Modèles pressions-impacts. Approche méthodologique, modèles d'extrapolation spatiale et modèles de diagnostic de l'état écologique basés sur les invertébrés en rivière (IBGN)

La mise en ½uvre de la Directive Cadre Europeenne sur l'Eau, qui fixe comme objectif d'atteindre le « bon etat ecologique » de tous les cours d'eau en 2015, implique de faire un diagnostic general de l'etat des cours d'eau francais, puis de mettre en place des actions de restauration. Ces deux phases se traduisent par des besoins precis en termes d'outils operationnels. L'objectif du present rapport est de proposer une approche methodologique pour le developpement de modeles pressions / impacts, a la fois predictifs et explicatifs, qui permettront de cibler les causes d'alterations des cours d'eau, de faire des extrapolations spatiales a l'echelle nationale et regionale, (autorisant la simulation de differentes hypotheses), et de rechercher des facteurs gerables pour la restauration. Pour developper ces modeles, les donnees utilisees ont ete l'indice IBGN (methode standardisee basee sur les invertebres benthiques) comme indicateur de l'etat ecologique des rivieres, et l'occupation du sol, a partir de la base de donnees CORINE Land Cover, pour l'evaluation des pressions anthropiques impactant les milieux aquatiques. Ceci a necessite un important travail de developpement d'une plate-forme SIG, qui permet de coupler les caracteristiques naturelles et les pressions anthropiques liees a l'occupation generale du bassin versant et celles qui s'exercent au niveau du corridor rivulaire. Le choix de methodes d'analyse adaptees aux objectifs a ete particulierement important. Apres avoir effectue plusieurs tests, nous avons decide d'utilise une combinaison de deux approches : des modeles lineaires performants comme la regression PLS, qui permettent d'extraire les variables explicatives des impacts biologiques observes ; et des modeles non lineaires tels que les arbres de decision, qui permettent de faire une extrapolation spatiale. Les modeles d'extrapolation spatiale ont permis de representer a l'echelle nationale l'etat ecologique probable des cours d'eau, a partir de l'IBGN, et avec differentes hypotheses de limites de bon etat. Ils ont montre que la probabilite de « bon etat » est principalement liee a la proportion de territoires artificialises (urbanises) dans le bassin versant. L'agriculture intensive intervient secondairement dans le modele. Nous avons ensuite teste une deuxieme hypothese en relevant de 1 point d'IBGN la limite de « Bon etat » determinee en premiere hypothese, pour tous les types de cours d'eau, ceci afin d'avoir une vison plus precise du risque de non atteinte du « bon etat ». Dans ce modele, un critere agriculture intensive se rajoute au critere artificialisation pour discriminer les stations majoritairement en bon ou mauvais etat. On peut en conclure qu'a l'echelle nationale, un grand nombre de sites dont le bassin est occupe par des terres labourees se trouvent en situation limite. Enfin, les modeles de diagnostic ont permis de constater qu'a l'echelle nationale, les impacts lies a l'urbanisation constituent le principal facteur d'alteration de l'etat ecologique, ceux lies a l'agriculture intensive semblent intervenir secondairement. L'agriculture de faible intensite (prairies) joue un role qui peut s'averer negatif ou positif selon le contexte. Les espaces naturels ont, par contre, un effet toujours positif sur les bioindicateurs. Ces modeles sont plus performants et plus explicatifs avec des donnees detaillees et a l'echelle des hydro-ecoregions, ce qui permet de mettre en evidence les pressions au niveau du corridor rivulaire. En conclusion, le developpement de modeles d'extrapolation et de diagnostic, qui permettent une hierarchisation et une spatialisation des pressions, constitue un apport aux decideurs pour l'analyse des problemes et la definition de politiques d'action.