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 Européenne sur l'Eau, qui fixe comme objectif d'atteindre le « bon état écologique » de tous les cours d'eau en 2015, implique de faire un diagnostic général de l'état des cours d'eau français, puis de mettre en place des actions de restauration. Ces deux phases se traduisent par des besoins précis en termes d'outils opérationnels. L'objectif du présent rapport est de proposer une approche méthodologique pour le développement de modèles pressions / impacts, à la fois prédictifs et explicatifs, qui permettront de cibler les causes d'altérations des cours d'eau, de faire des extrapolations spatiales à l'échelle nationale et régionale, (autorisant la simulation de différentes hypothèses), et de rechercher des facteurs gérables pour la restauration. Pour développer ces modèles, les données utilisées ont été l'indice IBGN (méthode standardisée basée sur les invertébrés benthiques) comme indicateur de l'état écologique des rivières, et l'occupation du sol, à partir de la base de données CORINE Land Cover, pour l'évaluation des pressions anthropiques impactant les milieux aquatiques. Ceci a nécessité un important travail de développement d'une plate-forme SIG, qui permet de coupler les caractéristiques naturelles et les pressions anthropiques liées à l'occupation générale du bassin versant et celles qui s'exercent au niveau du corridor rivulaire. Le choix de méthodes d'analyse adaptées aux objectifs a été particulièrement important. Après avoir effectué plusieurs tests, nous avons décidé d'utilisé une combinaison de deux approches : des modèles linéaires performants comme la régression PLS, qui permettent d'extraire les variables explicatives des impacts biologiques observés ; et des modèles non linéaires tels que les arbres de décision, qui permettent de faire une extrapolation spatiale. Les modèles d'extrapolation spatiale ont permis de représenter à l'échelle nationale l'état écologique probable des cours d'eau, à partir de l'IBGN, et avec différentes hypothèses de limites de bon état. Ils ont montré que la probabilité de « bon état » est principalement liée à la proportion de territoires artificialisés (urbanisés) dans le bassin versant. L'agriculture intensive intervient secondairement dans le modèle. Nous avons ensuite testé une deuxième hypothèse en relevant de 1 point d'IBGN la limite de « Bon état » déterminée en première hypothèse, pour tous les types de cours d'eau, ceci afin d'avoir une vison plus précise du risque de non atteinte du « bon état ». Dans ce modèle, un critère agriculture intensive se rajoute au critère artificialisation pour discriminer les stations majoritairement en bon ou mauvais état. On peut en conclure qu'à l'échelle nationale, un grand nombre de sites dont le bassin est occupé par des terres labourées se trouvent en situation limite. Enfin, les modèles de diagnostic ont permis de constater qu'à l'échelle nationale, les impacts liés à l'urbanisation constituent le principal facteur d'altération de l'état écologique, ceux liés à l'agriculture intensive semblent intervenir secondairement. L'agriculture de faible intensité (prairies) joue un rôle qui peut s'avérer négatif ou positif selon le contexte. Les espaces naturels ont, par contre, un effet toujours positif sur les bioindicateurs. Ces modèles sont plus performants et plus explicatifs avec des données détaillées et à l'échelle des hydro-écorégions, ce qui permet de mettre en évidence les pressions au niveau du corridor rivulaire. En conclusion, le développement de modèles d'extrapolation et de diagnostic, qui permettent une hiérarchisation et une spatialisation des pressions, constitue un apport aux décideurs pour l'analyse des problèmes et la définition de politiques d'action.