L'Indice Biologique Global Normalisé (IBGN)

Norme AFNOR NF T 90-350 (Mars 2004)

L’Indice Biologique Global Normalisé ou IBGN permet d’évaluer la qualité hydrobiologique d’un cours d'eau, par l’intermédiaire de la composition des peuplements d’invertébrés benthiques vivant sur divers habitats (couples support/vitesse). Dans les cours d’eau qui permettent la visibilité et l’accessibilité des différents supports à prospecter, on procède en évitant les zones des sources, les cours inférieurs des grands cours d’eau et les milieux atypiques (canaux et estuaires).

La méthode permet, dans les conditions naturelles de stabilité hydraulique et dans les limites de sa sensibilité, d’évaluer l’incidence d’une perturbation sur le milieu récepteur.

Une note indicielle, comprise entre 0 et 20, détermine la qualité globale du milieu aquatique.

Le Caramy à Vins-sur-Caramy  (cliché DIREN PACA)

REALISATION DE L’ESSAI  ET  TRAITEMENT DES ECHANTILLONS

La mise en œuvre de la méthode se fait en 3 étapes : Le Prélèvement, l’Analyse, le calcul de l’Indice.

LE PRELEVEMENT

 Le Matériel

• Gilets de sauvetage
• Fiches de terrain (caractéristiques générales de la station et tableau d’échantillonnage)
• Pots en plastique, par lot de 8 avec étiquettes
• Dispensette contenant le formaldéhyde à 36 % (fixation des échantillons)

Pour les prélèvements effectués en faciès lotique:

• Surber avec filet à maille de 500 µm et de 1/20 m2 de base

Pour les prélèvements effectués en faciès lentique:

• Haveneau de 1/20 m2 avec filet à maille de 500 µm
• Tamis de 500 µm et 5 mm

Préparation du prélèvement

Si possible, avant les prélèvements, les débits seront consultés à partir des données des stations hydrométriques télétransmises (cellule hydrologie de la DREAL PACA ou organismes fournissant ces données).

Pour l'intervention sur le terrain, il est nécessaire d'attendre que les perturbations éventuelles dues aux crues disparaissent. Les prélèvements sont réalisés dès que les conditions requises le permettent (stabilité hydraulique), pour l'investigation des habitats d'une station, en s'éloignant des événements hydrologiques exceptionnels, dommageables pour la faune aquatique. En moyenne, une quinzaine de jours permet le retour à une situation normale.

• La station doit être accessible et prélevable sur la majorité de son linéaire. Le fond doit être visible.
• Elle doit être représentative de la morphologie générale de la rivière.
• Elle doit comporter si possible une zone calme et une zone lotique.
• Sa longueur représente au plus 10 fois sa largeur (moins si les 8 habitats sont trouvés sur un linéaire moins important).
• La profondeur ne doit pas excéder environ 1 m.
• La vitesse du courant doit permettre d'échantillonner la mosaïque d'habitats.

Prospecter globalement les supports de la station en repérant les 8 couples S-V (Substrat-Vitesse) qui seront échantillonnés, en évitant à tout moment de piétiner inutilement le lit mineur. Cette prospection devra être faite prioritairement sur les supports les plus représentatifs et hospitaliers pour la faune, dans la classe de vitesse où le support est le plus représenté. Si la station ne présente pas les 8 supports, on complètera les habitats par des prélèvements réalisés sur des supports dominants ou sub-dominants dans des classes de vitesse différentes.

Un minimum de deux périodes par an est nécessaire pour bien juger un milieu. Une seconde période de prélèvement permet de mesurer l'écart entre la situation la moins favorable et la situation la plus favorable (généralement au printemps).

MODELES DE FICHES DE TERRAIN

CARACTERISTIQUES MORPHODYNAMIQUES

CONDITIONS :                                                                                                 LARGEUR :

COURS D’EAU :

STATION :                                                                                                         PRELEVEMENTS EFFECTUES PAR:

DEBIT ESTIME :                                                                                               VISA :

CODE DU MATERIEL VERIFIE AVANT UTILISATION :

N° de tamis (500 µ):

N° du surber:

N° du haveneau:

COUVERTURE MINERALE, GRANULOMETRIE :

S6 : Pierres, galets (250 mm >o> 25 mm) ; S5 : Granulats grossiers (25 mm >o> 2,5 mm) ; S3 : Sédiments fins+/- organiques (vase< 0,1 mm) ;  S2 : Sable Limon(< 2,5 mm) ; S1 : Roches, Dalles Sols, Parois Blocs (> 250mm) ; S0 : Marne, argile

COUVERTURE VEGETALE :  S9 : Bryophytes ; S8 : Spermaphytes immergés ; S7 : Litières débris / végétaux Racines ; S4 : Spermaphytes émergents ; S0 : Algues

VITESSE (cm / s) : V₂ > 150; 150 > V₄ > 75; 75 > V₅ > 25; 25 > V₃ > 5; V₁ < 5

CARACTERISTIQUES DU LIT :

·        Faciès d'écoulement : mouille, radier, plat, rapide, escalier, cascade, chenal lotique

·        Nature des berges : naturelles, artificielles, plates, inclinées, verticales

·        Colmatage : absence, faible, moyen, important

·        Couverture principale : pierres, galets, granulat grossier, sédiments, vase, sable, limon, blocs, dalles, roches

·        Végétation des rives : absente, éparse, dense, herbacée, arbustive, arborée

·        Ensoleillement : nul, moyen, fort

·        Environnement : prairial, forestier, agricole, urbain

·        Nature géologique du BV : saline, calcaire, argileuse, grèseuse, cristalline

VEGETATION AQUATIQUE : A<10%      B: 10 à 30%    C: 30 à 50%    D>50%

·        Bactéries et champignons

·        Diatomées

·        Algues

·        Végétaux

DESCRIPTION DU MILIEU :

·        Couleur : incolore, légèrement coloré, coloré

·        Limpidité : limpide, légèrement trouble, trouble

DEBIT : normal pour la saison, important, crue, étiage hivernal, étiage estival, éclusée de barrage

STATION AVAL BARRAGE EDF :

            Convention:

OBSERVATIONS:

TABLEAU D’ECHANTILLONNAGE Vitesse superficielle                v (cm/s) : v   v>150 150>v>75 75>v>25 25>v>5 v<5                 Support s   2 4 5 3 1     C               R           Bryophytes S9 h cm               S               C               R           Spermaphytes immergés S8 h cm               S               C               R           Eléments organiques grossiers S7 h cm           (litières, branchages, racines)   S               C           Sédiments minéraux de grande   R           taille (pierres, galets) S6 h cm           250 mm >o> 25 mm   S               C               R           Granulats grossiers S5 h cm           25 mm >o> 2,5 mm   S               C               R           Spermaphytes émergents S4 h cm           de la strate basse   S               C               R           Sédiments fins ± organiques S3 h cm           "vases"  o< 0,1mm   S               C               R           Sables et limons  o< 2,5 mm S2 h cm               S               C           Surfaces naturelles et artificielles   R           (roches, dalles, sols, parois)  S1 h cm           blocs >o 250 mm   S               C               R           Algues ou à défaut, marne S0 h cm           et argile   S           C : code d'enregistrement de l'habitat   Recouvrement du couple S-V (r ) :       R= Recouvrement du couple S - V   1 accessoire   (<5 %) Habitat dominant h= Hauteur d'eau   2 peu abondant   (5-10 % ) N° (R)   S= Support prélevé   3 abondant   (10 - 50 %) h       4 très abondant   (> 50 %) S

Le Prélèvement

On prélèvera en priorité les habitats de l’aval vers l’amont, et si les conditions de prélèvement le permettent, on reprendra l'ordre de l'hospitalité décroissante de la norme de 9 à 0 des supports les plus biogènes vers les moins biogènes.
Le préleveur estime l'intervalle de vitesse

§        Pour les faciès lotiques :
La base du surber est posée sur le fond du lit de façon à encadrer l'habitat à échantillonner sur une surface 1/20 de m2, l'ouverture du filet face au courant, le support est nettoyé à la main, et les substrats meubles sont échantillonnés sur une épaisseur de quelques centimètres. Ne pas oublier de nettoyer le filet entre chaque prélèvement sans influencer les habitats à prospecter ultérieurement.

§        Pour les faciès lentiques :
La prospection au haveneau s'effectue en général par traction sur 50 cm ou bien, par mouvements de va et vient sur une même surface et pour une profondeur d'eau permettant l'utilisation de l'instrument de prélèvement. Verser le prélèvement dans le tamis supérieur. A l'aide de la colonne de tamis, effectuer un premier tri afin de réduire le volume de l'échantillon, verser le contenu des différents tamis dans un pot. Ne pas oublier de nettoyer l'ensemble du matériel après le prélèvement.

§        Pour les supports végétaux (macrophytes):
Seul le support doit être prospecté sur 1/20 m2 et non pas la partie dans lequel il est implanté.

§         Pour les blocs supérieurs à la dimension du cadre:
Se placer à l'aval du bloc et prospecter la surface du support.
Chaque prélèvement effectué sur les 8 supports est transvasé dans le pot correspondant, dans lequel a été ajouté préalablement 280 cm3 d'eau de rivière.
On complète ensuite l'ensemble des fiches de terrain. Une photographie de la station peut être incluse dans le rapport d'essai, afin d’y localiser les points de prélèvements.
La conservation des invertébrés se fera sur le terrain en ajoutant 10 cm3 de formaldéhyde à 36 % (de façon à ce que la teneur en formaldéhyde soit de 10%). La formolation pourra être augmentée ou diminuée, au jugé de l'hydrobiologiste, en fonction de la richesse en matière organique de l'échantillon (vases, végétaux…).

Prélèvements lotiques et lentiques (clichés DIREN PACA )

L’ANALYSE

Matériel

- Le lavage

·        Tamis de différents maillages

·        Hotte aspirante

·        Bonbonne de récupération des eaux formolées

·        Cuvette

·        Douchette

·        Cahier de paillasse annuel propre à chaque hydrobiologiste

- Le Tri

·        Loupe monoculaire

·        Loupe binoculaire avec source froide

·        Pinces Brucelles

·        Piluliers

·        Formol à 10 %

·        Pissettes d'eau du robinet

·        Cahier de paillasse propre à chaque hydrobiologiste

- Détermination

·        Loupe binoculaire avec source froide

·        Boîtes de pétri

·        Formol à 10 %

·        Pinces Brucelles

·        Pissettes d'eau du robinet

·        Piluliers

·        Cahier de paillasse annuel propre à chaque hydrobiologiste

·        Manuel pour la détermination "INVERTEBRES D'EAU DOUCE, systématique, biologie, écologie" (CNRS/Université Claude-Bernard, Lyon I).

LYMNAEIDAE   (Clichés DIREN P.A.C.A)   CORBICULIDAE

Le lavage

• Vider le contenu du pot prélevé contenant les phases solides et liquides à travers les tamis, au-dessus de la bonbonne de récupération du jus formolé (ce liquide sera évacué par la suite par la société chargée de récupérer les produits toxiques). Prévoir un dispositif de neutralisation des vapeurs de formaldéhyde (hotte aspirante).
• Laver sur le second bac le contenu des tamis de manière à éliminer le formol résiduel et la fraction la plus fine des sédiments.
• Le contenu des tamis est versé dans une cuvette.
• Vérifier avec la loupe monoculaire  qu'il ne subsiste pas des invertébrés dans le tamis.
• Nettoyer les tamis, renseigner le cahier de paillasse.

Le Tri

Cette opération consiste à extraire la faune du substrat contenu dans l'échantillon.

Elle se fait à la loupe binoculaire.

· Récupérer dans des grandes boites de pétri (9 cm) de petites fractions de l'échantillon.

· Retirer un échantillon d'invertébrés représentatif tel qu'il est défini dans la norme NF T 90-350 de mars 2004 et les répartir dans les boites de pétri pour la détermination.

· Une fois le tri soigneusement effectué, verser le résidu dans la poubelle pour être évacué par l'organisme chargé du nettoyage du laboratoire.

La Détermination

A l'aide de l'ouvrage, des clés de détermination et de la collection d'invertébrés si nécessaire, déterminer la nature des taxons triés selon le niveau de précision demandé par la norme NF T90-350.

Renseigner au fur et à mesure la liste faunistique du cahier de paillasse. Ne pas oublier d'indiquer le dénombrement.

Les comptages sont exhaustifs jusqu'à 3 individus et 10 pour les familles repérées par un astérisque sur la liste faunistique. Au delà, une image simplifiée de l'abondance relative est indiquée :

Pour la traçabilité, les taxons déterminés sont répartis par famille :

LE CALCUL DE L’INDICE

On détermine à partir des 2 tableaux successivement :

- La variété taxinomique de l'échantillon, égale au nombre total de taxons récoltés, même s'ils ne sont représentés que par un seul individu. Ce nombre est inféodé aux classes de variété figurant dans le tableau.

- Le groupe faunistique indicateur (GFI), en ne prenant en compte que les taxons indicateurs représentés dans les échantillons par au moins 3 individus ou 10 individus selon les taxons. La détermination du GFI s'effectue en prospectant le tableau de gauche à droite (GFI 9 à GFI 1) et en arrêtant l'examen à la première présence significative (n > 3 individus ou n > 10 individus) d'un taxon du répertoire du tableau.

On calcule l'IBGN  à partir du GFI et de la classe de variété. Par exemple :

 GFI = 9 et Variété Taxinomique = 19 (classe de variété = 6) alors IBGN = 14

 GFI = 4 et Variété Taxinomique = 30 (classe de variété = 9) alors IBGN = 12

Tableau de détermination de la classe de variété taxinomique

 Tableau de détermination du groupe faunistique indicateur

En gras les taxons représentés par au moins 10 individus

 LES AVANTAGES ET LES LIMITES DE L’INDICE

L'emploi de l'IBGN est spécialement indiqué pour les perturbations qui induisent une modification de la nature du substrat et de la qualité organique de l'eau : rejet de type urbain à dominante organique, pollution par les matières en suspension, effets secondaires de certains types de rejet (organiques, métalliques) et de l'eutrophisation par modification des fonds.

Si l’on retrouve une certaine stabilité dans l’espace et dans le temps des populations d’invertébrés à plusieurs niveaux trophiques (consommateurs primaires, secondaires, etc…) et si la répartition des espèces bio-indicatrices se fait de manière uniforme sur les écosystèmes aquatiques ; la globalité de la méthode ne permet pas d'interpréter avec certitude les causes d'une note basse ; on peut tout au plus diagnostiquer une altération du milieu et émettre des hypothèses quant à ses origines. Des analyses physico-chimiques complémentaires seront alors nécessaires.

Les invertébrés présentent des sensibilités sélectives aux différents facteurs de perturbation.

Les effets d'une même perturbation peuvent s'exprimer de manière différente selon le niveau typologique du site.

La valeur de référence est voisine de 20 dans la plupart des milieux non perturbés, mais elle peut être plus faible dans des situations typologiques extrêmes ou des milieux particuliers (sources, ruisselets, rivières à régime torrentiel, zones calmes des grands cours d'eau, estuaires) sans qu'une perturbation en soit la cause ; d’où la nécessité avec la nouvelle directive européenne d’implanter des stations de référence sur les diverses hydroécorégions et par types de cours d'eau.

La valeur de l'IBGN peut présenter une variabilité saisonnière, conséquence des cycles biologiques de  la macrofaune benthique et de l'évolution des conditions locales. Par ailleurs l'IBGN traduisant la structure d'une biocénose constituée d'organismes intégrateurs sur le long terme, il est surtout sensible à des perturbations de type chronique ou bien à des perturbations de type intermittent mais suffisamment intenses pour entraîner une mortalité immédiate de la faune.

L'IBGN fournit donc une note indicielle qui est interprétée en fonction des caractéristiques du milieu.

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