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Avec l’approbation de et le soutien de
SOUTIEN TECHNIQUE A LA MISE EN PLACE OPERATIONNELLE DU CONTROLE DE
SURVEILLANCE DCE POUR LA PHYSICO-CHIMIE ET LE PHYTOPLANCTON DANS LES MASSES D’EAU
COTIERES ET DE TRANSITION DE GUYANE
COMPTE RENDU DE MISSION 3 -7 DECEMBRE 2012
AQUAREF – I- A-03 - Amélioration des pratiques intégrées des opérateurs en prélèvement et analyses chimiques- action 37
Anne Daniel Février 2013
Programme scientifique et technique Année 2012
Document final
Contexte de programmation et de réalisation
Ce rapport a été réalisé dans le cadre du programme d'activité AQUAREF pour l'année 2012. La DEAL de Guyane a sollicité l’Ifremer pour assurer un soutien à la mise en place opérationnelle du contrôle de surveillance DCE pour la physico-chimie et le phytoplancton dans les masses d’eaux côtières et de transition de Guyane. Auteur : Anne Daniel IFREMER [email protected]
Vérification du document : Jean Philippe Ghestem, BRGM [email protected] Anne Morin, INERIS [email protected]
Les correspondants
Marie Claude Ximénès ONEMA [email protected] Référence du document : Anne Daniel – Soutien technique à la mise en place opérationnelle du contrôle de surveillance DCE pour la physico-chimie et le phytoplancton dans les masses d’eaux côtières et de transition de Guyane - Compte rendu de mission 3 – 7 décembre 2012 – Rapport AQUAREF 2012 – 59 p.
Droits d’usage : Accès restreint
Couverture géographique :
Niveau géographique :
National
National
Niveau de lecture :
Nature de la ressource :
Professionnels, experts
Document
SOMMAIRE
1. Objectifs de la mission
2. Planning
3. Plan de surveillance DCE physico-chimie et phytoplancton – Etat en décembre 2012
3.1. Contexte et historique 3.2. Masses d’eaux et points de prélèvement retenus pour l’année 2013 3.3. Paramètres physico-chimiques et phytoplanctoniques 3.4. Période et fréquence de prélèvement fixées pour l’année 2013 3.5. Partenaires impliqués dans le prélèvement et l’analyse en 2013
4. Formation au prélèvement des paramètres physico-chimiques et du phytoplancton 4.1. Formation théorique 4.2. Formation pratique 4.3. Rencontre avec le laboratoire d’analyses de l’IRD (LAMA) 4.4. Rencontre avec le bureau d’études HYDRECO 4.5. Bilan technique à la DEAL
5. Bibliographie
Liste des annexes
Annexe 1 : Liste des participants à la formation théorique et pratique au prélèvement des paramètres physico-chimiques en milieu marin Annexe 2 : Documents téléchargeables Annexe 3 : Diaporama de la formation
SOUTIEN TECHNIQUE A LA MISE EN PLACE OPERATIONNELLE DU CONTROLE DE
SURVEILLANCE DCE POUR LA PHYSICO-CHIMIE ET LE PHYTOPLANCTON DANS LES MASSES
D’EAU COTIERES ET DE TRANSITION DE GUYANE COMPTE RENDU DE MISSION ANNE DANIEL
RESUME La DEAL Guyane a sollicité en juillet 2010 le soutien d’Ifremer pour la mise en œuvre d’un programme de surveillance DCE dans les eaux littorales à partir de 2012. Cette mission avait pour but: • de former les différents intervenants aux opérations de prélèvement des paramètres hydrobiologiques en milieu marin, • de présenter les opérations métrologiques de base pour la mise en œuvre des sondes in situ et aider à la mise en place de leur suivi de vérification et d’étalonnage, • d’apporter un soutien technique à l’analyse des paramètres hydrologiques en présentant les méthodes de référence et les essais interlaboratoire proposés par l’Ifremer; • de faire le bilan sur les données historiques , • d’échanger sur les éléments de qualité physico-chimiques DCE et sur la mise en œuvre de l’évaluation des masses d’eaux. Mots clés (thématique et géographique) : Formation, prélèvement, paramètres physico-chimique, phytoplancton, DCE, Guyane
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TECHNICAL SUPPORT TO THE OPERATIONAL IMPLEMENTATION OF THE WFD MONITORING
PROGRAM FOR THE PHYSICO-CHEMISTRY AND THE PHYTOPLANKTON IN THE COASTAL AND
TRANSITIONAL WATER OF FRENCH GUIANA
ANNE DANIEL
ABSTRACT The DEAl of French Guiana requested in July 2010 the support of Ifremer for the implementation of the WFD monitoring program in coastal and transitional waters. The aims of the support concern : · to train the participants in the operations of sampling physic-chemical parameters in the marine environment, · to present the metrological basic operations for the use of in situ probes, · to bring a technical support for the analysis of the physic-chemical parameters by presenting the reference methods and the intercomparison exercices proposed by Ifremer; · to make an assessment on historical data, · to exchange on the evaluation of WFD physico-chemical quality elements. Key words (thematic and geographical area) : Technical training, physico-chemical parameters, phytoplankton, WFD, French Guiana
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1. Objectifs de la mission La DEAL Guyane a sollicité en juillet 2010 le soutien d’Ifremer pour la mise en œuvre d’un programme de surveillance DCE dans les eaux littorales à partir de 2012.
Suite à la mise en place d’un GT « eaux littorales Guyane » (Ministère, DEAL Guyane, Onema, IRD, Ifremer) et à la mission de Michel Marchand en 2011 pour la mise en place opérationnelle du programme de surveillance (Marchand, 2011), et en prévision des premiers prélèvements du contrôle de surveillance DCE prévus en février 2013, cette mission a pour but:
• de former les différents intervenants aux opérations de prélèvement des paramètres hydrobiologiques en milieu marin,
• de présenter les opérations métrologiques de base pour la mise en œuvre des sondes in situ et aider à la mise en place de leur suivi de vérification et d’étalonnage,
• d’apporter un soutien technique à l’analyse des paramètres hydrologiques en présentant les méthodes de référence et les essais interlaboratoires proposés par l’Ifremer;
• de faire le bilan sur les données historiques,
• d’échanger sur les éléments de qualité physico-chimiques DCE et sur la mise en œuvre de l’évaluation des masses d’eaux.
Cette mission est effectuée sur un financement Onema/Aquaref 2012 (action 37, fiche n°I-A-03).
Cette mission concernait uniquement le soutien technique aux paramètres physico-chimiques mais
elle a été effectuée en parallèle au soutien apporté par Jean-Louis Gonzales (BE, Ifremer Toulon)
pour la mise en place d’échantillonneurs passifs pour la surveillance chimique.
2. Planning Lundi 3 décembre : Station Ifremer Cayenne Contact avec la délégation Ifremer Guyane (Luis Lampert) Point sur l’état d’avancement de la mise en place de la DCE dans les MEC et MET en Guyane et préparation de la formation (Stéphanie Rey, DEAL Cayenne)
Mardi 4 décembre matin : IRD Cayenne : Formation théorique au prélèvement des paramètres hydrologiques (liste des participants, Annexe 1)
Mardi 4 décembre après-midi : Marina de degrad des Cannes Formation pratique au prélèvement hydrologique (liste des participants, Annexe 1)
Mercredi 5 décembre : IRD Cayenne Organisation technique du plan de surveillance DCE, réflexion sur les problèmes administratifs et échanges sur les méthodes analytiques (Max Sarrazin IRD/LAMA)
Jeudi 6 décembre matin : Barrage de petit Saut Entretien avec HYDRECO Guyane (Cécile Reynouart, Florence Crespy, Julie Soumaille)
Jeudi 6 décembre après-midi : DEAL Cayenne Bilan de la formation et des contacts mis en place avec les intervenants DCE (Stéphanie Rey)
Vendredi 7 décembre matin : Office de l’eau Cayenne Prise de contact en vue du projet de transfert du portage de la DCE de la DEAL à l’office de l’eau en 2014 (Franck Chow-Toun, Benjamin Ory).
Vendredi 7 décembre après-midi : Station Ifremer Cayenne Rédaction du compte-rendu de mission
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3. Mise en place du plan de surveillance DCE physico-chimie et
phytoplancton en Guyane – Etat en décembre 2012 La surveillance des masses d’eau côtières concerne les éléments de qualité biologiques
(phytoplancton, invertébrés benthiques et macrophytes), les paramètres physico-chimiques associés
(salinité, température, turbidité, oxygène, nutriments) et la surveillance chimique (substances). Seule
la surveillance des paramètres physico-chimiques et phytoplanctoniques est décrite dans ce rapport.
3.1. Contexte et historique
Les côtes de Guyane sont très particulières car elles sont sous l’influence directe du panache de
l’Amazone. Elles sont caractérisées par un trait de côte instable et par la présence d’importants
bancs de vase très mobiles.
Si quelques campagnes ponctuelles se sont déroulées dans les eaux littorales guyanaises, notamment
les programmes PNEC et PNOC (Cadée 1975, Palmier 1993 et 2004, Maia De Oliveira 2000), ou si des
études ont été conduites à partir d’images satellites (Rockwell Geyer et al. 1996, Gonzalez Silvera et
al. 2004, Hu et al. 2004), il y a très peu de données disponibles concernant les paramètres physico-
chimiques et phytoplanctoniques dans les masses d’eaux littorales. La seule étude récente sur
l'écologie du phytoplancton dans les eaux côtières de Cayenne est décrite dans la thèse de doctorat
de Ivaneide Jaussaud en 2007 (Jaussaud 2007, Jaussaud et al. 2007, Artigas et al. 2007). Cette étude
confirme la présence d’un gradient côte-large prononcé avec une zone côtière sous influence des
apports continentaux, une zone intermédiaire sous influence des fleuves, de la marée et du panache
amazonien et une zone au large sous influence océanique. Les communautés phytoplanctoniques
présenteraient une plus grande variabilité spatiale que temporelle, les dinoflagellés dominant les
eaux du large et les diatomées dominant les zones littorales sous influence amazonienne. La
biomasse phytoplanctonique serait directement liée aux apports de nutriments malgré la très forte
turbidité.
Deux études préliminaires à la mise en place du programme de surveillance DCE dans les masses
d’eaux littorales ont été menées par l’IRD en 2009 et 2010 (Guiral, 2009) pour définir la période et la
fréquence de prélèvement (convention DEAL). Suite à ces résultats, une étude supplémentaire a été
confiée en 2011 au bureau d’études NBC pour effectuer un redécoupage des masses d’eau de
transition guyanaises en se référant à la salinité et à la présence de mangrove (Rhizofora). Ces études
n’ont toutefois pas permis de disposer de données comparatives sur l’ensemble du cycle annuel
(Lampert, 2012) et d’appréhender le fonctionnement des cycles saisonniers.
Suite à des problèmes administratifs et techniques, la surveillance DCE dans les eaux côtières et de
transition prévue en 2012 n’a pu se mettre en place qu’en début d’année 2013 (Tableau 1). La
stratégie de prélèvement a été discutée et validée par le GT « eaux littorales Guyane » qui réunit le
ministère, l’ONEMA, la DEAL Guyane, l’IRD et l’Ifremer.
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N Wsaison sèche
(sept.-déc.)
saison pluie (fév. -
juil.)
Guyane (C001) Les hattes (Maroni) 5°45.0' 53°56.5' HYDRECO
Kourou (côte) 5°10.3' 52°27.8' HYDRECO
Cayenne (côte) 4°53.0' 52°14.4' DEAL unité fluviale
Pointe Behague (Oyapock) 4°41.4' 51°53.9' HYDRECO
Iles du Salut large 5°16.0' 52°33.0' HYDRECO
Ilet La Mère 5°54.4' 52°11.2' Réserve grand connétable
Iles du Connétable 5°49.5' 51°56.0' Réserve grand connétable
Maroni (T001A) Crique Balaté
Aval St Laurent de Maroni
7 ilets
Mana (T001B) îlet Mana HYDRECO
Iracoubo (T002) Pont Counamama
Patagaï
Aval confluence Iracoubo et Counamama
Sinnamary (T003) Dégrad Fontine
Roche brigandin
Kourou (T004) Singes rouges
Ponton vieux port Kourou
Macouria
Passoura
Cayenne (T005) Tonnegrande
Aval de Montsinéry
Pont Le Larivot
Mahury (T006) Fourgassier
Pont de Roura
Dégrad des cannes
Approua-gue (T007) Kaw
Mataroni
Ile Catalin
Ile Mantouni
Oyapock (T008) Saut Maripa
Crique Gabaret
Ilet Biche
Asconit Guadeloupe
(Sylvain Coulon ) :
flore
phytoplanctonique
IRD Cayenne :
nutriments +
chlorophylle
IRD Cayenne :
nutriments +
chlorophylle
DEAL unité fluviale
DEAL unité fluviale
HYDRECO
HYDRECO
HYDRECO
HYDRECO
Masse d'eau Nom de la station Préleveur Paramètres AnalystesFréquence /Plan
de gestion
Fréquence sur l'annéeCoordonnées WGS84
6 ans / 6 ans
physico-chimie +
nutriments
physico-chimie +
nutriments +
chlorophylle + flore
phytoplanctonique
mensuelle (soit
4 prélèvements)
bimensuelle (soit
3 prélèvements)
HYDRECO
HYDRECO
Tableau 1 : Récapitulatif du contrôle de surveillance des paramètres physico-chimiques et du phytoplancton dans les eaux littorales de Guyane prévu en 2013
(physico-chimie = température + salinité + oxygène dissous, turbidité ; nutriments = ammonium + nitrate+nitrite + phosphate + silicate).
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3.2. Masses d’eaux et points de prélèvement retenus pour l’année 2013
Figure 1 : Positionnement des points de prélèvement dans la masse d’eau côtière guyanaise.
La délimitation des masses d’eaux littorales en Guyane est basée sur une étude conduite
conjointement par le BRGM, Créocéan et Aquascop en 2006.
Une seule masse d’eau côtière (MEC) (Figure 1) a été définie sur l’ensemble du linéaire côtier
guyanais. Les courants y sont principalement orientés du Sud-Est vers le Nord-Ouest. Cette masse
d’eau est surveillée à l’aide de quatre stations côtières (Pointe de Béhague/Oyapock, Cayenne/Côte,
Kourou/Côte et Les Hattes/Maroni) et de trois stations dites de référence situées plus au large (Iles
du Connétable, Ilet la Mère/Cayenne et Iles du Salut/Kourou). Il faut noter que les points d’accès à la
mer pour les embarcations sont peu nombreux.
Une masse d’eau de transition a été définie sur chacun des 9 estuaires guyanais (Figure 2). La
surveillance y est assurée sur 2 à 3 stations par MET, soit sur un total de 24 stations.
Figure 2 : Localisation des 9 MET et de la MEC de Guyane
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3.3. Paramètres physico-chimiques et phytoplanctoniques
Les indicateurs physico-chimiques supports à la biologie pour la DCE sont la température, la salinité,
la transparence (représentée par le paramètre turbidité), le bilan d’oxygène (concentration en
oxygène dissous), les nutriments (ammonium, nitrate + nitrite, phosphate, silicate). L’ensemble de
ces paramètres seront suivis en 2013 dans toutes les masses d’eaux littorales de Guyane.
L’élément qualité « phytoplancton » est composé de trois composantes : biomasse (chlorophylle-a),
abondance et composition (flore phytoplanctonique). De manière analogue à ce qui a été décidé
dans certains estuaires métropolitains, l’élément de qualité « phytoplancton » n’a pas été estimé
pertinent dans les masses d’eaux de transition guyanaises. En effet, la forte turbidité de ces eaux
estuariennes limite le développement des micro-algues dans la colonne d’eau et rend difficile leur
identification. La chlorophylle et les flores phytoplanctoniques seront donc suivies uniquement dans
la MEC.
Des documents de référence pour le prélèvement et l’analyse des paramètres physico-chimiques en
milieu marin ont été rédigés par l’Ifremer (Aminot Kérouel 2004, Aminot Kérouel 2007, Daniel 2009).
Ces documents permettent d’harmoniser les mesures effectuées sur l’ensemble des côtes
métropolitaines et ultramarines. Ils ont été transmis à la DEAL et à ses partenaires avant cette
mission et le jour de la formation au prélèvement.
La température, la salinité, l’oxygène dissous et la turbidité seront mesurés in situ lors du
prélèvement à l’aide de sondes multiparamètres. Les échantillons d’eau pour l’analyse des
nutriments et de la chlorophylle (et parfois aussi pour la turbidité), et pour lecture de la flore
phytoplanctonique seront transmis par les préleveurs au laboratoire d’analyse dans les plus brefs
délais.
3.4. Période et fréquence de prélèvement fixée pour l’année 2013
La fréquence mensuelle initialement préconisée sur l’ensemble de l’année (Marchand, 2011) pour
déterminer l’intensité des variations intra annuelles n’a pas pu être respectée en 2013 du fait de
contraintes budgétaires. La surveillance des paramètres physico-chimiques et phytoplanctoniques
sera donc assurée en 2013 avec une fréquence de prélèvement mensuelle en saison sèche
(septembre-décembre) et bimensuelle en saison des pluies (février-juillet), soit 7 prélèvements sur
chaque station. La fréquence de prélèvement est plus élevée en saison sèche car les masses d’eau
sont moins impactées par les apports fluviaux et présentent une plus grande homogénéité spatiale.
3.5. Partenaires impliqués dans le prélèvement et l’analyse en 2013
De façon à réduire le budget consacré aux prélèvements, la DEAL a choisi de faire intervenir par le
biais de convention ou de régie deux partenaires institutionnels (réserve du grand connétable et
l’unité fluviale DEAL) sur 2 MET et 3 stations de la MEC. Suite à un marché public, le bureau d’études
HYDRECO effectuera le suivi des stations les plus éloignées de Cayenne (7 MET et 4 stations de la
MEC).
Du matériel de prélèvement (bouteille de prélèvement, messager, sonde multiparamètre) a été
acheté par la DEAL à l’unité fluviale et à la réserve du grand connétable.
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4. Formation au prélèvement des paramètres physico-chimiques et
phytoplanctoniques Cette formation a été organisée à la demande de la DEAL Guyane. Elle était ouverte à l’ensemble des
organismes publics et privés guyanais intervenant dans le prélèvement d’eau dans les estuaires et
dans les eaux côtières, y compris les organismes n’intervenant pas dans la DCE en 2013 (voir liste des
participants en Annexe 1). Suite à un échange de mails, son contenu a été adapté aux besoins
exprimés par la DEAL et ses partenaires locaux, le niveau de formation et de pratique n’étant pas les
mêmes suivant les participants.
Elle s’est déroulée en deux parties : une partie théorique dans les locaux de l’IRD à Cayenne et une
partie pratique sur l’embarcation de l’unité fluviale de la DEAL dans le port de degrad des cannes.
Suite à la journée de formation, des entretiens techniques sur site ont été effectués avec les
principaux intervenants dans le programme de surveillance 2013 (IRD, HYDRECO, DEAL).
4.1. Formation théorique
Certains documents présentés au cours de cette formation sont téléchargeables sur le web : leurs
adresses sont indiquées en Annexe 2. Le diaporama de cette formation est présenté en Annexe 3.
Certains partenaires n’ayant jamais effectué de prélèvements d’eau, il a été nécessaire d’expliquer
l’intérêt de mesurer chaque paramètre et son exploitation par la DCE. Les participants ont ensuite
été sensibilisés à l’importance de la qualité du prélèvement sur l’ensemble de la chaine d’acquisition
de données. Le document de consignes nationales sur le prélèvement (Daniel, 2012) a été à nouveau
distribué à cette occasion. Au cours des discussions, il apparaît qu’il semble qu’il faille améliorer
l’interface entre les préleveurs et le laboratoire d’analyse, notamment en clarifiant le champ
d’activité de chacun (préparation et distribution du flaconnage, vérification et mise en œuvre des
sondes multiparamètres par le laboratoire pour les partenaires institutionnels, planification des
prélèvements pour regrouper les échantillons, etc…). L’importance de la feuille de mer a été
présentée, notamment pour fournir l’ensemble des métadonnées nécessaire à la saisie dans
Quadrige². Les différentes phases du prélèvement ont été expliquées à l’aide de séquences filmées.
Le DVD de ce tutorial a été distribué à l’ensemble des participants. Cette formation théorique s’est
finie sur une présentation des différentes actions de vérification et d’étalonnage de base à effectuer
sur les sondes multiparamètres in situ.
4.2. Formation pratique
La formation pratique s’est déroulée sur une embarcation de l’unité fluviale de la DEAL dans la
marina de degrad des cannes situé à l’embouchure du Mahury. Elle s’est effectuée par rotations de
sept groupes de 3 personnes. Les participants avaient à leur disposition une bouteille Niskin, une
sonde multiparamètre, une feuille de mer et l’ensemble du petit matériel nécessaire au prélèvement
(gants, support de préfiltres swinnex, filtres nylon, pinces, le flaconnage adapté à chaque paramètre,
seringue, filtre minisart, glacière). Au cours de cet exercice pratique, les participants ont été
particulièrement sensibilisés aux problèmes de contamination pouvant intervenir à chaque étape du
prélèvement.
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Figure 3 : Vue de la marina de degrad des cannes.
En parallèle à la séance de prélèvement, une comparaison des différentes sondes multiparamètre a
été effectuée sur un ponton.
Un autre atelier de cette formation pratique a été assuré par Jean-Louis Gonzalez (Ifremer) sur la
mise en œuvre des capteurs passifs.
4.3. Rencontre avec le laboratoire d’analyses IRD Guyane (LAMA)
Le Laboratoire des moyens analytiques de Cayenne (LAMA) fait partie de l'Unité des moyens
analytiques (US 122 de l'IRD). Ce laboratoire effectue des analyses minérales, d’eaux, de sols et de
végétaux. Il répond aux besoins analytiques des programmes de recherche de l’IRD et d’organismes
extérieurs tels que le Cirad ou le CSG. Le LAMA est spécialisé dans les analyses hydrobiologiques et
plus particulièrement dans le dosage des nutriments, de la chlorophylle et des matières en
suspension dans l’eau. Le laboratoire est actuellement constitué de trois agents. L’entretien s’est
déroulé avec Monsieur Max Sarrazin.
Le laboratoire a reçu courant 2012 une nouvelle chaine d’analyse en flux segmenté pour l’analyse
des nutriments. Cette chaine d’analyses (de marque Alliance) a été évaluée par François Baurand de
l’IRD Brest avant son expédition à Cayenne. Une formation n’a malheureusement pas pu avoir lieu à
cette date. Les méthodes d’analyse qui seront mises en œuvre sur cette chaine sont celles décrites
par Aminot et Kérouel (2007). Quelques adaptations seront toutefois nécessaires car les méthodes
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de référence ont été développées pour des chaines de marque SEAL. Le LAMA souhaite continuer à
participer aux essais interlaboratoires proposés par l’Ifremer pour l’analyse des nutriments.
Les analyses de chlorophylle sont effectuées par fluorescence à l’aide d’un fluorimètre de marque
TURNER TD-700 selon la méthode décrite par Aminot et Kérouel (2004). Le LAMA souhaiterait
également prendre part aux essais interlaboratoires pour l’analyse de la chlorophylle organisés par
l’Ifremer. A l’heure actuelle, aucun organisme des DOM n’a pu y participer en raison des délais de
transport supérieurs à 24 H (ce temps correspond au délai maximal pour la filtration des échantillons
expédiés en métropole). Le laboratoire Pelagos espère pouvoir organiser fin 2013 un premier essai
spécifique pour les DOM afin d’évaluer les problèmes de transport. M. Sarrazin évoque la possibilité
de transporter les échantillons via la société « Espace sanitaire Guyanais » à Matoury.
Le laboratoire LAMA ne peut prétendre à une accréditation ISO 17025 d’une part, en raison de
nombre réduit d’échantillons qu’il analyse, et d’autre part en raison des moyens humains (3
personnes dont un départ en retraite début 2013) et techniques qui lui sont alloués.
Le laboratoire souhaiterait qu’une meilleure coordination soit instituée avec les préleveurs. Il
souhaiterait avoir un planning prévisionnel des dates de prélèvement de façon à préparer le
flaconnage, à bien réceptionner les échantillons et à planifier les analyses. Contrairement à ce qui
était noté dans la convention passée avec la DEAL, le LAMA n’a pas le matériel adéquat pour
effectuer les calibrations des sondes multiparamètres des partenaires institutionnels. Le laboratoire
pourra uniquement assurer une vérification des sondes avant leur utilisation sur le terrain. La
fréquence et la tenue de ces opérations de vérifications ne sont pas encore définies, notamment
avec la réserve du grand connétable. Le laboratoire LAMA souhaiterait que les étalonnages des
sondes soient assurés au minimum une fois par an par un autre prestataire équipé (ex : HYDRECO).
De plus, le turbidimètre portable de terrain acheté pour la DEAL ne permet pas de faire des mesures
in situ (c’est un turbidimètre de laboratoire simplifié). Il se pose donc l’utilité d’utiliser ce
turbidimètre sur le terrain au lieu d’analyser dans de bonnes conditions un échantillon au laboratoire
(une partie de l’échantillon d’eau dédié à l’analyse de la chlorophylle pour être dédié à cette
analyse).
Certains points de la convention DEAL/IRD 2013 nécessiteront une révision si le suivi est reconduit en
2014 (temps agent, opérations métrologiques,…). Le délai de réception des commandes de petit
matériel étant relativement long, il faudrait que la signature de la convention soit effective quelques
mois avant le début du suivi.
4.4. Rencontre avec le bureau d’études HYDRECO
Le bureau d’études et de recherche HYDRECO s’est implanté en Guyane en 1990 pour assurer l’étude
d’impact du barrage de Petit Saut financée par EDF. Ses domaines de compétences englobent la
physico-chimie des eaux, les invertébrés aquatiques des milieux continentaux, les poissons des
fleuves et des milieux stagnants d'eau douce et les insectes terrestres. Ce bureau d’études possède
des moyens nautiques et un laboratoire. L’entretien s’est principalement déroulé avec Mme Cécile
Reynouard, responsable du laboratoire d’HYDRECO.
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HYDRECO est également impliqué dans le contrôle de surveillance DCE des cours d’eaux de surface
(prélèvement et l’analyse). Le laboratoire participe aux essais interlaboratoires organisés par AGLAE.
Il est également intéressé par ceux organisés par l’Ifremer pour les nutriments en milieu marin.
HYDRECO a d’importants problèmes de livraison (surtout DHL) pour recevoir les échantillons des EIL
dans les délais et dans des conditions de température acceptable. Le laboratoire n’a pas le projet de
demander une accréditation ISO 17025.
Le laboratoire possède une dizaine de sondes multiparamètres principalement de marque
HYDROLAB (Quanta, MS 5, DS 4) et WTW. Ils ont eu des problèmes d’étanchéité du boitier de
contrôle avec une sonde YSI. Le laboratoire est intéressé par une collaboration avec le laboratoire de
métrologie RDT/IC de l’Ifremer Brest pour :
- échanger sur les procédures d’étalonnages et de vérification des sondes, et essayant de les
harmoniser au mieux avec celles mises en œuvre dans les LERs de l’Ifremer pour le suivi DCE en
métropole,
- participer à la formation métrologie « Etalonnage, incertitude et qualité des mesures issues d'un
instrument en milieu marin » proposée ponctuellement par Ifremer (financement du voyage d’un
agent sur Brest) ou par une formation spécifique dans ce laboratoire,
- recevoir une sonde « étalon » (raccordée aux étalons nationaux par Ifremer Brest) afin de vérifier
l’ensemble de leur parc instrumental.
Le laboratoire HYDRECO serait prêt à investir dans du matériel étalon (conductimètre, thermomètre,
turbidimètre) pour assurer les opérations de métrologie pour l’ensemble des partenaires impliqués
dans la DCE « eaux littorales ».
4.5. Bilan technique DEAL
Un bilan technique sur cette formation a été effectué avec Stéphanie Rey de la DEAL.
Mise en œuvre des prélèvements par l’unité fluviale et la réserve du grand connétable
La DEAL assure le rôle de coordination du prélèvement pour l’unité fluviale et la réserve du grand
connétable. La mise en œuvre de la phase opérationnelle sera délicate dans un premier temps car le
personnel de ces deux institutions débute dans le prélèvement d’échantillons d’eau. Une check-list
de base sera fournie par l’Ifremer pour aider à la mise en place de ces prélèvements. Quelques
consommables supplémentaires (portoir swinnex, filtres nylon, filtres minisart) ont dû être
commandés suite à cette formation. Les plans détaillés des portoirs de bouteille de prélèvement
seront fournis par l’Ifremer de façon à ce que la DEAL en fabrique pour ses embarcations.
Métrologie des sondes multiparamètres
L’IRD ne pourra assurer l’étalonnage des sondes multiparamètres mais uniquement la mise en état
des sondes pour l’unité fluviale et la réserve du grand connétable. Il faudra prévoir dans le prochain
appel d’offres un volet concernant une prestation de métrologie pour l’ensemble des sondes des
partenaires institutionnels (étalonnage à une fréquence semestrielle).
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Lecture des flores phytoplanctoniques
Le partenaire retenu pour effectuer les lectures de flores phytoplanctoniques dans la MEC est
ASCONIT Guadeloupe car Ivaneide Jaussaud, spécialiste du phytoplancton en Guyane, n’est pas
disponible. La méthode de lecture, le référentiel seront à préciser par l’Ifremer à ASCONIT (Sylvain
Coulon).
Bancarisation des données
Les données des deux études préliminaires à la mise en place du programme de surveillance DCE
conduites par l’IRD, ainsi que les données de l’étude complémentaire menée par NBC, n’ont pas été
saisies dans Quadrige² (référentiel national des données de surveillance des eaux littorales). La DEAL
souhaiterait avoir des informations sur le masque de saisie QUADRILABO récemment mis en œuvre à
La Réunion. La saisie des données du programme de surveillance 2013 n’est pas envisagée avant
2014.
Elaborations d’indicateurs pour l’évaluation DCE
L’absence de données en Guyane ne permet pas de définir actuellement des grilles et métriques. Les
caractéristiques de cette zone (influence prépondérante de l’Amazone provoquant des eaux turbides
riches en nutriments) n’étant pas comparables avec celles rencontrées dans les autres DOM, il sera
vraisemblablement nécessaire de bâtir des grilles et métriques spécifiques aux eaux guyanaises.
Cette étape ne sera envisageable seulement après 2 à 3 années de suivi c’est à dire lorsqu’une base
de données de qualité sera disponible tant sur le plan spatial que sur le plan temporel.
Transfert de porteur de charge DCE de la DEAL à l’office de l’eau
En vue du transfert du pilotage de la DCE de la DEAL à l’Office de l’eau en 2014, une première prise
de contact a été effectuée avec M. Franck Chow-Toun au cours de cette mission.
Page 17/59
5. Bibliographie Aminot, A., Kérouel R. (2004). Hydrologie des écosystèmes marins. Paramètres et analyses.
Méthodes d’analyses en milieu marin. Ed. Ifremer, 336pp.
Aminot, A., Kérouel R. (2007). Dosage automatique des nutriments dans les eaux marines : méthodes
en flux continu. Ed. Quae, 188 p.
Artigas L.F., I. do Rosario Marinho-Jaussaud, J.-F. Ternon, M. Thyssen, M. Baklouti, B. Beker, D. Guiral,
(2007). Bacterioplankton dynamics and ecological role in estuarine, coastal and shelf waters of
French Guiana. Proc. VIII Workshop ECOLAB, Macapá, AP, Brazil, August 6-12, 2007 pp. 6-16.
Cadée G.C. (1975). Primary production off the Guyana coast. Netherlands Journal of Sea Research 9
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CREOCEAN, AQUASCOP, BRGM, (2006). Directive Cadre sur l’Eau - État des lieux : caractérisation du
district hydrographique de la Guyane et registre des zones protégées. Rapport pour Comité de bassin
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d’eau en vue de mesures hydrologiques. Rapport Ifremer DYNECO/PELAGOS
Gonzalez-Silvera Adriana, Eduardo Santamaria-del-Angel, Virginia M. T. Garcia, C.A.E.Carlos A. E.,
Garcia, Roberto Millán-Nuñez, et Frank Muller-Karger (2004). Biogeographical regions of the tropical
and subtropical Atlantic Ocean off South America: classification based on pigment (CZCS) and
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Hu Chuanmin, Ellyn T. Montgomery, Raymond W. Schmitt, Frank E. Muller-Karger (2004). The
dispersal of the Amazon and Orinoco River water in the tropical Atlantic and Caribbean Sea:
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Guiral D. (2009). IRD, Convention DIREN GUYANE – IRD (38-39 A1). Pour la définition et la mise en
œuvre de la DCE en vue de l’évaluation de la qualité écologique et chimique des eaux littorales de
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Guiral D. (2009). IRD, Convention DIREN GUYANE – IRD (38-39 A1). Pour la définition et la mise en
œuvre de la DCE en vue de l’évaluation de la qualité écologique et chimique des eaux littorales de
Guyane Rapport 4.2 Comparaison saison des pluies / saison sèche. Bilan et Conclusion Les eaux de
transition, 15 p.
Jaussaud Ivaneide (2007). Caractérisation et dynamique comparée du phytoplancton et du
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Littoral, 194 p.
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Jaussaud I., Artigas L.F.,Ternon J.F. & Guiral D., 2007. Structure et succession des communautés
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Proceedings du VII Colloque International ECOLAB, Macapa-AP, Brasil, 3-6 août 2007 : pp. 65-71.
Lampert Luis (2012). Actualisation des connaissances du domaine marin en Guyane française.
Rapport RBE/BIODIVHAL 2012-4
Maia De Oliveira C., 2000. Le phytoplancton estuarien de deux fleuves de Guyane Française
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Doctorat (PhD), université de Paris 6, 254p.
Marchand, M. (2011). Mise en place d’un programme de surveillance pour la mise en œuvre de la
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11-20/MM. 26 p. + annexes.
Paulmier G., 1993. Microplancton des eaux marines et saumâtres de la Guyane et des Antilles
françaises. I. Ecologie du microplancton des eaux marines et saumâtres guyanaises. II. Cyanophycées
et Diatomophycées. OSTROM, Etudes et Thèses, 436 p.
Paulmier G., 2004. Les Dinophycées (Pyrrhophyta, Dinoflagellata) de la Guyane, des Antilles
françaises et des aires marines adjacentes. Mémoires de l’institut océanographique. Fondation Albert
Ier, Prince de Monaco. 269p.
Rockwell Geyer, W., Robert C. Beardsley, Steven J. Lentz, Julio Candela, Richard Limeburner, William
E., Johns, Belmiro M. Castro, et Ivan Dias Soares. 1996. Physical oceanography of the Amazon shelf.
Continental Shelf Research 16 (5-6): 575–616. doi : 10.1016/0278-4343(95)00051-8.
Page 19/59
Annexe 1 : Liste des participants à la formation théorique et pratique au
prélèvement des paramètres physico-chimiques en milieu marin
Nom Prénom Organisme e-mail
Vincent Christophe ONCFS [email protected]
Ho-Fong-Choy Michel DEAL/FLAP michel.ho-fong-choy@developpement-
durable.gouv.fr
Hauselmann Antoine Réserve du grand connétable [email protected]
Betremieux Louise Réserve du grand connétable [email protected]
Alcide Alain Réserve du grand connétable
Sarrazin Max IRD/LAMA [email protected]
Eber Guerric CAEX REAH [email protected]
Serviere Magali Etiage Guyane [email protected]
Demay Michel DEAL/unité fleuves [email protected]
Brehm Nicolas NBC [email protected]
Habert Alexandre NBC [email protected]
Gindre Margaux NBC [email protected]
Philippe Sterenn NBC [email protected]
Habuh-Hanriot Nausicaa NBC [email protected]
Riviere Manuela Institut Pasteur [email protected]
Crespy Florence Hydreco Guyane [email protected]
Soumaille Julie Hydreco Guyane [email protected]
Ory Benjamin Office de l'eau Guyane [email protected]
Rey Stéphanie DEAL Guyane [email protected]
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Annexe 2 : Documents téléchargeables
Techniques de prélèvement en hydrologie : consultation en ligne du DVD http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossiers/prelevementhydro/index.html Hydrologie des écosystèmes marins : paramètres et analyses ‐ Alain Aminot, Roger Kérouel ‐ Edition 2004 (site des éditions QUAE) http://www.quae.com/fr/livre/?GCOI=27380100410260 Dosage automatique des nutriments dans les eaux marines ‐ Alain Aminot, Roger Kérouel ‐ Edition 2007 (site des éditions QUAE) http://www.quae.com/fr/livre/?GCOI=27380100006540 Elaboration des indicateurs DCE http://envlit.ifremer.fr/surveillance/directive_cadre_sur_l_eau_dce/elements_de_qualite Dernières évaluations DCE http://envlit.ifremer.fr/documents/publications rubrique Directive Cadre sur l’Eau
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Annexe 3 : Diaporama de la formation
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s
Formation au prélèvement des paramètres
hydrologiques
Anne DANIEL - IFREMER
Laboratoire DYNECO/PELAGOS
Technopole Brest Iroise
29280 Plouzané
Fo
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s Déroulement de la formation
Théorie : mardi 4 décembre matin
1- Exploitation des données physico-chimiques
par la DCE
2- Enjeu du prélèvement dans la chaine de
mesure
3- Métadonnées indispensables à la
bancarisation
4- Etapes du prélèvement
5- Métrologie des sondes de mesure in situ
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s Déroulement de la formation
Pratique : mardi 4 décembre après-midi
Prélèvement au port du degrad des Cannes
Pratique : mercredi 5 décembre matin
Comparaison des sondes in situ à l’IRD
Visite des organismes : jeudi 6 et vendredi 7
décembre
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s
Exploitation des données physico-
chimiques dans le cadre de la DCE
Anne Daniel – Ifremer – DYNECO/PELAGOS
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s Arbre décisionnel DCE
Etat chimique
Eléments de qualité Indices
Etat écologique
Biologie
Physico-chimie
Hydromorphologie
Flore aquatique autre que phytoplancton
Faune benthique invertébrée
Phytoplancton
Biomasse
Abondance
Composition Température Salinité Transparence Bilan oxygène Nutriments
Azote
Phosphore
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s Pourquoi mesurer la température?
-> paramètre fondamental pour l'évaluation des
caractéristiques des masses d'eaux car elle joue un rôle
important dans la variabilité des cycles biologiques.
-> indispensable pour l’interprétation ou le traitement
d’autres paramètres (salinité, oxygène dissous, tous les
éléments de qualité biologie,…).
Fo
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s Pourquoi mesurer la salinité?
> Influence sur la densité de l’eau de mer, la salinité permet de
connaître la circulation océanique, d’identifier les masses d’eau
d’origine différentes et de suivre leurs mélanges au large comme à
la côte ou dans les estuaires.
-> Dans les océans, la salinité est voisine de 35 alors que celle des
eaux douces est nulle. Dans les estuaires, zone de mélange des
eaux continentales et marines, on est en présence d’un gradient de
salinité s’étendant de 0 à 35.
-> La grandeur «salinité» représente la masse de sels dissous
contenue dans un kilogramme d’eau de mer. La salinité étant un
rapport entre deux grandeurs de mêmes unités, elle s'exprime sans
indication d'unité : on ne dit pas qu’une eau a une salinité de 35
pour mille, mais qu’elle a une salinité de 35.
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s Pourquoi mesurer la turbidité?
-> Paramètre vital qui gouverne la majorité des processus
biologiques des écosystèmes aquatiques. En dessous de certaines
concentrations (1-2 mg/L), de nombreuses espèces vivantes
meurent.
-> Les concentrations en oxygène dissous dans l'eau de mer
dépendent de facteurs :
physiques (température, salinité, mélange de la masse d’eau),
chimiques (oxydation),
biologiques (photosynthèse, respiration).
-> Mesure cruciale à la suite d'efflorescences phytoplanctoniques
dont la décomposition peut conduire à une anoxie (épuisement en
oxygène dissous) du milieu.
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s Pourquoi mesurer l’oxygène dissous?
-> Paramètre vital qui gouverne la majorité des processus
biologiques des écosystèmes aquatiques. En dessous de certaines
concentrations (1-2 mg/L), de nombreuses espèces vivantes
meurent.
-> Les concentrations en oxygène dissous dans l'eau de mer
dépendent de facteurs :
physiques (température, salinité, mélange de la masse d’eau),
chimiques (oxydation),
biologiques (photosynthèse, respiration).
-> Mesure cruciale à la suite d'efflorescences phytoplanctoniques
dont la décomposition peut conduire à une anoxie (épuisement en
oxygène dissous) du milieu.
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s Pourquoi mesurer les nutriments?
-> Le terme « nutriments » désigne l’ensemble des composés
nécessaires à la nutrition du phytoplancton dont les principaux sont
le nitrate, le nitrite, l’ammonium, le phosphate et le silicate.
-> Les nutriments sont naturellement présents dans le milieu
(lessivage des sols, dégradation de la matière organique). Des
concentrations excessives peuvent avoir pour origine les rejets
urbains (stations d’épurations), industriels (industrie agro-
alimentaire, laveries,…), domestiques (lessives) ou agricoles
(engrais).
-> Si les nutriments ne sont pas directement toxiques pour le milieu
marin, l’augmentation des flux déversés en zone côtière peut être
considérée comme une pression à l’origine de nuisances indirectes
(augmentation de la biomasse chlorophyllienne, changement des
espèces phytoplanctoniques dominantes, développement massif de
macroalgues,..) pouvant conduire au phénomène d’eutrophisation.
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s Pourquoi mesurer la chlorophylle-a?
-> La chlorophylle est une molécule qui est la base des réactions
photosynthétiques : en convertissant l’énergie lumineuse en énergie
chimique, elle permet la fixation de carbone induite par la lumière (la
production primaire).
-> La mesure de la chlorophylle permet de quantifier la biomasse
phytoplanctonique présente dans le milieu.
-> La chlorophylle est un paramètre clé en hydrologie car il existe de
nombreux liens entre son développement dans les cellules
phytoplanctoniques et les variations de paramètres tels que
l’intensité lumineuse, la turbidité, les nutriments et l’oxygène
dissous.
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s Pourquoi observer le phytoplancton?
-> Ensemble des algues microscopiques qui flottent dans les eaux.
-> C'est le premier maillon de la chaîne alimentaire dans
l'écosystème marin.
-> Il existe environ 4000 espèces phytoplanctoniques au niveau
mondial : certaines d'entre elles (environ 250) peuvent proliférer de
façon importante en formant des eaux rouges, brunes ou vertes,
d'autres espèces (environ 70) sont toxiques, mais la plupart d'entre
elles sont totalement inoffensives.
-> Un changement dans la succession des espèces ou la
dominance des espèces peut indiquer une pression anthropique
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s Indicateurs physico-chimiques
« … les paramètres physico-chimiques sont considérés comme des paramètres de soutien aux éléments de qualité biologique… »
extrait de la directive
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s Place des paramètres physico-chimiques dans le schéma
d’eutrophisation
Pressions
Apports
anthropiques
nutriments
(azote et
phosphore)
Symptômes primaires /
Effets directs
Concentrations
élevées
chlorophylle
Croissance
macro-algale
problématique
Changement dans
structure
phytoplanctonique
Diminution
couverture algale
Blooms nuisibles
(nuisance et/ou
toxique)
Diminution
concentration O2
Diminution
lumière
Augmentation
décomposition
matière
organique
Changement de
dominance
(diatomées/
flagellées)
Symptômes secondaires /
Effets indirects
Influence de paramètres physiques (t°, salinité,
turbidité, bathymétrie, courants, marée, …)
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s Indicateur oxygène dissous
< 1
1 – 2
2 – 3
3 – 5
> 5,0 MEC et MET toutes zones
Percentile 10 oxygène dissous (mg/L) au fond
mauvais médiocre moyen bon très bon
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s Evaluation indicateur oxygène dissous
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s Indicateur température
-> Détermination des
moyennes et écart-types
trimestriels entre 1980 et
2007 pour chaque ME
côtière
-> Répartition en 5
groupes par une approche
de classification
hiérarchique ascendante
Fo
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s Indicateur température
Détermination de 5 enveloppes sinusoïdales
(3 x intervalle interquartile)
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s Indicateur température
[ 0.95 – 0 ]
[ 1 – 0.95 [
6 ans
EQR
Température
mauvais très bon
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s Indicateur transparence
Climatologie de janvier de la
turbidité moyenne de surface
entre 2003 et 2009 (Gohin, 2011) :
-> gradient turbidité décroissant de la
côte vers le large
-> concentrations moyennes plus
élevées en hiver qu’en été
-> influence de la nature du
sédiment, de la profondeur, de
l’exposition au vent et à la houle, de
l’intensité des courants
Fo
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s Indicateur transparence
Ecotype n°1 :
- zones rocheuses,
- côtes méditerranéennes (sauf Languedoc),
- les côtes de l’île de la Réunion
Ecotype n°2 :
- lagunes
Ecotype n°3 :
- zones vaseuses/sableuses
- masses d’eau situées à l’embouchure des principaux fleuves
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s Indicateur transparence
10
[ 0- 5 [
6 ans
Ecotypes 1 et 2
Transparence (NTU)
Moyen très bon
[ 5 – 10 [
bon
45
[ 0- 30 [
6 ans
Ecotype 3
[ 30 – 45 [
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s Indicateur transparence
Fo
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s Indicateur salinité
-> suivi imposé par circulaire 2007/20 = 1 mesure mensuelle en
surface sur 1 à 3 points par ME
-> homogénéité de la salinité dans une masse d’eau :
une même masse d’eau peut contenir plusieurs zones halines
suivant la localisation du point déclaré représentatif de la masse
d’eau, influence plus ou moins importante des apports d’eaux douces
-> durée et fréquence des dessalures ne peuvent être retenues en
raison de la fréquence de prélèvement (mensuelle) :
mise en œuvre d’outils haute fréquence sur des points particuliers ->
lien avec hydromorphologie
-> indicateur déclaré non pertinent vis à vis du suivi imposé par la
circulaire 2007/20
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s Indicateur nutriments
Indice NID :
Normalisation de la concentration à salinité 33 pour l’ensemble des masses d’eau situées sur un même « écotype »
Ex : écotype « Loire »
FRGC45 Baie de Vilaine (large)
FRGC46 Loire (large)
FRGT28 La Loire
FRGC48 Baie de Bourgneuf
FRGC47 Ile d´Yeu
FRGC49 La Barre-de-Monts
Masses d'eau
0 10 20 30 40
01
00
20
03
00
40
05
00
60
07
00
Loire
Salinité
NO
3N
O2
NH
4 +++
+++
+++
++++++
++++++
0 10 20 30 40
01
00
20
03
00
40
05
00
60
07
00
33
23
.4
o
+
Observations
Observations exclues
Droite de dilution
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s Indicateur nutriments
10 15 20 25 30 35
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
NID (µmol/L) normalisé à 33 de salinité
EQ
R C
hlo
rop
hylle
a
Arcachon
Loire
Seine est
0.3
30
.67
16.0 28.6
o Observations
Droite de référence
Comparaison de la
concentration « azotée »
normalisée à 33 des grands
estuaires / à l’EQR
chlorophylle mesurée sur
ces mêmes estuaires :
-> Seuil « azote »
TB/B = 29 µM
B/M = 16 µM
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s Indicateur nutriments
Niveau écotype
Concentration hivernale NID
normalisée à 33 de salinité
< 16 µM
Très bon état
Niveau masse d’eau
EQR chlorophylle « bon état »
Bon état
Etat moyen
oui
oui
non
non
Niveau écotype
Concentration hivernale NID
normalisée à 33 de salinité
< 29 µM
non oui
Indicateur intégré biomasse - concentration hivernale normalisée
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s Développement des indicateurs physico-chimiques dans
les autres DOMs
Martinique, Guadeloupe, La Réunion :
Existence de données historique depuis 2002 (RNO hydro)
Important problème analytique pour certains paramètres
Simulations d’évaluation de la qualité des eaux pour les indicateurs :
- température, transparence, oxygène dissous
selon les seuils et les métriques de métropole
adaptations à prévoir (ex : seuil max pour température)
- nutriments
travail à effectuer pour adaptation aux eaux oligotrophes
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ue
s
Enjeu du prélèvement dans la chaine de
mesure
Anne Daniel – Ifremer – DYNECO/PELAGOS
Fo
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• Préparation
• Echantillonnage
• Conditionnement
Prélèvement
• Délai
• Température
Transport
• Contrôle à réception
• Analyse
• Rapport d’analyse
Analyse
• Format des données
• Qualification des données
Bancarisation
• Evaluation
• Rapportage
Importance du prélèvement dans la chaine de mesure
DCE Stratégie
d’échantillonnage
• Points de prélèvement
• Période/fréquence
• Profondeur, coefficient marée, PM/BM,…
Fo
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• Préparation
• Echantillonnage
• Conditionnement
Prélèvement
• Délai
• Température
Transport
• Contrôle à réception
• Analyse
• Rapport d’analyse
Analyse
• Format des données
• Qualification des données
Bancarisation
• Evaluation
• Rapportage
Importance du prélèvement dans la chaine de mesure
DCE Stratégie
d’échantillonnage
• Points de prélèvement
• Période/fréquence
• Profondeur, coefficient marée, PM/BM,…
- accréditation
(méthodes
normées, EIL, etc)
- agrément
- validation
- qualification
- métriques
- seuils
- arrêté 25/01/10 ?
(Incertitude globale)2 = (incertitude analyse)2 + (incertitude prélèvement)2
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s Assurance qualité du prélèvement
•Pas d’essais interlaboratoires pour le milieu marin
•Pratiques différentes selon les laboratoires et organismes
•Pas de norme spécifique au milieu marin
•Élaboration de documents de référence :
Manuel, DVD, document de consignes
•Formations
•Journées « hydrologie » annuelles
•Rédaction de procédures, fiches « points » -> transfert de compétences plus aisé entre opérateurs
•Traçabilité du prélèvement (feuille de mer, suivi métrologique du matériel, etc…)
•Apte à donner un niveau qualité au prélèvement (bon, douteux, faux)
Ifremer
Organisme préleveur
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s Relation préleveur - laboratoire
Définition du champs d’activité de chacun :
- Achat et nettoyage flaconnage,
- Pré-traitement de l’échantillon (filtration, achat de consommables,..)
- Stockage ponctuel,
- Conditions de transport,
- Date et heure de réception de l’échantillon,
- Conditions d’acceptation de l’échantillon,
- Contrôles qualité terrain,
etc…
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s Contrôles qualité terrain
Pourquoi?
- Preuve de la qualité et la fiabilité du prélèvement,
- Preuve du contrôle des sources d’erreur connues,
- Détection de nouvelles sources d’erreur
Types de contrôle :
- blancs (global ou spécifique : flaconnage, système de prélèvement, filtration),
- doublon
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s
- Acquérir les connaissances de base en chimie (mesures in situ)
Contrôle qualité : les blancs
Type de
blancs Détection Ex. de méthodologie
Blanc global
contamination
atmosphérique
Occasionnellement
Remplir au laboratoire 3 flacons avec une eau ultra pure.
Sur le terrain, deux flacons sont ouverts pendant la durée
du prélèvement puis sont refermés et transportés avec le
flacon non ouvert au laboratoire dans les mêmes
conditions que les échantillons.
Blanc flaconnage
contaminations dues à la
nature des flacons
A chaque changement de référence de flacons
Flacons choisis au hasard dans le stock de flacons remplis
d’eau ultra pure puis conservés comme les échantillons.
Durée de conservation doit être représentative de la durée
de conservation des échantillons entre le prélèvement et
l’analyse
Blanc système
prélèvement
contamination due au
nettoyage du matériel de
prélèvement (bouteille,
tuyaux, préfiltre…)
Occasionnellement
Faire passer de l’eau ultrapure à travers l’ensemble du
système de prélèvement et remplir un flacon qui sera
conservé comme un échantillon
Blanc filtration contaminations due à la
filtration
A chaque nouveau lot de filtres
Faire passer de l’eau ultrapure à travers le système de
filtration et remplir un flacon qui sera conservé comme un
échantillon
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s Contrôle qualité : les doubles
Type de doubles But
Séparation en deux d’un échantillon prélevé Estimation de la variabilité interlaboratoire
Prélever deux échantillons à deux moments
proches (2-3 min) sur un même site.
Estimation de l’incertitude globale incluant la
variabilité du milieu
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s Importance de la méthode d’analyse
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Lo
t 2
ch
loro
ph
yll
e-a
(µ
g/l
)
Essai interlaboratoire pour la mesure de la chlorophylle-a en milieu marin
avec méthodes analytiques et laboratoires analystes différents
-> 25% des résultats donnent un mauvais classement DCE pour la limite Très
bon état/Bon état
n° laboratoire
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s
Métadonnées indispensables
à la saisie des données dans
la base Quadrige²
http://envlit.ifremer.fr/resultats/quadrige
Quadrige² : présentation
Quadrige 1 Quadrige²
1996 2008
> 3 millions de résultats
Séries temporelles sur 35 ans
Données de la surveillance littorale :
REPHY (PHYtoplancton),
REMI (Microbiologie),
RNO (Réseau National d’Observation),
IGA (Impact des Grands Aménagements),
REPOM (surveillance des Ports Maritimes)…
Divers réseaux régionaux (ARCHYD,
SRN…)
220 utilisateurs (1/4 hors Ifremer)
> 4 millions de résultats, 64 programmes
REFERENTIEL NATIONAL (SIEau)
TOUTES LES DONNEES DCE
Intégrer de nouveaux réseaux (REBENT, aquacoles,
COREMO, Posidonies…)
Interopérable + compatibilité SANDRE
Dimension spatiale (point, ligne, polygone)
Ouverture croissante vers l’extérieur (50% des
formations 2009 à des organismes non Ifremer)
Diffuser la donnée environnementale au grand
public
Organisation des données
Administrateur
référentiel
Responsable de
programme Saisisseur
Lieux
PSFMs
Taxons
Navires
Engins
Utilisateurs
Ports
…
Programmes
Stratégies
Contextes de service
Règles de contrôle
Passages
Prélèvements
Échantillons
Résultats
Campagnes
Sorties
Événements
Contextes utilisateur
Organisation des données
Passage
Prélèvement
Échantillon
Lieu
Date
Programmes
(stratégie)
Campagne / sortie
Caractéristiques (heure, sonde, coordonnées…)
Observations terrain
Photos
Événements
Engin
Préleveur
Programmes
(stratégie)
Photos
Caractéristiques (heure, niveau, immersion,
coordonnées,…)
Support
Programmes
(stratégie)
Taxon / groupe support
Photos
Caractéristiques (Taille, Nb individus…)
Valeur / fichier
PSFM
Taxon / groupe
Analyste
Programmes (stratégie)
Engin d’analyse
Précision
Incertitude
+ Résultat
Métadonnées indispensables à
l’hydrologie
Prélèvement
Nom de l’organisme préleveur
Coordonnées du point
Date, heure, profondeur, immersion de prélèvement, engin de prélèvement
Type de l’échantillon (eau filtrée, eau brute,…)
Analyse
Nom du laboratoire
Méthode d’analyse, unité, engin d’analyse,
Limite de quantification, incertitude de mesure
Bancarisation via outil de saisie Quadrige
Bancarisation via QUADRILABO
Masque de saisie EXCEL
Prélèvement
Mesures
Dénombrements
Saisie / import
dans Quadrige²
* Bonne
* Douteuse
* Mauvaise Experts
Diffusable par :
• Saisisseur
• Responsable de programme
• Consultation intégrale
Diffusable par tous (sauf si moratoire)
Cycle de vie de la donnée
Extraction des données : outil web Surval
1 - Choix d’un produit
2 - Carte
3 – Détails d’un lieu
http://envlit.ifremer.fr/resultats/surval
Informations utiles
Mail assistance Quadrige :
Téléphone assistance Quadrige:
02.40.37.42.88
Site web :
http://w3z.ifremer.fr/quadrige2_support
http://wwz.ifremer.fr/quadrige2_support
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Les étapes du prélèvement
Anne Daniel – Ifremer – DYNECO/PELAGOS
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s Stratégie échantillonnage DCE Guyane
définie par la DEAL Guyane
Points de prélèvement (2012)
- 1 MEC (7 points)
- 9 MET (2/3 points chacune)
Profondeur et zone de prélèvement
- sub-surface (0 – 1 m) : tous les paramètres
- si possible sur toute la colonne d’eau pour t
, salinité, turbidité, O2
- au fond : O2, t
C, salinité
- en dehors de la zone estran à pleine mer +/- 2h
Paramètres
- toutes ME : t
, salinité, turbidité, O2, nutriments,
- uniquement MEC : chlorophylle-a, flore phytoplanctonique
Fréquence de prélèvement :
- mensuelle en saison sèche + bimensuelle en saison des pluies
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s Sécurité
- 2 opérateurs
- Vérification des conditions météo
- Vérification de l’embarcation (fuel, VHF, matériel de
sécurité, etc..)
- Coordonnées des points de prélèvement (fiche « point
de prélèvement)
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s Documents de référence
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s Documents de référence
Tutorial sous forme de séquences filmées :
http://envlit.ifremer.fr/var/envlit/storage/documents/dossie
rs/prelevementhydro/index.html
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s
Métrologie des sondes in situ
Anne Daniel – Ifremer – DYNECO/PELAGOS
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s Pourquoi effectuer des mesures in situ?
-> obtenir des valeurs instantanées, ainsi que des profils continus
dans la colonne d’eau.
-> pour des raisons de facilité et de coût d’analyse (substitution à
l’échantillonnage classique et à la mesure en laboratoire)
-> indispensable de:
- effectuer un suivi métrologique poussé.
- prendre en compte le risque d’anomalie de mesure (dérive,
déréglage) ou de panne. Il faut donc toujours envisager
l’éventualité d’un prélèvement.
- avoir une mesure in situ représentative de la masse d’eau où
sont effectués des prélèvements classiques (chlorophylle,
nutriments)
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s Assurance qualité
Tout appareil de mesure (plusieurs capteurs dans une sonde) doit :
- être identifié par un code (n°)
- avoir un dossier matériel :
date d’achat, fournisseur, garantie, notice d’utilisation
- avoir une fiche de vie :
vérifications, étalonnages, pannes, retour constructeur
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s Importance de la métrologie
Notions de
justesse et de
fidélité
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s Vérification et étalonnage
Comparaison de sondes :
comparaison des résultats obtenus entre différentes sondes
Vérification :
la valeur mesurée par la sonde est comparée à un étalon de
travail. Si la valeur mesurée est supérieure à l’écart maximum
accepté (EMA) autour de la valeur de l’étalon de travail, l’appareil
n’est pas utilisable et doit être étalonné.
Les vérifications sont effectuées avec une fréquence adaptée à la
fréquence de mesure.
Etalonnage :
la valeur mesurée par la sonde est comparée à un étalon de
référence puis modifiée si nécessaire (raccordement à un étalon
national).
Les étalonnages sont effectués avec une fréquence plus faible que
les vérifications (ex :1 fois par an).
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s Vérification et étalonnage
Fiche de vérification
n° sonde, date de la vérification, référence de l’étalon de travail,
nom de l’opérateur, conformité/EMA
Fiche d’étalonnage
n° sonde, date de l’étalonnage, plage étudiée, référence de
l’étalon, méthode utilisée, nom de l’opérateur, conclusion sur la
conformité, observations,….
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s Etalonnage du capteur de température
Laboratoire ERT Ifremer Brest accrédité COFRAC pour les étalonnages de
température et pression
- Effectuer un enregistrement de température avec la sonde et le thermomètre de
référence pendant 15 minutes : calculer la température moyenne et l’écart type de
chaque thermomètre
- Calculer la correction de température tref(moyenne)-tmes(moyenne)
- Ajuster la température
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s Différence entre conductivité et salinité
- Conductivité
Elle peut varier de ± 3% par °C -> utilisation de la conductivité
spécifique = conductivité corrigée à 25°C
= Conductivité
[1 + 0.019*(T-25)]
- Salinité (Practical salinity scale 1978)
= rapport de conductivité = R = Cs,t,p/C35,15,0
-> compliqué d’obtenir une bonne valeur de salinité à partir de
capteurs mesurant uniquement la conductivité (> 60 mS/cm, forte
précision de la mesure de température)
-> sondes doivent mesurer salinité et température simultanément
-> la formule donnant la salinité doit être conforme à la formule
Unesco (1984)
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s Vérification du capteur de salinité
- Placer de l’eau de mer étalon IAPSO dans le bol de mesure
- Effectuer un enregistrement avec le capteur de salinité, le capteur de température et
le thermomètre de référence pendant 15 minutes : calculer la moyenne et l’écart type
de chaque capteur
- Calculer les corrections :
tref(moyenne) - tmes(moyenne) et salref - salmes(moyenne)
- Ajuster la salinité
Eau de mer IAPSO
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s Mesure de la turbidité US-EPA
Méthode n°181.1 de US-EPA (1980)
Mesure de la lumière émise par une lampe de tungstène (filtrée entre 400 et
600 nm) diffusée à 90° et étalonnage à l’aide de suspensions de particules ou
d’étalons solides. Unité NTU (Nephelometric Turbidity Unit)
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s Mesure de la turbidité ISO 7027
Forward Scatter Detector
LED source (860 nm)
Back Scatter Detector
90° Detector
TransmittedLight Detector
Norme ISO 7027 ou NF EN 27027 (1990)
Mesure de la lumière diffusée à 90° et étalonnage à la formazine. Unité =
FNU (Formazine Nephelometric Unit)
ATTENTION
Un résultat ISO 7027 est environ 1,3 fois supérieur à un résultat US-EPA
(gamme 0-10 NTU)
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s Mesure de la turbidité ISO 7027 in situ
Câbles à
fibres
optiques
moulés à 45
degrés
Photodétecteur
3,2mm
LED
90 Intersection
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s Balai de nettoyage sur capteur in situ
Eponge du racleur
Racleur
Moteur du
racleur
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s Métrologie du capteur de turbidité
- 2 ou 3 solutions étalons (formazine) vendues dans le commerce
- bain thermostaté
- thermomètre de référence
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s Mesure de l’oxygène dissous par polarographie
Electrode polarographique de Clark
Membrane Téflon
Electrolyte
Anode en argent
Joint
torique
Cathode en or
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s Mesure de l’oxygène dissous par luminescence
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s Métrologie du capteur oxygène dissous
- contrôle du 100% (humidité dans le bol de mesure) à pression
atmosphérique locale
- comparaison avec échantillons d’oxygène mesurés selon la
méthode de référence dite de Winkler
- étalonnage du 100% dans un bain thermostaté et agité
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s Etalonnage du capteur d’oxygène dissous
- Remplir un bac avec de l’eau douce et y placer un système d’agitation.
- Attendre au moins douze heures à température ambiante avant que la concentration
d’oxygène dissous du bain atteigne la saturation
- Mesurer l’oxygène dissous et la température de référence pendant 15 minutes : calculer
la moyenne et l’écart type de chaque capteur
- Calculer les corrections : O2ref – O2mes(moyenne) et tref(moyenne)-tmes(moyenne).
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s Capteur de pression
Certaines sondes permettent d’effectuer une vérification de la
pression (profondeur) par rapport à des valeurs de référence
Attention : les mesures de pression ne doivent pas être
négligées
Comme elles sont prises en compte pour la mesure d’O2, le capteur
doit être remplacé en cas de défaut.