Biofilms as functional indicators for characterizing and monitoring rivers: Development and validation of devices for assessing in situ periphytic growth

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]BELCA; Les biofilms de rivière constituent un modèle de biofilms original intégrant une forte composante de microorganismes photosynthétiques. Comme d'autres, ce modèle a permis d'explorer les propriétés des biofilms (dynamique de colonisation, relation avec l'hydrodynamique) et doit continuer à alimenter les recherches actuelles sur les biofilms et les organismes qui les composent (électro-activité, ). Leur étude peut s'enrichir des techniques développées pour d'autres biofilms (capteurs, mesure d'épaisseur) comme nous l'avons constaté dans le cadre de ce projet. Pour plusieurs raisons, ces biofilms peuvent représenter des outils d'évaluation de la qualité de la rivière et d'aide à la décision en matière de gestion. Par exemple, au cours de leur développement, à l'interface entre l'eau et le lit de la rivière, ces biofilms intègrent des flux d'eau et d'éléments dissous importants. Dans le cas de contaminants toxiques organosolubles, leur accumulation peut notamment se produire dans la matrice d'exopolymères extracellulaires. Les microorganismes du biofilm sont alors localement exposés à des concentrations plus fortes en toxiques. La mise en oeuvre de descripteurs, comme la présence d'individus déformés par l'action tératogène du toxique, permet une détection précoce de la présence de toxiques dans un système aquatique. Au niveau des populations, les espèces de diatomées, organismes constitutifs du biofilm à un endroit donné reflètent la qualité du milieu. Des indices (IPS, DAIPo,) basés sur la composition de l'assemblage de diatomées permettent d'évaluer cette qualité de façon relativement représentative d'un cours d'eau à l'autre. A l'échelle du biofilm enfin, les flux d'éléments dissous, nutritifs ou contaminants, ont un impact sur la vitesse de colonisation du support. La mesure de cette vitesse d'accrétion peut donc constituer un indicateur de la qualité du milieu signalant certaines atteintes au milieu comme l'eutrophisation ou une contamination. Ceci justifie la recherche de moyens de détection automatisés du développement de ces biofilms qui sont à la fois témoins et acteurs du fonctionnement de la rivière, afin de progresser vers l'acquisition d'un outil de surveillance de l'état de santé des rivières.