Fiche Résumé 14-ECOL-01

La Directive Cadre sur l'Eau (DCE) met la biologie au centre des évaluations de l'état écologique des cours d'eau. Le "bon état écologique" est l'état atteint par une masse d'eau présentant un écart léger par rapport aux conditions de référence sur les paramètres biologiques. Pour cibler au mieux les actions de l'Agence et permettre de répondre aux exigences européennes et nationales en la matière, la connaissance des facteurs contrôlant la qualité biologique des cours d'eau est un enjeu stratégique.

Les origines de la dégradation de la qualité biologique des cours d'eau peuvent être multiples : rejets industriels, urbains, hydromorphologie, pollutions diffuses, débits insuffisants... Afin d'identifier les facteurs de contrôle de la biologie et de les hiérarchiser, cette étude propose une interprétation statistique des structures floro-faunistiques (diatomées/invertébrés/poissons/ macrophytes). Les données biologiques acquises par l'AESN, les DREAL et l'ONEMA sur les stations de surveillance de 2003 à 2009 ont été compilées puis confrontées aux variables "milieux" et "pressions" caractérisant les masses d'eau du bassin (rejets ponctuels, hydromorphologie, occupation des sols, débits…).

Différentes matrices floro-faunistiques ont été constituées :
Matrice 1 : Diatomées/invertébrés/poissons/macrophytes de 2003 à 2007 (31 stations)
Matrice 2 : Diatomées/invertébrés de 2003 à 2007 (405 stations)
Matrice 3 : Invertébrés (variété taxonomique et Groupe Faunistique indicateur) de 2008 à 2009 (265 stations)
Matrice 4 : Listes faunistiques invertébrés de 2003 à 2007 (636 stations).
Matrice 5 : Listes floristiques de diatomées entre 2003-2007 (386 stations)
Matrice 6 : Listes faunistiques macrophytes entre 2003 et 2007 (178 stations)

Chaque matrice a fait l'objet de 4 tests statistiques (analyse en composante principale, analyse factorielle des correspondances, matrice des corrélations de Pearson, analyse inter-classes) intégrant 16 variables "milieux" et "pressions" : surfaces agricoles et urbanisées du lit majeur, ripisylve, rang de Strahler, Indice de Développement et de Persistance des Réseaux (IDPR, indicateur spatial crée par le BRGM), occupation des sols (agriculture, urbanisation, secteurs naturels), module, nombre d'ouvrages sur la masse d'eau, débit mensuel minimum de période de retour 5 ans (QMNA5), état physico-chimique de la masse d'eau amont, altitude, surface du bassin versant, hydroécorégion de rang 1 et 2.

La 1ère analyse réalisée n'a pas permis de montrer de corrélation évidente entre les 4 compartiments biologiques (diatomées /invertébrés /poissons /macrophytes). Les corrélations entre invertébrés et poissons apparaissent les plus significatives tandis que macrophytes et diatomées ne corrèlent pas avec les indices faunistiques. L'analyse conjointe invertébrés/diatomées a mis en évidence une faible corrélation entre ces indices. Des divergences de notes parfois importantes entre IBGN et IBD ont pu être constatées, ceci étant expliqué par le fait que les indices diatomiques sont plus liés à la qualité des eaux qu'à la qualité habitationelle de la station (IBGN).

Outre les facteurs éco-régionaux (HER 1 et 2) issus de la typologie nationale CEMAGREF (2002) qui ressortent fortement de l'ensemble des analyses interclasses réalisées, les variables "milieux" relatives au réseau hydrographique (altitude, surface, Strahler), à l'hydrologie (module, QMNA5) et la variable associant la géologie (IDPR) permettent d'expliquer les notes floro- faunistiques des invertébrés, diatomées, poissons, sauf pour les macrophytes. Ces variables sont elles-mêmes fortement corrélées avec certaines variables "pressions", notamment le taux d'occupation agricole des bassins versants qui s'oppose aux bassins versant naturels avec un faible taux d'occupation agricole. Pour les valeurs indicielles et les relevés faunistiques des IBGN, l'état physico-chimique en amont de la masse d'eau ainsi que le caractère urbain du lit majeur ressortent aussi comme des variables explicatives. Dans certains cas, la présence de ripisylve semble jouer un rôle dans l'explication des peuplements observés.

Par rapport à la typologie proposée par Verneaux (1973), la structure typologique observée pour les IBGN apparaît incomplète, avec des stations amont faiblement représentées, des stations intermédiaires peu caractéristiques et des stations aval très déconnectées des précédentes (absence de continuum) présentant un biocénotype caractéristique de milieux dégradés (dystrophie des milieux et impact des curages et recalibrages). Pour les diatomées et contrairement aux invertébrés, la structure typologique n'est pas très marquée (la plupart des stations et des taxons se regroupent au centre du plan factoriel ce qui indique un faible lien des diatomées avec les différents milieux analysés). De même pour les macrophytes, la plupart des stations et des taxons se regroupent au centre du plan factoriel ce qui indique un faible lien avec les différents milieux analysés.

A partir des résultats obtenus précédemment, il apparait que les facteurs de pressions anthropiques que l'on peut observer dans les différentes écorégions influent différemment et significativement sur les peuplements faunistiques ou floristiques. Si la position hydro-écorégionale est absolument à prendre compte dans la gestion des masse d'eau, il a été montré que les peuplements subissaient une "déflation" sur certaines de leurs caractéristiques biocénotiques en zone agricole plus qu'ailleurs (urbain, forestier, …), ce qui impliquerait, à l'échelle d'une écorégion donnée, que la nature agricole des bassins versant devienne l'un des principaux facteurs à considérer pour la reconquête des milieux.

Une 1ère analyse de résilience a été menée en ce sens pour cartographier les stations qui présenteraient les plus fortes aptitudes de retour à un "bon état écologique", au regard du caractère écorégional et des variables " pressions " et "milieux". Il apparait que sur les 405 stations étudiées (dont 22 % en bon état écologique), 17 % pourraient atteindre assez facilement ce bon état écologique (résilience forte compte tenu de la qualité actuelle des peuplements et des caractéristiques milieux et pressions), 55 % présenteraient une résilience faible pour l'ensemble des compartiments biologiques (et notamment pour les diatomées) et 6 %, une résilience très limitée sur le court et moyen terme.