Indice Maërl à partir d'analyses photographiques

Définitions et objectifs

L'indice Maërl permet d'évaluer l'état de santé des bancs de maërl au sein d'une zone Natura 2000 en rade de Brest. L'indicateur a été développé dans le cadre du Life Marha à travers une collaboration entre l'IUEM et le PNRA (Tauran & Grall, 2021 ; Bizien et al., 2024).

La méthode est basée sur l'analyse de photographies sous-marines et a pour objectif d'être peu compliquée à déployer, utilisable dans le cadre des sciences participatives et non destructive.

Les habitats marins susceptibles d’être évalués par l’indicateur sont, selon la Typologie NatHab Atlantique (v3, Michez et al., 2019 ; description de l’habitat dans La Rivière et al., 2022), les suivants :

- B3-4 - Bancs de maërl sur sables grossiers et graviers infralittoraux

- B4-3 - Bancs de maërl sur sédiments hétérogènes envasés infralittoraux

L’indicateur peut également contribuer à l'évaluation des écosystèmes marins listés au Règlement relatif à la restauration de la nature (Annexe 2) pour les types d’habitat (EUNIS 2022) suivants :

- MB3 22 - Bancs de maërl sur sédiment grossier de l'infralittoral en Atlantique

- MB4 21 - Bancs de maërl sur sédiment hétérogène de l'infralittoral en Atlantique

- MB6 22 - Bancs de maërl sur sédiment vaseux de l'infralittoral en Atlantique

Objet évalué
L'indice Maërl utilise des analyses photographiques à partir de photoquadrats pour évaluer l'état de santé des bancs de maërl au sein de la zone NATURA 2000 en Rade de Brest.
Finalité(s)
F1. Le bon état des espèces et habitats à statut, patrimoniaux ou méritant de l’être [espèces rares, menacées]
Déclinaison locale des finalités
Sites situés dans la zone NATURA 2000 "Rade de Brest - Estuaire de l'Aulne".
Thème(s)
Patrimoine naturel
- Habitats benthiques
Réglementation
DHFF [Directive Habitats Faune Flore]
Ecorégion
Ecosystèmes tempérés
Manche/Atlantique
DPSIR
Etat
Impacts
Export
Données brutes

Acquisition des données : photoquadrats sur bancs de maërl

Source des données
PNRA
Stratégie spatiale
Le suivi a été mené sur 31 sites en rade de Brest dans le périmètre de la zone Natura 2000 FR 530046.
Stratégie temporelle
Une fois par an de janvier à mars. Après mars, le développement des macroalgues annuelles est trop important.
Moyens humains et matériels
Moyens humains : 2 plongeurs, 1 sécurité surface, 1 pilote.
Moyens matériels : embarcation légère, matériel de plongée, 2 photoquadrats de 0,1 m², 2 appareils photo professionnels muni de 2 torches chacun, transect de 10 m ou bout de 10 m, parqués au début et à la fin par des bouées.
Protocole de récolte

Le protocole est déployé en plongée sous-marine et s'effectue par la prise de photographies sous-marines à l'aide de photoquadrats. Afin d’éviter des biais d’échantillonnage lors du choix des quadrats, un protocole d’échantillonnage (Figure 1) a été mis en place.

Figure 1 : Protocole d'échantillonnage pour la prise d'images (Bizien et al., 2024).

Sur un banc de maërl, un bout de 10 mètres est fixé au sol à l’aide de piquets, rendus visibles avec des bouées flottantes. Tous les mètres le long de ce bout, un quadrat de 0,1 m² est posé alternativement à droite et à gauche. Le plongeur se place au-dessus du quadrat, à une distance telle à avoir au maximum le quadrat dans le cadre de la photographie, c’est-à-dire que les bords du quadrat doivent au maximum se rapprocher des limites de l’image, sans jamais que ce quadrat ne les dépasse. Au total, un minimum de 10 images sont à effectuer pour un site, il est cependant préconisé d’en prendre une de plus au cas où, lors de l’analyse, une image soit inutilisable (floue, nuage de sédiment, ombre, …).

Les images sont analysées par le logiciel Image J (Ferreira & Rasband, 2012) selon la méthodologie préconisée par le rapport méthodologique Tauran et al. (2023). Les paramètres suivants sont mesurés : recouvrement (maërl vivant, maërl mort, sédiment, faune, flore, cyanobactéries, ...), abondance des espèces de faune, surface par espèce d'algues.

Métriques
Méthode de calcul

Un indice de l’état de santé du banc de maërl (présenté dans le rapport d’étude Life Marha de Tauran & Grall, 2021) est calculé pour chaque site, indice défini comme le ratio de la surface occupée par du maërl vivant par rapport à la surface totale et calculé de la manière suivante (Équation 1).

Équation 1 :

Avec %F le pourcentage de faune, %MV le pourcentage de ‘maërl vivant’, %MVS le pourcentage de ‘maërl vivant x sédiment’ et %R le pourcentage de la surface restante.

Les analyses des communautés de flore et faune permettent d'aider à l'interprétation des valeurs de l'indice.

Grille de lecture

[Non définie à ce jour (2024).]

Causes d‘évolution temporelles
Une grille de lecture et des seuils doivent être définis. Le protocole a pour vocation d'être utilisé en science participative et sur d'autres secteurs géographiques.
Applicable à différents contextes
Non
Bases conceptuelles solides
Non publié
Réactivité
Sensible et réactif à court terme
Nécessité d'études pour définir des seuils
Grille de lecture en développement
Disponibilités des données
Données disponibles dans le cadre d’un suivi pérenne à une échelle spatio-temporelle adaptée
Facilement compréhensible pour le public visé
Appropriation simple pour le non-spécialiste
Principaux avantages

Le protocole est facile à mettre en œuvre en plongée. A terme l’analyse des images pourra être réalisée en science participative après la mise en place de formations, ou automatisée grâce à l’intelligence artificielle.

Bon signal au dragage et signal probable à l'eutrophisation.

Le protocole est déployable sur de nombreuses stations et permet d'étudier des gradients de perturbations et de dégradation.

Principales limites

La prise d'image doit être bonne sinon le travail de traitement d'image est fastidieux voire impossible. Le traitement des images chronophage tant qu’il n’est pas automatisé.

Seule l'épifaune est identifiée sur les photos, un complément par la réalisation de plusieurs prélèvements à la benne ou par la méthode SPI pourrait permettre d'avoir des données complémentaires sur l'endofaune.

Pour l'instant, le protocole est applicable à la zone d'étude en rade de Brest.

La présence massive d’algues dans certaines stations ne permet pas de connaître l’état du substrat sous-jacent et empêche l’application locale de l'indice basé sur la couverture de maërl vivant.

L’analyse faune/flore est plus longue à mettre en place, nécessite une expertise taxonomique et est limitée par la résolution de l’image. L’utilisation de groupes basés sur les traits fonctionnels et morphologiques est recommandée.

Pistes d'amélioration

La liste des espèces a été définie pour la Rade de Brest. Celle-ci doit être adaptée aux autres zones géographiques.

Réduire la taille du quadrillage appliqué lors de l’analyse d’image pourrait permettre de limiter la quantité de cases avec des catégories mixtes.

A partir des données de faune/flore (taxons ou groupes morpho-fonctionnels), il est possible de mesurer d'autres indices comme le GPBI (Labrune et al., 2021).

Une analyse des perturbations responsables de la présence des algues rouges cartilagineuses, des algues rouges filamenteuses et des algues rouges fines en lames, serait intéressante.

L’acquisition de données environnementales manquantes (concentration en éléments nutritifs, courants, hydrodynamisme) pourraient permettre de mieux comprendre les variabilités spatiales non explicables par la pression de dragage.

Bibliographie
Auteur
Florian de Bettignies, email : f.debettignies@gmail.com
Contributeur(s)
Janson Anne-Laure, email : anne-laure.janson@mnhn.fr