réalisé trois prélèvements. Pour chaque échantillon prélevé, 3 lames ont été montées, et pour chaque lame, 3 comptages taxonomiques de 400 individus minimum ont été effectués. Chacun des intervenants a donc dû réaliser 27 inventaires diatomiques (3 échantillons x 3 lames x 3 inventaires).

2. Chaque participant a également reçu une lame "Témoin" réalisée à partir d'un échantillon unique récolté par Loïc Tudesque (CRP-Gabriel Lippmann, Luxembourg). Cette deuxième phase devrait permettre de voir si des différences significatives existent dans les listes floristiques et dans le calcul de l'IBD pour des inventaires réalisés par différents opérateurs à partir de lames issues d'un même échantillon.

d) Valorisation des résultats

Les résultats (inventaires et valeurs IBD au format Excel ou au format papier) et préparations ont été centralisés de façon confidentielle par Jean Prygiel afin de permettre :

- la restitution d'une première information lors de la réunion de la Commission Européenne de Normalisation en avril 2000 à Budapest,

- l'exploitation en vue d'une première présentation lors du colloque " Use of Algae for Monitoring Rivers IV " à Durham en juillet 2000,

- une discussion sous forme de communication et/ou de table ronde avec la majorité des 30 participants à ce premier exercice d'intercalibration lors du 19ème colloque de l'ADLaF à Robertville (Mont-Rigi) en Belgique en septembre 2000.

Cet exercice devrait pouvoir donner lieu à une publication dans une revue d'audience internationale associant l'ensemble des participants. Il pourrait également servir de base à un exercice plus vaste prenant en compte plusieurs types de cours d'eau (ruisseaux, grandes rivières et canaux) présentant des caractéristiques chimiques, physiques, climatiques et géologiques différentes, soit au niveau national (variablilité de l'IBD en fonction du type de cours d'eau), soit au niveau européen dans le cadre de l'intercalibration de plusieurs méthodes basées sur les diatomées benthiques. Les diatomistes ayant collaboré à cette première étude expérimentale sur le Loup en septembre 1999 seront invités à prendre part à de futures investigations sur l'application de l'IBD dans divers cours d'eau de France et d'Europe. Cet exercice pourrait aussi fournir des premières pistes sur les processus d'assurance-qualité à mettre en œuvre dans le cadre des accréditations par le COFRAC.

AFNOR, 2000 : Détermination de l'Indice Biologique Diatomées (norme T 90-354), sous presse.

PRYGIEL J., COSTE M. & ECTOR L., 1999 : Projets d'intercalibration européens et mise en place d'une charte de qualité pour l'IBD (et l'IPS). In : Ector L., Loncin A. & Hoffmann L. (eds), Compte rendu du 17e colloque de l'Association des diatomistes de langue française. Luxembourg, 8-11 septembre 1998. Cryptogamie, Algologie 20: 139-142.

PRYGIEL J. & ECTOR L., 2000 : Groupement d'Intérêt Scientifique " Diatomées des Eaux Continentales " Présentation et premières orientations. In : Ector L., Compère P. & Vidal H. (eds), Compte rendu du 18e colloque de l'Association des diatomistes de langue française. Nice, 14-17 septembre 1999. Cryptogamie, Algologie 21.

VIDAL H. & GENTILI R., 1994 : Etude de la qualité des eaux du bassin du Loup. Juillet & septembre 1994. Conseil Général des Alpes-Maritimes (DATDE) - Agence de l'Eau Rhône-Méditerranée-Corse, 15 p. + annexes.