Evaluation de la qualité écologique des estuaires

Lundi 09 octobre 2017

Evaluation de la qualité écologique des estuaires

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La Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE) établit un cadre réglementaire visant à préserver et restaurer les milieux aquatiques impactés par les activités humaines. La DCE fixe des objectifs d'atteinte du bon état des masses d’eau superficielles et souterraines (ou de "bon potentiel" pour les masses d’eau fortement modifiées) en agissant sur les pressions, mais également des objectifs de non-dégradation de ce bon état.
Des critères spécifiques d'évaluation de la qualité des écosystèmes sont définis pour les eaux de transition par la DCE. Pour y répondre, des études sont menées au niveau national sur les estuaires de la façade Mer du Nord/Manche/Atlantique par l'AFB et ses partenaires.

Accès rapide :

Critères d'évaluation fixés par la DCE pour les masses d'eau de transition

La DCE dans les eaux de transition


Masses d’eau de transition françaises

Les masses d’eau de transition (MET) regroupent les estuaires, les lagunes et les étangs connectés au milieu marin identifiés par la France. La Coordination inter-estuaires cible essentiellement les milieux estuariens de la façade Mer du Nord/Manche/Atlantique, à savoir 53 MET réparties sur 41 estuaires et 3 zones portuaires.
 

Eléments de qualité et règles d’évaluation

Pour évaluer l’état des MET, divers critères de qualité ont été retenus par la DCE en distinguant l’état chimique de l’état écologique.

L’état chimique est déterminé à partir de l’analyse des substances dont les concentrations dans l’eau (53 groupes de substances) ou le biote (11 groupes de substances) ne doivent pas dépasser des normes ou valeurs-seuils spécifiques aux eaux littorales fixées par la législation européenne (Normes de Qualité Environnementales, NQE) et nationale (Valeurs Guides Environnementales, VGE).

L’état écologique est caractérisé par :

  • l’état biologique ;
  • l’état physico-chimique et l’état hydromorphologique (comme "support" à la biologie) : les conditions associées aux classes de qualité « bon » et/ou « très bon » doivent correspondre aux conditions de milieu nécessaires pour atteindre un bon ou très bon état biologique (principe de primauté des indicateurs biologiques).

Ces éléments sont ensuite agrégés selon des règles d’évaluation fixées par l’annexe V.1.2 de la Directive 2000/60/CE. L’état global d’une MET est ensuite défini par l’état le plus déclassant des états écologique et chimique.

Les résultats des dernières évaluations DCE par masse d'eau sont disponibles sur le site Envlit de l'Ifremer ou sur les sites des bassins hydrographiques (Agences de l'eau et DREAL des bassins).


  Des outils en réponse à la DCE

Les spécificités des estuaires (fortes contraintes environnementales) rendent difficile le développement d’indicateurs permettant de distinguer les effets induits par les facteurs naturels de ceux induits par les pressions anthropiques. Le dynamisme important de ces systèmes et l'absence d'estuaires non anthropisés complexifient la définition de conditions de référence au sens de la DCE.
Des indicateurs adaptés aux estuaires sont tout de même opérationnels notamment ceux basés sur les poissons, le phytoplancton (pour les embouchures des estuaires non turbides), les angiospermes (herbiers à zostères), les macroalgues opportunistes (algues proliférantes à l'origine des marées vertes), les macroalgues intertidales sur substrat dur et les nutriments.
Accès aux fiches indicateurs validés du "Guide relatif aux règles d'évaluation de l'état des eaux littorales dans le cadre de la DCE" (prochainement disponible)

Exceptés pour les poissons et les macroalgues intertidales, ces indicateurs sont généralement les outils développés pour les eaux côtières et transposés ou adaptés aux eaux de transition. Pour les éléments de qualité restant (faune benthique, microphytobenthos des vasières, nutriments, oxygène dissous, etc.), des travaux sont en cours dans le cadre de la Coordination inter-estuaires (voir ci-dessous).
 

Qualité biologique des eaux de transition


  Sélection d’un indicateur "invertébrés benthiques"
Le développement d’un indicateur basé sur les invertébrés benthiques adaptés aux MET françaises s’est avéré complexe. Pour parer à l’absence d’outil opérationnel, l’Université de Bordeaux en partenariat avec l’Irstea pilotent un projet de 2 ans (2017/2018), pour :
  • tester les indicateurs DCE préexistants au niveau européen pour une application ou une adaptation aux MET françaises ;
  • développer un indice de pression associé ;
  • réaliser l'exercice d'intercalibration de l'indicateur sélectionné tel qu’exigé par l'Europe.
  Vers le développement d'un indicateur "microphytobenthos"
L'évaluation du phytoplancton dans les estuaires turbides n'étant pas pertinente (la turbidité limite fortement son développement), l'Université de Nantes mène une étude depuis 2014 pour évaluer la pertinence d'employer le microphytobenthos pour compléter les évaluations DCE. Ces microalgues benthiques recouvrent la surface des vasières et jouent un rôle structural (stabilisation des vasières) et trophique (contribution à la production primaire) important. Dans cette étude, le microphytobenthos est analysé :
  • à l'échelle locale : identification des peuplements, leur distribution le long d'un gradient de perturbation et leur sensibilité aux variables physico-chimiques et biologiques mesurées in situ sur plusieurs estuaires ;
  • à l'échelle de l'estuaire : estimation de la composition et de la biomasse du microphytobenthos des vasières par traitement d'images satellitales prises à marée basse (télédétection).
Une première étape (2014/2017) a permis d'élaborer une base de données recensant les espèces rencontrées dans les estuaires d'après des ouvrages historiques. La base de données est ouverte et peut être complétée par tout utilisateur. Des campagnes de terrain sur l'estuaire de la Loire ainsi que de premières analyses d'images satellitales ont fourmi des éléments de réponse prometteurs sur la faisabilité de développer un indicateur "microphytobenthos". Ces éléments restent à conforter avec de nouvelles analyses de terrain sur différents estuaires et de tests avec des images satellitales à résolution plus fine, programmés en 2018/2019.
Accès à la base de données version mai 2017 (format Access®)
Rapport étape 1 (2015/2017) prochainement disponible
 

Qualité physico-chimique des eaux de transition


  Vers le développement d’un indicateur DCE "oxygène"
Des déficits en oxygène intenses et fréquents entrainent des perturbations plus ou moins importantes sur les organismes et ont par conséquent, une influence sur la qualité biologique des estuaires.
La forte variabilité spatio-temporelle de ce paramètre en estuaires est exacerbée par les aménagements et les rejets anthropiques. Des travaux menés depuis 2014 par l’IRSTEA et plus récemment par l’Université du Havre visent à (1) caractériser les épisodes hypoxiques par leur intensité, leur durée et leur étendue à l’aide de données haute fréquence, (2) analyser les facteurs déclenchants ces phénomènes (pressions, facteurs naturels) et (3) faire le lien avec la biologie. Pour établir ce lien, la démarche proposée consiste à évaluer la tolérance de certaines espèces à des déficits en oxygène (en durée et en intensité) et d’évaluer les risques de perturbations physiologiques engendrées par différents niveaux de désoxygénation.
Hypoxies dans les grands estuaires et effets sur quelques espèces piscicoles (2014)
 

Qualité hydromorphologique des eaux de transition


  Classification en très bon état hydromorphologique et surveillance des eaux de transition
Pour classer une MET en très bon état hydromorphologique tel que défini par la DCE, les critères d'évaluation doivent correspondre "totalement ou presque totalement aux conditions non perturbées" (Annexe V de la Directive 2000/60/CE). Pour réaliser cette classification, la méthodologie développée par le BRGM consiste en une analyse des pressions exercées sur les estuaires au travers de métriques relatives à l’artificialisation (digues, ports, polders…), aux perturbations du fond (dragage, clapage des sédiments dragués, conchyliculture, pêche par chalutage…) et aux modifications des apports en eaux douces et de sédiments (prélèvements d’eau, gestion saisonnière des débits, entrave à la continuité sédimentaire…).
Rapport prochainement disponible

  Développement d’indicateurs DCE basés sur les paramètres hydro-morpho-sédimentaires (HMS)
A la suite du projet national Liteau III - BEEST, une étude coordonnée par l’Université de Bordeaux et l'Ifremer avec l’appui de la coordinatrice inter-estuaires a été mené en 2013/2015. Ces travaux se sont déroulés en deux phases. La phase 1 a consisté en une sélection d'indicateurs jugés pertinents pour qualifier l’état HMS des estuaires et un inventaire des données HMS disponibles sur les petits et moyens estuaires. La phase 2 avait pour but de tester ces indicateurs pré-sélectionnés sur des estuaires dits "schématiques" et "réels" pour valider leur pertinence et leur applicabilité.

Phase 1 : conceptualisation des indicateurs (Ifremer), inventaire des données HMS (Université de Bordeaux), LIEN en attente
Phase 2 : tests sur des estuaires schématiques (Ifremer), tests sur des estuaires réels (Université de Bordeaux).

A l'issue du projet, les réflexions se sont concentrées sur trois critères d'évaluation :

  • l'écart d’évolution longitudinale des sections transversales par rapport à une situation théorique non perturbée,
  • l'hypsométrie (répartition amont/aval des zones intertidales et subtidales),
  • la distribution spatio-temporelle de la salinité.
Il s'agirait in fine d'aboutir à une description des grands types d'habitats composant une masse d'eau de transition en distinguant les habitats naturels, des habitats modifiés par l'action anthropique. Ces métriques restent à préciser et à tester sur des estuaires dotés de données avec une résolution suffisante, pour aboutir à des outils opérationnels. Des tests d'indicateurs sur divers estuaires (notamment relatif à l'hypsométrie à partir des orthophotographies digitalisées et de données bathymétriques) sont prévus en 2018.

Recensement des données topo-bathymétriques de base par la coordinatrice inter-estuaires (2018).

Constitution d'une base de données "Pression" nationale
Toute évaluation de la qualité d'un milieu au sens de la DCE doit tenir compte des pressions anthropiques exercées sur la masse d'eau. La connaissace des pressions significatives, impactant les compartiments biologiques considérés par la DCE, est nécessaire pour déterminer sur quel levier agir pour améliorer la qualité du milieu dégradé.

   Une première base de données quantitatives des pressions anthropiques sur les eaux côtières et de transition de la façade Atlantique a été développée avec le soutien de l'AFB. Cette base de données livrée en 2015, rassemble des données disponibles à l'échelle nationale (par ex. "flux de nutriments mensuels" déclarés par la France dans le cadre de la convention OSPAR ou "pourcentage de surfaces agricoles ou urbanisées rapportées à la surface du bassin versant"). Certaines métriques agrégeant des données "brutes" sont calculées dans la base.
Cette base de données est vouée à être mise à jour, voire à évoluer pour mieux répondre aux besoins des partenaires dans le cadre de la DCE et autres directives (ex. DCSMM et son descripteur eutrophisation) mais aussi, aux besoins des gestionnaires des parcs marins et autres zones protégées.
Accès aux rapports : synthèse bibliographique (2012), bancarisation et analyse descriptive des données (2013), synthèse d'étude (2014). Liens en attente
Accès à la base de données "Pression" version 2015 (format Access®).

Réseaux de contrôle de surveillance des eaux de transition

Afin de renseigner les indicateurs de qualité, les réseaux de surveillance (appelés réseaux de contrôle) sont mis en place par les Agences de l'eau ("producteurs des données" selon le Schéma National des Données sur l'Eau, SNDE) avec ses partenaires et notamment avec l'Ifremer ("opérateur" selon le SNDE pour les réseaux littoraux gérés historiquement par l'Ifremer).
Les programmes de surveillance sont définis et mis en oeuvre à l'échelle de chaque district hydrographique et cela pour la durée d'un SDAGE soit 6 ans.
Il existe différents types de réseaux de contrôle au titre de la DCE: le Réseau de Contrôle de Surveillance (RCS), Opérationnel (RCO), d’Enquête (RCE) et Additionnel (RCA).

  Pour avoir une vision à l'échelle nationale des suivis menés dans les MET de la façade Manche/Atlantique, la coordinatrice inter-estuaires a réalisé en 2014, une synthèse des réseaux de contrôle de surveillance menés par chaque Agence de l'eau (fréquence et localisation des suivis, protocoles d'échantillonnage...). Cette synthèse concerne uniquement le RCS dédié aux suivis perennes de l’état global des masses d’eau.
Bilan des RCS à l'échelle nationale sur la période 2010-2015
Ce bilan fait état des suivis menés au cours du SDAGE 2010-2015. Les programmes et les protocoles employés ont légèrement évolué depuis, suite aux travaux menés sur la pertinence des stations vis-à-vis des indicateurs à renseigner...

Des informations sur la surveillance mise en place sur la période 2016-2021 sont malgré tout disponibles dans les arrêtés relatifs aux programmes de surveillance de l'état des eaux définis pour chaque bassin hydrographique.
Accès aux arrêtés et annexes relatifs aux programmes de surveillance de l'état des eaux pour la période 2016-2021, par bassin hydrographique : Artois-PIcardie, Seine-Normandie, Loire-Bretagne et Adour-Garonne.
Accès à la localisation des stations de surveillances des eaux littorales au titre des SDAGE 2016-2021 sur le site SANDRE (métadonnées et données spatiales).