Notions de confiance et de précision dans la Directive Cadre Européenne sur l’Eau Yorick Reyjol, Marie-Claude Ximénès – Onema Julie Percelay, François Ghione, Vassilis Spyratos – MEDDTL/DEB Christian Chauvin – Cemagref/Aquaref Eléments de réflexion et de programmation à court et moyen termes

Bancarisation Gestion, extraction Programmation Calcul des métriques Echantillonnage Analyse Saisie-transmission Combinaison des indices, classification Positionnement des stations Extrapolation à la masse d’eau Gestion du Réseau Evaluation de l’état de la masse d’eau Représentativité des stations de surveillance Administration réseau Précision/reproductibilité de la mesure Mesure hydrobiologique Fiabilité des transferts de données Administration BDD Pertinence Robustesse des indicateurs Approche indicateurs bio Pertinence fiabilité des protocoles d’évaluation Stratégie d’évaluation Du réseau à l’évaluation une chaîne d’opérations, des sources d’incertitude diversifiées 2

La confiance de l’évaluation de l’état écologique Plusieurs types d’incertitudes à traiter différemment. Les incertitudes liées à la mesure  Reproductibilité (variabilité du milieu et effet opérateur)  Variabilité inter-saisonnière et inter-annuelle Les incertitudes liées à la représentativité du point de surveillance  Définition des stations de réseaux  Représentativité à la masse d’eau  Méthodes d’interpolation masse d’eau et inter-masses d’eau Les incertitudes liées au protocole d’évaluation  Choix des descripteurs d’état  Agrégation des métriques et des indices  Stratégies d’évaluation Quelles « incertitudes » pour quelle « confiance » ?

Le niveau de confiance de l’état écologique - Celui-ci doit se faire globalement (tous EQ confondus) et par masse d’eau. - Approche actuelle ayant servi au rapportage 2009 : - Masse d’eau suivie : expertise prenant en compte la robustesse des données « milieux » (BIO + PC) disponibles et la cohérence entre l’état évalué selon les données « milieux » et l’état évalué selon les données « pressions ». - Masse d’eau non suivie : expertise prenant en compte la proportion de masses d’eau à partir de laquelle est faite l’extrapolation et la disponibilité des données « pressions » sur ces masses d’eau. - Doit être décliné en 3 classes (bon, moyen, faible).

La Directive Cadre Européenne sur l’Eau mentionne deux aspects concernant le volet « Confiance et Précision : 1 – L’attribution d’un niveau de confiance de l’état écologique. Celui-ci doit se faire par masse d’eau. 2 - L’attribution d’un niveau de confiance de la surveillance. Celui-ci doit se faire par élément de qualité biologique Ce que nous demande la DCE

Le niveau de confiance de l’état écologique

- Ce qui est mentionné dans la DCE (Guidance 13) : 3.3. A water body can be subject to some or all of the following variations (or ways of describing variation), for whatever mixes of natural or other causes: (a) Apparent random variations from second to second, minute to minute, or hour by hour; (b) Diurnal patterns; (c) Seasonal patterns; (d) Longer term trends, cycles and random influences, including year to year variation; (e) Step changes (random, regular or permanent); (f) Variation with depth of water; (g) Variation with location (spatial variation); (h) Correlations with physical and other biological properties (though these can be thought of as causing the above); (i) Serial correlation, for example, clusters of bad months or bad years; (j) Bias and random errors from equipment; and (k) Human error. En résumé, les 3 principales sources de variabilité susceptibles de créer de l’incertitude et donc d’altérer le niveau de confiance sont : - La variabilité temporelle (inter-annuelle, inter-saisonnière, entre le jour et la nuit) - La variabilité spatiale (entre sites, entre HER, entre bassins versants) - La variabilité humaine (entre opérateurs)

Variabilité temporelle inter-annuelle Anthropique : changement climatique  Mise en place du réseau de référence pérenne pour actualisation des conditions de référence Naturelle : oscillations climatiques (NAO)  Comment tenir compte de cette variabilité ?  Mise en place d’actions R&D sur la variabilité à long terme des communautés et indices/métriques associés ?

Exemples : variabilité des régimes hydrologique et thermique en rivière, mise en place de la stratification des lacs  Optimisation des périodes de suivi Variabilité temporelle inter-saisonnière Débit Années => Nécessité de travailler avec une chronique suffisamment longue pour stabiliser le résultat d’évaluation (// règles d’évaluation)

Exemples : migration phytoplancton/zooplancton en lacs, dérive des invertébrés en rivières)  Optimisation des périodes de suivi ?  D’avantage des questions de R&D fondamentale ? Variabilité temporelle nycthémérale

Variabilité spatiale Question de la sélection des sites d’échantillonnage, qui doivent être représentatifs de l’état général des eaux (RCS) et/ou de l’état de la masse d’eau (CO).  Guide de bonnes pratiques ? Question de la variabilité inter-régionale naturelle des communautés  Utilisation de biotypologies

Variabilité humaine (biais inter-opérateurs) Echantillonnage sur le terrain (sélection des sites, application des protocoles) Développement de normes, de guides de bonnes pratiques, mise en place de formation, mise en place de la démarche qualité en hydrobiologie (co-animation AQUAREF et GNQE)

Variabilité humaine (biais inter-opérateurs) Préparation des échantillons, tri, détermination Développement de normes, de guides de bonnes pratiques, mise en place de formation, mise en place de la démarche qualité en hydrobiologie (co-animation AQUAREF et GNQE)

Variabilité temporelle Variabilité spatiale Variabilité humaine Robustesse données milieux

Exemples d’actions R&D mises en œuvre jusqu’à présent Biais inter-opérateurs Indice Diatomées cours d’eau F. Roussel et al. 2011

Exemples d’actions R&D mises en œuvre jusqu’à présent Biais inter-opérateurs Protocole invertébrés cours d’eau  Mise en évidence des substrats les plus difficiles à identifier sur le terrain => Adaptation de la formation dédiée à l’usage de ce protocole. V. Archaimbault et al. 2011

Exemples d’actions R&D mises en œuvre jusqu’à présent Indice phytoplancton eaux littorales

Le niveau de confiance de la surveillance - Celui-ci doit se faire par élément de qualité biologique. - Ce qui a été rapporté en 2009 a consisté en des éléments généraux concernant : - La définition du RCS - Les méthodologies mises en œuvre - Les programmes de recherche en cours concernant l’évaluation des incertitudes ainsi que les moyens structurels mis en œuvre (Aquaref) ; - Faite sous forme d’un court texte (< 2000 caractères).

- Ce qui est stipulé dans la DCE (Annexe V) : « …les États membres identifient le niveau taxinomique approprié pour arriver à une confiance et une précision suffisantes dans la classification des éléments de qualité. » Traduction technique : pour chaque métrique utilisée, s’assurer que la résolution taxinomique choisie et la fréquence de suivi permettent une évaluation robuste de l’état. Limite opérationnelle : ceci est nécessairement un compromis entre ce qui est faisable techniquement et ce qui peut être mise en œuvre de manière opérationnelle à l’échelle du territoire national. Point particulièrement pregnant dans les DOM, pour lesquels le choix de la résolution taxinomique la plus appropriée doit faire l’objet d’une analyse éclairée compte tenu des lacunes dans la connaissance des espèces. Le niveau de confiance de la surveillance - Celui-ci doit se faire par élément de qualité biologique. « Les fréquences sont choisies de manière à parvenir à un niveau de confiance et de précision acceptable. Sont choisies des fréquences de contrôle qui tiennent compte de la variabilité des paramètres résultant des conditions à la fois naturelles et anthropogéniques… »

Niveau de confiance de la surveillance (par EQB) Résolution taxinomique : Recherche du meilleur compromis ECO-ECO Optimisation des fréquences de suivi : Expertise, normes, guides de bonnes pratiques, etc. Le niveau de confiance de la surveillance (en résumé)

21 Maîtriser les incertitudes : la qualité des données Le système d’agrément en France Le système d’agrément en France pour les réseaux de mesure nationaux Arrêté « Evaluation » Paramètres, éléments biologiques Arrêté « Evaluation » Paramètres, éléments biologiques Documents de référence COFRAC EN 17025, normes techniques, GTA, LabRef, … Méthodes Normes Arrêté « Surveillance » Méthodes, protocoles techniques Arrêté « Surveillance » Méthodes, protocoles techniques Accréditation Conditions d’agrément des opérateurs Arrêté « Agrément » Conditions de réalisation Arrêté « Agrément » Conditions de réalisation

22 Regrouper opérateurs et donneurs d’ordres, Mission Aquaref + GNQE (DREAL), Agences de l’eau, MEEDM, Onema. Bilan de l’existant, adaptations, prescriptions complémentaires Mettre en place un système pertinent Mise en place de la réflexion : constitution d’un GT « DQ en hydrobiologie » Révision de l’arrêté « agrément » (Onema / DEB) Nouvelles méthodes d’évaluation, Contexte et objectifs DCE, Généraliser l’application en hydrobiologie.

Problèmes identifiés et questions Mise à jour et complément des documents de référence (GTA, normes,…) Méthodes en évolution (normalisation très active) Encore beaucoup de lacunes (plans d’eau, littoral,…) Comment adapter l’accréditation pour les très petites structures ? Conserver les compétences disponibles La certification des personnes : une voie pour l’accréditation des petits labos ? Certification des structures : une option possible ? 23 Renforcer l’évaluation des compétences « terrain » Comment intégrer l’incertitude en accréditation hydrobio ?

24 Articuler agrément et accréditation Méthodologie technique évolutive et encore incomplète Assurer la pertinence des exigences (compétences réelles) Spécificités de la mesure hydrobiologique Peu de paramètres à agréer, compétence spécifiques à valider S’appuyer sur l’accréditation, la compléter ? Mettre en place un système évolutif Quelques années d’ajustement à prévoir Mettre en place un système évolutif Quelques années d’ajustement à prévoir

Rôle prépondérant d’Aquaref, des équipes de recherche ainsi que des équipes connaissance des DREAL/ONEMA : - Choix de la localisation des stations et points de prélèvements - Application ou encadrement de l’application des méthodes - Interprétation/valorisation des données - Expertises locales pour l’évaluation et le diagnostic de l’état des ME) - Participation aux études R&D liées à l’évaluation des incertitudes des protocoles et méthodes de bioindication. Un contexte institutionnel riche et diversifié !