Les programmes de surveillance mis en œuvre en application de la Directive européenne sur l’eau imposent des modalités méthodologiques précises.

L’objectif de ces programmes est d’acquérir des données hydrobiologiques de façon standardisée, homogène et comparable sur l’ensemble du territoire. Ces données sont utilisées pour calculer l’ensemble des indicateurs retenus pour le diagnostic et l’évaluation. L’état écologique peut alors être suivi pour l’ensemble des masses d’eau de façon cohérente, par les organismes de bassins et nationaux qui sont en charge de la gestion des programmes et du rapportage européen.

Deux des paramètres importants de ces modalités sont la fréquence (nombre de mesures à effectuer par plan de gestion) et les méthodes d’acquisition de données hydrobiologiques à utiliser.

Ces modalités sont fixées dans l’arrêté « surveillance » du 17 octobre 2018, modifiant ceux d’août 2015, de juillet 2011 et de janvier 2010. Ce texte, comme les autres règlements encadrant la mise en œuvre de la DCE, est disponible sur le site d’Aquaref. Il est régulièrement révisé pour intégrer, entre autres évolutions, les indicateurs biologiques qui sont développés en vue de disposer, à terme, de l’ensemble du panel de bioindicateurs prescrits par la DCE.

Pour les mesures hydrobiologiques, les méthodes prescrites par cet arrêté dans son annexe V sont constituées de normes françaises (AFNOR NF et XP), de normes européennes (CEN EN) ou de protocoles techniques expérimentaux, en fonction de l’avancée du développement et de la validation de ces méthodes.

Ces protocoles préconisés de façon règlementaire ont vocation à être repris dans les cahiers des charges des marchés passés aux opérateurs de la surveillance, en cohérence avec les documents et règlements d’application, en particulier les processus qualité (accréditation et agrément des laboratoires, protocoles d’échanges de données et de bancarisation).

Les échanges de données

Les données recueillies dans le cadre des programmes de surveillance font l’objet de protocoles de saisie et d’échange standardisés. Cette harmonisation est rendue obligatoire pour assurer une forme et un contenu de tous les résultats compatibles avec leur contrôle par les responsables de données (principalement les Agences de l’eau), leur utilisation pour le calcul des indicateurs, leur bancarisation dans les bases de données de référence.

Jusqu’en 2017, les modèles informatiques utilisés pour la saisie et l’échange des données étaient spécifiques à chaque méthode, souvent développés par les concepteurs des méthodes, intégrant ou non des fonctionnalités d’aide à la saisie et de calcul d’indicateurs. Les formats étaient divers (fichiers Excel, logiciels spécifiques), et les exports ne répondaient à aucun critère commun.

De nouveaux modèles harmonisés ont été élaborés par l’AFB sur mandat des bassins, et sont diffusés par l’AFB (OFB) depuis novembre 2017.

Pour tout ce qui concerne les modèles à utiliser pour la saisie et l’échange des résultats de mesures hydrobiologiques de surveillance DCE par les opérateurs, ce sont donc désormais ces modèles harmonisés qu’il convient d’utiliser. Ils sont téléchargeables sur le portail technique de l’OFB.

L’organisation de la surveillance et de l’évaluation en France

Le SIE – Système d’information sur l’eau, organise l’ensemble des protocoles et outils participant à la surveillance en France et à l’exploitation des résultats pour l’évaluation et le diagnostic d’état écologique et chimique. Le SIE est un des éléments centraux du SNDE -Schéma national des données sur l’eau, approuvé par un arrêté ministériel. Le SNDE a été révisé en 2018.

Un guide de l’évaluation de l’état écologique, élaboré par le Ministère chargé de l’environnement dans un groupe de travail réunissant l’ensemble des acteurs concernés est diffusé. Régulièrement révisé, il constitue la référence pour l’application des arrêtés Surveillance et Evaluation, en précisant par exemple les protocoles d’exploitation des données pour l’évaluation et les règles d’agrégation. La version révisée publiée en janvier 2019 est disponible sur le site Eaufrance.

Indicateurs et méthodes d’évaluation : quelle différence ?

Jusqu’à la prise en compte des prescriptions de la DCE dans les méthodes d’évaluation de la qualité biologique des  masses d’eau, les hydrobiologistes utilisaient des « indices biologiques ». Ces indicateurs étaient construits pour apporter une vision synthétique sur un état, à partir d’un inventaire taxinomique standardisé, et en fonction d’une vision qui était orientée par les paramètres intégrés dans le calcul de l’indice. Par exemple l’IBGN-indice biologique global normalisé- mettait en avant les problèmes d’oxygénation, donc principalement la charge en matières oxydables, et réagissait aussi, dans certains types de cours d’eau, à une pollution toxique (insecticides en particulier). L’IBMR-Indice biologique macrophytes en rivière- montre principalement le niveau trophique global du cours d’eau à la station étudiée, l’IBD-Indice biologique diatomées- est sensible aux éléments nutritifs présents dans l’eau. A partir de l’indice chiffrée, généralement sur une échelle de 0 à 20, l’hydrobiologiste devait interpréter ces résultats en fonction du type de cours d’eau dans lesquels ils étaient obtenus et des caractéristiques morphologiques (écoulements, lumière, berges) et chimiques (charge en nutriments, pollution organique, micropolluants).

Fondamentalement, la valeur de l’indicateur n’indiquait donc pas la qualité du milieu, qui devait être évaluée par avis d’expert en tenant compte du contexte. Une valeur d’IBGN de 12/20 n’était signifiante que si elle était rapportée au milieu considéré : dans un grand cours d’eau, il s’agissait plutôt d’une bonne qualité, dans un cours d’eau rapide de moyenne montagne, elle traduisait une dégradation par pollution organique. A l’exception de rares cas très particuliers, il n’y a que pour les valeurs extrêmes que l’information était sans équivoque. Quel que soit le type de milieu, une valeur inférieure à 4 ou 5 dénote forcément une mauvaise qualité, une note supérieure à 18 ne peut s’obtenir que dans les milieux riches et non impactés.

La plupart des méthodes d’évaluation sont construites sur un système qui comprend 4 éléments : un protocole d’acquisition de données hydrobiologiques, un indicateur, des valeurs de référence de cet indicateur pour chaque type de masses d’eau et un jeu de bornes de classes de qualité biologique pour l’élément biologique considéré.

La méthodologie DCE impose de rapporter l’évaluation au type de masse d’eau, et de calculer un écart à la référence, pour définir une classe de qualité biologique en vue de l’évaluation de l’état écologique. Le développement des méthodes d’évaluation a donc commencé par l’établissement d’une typologie des masses d’eau, puis des valeurs de référence des différents indices pour chaque type. Une fois validés, ces nouveaux référentiels ont permis de calculer « l’écart à la référence » (dénommé EQR pour Ecological quality ratio, selon la terminologie DCE), qui correspond au ratio valeur observée / valeur de référence. L’évaluation se base soit sur les indicateurs pré-existants (par exemple IBGN, IBD, IBMR), s’ils sont compatibles aux prescriptions de la DCE, soit sur les nouveaux indicateurs qui ont été spécifiquement construits (méthodes plans d’eau).

Cette échelle d’EQR (théoriquement de 0 à 1) représente donc la part de perturbation due à l’impact anthropique, puisqu’elle s’affranchit de la variabilité typologique des masses d’eau. C’est enfin sur cette échelle que les bornes des 5 classes de qualité standardisées (Très bon, Bon, Moyen, Médiocre, Mauvais) peuvent être fixée, en fonction du modèle de réponse de l’élément biologique considéré.

Il faut donc retenir qu’une méthode d’évaluation DCE se composent de plusieurs éléments :

• une typologie de masse d’eau, qui permet de situer la station mesurée dans un référentiel,
• un protocole d’acquisition de données, faisant le plus souvent l’objet d’une norme AFNOR et dont l’utilisation est prescrite par un texte règlementaire*,
• un indicateur biologique, dont la valeur renseigne sur le niveau d’une ou de plusieurs métriques représentatives des diverses fonctionnalités écologiques du milieu,
• un système de valeurs de référence par types, pré-établi spécifiquement pour la méthode considérée et fixée par un texte règlementaire**,
• un jeu de bornes de classes permettant de définir la classe de qualité sur l’échelle d’EQR, également fixé par un texte règlementaire**.

Tous les éléments constitutifs de chaque méthode sont approuvés par la Commission européenne pour une utilisation en évaluation dans le cadre de la DCE. A ce titre, ils sont donc règlementaires. De plus, les seuils de classes ont fait l’objet d’une intercalibration entre tous les méthodes de chaque Etat-membre, pour assurer la comparabilité des résultats d’évaluation entre tous les pays européens.

* arrêté ministériel fixant la méthodologie (méthodes et programmes) de surveillance

** arrêté ministériel définissant les règles d’évaluation de la qualité à partir des données de surveillance