Projet Final 4.0

8/9/2019 Projet Final 4.0

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Étude IBGN sur le cours d'eau destude IBGN sur le cours d'eau des Noires Faignes à Archesoires Faignes à Arches

Présenté par :résenté par :

ANIMOBONO DorineNIMOBONO Dorine

ARTISSON MathieuRTISSON Mathieu

CASCALES NicolasASCALES Nicolas

CONSTANT MelONSTANT Mel

DUMARGNE EmilienUMARGNE Emilien

NIVEAU ElsaIVEAU Elsa

PERRAU NicolasERRAU Nicolas

POESY BastienOESY Bastien

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Sommaire

Liste Bibliographique...........................................................................................................................2

Glossaire...............................................................................................................................................3

I - Introduction......................................................................................................................................5

II – Analyse Bibliographique................................................................................................................6

Le milieu d'étude, le ruisseau des Noires Faignes...........................................................................6

Historique et évaluation des intérêts du site....................................................................................8

Choix des stations ainsi que de leurs lieux de prélèvement.............................................................9

Etude IBGN : Indice Biologique Global Normalisé......................................................................10

Normes AFNOR.............................................................................................................................11

ENS : Espace Naturel Sensible......................................................................................................11

Les Invertébrés...............................................................................................................................12

III - Matériel et méthode ....................................................................................................................12

Protocole.......................................................................................................................................12

Technique de prélèvement ............................................................................................................13

Détermination................................................................................................................................15

IV – Résultats.....................................................................................................................................16

Relevés...........................................................................................................................................16Interprétation..................................................................................................................................18

Évolution de la note et de la faune le long du cours d'eau.............................................................20

Évolution du cours d’eau...............................................................................................................21

V - Discussion....................................................................................................................................22

VI – Conclusion..................................................................................................................................22

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Liste Bibliographique

1. De la maitrîse de l'espace financier à la préservation des espaces naturels d'après ChristianDEVLIEGER, août 2009.

2. Cours d'Hydrobiologie continental de Monsieur A.Salvi, IUT de Thionville-Yutz,2001/2002.

3. Compte rendu du TP d'IBGN présenté par Pierre Bauschy ; Melanie Schneiber et ElisabethPetit, Université de Metz, IUT de Thionville-Yutz, 9 octobre 2009

4. Dossier sur l'installation d'un dispositif pédagogique de gestion de ripsylves sur le coursd'eau des Noires Faignes (88) par V.Burgun ; A.Cherkaoui. M.Dantois ; C.Dubois ;S.Kaupe ; A-L.Pecheur et P.Xeridat de l'école nationale du génie rural, des eaux et des forêts(ENGREF), mai 2006.

5. Nos cours d'eau malades de l'environnement par P.P.A.F des Vosges (sous format Power Point).

6. Présentation de l'espace naturel sensible du site les Noires Faignes à Arches, du patrimoinenaturel qu'il représente et du plan et de son plan cartographique, réalisé par le conservateur des sites Lorrains et financé par le conseil général des Vosges.

7. Cours qualité des eaux de M.Goullaouic par A.Salvi, IUT de Thionville-Yutz, 2001/20028. Norme AFNOR sur la détermination de la qualité biologique des eaux courantes et de

l'indice biologique global normalisé, 1992.

9. Fascicule sur le site naturel des Noires Faignes par le conseil général des Vosges.

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Glossaire

• Aulnaie : Formation végétale dominée par l’aulne dont les racines renferment desmicroorganismes symbiotiques fixant l’azote atmosphérique.

• Aval : Vallée, bas du cours d’eau. Partie du cours d’eau qui est du côté de l’embouchure, par rapport à un point considéré.

• Crénons : Zone des sources (amont)

• Enrésinement : Provoque l’érosion des berges, la diminution de la lumière, la perte de la biodiversité, attrait aux paysages amoindris à cause des épicéas.

• Facteurs biotiques : Ensemble des intéractions du vivant sur le non vivant dans unécosystème (ressources alimentaires, prédation, commensalisme, parasitisme …).

• Lentique : Désigne les biotopes et les êtres vivants propres aux écosystèmes d’eaux douces(calmes) à renouvellement lent (lacs, marécages, étangs…) par opposition aux milieux

d’eaux courantes qui correspondent aux écosystèmes lotiques.

• Limnétique : Désigne tout ce qui se rapporte à la zone d’eaux libres propres à un lac ou àtout autre biotope limnique (milieux lacustres et autres biotopes lentiques d’eaux douces).

• Lotique : Désigne les biotopes et les êtres vivants propres aux écosystèmes d’eauxcourantes.

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• Marécage : Ecosystème limnique dans lequel la profondeur d’eau est faible, de sorte qu’iln’existe pas de zone limnétique, mais seulement une zone littorale. Composé de plusieurstypes d’habitats.

• Méso climat : Climat d'une région particulière.

• Plante amphibie : Organisme végétal ou animal apte à la vie en milieu aérien et aquatique.

• Plantes hygrophiles : Organismes dépendant de biotopes caractérisés par une fortehygrométrie atmosphérique.

• Prairies : Situées en bordure des zones humides ou dans la plaine d’inondation de coursd’eau. Désigne une formation végétale principalement composée de plantes hygrophiles ou

amphibies (graminées).

• Ripisylve : Ecosystème forestier qui croissent le long des fleuves tant dans des régionstempérées que tropicales.

• Taxon : Toute unité systématique, indépendamment de son rang. Groupe d’organismesvivants qui descendent d’un même ancêtre et qui présentent des caractères communs.

• Tourbière : Ecosystème d’eaux stagnantes caractérisé par un ralentissement du cycle ducarbone qui empêche ou ralentit considérablement la minéralisation des matières organiquesmortes.

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I - Introduction

Certains milieux naturels aquatiques présentent des caractéristiques environnementalesremarquables permettant le développement d'espèces végétales et animales rares. Il est doncnécessaire de protéger ces espaces car ils sont souvent menacés de disparition à cause de différentes

pollutions et aménagements à l'encontre des principes écologiques. Des tests spécifiques doiventêtre réalisés si l'on veut évaluer la qualité d'un tel milieu.

Dans le cadre des projets tuteurés, nous nous sommes intéressés à une technique dedétermination de la qualité biologique globale de l'eau. En effet, le but final de ce projet estl'évaluation de l'indice biologique global normalisé ou IBGN d'un cour d'eau, les Noires Faignes(Vosges). Ce biotope est pourvu d'une mosaïque d'habitats peu communs qui en fait un écosystèmecomplexe, c'est pourquoi ce milieu a été choisit. Il s'agit d'une rivière relativement petite que l'onsouhaite accréditer en ENS afin de le protéger. L'IBGN nécessite de réaliser des prélèvements demacro-invertébrés en suivant la norme AFNOR T 90-350, 9 p., Décembre 1992. Cette normespécifie les conditions d'application des manipulations afin que le milieu soit classé en ENS. De

plus, la comparaison de l'IBGN en amont et en aval, permet constater les effets des facteursextérieurs sur le milieu. Pour expliquer ces perturbations, on doit coupler cette étude avec uneanalyse des caractéristiques physico-chimiques.

Dans un premier temps, nous décrirons les caractéristiques du milieu et nous justifieronsnotre choix du lieu d'étude. Puis nous expliquerons le protocole de capture des organismesaquatiques ainsi que notre démarche d'identification permettant d'associer ces microorganismes àdes taxons bien précis. Pour finir, nous consignerons les résultats obtenus lors de la sortie dans destableaux que nous interpréterons à l'aide de calculs tirés des normes .

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II – Analyse Bibliographique

Choix du milieu d'étude

Le ruisseau des Noires Faignes constitue un véritable écocomplexe tourbeux, regroupant unemultitude d'habitats de natures différentes où cohabitent une faune et une flore particulière. En effeton y trouve une tourbière acide active, une aulnaie sur tourbe, une boulaie ainsi qu'une multitude de

prairies humides.

C'est cette diversité de milieux impressionnante et peu fréquente accompagnée de nombreusesespèces végétales rares ou peu communes qui nous pousse à réaliser une étude de l'indice

biologique globale normalisé . Par ce biais nous pourront mettre en valeur la qualité biologique dece site tout en incluant celui ci dans le système de classement ENS (espace sensible naturel). De cefait des mesures de protection du site pourront être mises en oeuvre afin de conserver au mieux unsite riche en biodiversité et en habitats tout aussi variés que peu fréquents.

Le milieu d'étude, le ruisseau des Noires Faignes

Ce ruisseau est affilié aux communes d'Arches et de Pourceux. Il s'agit d'un effluent de la Niche remontant la Moselle se situant à une altitude de 380 à 400 mètres. Le statut géologique duruisseau s'apparente à l'étage collinéen avec des allusions récentes et des formations glaciaires. Lasituation géographique du ruisseau est associée à un climat semi continental où les variations detempérature entre la saison hivernal et estival sont très marquées.

Cet espace aquatique représente un habitat naturel riche en biodiversité, que se soit à l'échelle

de la faune et de la flore avec des micro-habitats aussi rares que variés. Ce milieu présente un grandintérêt biologique, car il abrite des espèces végétales et animales peu communes et parfois mêmerares pour la Lorraine. De plus les tourbières que l'on peut trouver à proximité du ruisseau sont d'ungrand intérêt naturaliste. Que se soit en aval ou en amont, ces espèces rares se trouvent à desendroits spécifiques du ruisseau, des endroits où les conditions environnementales sontexceptionnellement adaptées à leur métabolisme.Tout d'abord, en aval du ruisseau, les prairies humides situées au bord abritent une espèce végétalerare en Lorraine, la wahlenbergie (cf document ci dessous) :

Figure 1 : Photo de Wahlenbergie

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Du coté de l'amont, au niveau des friches humides, on constate la présence d'une autre espècevégétale peu commune, l'hydrocotyle vulgaris (Figure 2).

Figure 2 : Photo de Hydrocotyle Vulgaris

Tout comme une espèce protégée au niveau national, Drosera rotundifolia (cf document cidessous) :

Figure 3 : Photo de Drosera Rotundifolia

Ces friches représentent un intérêt important pour la faune et l'entomofaune notamment. En effet,elles sont bordées par des fossés où s'est installé une saulaie constituant un milieu favorable aux

amphibiens.

Les 2 espèces végétales étant rares, il est normal et nécessaire de mettre en valeur ce milieu par l'intermédiaire d'analyses comme l'IBGN, ou les analyses classiques de qualité de l'eau, commela mesure du pH, du taux de nitrate, de la teneur en chlore, en potassium et en bien d'autreséléments chimiques spécifiques. En les effectuant régulièrement l'on pourra justifier le classementde ce milieu en ENS (Espace Naturel Sensible), mais aussi maintenir cette classification afin de

protéger au mieux ce milieu et faciliter les procédures d'aménagement et d'intervention écologiques.

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Historique et évaluation des intérêts du site

Cet espace était associé à des prairies de fauche jusqu'en 1975. Ces prairies étaient souventengorgées d'eau d'où la présence d'un sol humide et la formation de tourbe. On a constaté unenrésinement continuel des nombreuses parcelles de vallée à cause de la filière industrielle du bois.Depuis il y a eu création de nombreux drains afin d'assécher un minimum le milieu. De la tourbe aété extraite pendant de nombreuses années par la filière du chauffage. Récemment, la création d'uneligne électrique à moyenne tension ainsi que l'installation d'une conduite de gaz « Mulhouse-Vesoul » on aggravé l'état général de ce milieu d'étude qu'est le ruisseau des Noires Faignes. Cesdégradations ont débuté des les années 1970 avec la création d'un dépôt de déchets ménagers ainsiqu'un dépôt de gravats par une ancienne entreprise de travaux public.

De plus l'implantation d'espèces étrangères ou invasives menaces réellement cet écosystème.Par exemple les écrevisses américaines qui ont totalement investit le ruisseau provoquent undéséquilibre majeur de la chaine alimentaire.

Le site ayant de nombreux intérêts écologiques et scientifiques, il est nécessaire d'entamer un programme de protection face à ces aménagements de plus en plus nombreux.

Choix des stations ainsi que de leurs lieux de prélèvement

Une station est définie comme un tronçon de cours d’eau dont la longueur est sensiblementégale à 10 fois la largeur du lit mouillé au moment du prélèvement.

Le choix de l’emplacement se fait en fonction de l’objectif d’étude. Pour évaluer la qualité généraled’un milieu, on choisit une station "représentative" du segment du cours d’eau étudié. On peutchoisir une station informative correspondant à un site isolé, ou une station de comparaison servantde témoin (avant et après une perturbation).

Nous avons donc choisi des stations à proximité ou situées dans des milieux bien distincts, par exemple une tourbière ou une forêt de conifères. Par ce biais la qualité biologique globale duruisseau est mieux prise en compte que le fait de choisir des stations situées dans des milieuxidentiques.

Pour une station, l’échantillonnage de faune benthique est constitué de 8 prélèvements élémentaireseffectués séparément dans 8 habitats distincts. Chaque habitat peut être caractérisé par le couplevitesse de l’eau - substrat (nature du fond) mais aussi par la ripisylve et la largeur du lit. L’ensembledes huit habitats doit être repéré avant leur échantillonnage. Cette méthode permet d’avoir une

bonne vision d’ensemble de la station et de choisir les habitats les plus représentatifs. Cela estnécessaire si l'on veut prélever un maximum d'espèces de macroinvertébrés différentes et donc sil'on veut obtenir les résultats les plus fiables possibles.

Pour toutes les stations :

– le cours d'eau sur lequel se trouve les stations est celui des Noires Faignes – la nature des berges était naturelle, sans aménagements d'origine humaine – le débit était normal pour la saison

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Station n°6 :

– milieu traversé : tourbière – largeur du lit mouillé : moyenne de 2.75 mètres – ensoleillement : fort – environnement : forestier

– végétation rive droite : herbacée dense – végétation rive gauche : herbacée dense

Station n°7 :

– milieu traversé : forêt de conifères dense avec tapis de mousses uniforme – largeur du lit mouillé : moyenne de 2.9 mètres – ensoleillement : faible – environnement : forestier – végétation rive droite : éparse et arbustive

– végétation rive gauche : arborée

Station n°8 :

– milieu traversé : milieu à proximité d'un étang avec une forêt de conifères tapisséed'herbes hautes

– largeur du lit mouillé : moyenne de 2.8 mètres – ensoleillement : moyen – environnement : forestier

– végétation rive droite : herbacée dense – végétation rive gauche : arborée

Station n°9 :

– largeur du lit mouillé : moyenne de 3 mètres – milieu traversé : forêt de conifères avec tourbière très humide accompagnée de mousses

et de fougère en grand nombre – ensoleillement : moyen – environnement : forestier – végétation rive droite : herbacée et arbustive – végétation rive gauche : arborée

Ce milieu est menacé, il contient de nombreuses espèces rares et espaces en bon état mais endanger. Il faut alors pour le sauvegarder réaliser un IBGN pour qu'ensuite il soit classé en ENS.

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Etude IBGN : Indice Biologique Global Normalisé

C'est une étude sur un site d'eau courante, qui va permettre d'établir la qualité biologique ducours d'eau, en s'appuyant sur les populations de macro invertébrés benthiques, c'est-à-dire desorganismes vivant sur le fond, parce qu'ils sont les plus représentatifs et sont des bio indicateurs de

la qualité du fait de leur forte sensibilité à tous type de pollution. Par exemple nous avons les micro polluants comme les produits phytosanitaires et les pesticides ainsi que la pollution d'ordre physiquecomme la construction d'un barrage ou le recalibrage d'un cours d'eau.

De simples analyses physico chimiques ne suffisent donc pas à évaluer la qualité global d'un tel site,il faut accompagner ces mesures avec une étude d'IBGN. En effet ces analyses physico chimiquesne prennent ni en compte la compétition intra-inter spécifique ni la nature du substrat de l'habitat.De ce fait on peut affirmer que les macro invertébrés benthiques sont de biens meilleurs indicateursde la qualité biologique globale d'un ruisseau que le sont les analyses physico chimiques classiques.

L'IBGN est compris entre 1 et 20, avec 20 pour la plupart des milieux non perturbés.

Il se calcule selon la formule suivante :IBGN = GI + (Σ t - 1)avec St le total des taxons présents présent au moins une fois pour un siteet GI le numéro du groupe faunistique indicateur, qui est un ordre qui contient les taxonsindicateurs, soit les familles présentes au moins 3 fois sur le site.La variété taxonomique dépend de la diversité de l'habitat et de sa qualité d'où l'importance duchoix des lieux de prélèvement.Les différents groupes indicateurs sont classés selon le degré de sensibilité à la pollution : un ordre

peu présent sera sensible et donc aura un classement élevé (un grand numéro); le groupe le plus présent sera le premier groupe indicateur.

Cette étude nécessite une bonne connaissance du lieu, dépend de certains paramètres physiques,comme la hauteur de l'eau ou la largeur du lit, et peut varier selon les saisons : les conditions ne sont

pas les mêmes, donc peuvent être favorables ou non au développement des invertébrés.Elle peut être complétée par des analyses physico-chimiques, comme le pH et la mesure du taux denitrate.

Cependant il y a des limites a l'IBGN : – la profondeur ne doit pas être supérieure à 80 cm – la vitesse du courant ne doit pas être excessive – la turbidité de l'eau ne doit pas empêcher de visualiser les supports

– quelques milieux exclus : sources et ruisselets, grands cours d'eau et estuaire

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Normes AFNOR

Les études doivent être faites hors de la source, d'un canal et de l'estuaire.

Les prélèvements dépendent du type de rivière:- en cas de faciès lentique, le prélèvement se fait au troubleau, en le tractant sur 50 cm.- en cas de faciès lotique, il se fait avec un Surber de 1/20 m², qui a des vides de maille de

500 micromètres.

Les prélèvements doivent être réalisés en période de débit stabilisé depuis au moins 10 jours, en période de rejet ou aux basses eaux et aux fortes températures, mais ici ces facteurs ne peuvent pasêtre pris en compte. Il y a 8 prélèvements par station choisie doivent être effectués, du support le

plus hospitalier vers le plus hostile.

ENS : Espace Naturel Sensible

Un ENS est un espace comme les forêts, les rivières etc, qui est mieux protégé, géré etouvert au public que les autres espaces. Le site des Noires Faignes n'est pas répertorié dans cesespaces, mais le Conservatoire des Sites Lorrains voudrait l'y classer.

En effet, cela permettrai surtout de maintenir le ruisseau en bon état de conservation, de réduirel'impact des épicéas sur le milieu, et de protéger 3 espèces végétales relativement rares :

- l'Hydrocotyle, peu commune ;- la Walhenbergie (protégée en Lorraine) ;- le Drosera rotundifolia (protégée en France).

En le classant ENS, cet espace serait mieux entretenu et le milieu y gagnerait en qualité, ce qui permettrait à de telles espèces de subsister.Les drains pourraient ainsi être obstrués, les rejets contrôlés, un débroussaillage effectué, etl'enrésinement contrôlé. Ensuite, ce milieu est soumis à un risque d'envahissement par l'écrevisseaméricaine, qui est une espèce invasive proliférant à une vitesse alarmante dans ce milieu depuis

plusieurs années.

Les Invertébrés

Dans ce milieu ils sont situés surtout au fond du cours d'eau, dont la plupart sont des larvesd'insectes. Les macro invertébrés ont une taille de l'ordre du centimètre et colonisent les supportsorganiques ou minéraux des milieux aquatiques.Ils ont l'avantage d'être relativement stables dans le temps, et leur détermination est relativementaisée.

Les trichoptères, les plécoptères et les éphéméroptères sont les plus représentatifs et les plusindicatifs généralement : ils comportent de nombreuses espèces bioindicatrices, qui nécessitent desexigences particulières, et sont donc sensibles à la qualité de l'eau.La mise en valeur de leur présence peut permettre d'évaluer efficacement la qualité biologique

globale d'un milieu aquatique.

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III - Matériel et méthode

Protocole

L’IBGN permet d’évaluer la qualité hydrobiologique d’un site aquatique, par l’intermédiairede la composition des peuplements d’invertébrés benthiques vivants.En premier lieu nous présenterons notre démarche d'étude sur le terrain, c'est à dire le ruisseau des

Noires Faignes. Par la suite nous expliquerons la manière dont nous avons précédé aux analyses deséchantillons. Enfin nous verrons comment la réalisation d'un tableau faunistique à partir desrésultats obtenus va nous permettre de déterminer l'IBGN du milieu étudié.

Afin de réaliser cette étude nous avons sélectionné une portion du ruisseau présentant des intérêtsécologiques majeurs et ayant une longeur de 2 km. Cette portion a par la suite été divisée endifférentes zones d'études. Ces zones ont été choisies de manière à étudier des environnementsdifférents que le ruisseau traverse. Par ce biais il nous sera possible de comparer les résultats desdifférents relevés avec les milieux environnant comme une tourbière par exemple.D'un point de vue des normes de l'IBGN on nomme ces zones des stations qui ne doivent pasdépasser en longueur 10 fois la largeur du ruisseau.L'étude se fera en 2 groupes, le premier s'occupera de la partie aval du ruisseau tandis que l'autredevra s'intéresser à la partie amont. Chaque groupe choisira 4 stations réparties méthodiquement enfonction des milieux et réalisera 8 prélèvements par stations. Au final nous procéderons à laréalisation de 32 prélèvements qui nous permettrons de déterminer l'IBGN après identificationfaunistique et de mettre en évidence l'influence du milieu environnant le ruisseau.

Les prélèvements sont effectués de l’aval vers l’amont afin de ne pas perturber l’eau deséchantillons prélevée en contre bas ruisseau. Pour les prélèvements d’invertébrés on utilise unéchantillonneur de type Surber, présenté ci-dessous :

Figure 4 : Schéma du Surber

La technique consiste à gratter et retourner le substrat qui se trouve dans le cadre horizontal dusurber, les échantillons sont emmenés par le courant dans le filet. Une fois que toute la surface à étératissé on retire le surber du cours d’eau et on verse son contenu sur un tamis afin de récupérer méthodiquement le tout dans un flacon contenant de l'éthanol.

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Technique de prélèvement

Cette technique est décrite ci-dessous, précédée du matériel utilisé :

o Bottes (une paire par personne)o 2 Waderso 2 suberso 32 Bidons de 500mLo 3,75L d’éthanolo Eau de la rivièreo Pinces molleso Tamis composé de 3 compartiments (un tamis à mailles larges 2 mm, un à mailles

plus étroites de 500µm et un réceptacle)o Bacs à dissectionso Thermomètreo Mètreo Chronomètreo Carte du terrain

• mise du filet dans l'eau (surber) pendant 40 à 60 secondes et on gratte la surface délimitée par le carré du surber :

Figure 5 : Prélèvement du substrat

• On relève le surber plusieurs fois pour l'égoutter • On verse le contenu dans une série de blocs composés de 2 tamis avec des maillages de plus

en plus petits :

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Figure 6 : Tamisage• On récupère les insectes de chaque bloc :

Figure 7 : Récolte des macroinvertébrés du premier tamis

> 1er tamis : on prélève les insectes avec une pince molle et on place les macro-invertébrés dans un flacon avec de l'alcool. Pour nous permettre de mieux les repérer on peut placer le contenu du tamis dans un bac a dissection blanc où l’on rajoute de l’eau.

> 2ème tamis : on incline le bac pour récupérer tout dans le même flacon quicontient déjà les insectes du premier tamis tout en ajoutant l'eau du ruisseau pour récupérer tout.

• On jette le contenu du 3eme bloc dans le ruisseau et on rince le tout :

Figure 8 : Lavage du tamis

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• On refait la même manipulation pour tous les prélèvements

Pour les prélèvements on fait varier trois critères sur la station : le substrat, la vitesse et la profondeur. On mesure la profondeur, la largeur du ruisseau et la vitesse. Pour cette dernière onévalue le temps que met un morceau de feuille de l’environnement pour parcourir la distance

déterminée par le mètre.Dans chaque station on effectue un prélèvement d’eau que l’on récupère dans un petit bidond’environ 500 mL et on mesure la température.

Nous avons représenté la zone de prélèvement par un schéma descriptif de l’environnement sur unefeuille blanche, c'est-à-dire la ripisylve, la composition du substrat de l’eau, la présence ou non deracine dans l’eau etc...

Le schéma de chaque station est reporté en annexe 1, 2, 3, 4 et la légende en annexe 5

Détermination

De retour au laboratoire on procède de la manière suivante, l’aide du matériel suivant :

o réfrigérateur o Loupe binoculaireo Pinces molleso 32 bidons + échantillons prélevés sur le terraino Eau de javelo Éthanolo Pissettes d’eauo Lampeso Bacs à dissectionso Boite de pétrio Pilulierso Trousses à dissectiono Clé de détermination faunistique (macroinvertébrés des cours d’eau)o pH-mètreo Cahier de laboratoire

On place les prélèvements au frais lorsque l’on ne procède pas à leurs observations enlaboratoire. On place nos macroinvertébrés relevés dans un bac à dissection avec de l’eau durobinet. On retire les macroinvertébrés à l’aide d’une pince molle. On les place dans un petitrécipient (boîte de pétri dans notre cas) afin d'effectuer une identification par l'intermédiaire d'uneloupe binoculaire et à l'aide d'une clé de détermination. Par exemple pour la détermination d’uninsecte on révèle le nombre de parties dont est divisé son corps, combien de pattes il possède, s’il aune paire d’antennes (avec de nombreux segments intermédiaire), des branchies visibles sur le flancde son thorax…

Chacune de ces données serviront à calculer l’IBGN dans une autre partie.

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IV – Résultats

Relevés

Nous avons répertorié les résultats des différents relevés effectués sur le terrain dans lestableaux A,B,C et D ci dessous. Chaque tableau correspond à une station bien précise. Nous y avonsinséré les caractéristiques physiques du ruisseau comme la largeur du lit ainsi que la profondeur. De

plus nous avons ajouté la vitesse de l’eau (exprimée en m/s), la température et la ripisylve au niveaudes berges ainsi que la forme générale du ruisseau et le substrat présent. Chacune de ces mesures ourelevés ont été effectués pour chaque prélèvement, qui sont au nombre de huit par station.

Tableaux répertoriant les résultats de chaque relevés et mesures effectués au niveau des différentesstation : Annexe 12

On remarque que la température de l’eau pour chaque station reste constante, elle varie de 12°C à13°C.

Les observations de la ripisylve montrent une très grande variété des espèces végétales présentes.En effet cela va des multiples espèces de mousses aux fougères, le tout accompagné d’herbes demorphologies très variables et d’arbres allant du chêne à l’épicéa.

En ce qui concerne les substrats, on remarque qu’il y a une concordance avec la vitesse de l’eau. Eneffet là où le courant est faible, les formations sableuses et vaseuses sont plus fréquentes. Tandisqu’au niveau des zones de courant important symbolisées par le cygle sur les schémas des

stations, on ne trouve que des rochers accompagnés de cailloux de grandes tailles.Pour finir la forme du ruisseau est plus ou moins aléatoire, elle n’influe pas sur les résultats des prélèvements, sauf peut être au niveau des endroits sinueux où le courant est plus faible et où lessubstrats sont donc spécifiques.Après avoir identifié et compté chacun des organismes macro invertébrés prélevés dans lesdifférentes stations, nous avons répertorié les résultats obtenus dans les tableaux 6;7;8 et 9 ci-dessous. Chaque tableau correspond à une station bien précise, ils contiennent une liste complète demacro invertébrés pouvant être présents dans le type de ruisseau étudié. Ces macro invertébrés sontregroupés par ordre et classe afin de faciliter l’interprétation. Tous les prélèvements des stations ysont répertoriés, ils sont au nombre de huit par station. La colonne GI (groupe indicateur) nous

permettra de déterminer la note d’IBGN à attribuer pour le ruisseau des Noire Faignes.

Tableaux répertoriant les résultats d’identification et de comptages pour les prélèvements desdifférentes stations : Annexe 6,7,8 et 9

Les tableaux de relevés faunistiques étant effectués, nous avons désormais réalisé un tableaurécapitulatif de ces dernièr nous amenant à la détermination d’une note d’IBGN pour chaquestation. Ce dernier tableau met en valeur la richesse du peuplement ainsi que la sensibilité globaledes différentes espèces observées. La richesse est évaluée en fonction du nombre de taxon présent,et la sensibilité est caractérisée par le taxon indicateur le plus sensible ainsi que par le groupeindicateur déjà identifié dans les relevés faunistiques.

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Grâce à ce tableau tiré des normes d’IBGN, nous pouvons calculer une note finale pour la portiondu ruisseau des Noire Faignes étudiée.

Tableau de détermination de la note d’IBGN : Annexe 11

Interprétation

Les prélèvements effectués dans chacune des quatre stations, au nombre de 32, ont étéchoisis de façon représentative de la profondeur, de la vitesse du cours d’eau en cet endroit etencore du type de substrat (cailloux, sables…) (cf. Tableau a, b, c et d).De fait, nous pouvons témoigner de l’impact de ces trois paramètres sur la faune aquatique du coursd’eau des Noires-Faingnes, en fonction de l’endroit étudié (prélevé) dans le sens où un habitatconstitue un couple « substrat-vitesse-profondeur ».

Les résultats montrent des différences, d’un point de vue de la diversité des macros invertébrés et deleur nombre pour chaque famille. C’est pourquoi il semble trop compliqué d’interpréter les résultats

pour chaque prélèvement, en prenant en compte toute les combinaisons des paramètres. De façon plus générale, nous étudierons chacune des stations en procédant tout d’abord par le calcul del’IBGN de la manière suivante, afin de déterminer la qualité du milieu, dans le but d’unereconnaissance à l’ENS (espace naturel sensible)

Après avoir déterminé le nombre de taxons, puis la classe de variété, on a répertorié tous les taxonsreprésentatifs, c'est-à-dire présents au moins trois fois dans chaque station.

A l’intérieur de cette liste, on repère le taxon le plus polluo-sensible, appelé « taxon indicateur »,qui fait lui-même parti d’un groupe indicateur. Le taxon indicateur est repéré d’après le Tableau 5,sachant que le plus sensible à la pollution est le groupe indicateur 9. D’après ce taxon, on en déduitle groupe indicateur (de 1 à 9). On peut donc définir la note de l’IBGN soit par le Tableau 5 en seréférant à la fois, au GI (Groupe Indicateur) et au nombre de taxons, symbolisé par Σ t.

Soit par le calcul d’après la formule :

IBGN=GI+(Σ t-1)

Il est important de signaler que cette méthode sera la même pour chaque station.

En ce qui concerne la station 6, la famille Taeniopterygidae est assez bien représentée, notammentsur des substrats composés de cailloux et de graviers, avec un courant de vitesse moyenne (0.7 à 0.9m/s). Sur cette station ont été répertoriés 28 taxons, ce qui correspond à une classe de variété 8 (cf.Tableau 5). Ce milieu présente alors une assez grande richesse de peuplement. Le taxon indicateur 1est « Taeniopterygiae » qui se situe dans le groupe indicateur 9. Étant présents au nombre de 21,nous obtenons une note IBGN de 16. Nous vérifions ce résultat à l’aide de la formule

précédemment rappelée.

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On a donc :

IBGN=9+(8-1)=16/20

Quant à la station 7, les espèces les plus représentées sont les Taeniopterygidae, (perledidae), baetidae, des annélides (oligochètes et achètes) entre autres. De la même manière que l’on à fait pour la station 6, nous déterminons la note IBGN=35 taxons sont comptées. D’après le Tableau 5,nous obtenons une classe de variété 10. Perlodidae et Taeniopterygidae, de nouveau, sont les deuxtaxons appartenant au groupe faunistique indicateur le plus sensible à la pollution, le numéro 9. Lanote IBGN est donc de 18. Nous obtenons, de nouveau, le groupe indicateur le plus polluo-sensible,ce qui est une bonne chose, mais la note est différente de la première station étudiée.

Cela est dû aux aux nombres de taxons répertoriés, plus important dans la station 7 que dans lastation 6.

Les stations 8 et 9, au contraire des deux autres stations, présentent un nombre identique detaxons (24), mais un groupe faunistique indicateur différent du fait que Perlodidae,Taeniopterygidae, Chloroperlidae et Perlidae (dans la station 9) notamment soient présents mais defaçon minime, puisque ces taxons ne constituent pas un taxon (présentant un moins trois individus).Ainsi, nous devons descendre bas dans le tableau, jusqu’au quatrième groupe faunistique indicateur comprenant notre taxon indicateur, Leptoceridae.

La note obtenue pour la station 9, à quelque hectomètre d’une ferme, est 10. Cette note témoigned’une qualité passable du cours d’eau.Pour ce qui concerne la station 8, on obtient une note d’IBGN de 15 grâce à la présence dePerlodidae et Taeniopterygidae.

Pour vérifier qu'il n'y a pas de surestimation trop importante de la qualité biologique, on suit lamême méthode pour déterminer l'IBGN en prenant pour taxon indicateur non pas le taxon le plus

polluosensible, mais celui qui vient juste après.Par exemple pour la station 6 le deuxième groupe le plus sensible à la pollution est Sericostomidae,et en se référant au tableau 5 on obtient une note de 13, donc cette station reste de bonne qualitémême s'il y a une baisse de la note. Pour la station 7 et 8, la note ne change pas, puisque les 2

taxons les plus polluosensibles appartiennent au groupe indicateur 9. Pour la station 9, La note passe de 10 à 8 : la station passe en qualité médiocre (tableau X), il y a une légère surestimation.

Ces notes reflètent la qualité biologique du cours d'eau, qui sont interprétées pour la plupart desrivières comme dans ce tableau :

Tableau 5 : Correspondance entre indice IBGN et qualité biologique

Légende : > 17 Qualité très bonne 16-13 Qualité bonne 12-9 Qualité passable8-5 Qualité médiocre <4 Qualité mauvaise

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Pour la station 7, nous obtenons donc une très bonne qualité biologique (IBGN = 18). Ceci peuts'expliquer par le fait que nous trouvons une plus grande diversité taxonomique que pour les autresstations, car le milieu est plus favorable au développement des macroinvertébrés benthiques. Pour les stations 6 et 8, la qualité est bonne, puisque les notes d'IBGN obtenues sont respectivement de16 et 15. En revanche la station 9, la plus en amont des stations étudiées, obtient un indice qui estseulement de 10, soit une qualité passable.

Évolution de la note et de la faune le long du cours d'eau

Nous pouvons témoigner de la variation de la note de l'Indice Biologique Global Normalisé dans les4 stations étudiées.La station 9, qui possède le plus bas IBGN, a une qualité moyenne, et ceci peut s'expliquer par la

présence d'une ferme à proximité. Celle-ci peut rejeter des matières nutritives en trop grandequantité qui engendre une baisse de la diversité localement.Quant à la station 8, nous pouvons constater un enrichissement de la biocénose benthique en taxons

puisque le cours d'eau apparaît à l'état "bonne qualité", probablement car on s'éloigne de la zone de pollution.

Ensuite, le cours d'eau, traversant la station 7, passe à une "très bonne qualité". Cela peut être dû àun apport en substances nutritives important sans être pour autant excessif, provenant des mousses.De fait, les taxons pouvant utiliser ces substances sont capables de proliférer. D'autre part, lacomposition des eaux du barage artificiel, présent peu avant la station 7, peut avoir des effetsfavorables au développement de communautés benthiques, car il permet une accumulation de lamatière organique telle que les feuilles mortes (Annexe 2).

De la station 7 à la station 6, nous avons le passage d'une qualité biologique "très bonne" à "bonne",

du fait de la présence d'une tourbière sur le lieu .On observe donc une légère diminution de larichesse en biodiversité dûe à l'obstruction du substrat par les algues ou la vase. D'autre part, la présence d'arbres constitue un apport bénéfique de matières organiques.Reste à savoir quel est l'impact des différents milieux traversant le cours d'eau sur la quantitéd'individus des taxons les plus présents.

Nous avons pu constater que les taxons dominants sont les suivants : Taenioptérygidea : ceux-ci sont de plus en plus nombreux au fil du cours d'eau. Il semble

que moins le milieu est pollué, plus cette famille est présente. Elmidae : Ces coléoptères est propice aux milieux contenant un surplus de matière

organique. Par exemple, ils sont au nombre de 94 dans la station 9, qui a la plus mauvaise

qualité biologique. Gammaridae : Peu de ces crustacés ont été prélévés dans le milieu où la qualité est la

meilleure (station 7). Une qualité passable ne semble pas les avoir une grande influence sur leur développement.

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Évolution du cours d’eau

A la station 9, c'est-à-dire au plus prêt de la source, la note de l’IBGN est de 10 donc laqualité de l’eau est passable. Il est possible que la qualité de cette eau soit dût à la ferme, situé à

proximité du cours d’eau, qui pourrait rejeter certaine substances provenant des animaux.Plus en aval, la qualité de l’eau remonte progressivement de la station 8 à la station 7 grâce à lamousse et aux hautes herbes présentent qui amènent de la matière organique au cours d’eau.La qualité de l’eau diminue à nouveau de la station 6 à la station 4, il est possible que la tourbe

présente tout au long du cours d’eau à ce niveau soit à l’origine de cette diminution.En passant dans la prairie, de la station 3 à la station 2 la qualité de l’eau remonte car le sol de la

prairie est riche en matières organiques donc il y a plus d’apport en substances nutritives dans lecours d’eau.

La qualité de l’eau, à la station 1, diminue parce que la forêt d’épicéa acidifie l’eau donc le milieudevient moins favorable au développement des macro invertébrés.

V - Discussion

Les prélèvements ont été effectués le lendemain d'un orage, et nous ne respectons pas sur ce point la norme AFNOR, qui indique qu'il faut un débit stabilisé du cours d'eau depuis au moins 10 jours. Cela peut influer sur la répartition des organismes, du fait que celle-ci dépend surtout de lavitesse d'écoulement, qui augmente avec de fortes pluies.

Egalement, lorsque la vitesse du cours d'eau était lente, les macroinvertébrés benthiques mis ensuspension lors du prélèvement n'ont probablement pas tous été emportés vers le filet du Surber.

De plus, les Taeniopterygidae sont moins sensibles à la pollution que les autres macroinvertébrés dugroupe indicateur 9, mais ont été classé dans ce groupe parce que sinon, les potamons ne pourraient

pas obtenir la note maximale, qui est de 20. Ils ont donc été surestimés. Ce facteur n'influe pas sur la note des stations 7 et 8, puisque il y a un autre taxon présent dans le groupe indicateur 9(Perlodidae). En revanche, pour la station 6, la note de 16 serait surestimée.

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Richesse du peuplement

Présence

9 24 7 Leptoceridae 3 4 10

8 24 7 10 9 15

7 35 10 17 9 18

6 28 8 Taeniopterygidae 21 9 16

4 NC NC Capniidae 5 8 12

3 NC NC Taeniopterygidae 28 9 15

2 NC NC Perlodidae 1 9 171 NC NC Taeniopterygidae 1 9 15

Tableau 6 : Résultat du calcul de la note d'IBGN

Numéro de

La station

Sensibilité Note IBGN

(sur 20)Nombre de taxon

ΣtClasse

de variétéTaxon indicateur le plus sensible

Groupe indicateur Gl

TaeniopterygidaePerlodidae

TaeniopterygidaePerlodidae



VI – Conclusion

L'IBGN réalisé nous permet de déduire que le cours d'eau des Noires Faignes est en bon étatde conservation dans son plus grand ensemble. Cependant les endroit plus proche de la source leson moins. Il nous permet de voir aussi pourquoi il faut protégé ce milieu et le classé en ENS, de

nombreuses espèces ne sont présentent que si il y a une qualité de l'eau suffisante, de même pour les plantes, ces espèces deviennent de plus en plus rare aujourd'hui a cause de tout sorte de pollution,c'est en cela que le classement en ENS permettra la sauvegarde de ce milieu de vie dans un bon état.

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Documents

Projet Final 4.0