Prélèvements d'échantillons d'eau 


 
Analyse d'échantillons d'eau
par spectrométrie 

 
L'indice poissons est utilisé pour évaluer
la qualité d'un milieu aquatique 

 
Mise en évidence de la pollution des eaux dans la région de Marseille par le satellite LANDSAT 

 
Surveillance, par le satellite SPOT, de l'état des écosystèmes aquatiques et terrestres d'une mangrove au Kenya 

Pour s’assurer de la préservation des écosystèmes aquatiques, le contrôle permanent de leur état de santé général, tant au niveau de la qualité de leurs eaux qu’à celui de la diversité des organismes qui y vivent et de la qualité de leurs habitats, est un élément crucial.

La pollution peut être visible (corps flottants, mousses...). Mais ce n’est pas toujours le cas : une eau claire peut être fortement polluée. Pour évaluer la pollution d’un cours d’eau, il est donc nécessaire d’avoir recours à des mesures.

Diverses techniques physico-chimiques d’analyse permettent d’évaluer les concentrations des différentes substances, et notamment des polluants, contenues dans l’eau. Certaines de ces mesures peuvent être réalisées in situ en continu. D’autres doivent être faites en laboratoire à partir d’échantillons d’eau prélevés au milieu naturel. Mais les polluants qui ont atteint un écosystème aquatique ne se contentent pas de rester dans l’eau. Ils se distribuent entre les différents compartiments de l’écosystème (voir le chapitre Écosystèmes aquatiques continentaux) que sont l’eau, le milieu physique et les organismes vivants. Les analyses physico-chimiques de l’eau ne suffisent donc pas pour réellement apprécier la qualité écologique des écosystèmes aquatiques. En outre, elles sont mal adaptées à la détection de pollutions intermittentes ou ponctuelles qui ne se produisent pas nécessairement lors de la prise d’échantillons pour analyse, et elles ne prennent pas en compte les perturbations physiques du milieu.

D’autres moyens ont donc été élaborés comme l’analyse des sédiments ou des mousses aquatiques, ou encore l’analyse des organismes. Les gestionnaires des milieux aquatiques font également appel à des " indicateurs biologiques " . Les organismes vivants sont en effet sensibles à une large gamme d'impacts physiques, chimiques et biologiques, et peuvent théoriquement apporter des réponses précises et graduées aux conséquences de ces perturbations sur le milieu aquatique. En particulier, la régulation du débit ou la destruction de certains biotopes peuvent avoir pour résultat d'éliminer certaines espèces, sans pour autant altérer la qualité physico-chimique des eaux. Dans un domaine comparable, l'introduction d'espèces de poissons afin d'améliorer la pêche, peut provoquer l’élimination de nombreuses espèces indigènes d'invertébrés et de vertébrés, ou des modifications importantes dans les chaînes trophiques, sans affecter pour autant la qualité physico-chimique des eaux. Enfin, certains organismes se comportent comme de véritables sentinelles vis-à-vis des modifications de l'environnement en ce sens qu'ils peuvent réagir par exemple à de faibles taux de contamination par des polluants, en se raréfiant ou en pullulant, ou qu'ils ont des aptitudes particulières à la bioaccumulation de contaminants dans leurs tissus : les algues, les truites ou les moules, par exemple, sont d’excellents détecteurs de pollution.
Les scientifiques utilisent donc des indices basés sur les algues, ou les invertébrés pour évaluer la qualité d’un milieu aquatique. Ils sont également en train de développer un "indice poissons" qui utilise les communautés de poissons comme indicateurs biologiques, la présence et l’abondance relative des différentes espèces de poissons dans une portion de cours d’eau informant sur la qualité de leur habitat. Cet indice prend en compte l’ensemble des facteurs environnementaux qu’ils soient de nature physique, chimique ou biologique.

Les indicateurs biologiques sont très variés :

• au niveau individuel, ce sont des indicateurs biochimiques (modifications enzymatiques, carcinogénèse), physiologiques (taux de croissance, taux de fécondité, maladies), et de comportement,
  
• au niveau de la population, sont utilisés principalement des indicateurs démographiques (structures en âge et en taille, taux de natalité et de mortalité, sex ratio),
  
• au niveau de la communauté, les indicateurs concernent la présence ou l’absence de certaines espèces indicatrices,
  
• au niveau de l'écosystème, peuvent être examinés la structure des communautés (richesse spécifique, abondance, biomasse, indicateurs de structure), les processus (production primaire, production secondaire, cycles des éléments nutritifs), les structures (niveaux trophiques, chaîne alimentaire), ou le paysage (hétérogénéité, fragmentation), qui sont des indicateurs dits écologiques.
  

On dispose également à l’heure actuelle de systèmes de détection de la pollution à l’échelle planétaire grâce à certains satellites capables notamment d’analyser du haut de leur orbite la turbidité des eaux, ou de détecter une marée noire.