L'indicateur BHQ (Benthic Habitat Quality) utilise la technique SPI (Sediment Profile Imaging) pour évaluer l'état écologique des habitats benthiques sédimentaires soumis à des pressions (perturbation physique, enrichissement en matière organique, dessalure et anoxie) (Pedel & Fabri 2012).
La technique a été développée par une équipe suédoise (Nilsson & Rosenberg 1997 ; Rosenberg et al. 2009). En France, le LECOB (Station Marine de Banyuls-sur-Mer) a comparé l’indice BHQ à d’autres indices biotiques basés sur la macrofaune (Labrune et al. 2012 ; Romero-Ramirez et al. 2016) puis une analyse semi-automatique a été développée pour interpréter les images des profils sédimentaires (Romero-Ramirez et al. 2013).
La méthode est basée sur des prises photographiques de profils de sédiments sur les 20 premiers centimètres du substrat non remanié. Elle permet de mettre en évidence des structures de bioturbation et le RPD (Redox Potential Discontinuity). Une photo est également prise verticalement à 1 à 2 m au-dessus du substrat avant que l’engin ne pénètre dans le sédiment (Pedel & Fabri, 2012). L’indicateur BHQ correspond à différentes étapes de succession, c'est-à-dire à différentes réponses des communautés de substrat meuble à un gradient de perturbation.
L’indicateur BHQ n’est pas spécifique à un habitat, il peut être mobilisé sur les différentes façades maritimes pour des habitats sédimentaires suffisamment meubles (vases, sédiments sablo-vaseux) pour que l’engin s’enfonce jusqu’à la profondeur requise (env. 20 cm).
L’indicateur peut également contribuer partiellement à l'évaluation des écosystèmes marins listés dans le Règlement relatif à la restauration de la nature (Annexe 2, UE 2024/1991) dans le Groupe de Types d’Habitat marin “7- Sédiments meubles (jusqu’à 1000 m de profondeur” (Soft sediments (not deeper than 1 000 metres of depth)).
Acquisition de données par la technique du SPI (Sediment-profile Imaging)
Moyen matériel : navire océanographique muni d'un treuil et d'un système de positionnement GPS, système de SPI, matériel informatique.
- Protocole de terrain :
Le protocole est basé sur la technique SPI (Sediment-profile Imaging) (Figure 1). Le système de prise d'image est déployé avec un treuil depuis un navire océanographique. Il est composé d'une armature sur laquelle est fixée : une caméra servant à la prise de vue verticale de la surface du sédiment à 1 à 2 m au-dessus du substrat et une caméra permettant la prise de vue du profil sédimentaire, sur les 20 premiers centimètres (voir dispositif et fonctionnement, Figure 1).
Figure 1 : Principe de fonctionnement de la technique SPI (https://www.inspireenvironmental.com)
- Analyse des photos de profil sédimentaire :
Sur ces photos, les différentes structures sédimentaires sont analysées :
- Structures de surface ;
- Structures de subsurface ;
- Profondeur moyenne du RPD (Discontinuité du Potentiel Redox).
Nombre de structures de surface (A)
Les structures de surface sont dénombrées telles que :
- Pelotes fécales ;
- Faune benthique ;
- Tubes (< et > à 2 mm de diamètre) ;
- Trous et monticules pour l'alimentation.
Nombre de structures de sub-surface (B)
Les structures de sub-surface sont dénombrées telles que :
- Endofaune ;
- Terriers ;
- Profondeur de la couche oxique.
Profondeur moyenne de la RPD (Redox Potential Discontinuity) (C)
La profondeur moyenne de la RPD est mesurée.
L'indicateur BHQ est calculé en cumulant les scores de 3 métriques.
Un score est assigné à tous les paramètres en fonction de leur valeur en suivant le tableau 1.
Tableau 1 : Les structures sédimentaires et leurs scores utilisés pour calculer le BHQ (d'après Nilsson & Rosenberg 2000).
Le BHQ est calculé suivant l'équation 1.
Equation 1 : 
Avec :
- A correspond aux structures de surface (pelotes fécales, faune benthique, tubes, trous) ;
- B aux structures de subsurface (endofaune, terriers, et profondeur de la couche oxique) ;
- C à la profondeur moyenne du RPD.
L’indice BHQ correspond à différentes étapes de succession, c'est-à-dire à différentes réponses des communautés de substrat meuble à un gradient de perturbation (Figure 2). Il va de 0 à 15. Plus l’habitat benthique est de bonne qualité plus le BHQ devrait être élevé. Des corrélations significatives entre l’indice BHQ et les logarithmes de la richesse spécifique, de l’abondance et de la biomasse ont été montrées par une étude de la macrofaune dans une zone déficiente en oxygène (Nilsson & Rosenberg 2000).
Figure 2 : Distribution des étapes de succession de l’endofaune benthique le long d’un gradient de perturbation environnementale, et indices BHQ associés (Nilsson & Rosenberg 2000)
[A ce jour (2024) les grilles de lecture ont été développées dans un contexte spécifique et ne sont pas généralisables à l’ensemble de la façade. Avant toute utilisation, il convient de contacter les auteurs.]
L’indice multivarié BHQ peut être décomposé en 5 classes. Les classes, du mauvais état au très bon ont été proposées pour correspondre à la classification de la DCE (Tableau 3 ; Rosenberg et al. 2009).
Tableau 2 : Grille de lecture pour l'indicateur BHQ, valeurs seuils et classe associée (d’après Rosenberg et al. 2009)
Facilement transportable, la technique SPI peut acquérir rapidement des vues planes ou des profils jusqu’à 4000 m de profondeur. La turbidité de l’eau n’est jamais un facteur limitant, et il est possible de monter d’autres capteurs sur la structure : économie de temps et d’argent par rapport à d’autres méthodes. Cette technique permet également de préserver les relations organismes/sédiments et on peut déduire la dynamique des structures à partir des images. Elle n'est pas basée sur la taxinomie, ce qui est un gain de temps dans le domaine profond où les espèces ne sont pas toutes connues.
Le BHQ semble permettre d’évaluer la pression physique d’abrasion induite par le chalutage. Une étude employant la technique SPI sur le plateau continental du Golfe du Lion a mis en évidence que le chalutage du fond causait des changements significatifs dans l’habitat sédimentaire (Rosenberg et al. 2003). En effet, le chalutage réduit l’indice BHQ, en impactant les structures de surface et de subsurface, ainsi que les conditions Redox. Le BHQ est également sensible à l’anoxie (Nilsson & Rosenberg, 2000).
Le protocole nécessite le déploiement par un navire océanographique.
Cette technique présente une utilité limitée pour les fonds de sables ou de graviers gênant la pénétration de l’instrument
L'analyse de SPI peut conduire à des résultats subjectifs lorsque différentes méthodes de traitement d'images sont utilisées. Pour améliorer cette faiblesse, un logiciel a été développé pour l'analyse de SPI : SpiArcBase. Le logiciel permet de dessiner automatiquement l'interface eau-sédiment ainsi que la couche apparemment oxydée (apparent Redox Potential Discontinuity ou aRPD) qui est indicative de la transition entre surface oxydée et sédiments profonds réduits. SpiArcBase permet aussi d'isoler semi-automatiquement des structures biogéniques et de les traiter séparément pour extraire des informations concernant leur nature, leur taille et leur profondeur. Ces informations peuvent être exportées comme fichier .txt et/ou utilisées pour calculer des indices de qualité d'habitat benthique. Le logiciel utilise une base de données pour sauvegarder les images et les informations extraites.