Certains programmes de cartographie requièrent une information qui va au-delà de l’observation directe, parce que le territoire n’est pas complètement accessible (p. ex.
habitats sublittoraux) ou que certaines données quantitatives sont nécessaires pour fournir une information détaillée sur la composition de la biocénose et la nature des sédiments. La campagne de terrain doit alors recourir à des dispositifs (outils) de prélèvement d’échantillons à analyser. Comme aucun outil ne permet d’échantillonner de manière efficace tous les types de substrat et de biote, il faut choisir un ensemble d’outils.
Le tableau ci-après énumère les types et variantes d’outils les plus souvent utilisés pour l’échantillonnage du fond de la mer, déjà abordés à la sous-section 2.3.2 « Outils et techniques d’échantillonnage ».
Techniques et outils d’échantillonnage du fond de la mer
Technique Variations
Prélèvements à la
benne Hamon, Day, Smith-McIntyre, Van Veen, Shipek, Carottage Carottier-boîte, Nioz, Vibrocore, carottage multiple Chalutage Agassiz, chalut à perche, chalut à panneau
Dragage Drague à huîtres, drague à coquilles St-Jacques, Naturalist, Rallier du Batty, drague à roches, drague à ancre
Vidéo et photographie
Caméras remorquées ou fixées sur un bâti vertical, véhicules téléguidés,
imagerie des profils sédimentaires (IPS)
L’importance du choix de techniques adaptées aux conditions de levé prévues (p. ex.
profondeur, état de la mer, type de substrat, turbidité, etc.) a également été abordée plus tôt, au paragraphe 2.3.2.2 « Adéquation des outils de levé ». Après avoir déterminé qu’une technique est adéquate, il faut ensuite réfléchir aux outils ou variantes de cette technique qui seront les plus utiles. Les variantes tendent à se multiplier parce qu’un outil unique n’est pas toujours adapté dans toutes les circonstances. À titre d’exemple, les bennes à double godet de Day, Smith-McIntyre et Van Veen ont tendance à ne pas bien fonctionner pour des substrats grossiers, car des pierres se coincent entre les mâchoires et les empêchent de se fermer et de retenir l’échantillon prélevé. La benne Hamon est plus efficace dans les substrats grossiers puisqu’elle comporte un seul godet qui fonctionne comme une cuillère plutôt que comme des mâchoires. Une description plus détaillée des outils disponibles ainsi que de leurs possibilités et limites est donnée dans la
recension MESH des normes et protocoles pour la cartographie des habitats benthiques, contenue dans le fichier MESH_Standards_&_Protocols_2nd Edition_26-2-07.pdf (Coggan et al., 2007).
Le choix des outils doit également correspondre aux capacités du navire à partir duquel on les utilise. Évidemment, le navire doit permettre de déployer et de récupérer l’instrument en toute sécurité, mais il faut aussi prendre en considération le pilotage du navire pendant l’utilisation de l’instrument. Souvent, une caméra exige que le navire avance et maintienne son cap à une vitesse très réduite (~ 0,5 nœud). Un véhicule téléguidé de grande taille peut avoir besoin de câbles de treuillage et d’une alimentation électrique propres.
Dans la plupart des cas où l’échantillonnage se fait à partir d’un navire, il faut recourir à au moins deux techniques de prélèvement de la faune à chaque station, une pour l’endofaune (p. ex. benne ou carottage) et une pour l’épifaune (p. ex. chalut ou drague).
Dans les habitats du domaine subtidal, des techniques visuelles (plongeur ou caméra) peuvent également être nécessaires pour échantillonner des organismes, notamment incrustés ou fixés, qui ne se prêtent pas à d’autres techniques de prélèvement. Dans les zones intertidales, l’échantillonnage visuel direct est généralement suffisant pour déterminer la macrofaune et la macroflore, mais il faut prélever des échantillons de sédiments pour déterminer l’endofaune. Dans certains cas, on prélève des échantillons quantitatifs de l’épifaune intertidale si celle-ci n’est pas facile à étudier sur place.
Échantillonnage biologique d’une vasière intertidale (à gauche) par des moyens visuels pour l’épifaune et par carottage à la main pour l’endofaune (à droite). En eau profonde, on peut avoir besoin de techniques visuelles pour échantillonner la faune fixée ou incrustée (au centre), et de bennes ou de carottiers pour l’endofaune. (Photos : Alterra, Cefas, JNCC)
Le besoin d’échantillonner une gamme de substrats, de la vase jusqu’au rocher, à la recherche d’organismes sessiles ou mobiles vivant sur ou dans les sédiments peut donner l’impression qu’il faut une quantité considérable d’outils de prélèvement et une campagne de terrain exhaustive. Cela ne devrait pas être le cas. Il est évident que certaines techniques d’échantillonnage sont capables de fournir de l’information pertinente sur les aspects physique et biologique des habitats. À titre d’exemple, des prélèvements à la benne donnent des échantillons qui permettent de décrire le type de sédiment et l’endofaune, et la vidéo sous-marine procure de l’information sur les sédiments de surface et l’épifaune. La campagne de terrain peut être optimisée par le choix judicieux de quelques outils donnant plusieurs types d’information, comme on l’explique ci-après dans Techniques complémentaires d’échantillonnage sur le terrain.
Techniques complémentaires d’échantillonnage sur le terrain
On a plusieurs fois fait allusion au choix de techniques d’échantillonnage complémentaires comme moyen d’optimiser une campagne sur le terrain. Cela suppose d’examiner les possibilités des diverses techniques au regard du type d’information ou d’échantillons que la campagne de terrain doit fournir. Cette partie du Guide MESH vise à vous orienter quant aux questions à se poser plutôt qu’à donner « la réponse ». Comme chaque campagne de terrain est menée dans des circonstances qui lui sont propres, il ne
serait pas approprié de faire ici des recommandations autrement qu’en termes très généraux.
Le tableau suivant donne une évaluation d’un certain nombre de techniques d’échantillonnage selon les types d’information recherchés dans une campagne de terrain. Les cases sont colorées en vert dans le cas des techniques pertinentes pour un type d’information, et en rose sinon. Les cases en vert contiennent une cote qui indique l’efficacité relative de la technique :
3 = totalement efficace (ou quantitative)
2 = modérément efficace (ou semi-quantitative) 1 = partiellement efficace (ou qualitative)
Il s’agit de choisir un ensemble de méthodes qui donnent au total l’échantillonnage le plus efficace. Pour cela, on additionne les cotes d’une même ligne, l’objectif étant d’atteindre une cote totale de 3 (totalement efficace) sans trop la dépasser. L’exemple qui suit se rapporte à un échantillonnage en domaine subtidal sur un fond de sédiments mixtes (N.B. : On suppose ici que les plongeurs ne font que des observations visuelles, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas munis d’autres appareils d’échantillonnage).
Techniques générales d’échantillonnage
Pour échantillonner à la fois l’endofaune et l’épifaune, il faut une combinaison de prélèvements à la benne ou de carottage, et de chaluts avec une technique d’observation (plongeur, caméra vidéo ou appareil photographique). Ni les chaluts, ni les techniques d’observation ne sont totalement efficaces pour l’échantillonnage de l’épifaune, mais une combinaison des deux serait très bonne. Combinés aux prélèvements à la benne, ils constituent un ensemble bien adapté à l’échantillonnage de sédiments grossiers, où le carottage est moins efficace. Pour des sédiments plus meubles, il serait préférable de
remplacer le prélèvement à la benne par l’utilisation d’un gros carottier, par exemple un carottier-boîte ou un carottier NIOZ.
Il n’y a pas beaucoup à gagner à utiliser à la fois le carottage et l’imagerie des profils sédimentaires (IPS), puisque toute l’information fournie par l’ISP peut être obtenue par carottage, parfois de manière plus efficace. Par contre, si le carottage n’est pas possible, l’ISP combiné à des prélèvements à la benne est un substitut raisonnable.
Évidemment, certaines techniques sont impraticables selon les conditions, par exemple les caméras vidéo en eau trouble, le prélèvement à la benne ou le carottage dans des substrats rocheux, etc. Certains outils peuvent être plus efficaces que d’autres, mais coûter beaucoup plus cher (p. ex. un véhicule téléguidé par rapport à une caméra fixée sur un bâti vertical). Le choix d’un ensemble d’outils d’échantillonnage doit donc évidemment reposer sur une connaissance des circonstances des levés et des conditions dans lesquelles ces instruments seront utilisés. Il est toutefois vrai que plus les techniques choisies sont complémentaires, plus les levés seront efficaces.