Chapitre III - Echantillonnage Biologique PDF

Chapitre III : Echantillonnage biologique Définition: L’échantillonnage biologique désigne la collecte d'échantillons provenant de sources biologiques (plantes, animaux, micro-organismes ou environnement) afin d'analyser leurs caractéristiques, leurs fonctions et leurs interactions. Dans le cadre...

Chapitre III : Echantillonnage biologique Définition: L’échantillonnage biologique désigne la collecte d'échantillons provenant de sources biologiques (plantes, animaux, micro-organismes ou environnement) afin d'analyser leurs caractéristiques, leurs fonctions et leurs interactions. Dans le cadre de l'échantillonnage biologique de l'eau, des échantillons d'eau sont prélevés pour étudier la présence et les caractéristiques d'organismes biologiques (bactéries, virus, algues, plancton et autres micro-organismes) dans une masse d'eau. L'objectif de l'échantillonnage biologique de l'eau est d'évaluer la présence, l'état et le nombre de types de poissons, d'insectes, d'algues, de plantes et d'autres organismes fournissent des informations importantes sur la santé des écosystèmes aquatiques et la qualité de l'eau, comme il permet de détecter toute contamination potentielle ou tout changement environnemental.  III.1. Échantillonnage de la faune aquatique Définition: la faune aquatique désigne l’ensemble des animaux qui vivent normalement en milieu aquatique. Afin de mieux comprendre les écosystèmes d'eau douce, les scientifiques aquatiques ont développé des techniques et des équipements spécialisés (selon la communauté biologique et les populations particulières d'organismes étudiées) pour faciliter l'échantillonnage des différents composants de ces systèmes.  III.1.1. Espèces échantillonnés Lors de l'échantillonnage de la faune aquatique, plusieurs types d'organismes sont étudiés pour évaluer la santé des écosystèmes. Cela inclut : Les algues : sont des végétaux chlorophylliens aquatiques ne possédant ni racines, ni feuilles, ni fleurs, ni vaisseaux, ni graines. Elles se développent par photosynthèse à partir d’éléments simples comme le dioxyde de carbone (CO2), l’eau, l’énergie lumineuse et les sels minéraux. On distingue: Végétaux chlorophylliens: ils contiennent un pigment appelé chlorophylle captant l'énergie lumineuse pour produire de la matière organique. Les macroalgues: désignent les grandes algues et algues géantes. Elles se développent surtout dans les eaux peu profondes. Les macroalgues Végétaux chlorophylliens Poissons : C’est des animaux aquatique vertébrés à peau non cornée, ils sont souvent étudiés pour évaluer la santé des populations, leur diversité, leur abondance, et leur rôle dans les écosystèmes aquatiques. Invertébrés benthiques : Ce sont des animaux aquatiques dépourvus de colonne vertébrale suffisamment grands pour être observés sans microscope. Ils vivent au fond des rivières, des lacs ou des océans. Ils comprennent les vers, les crustacés, les insectes aquatiques et les mollusques. On les étudies généralement pour évaluer la qualité des sédiments et la santé des écosystèmes aquatiques. Zooplancton : c’est un ensemble d'organismes marins minuscules qui peuvent être herbivores ou carnivores, comme les rotifères et les larves. Ils vivent en suspension dans l'eau et ne possèdent ni cellulose, ni chlorophylle. C’est une composante clé des chaînes alimentaires aquatiques. Amphibiens : sont des animaux vertébrés à 4 pattes ayant souvent un cycle de vie en deux phases : la première se passant dans l'eau, la seconde sur terre. Ils comprennent les grenouilles, les tritons et les salamandres. Ils sont étudiés dans les environnements d'eau douce. Ils servent d'indicateurs de la qualité de l'eau et de l'état de l'habitat, car ils sont sensibles à la pollution et aux changements environnementaux. Reptiles aquatiques : sont une classe de vertébrés tétrapodes adaptés à vivre principalement ou partiellement dans des environnements aquatiques, tels que les tortues marines, les crocodiles et certaines espèces de serpents. Ces espèces sont étudiées dans les habitats aquatiques pour évaluer la santé des écosystèmes.  III.2. Techniques d’échantillonnage de la faune aquatique Plusieurs techniques sont employées pour capturer ces espèces en fonction de leur taille, habitat, et des objectifs de l'étude : Filets de pêche : Les filets de pêche sont employés pour capturer des poissons ou des invertébrés, comme les filets maillants ou les sennes. Il est possible de les traîner dans l'eau ou de les déployer à une profondeur spécifique. Un filet maillant est un “mur” ou une « Des chercheurs tirent une senne pour nappe » de filet qui est suspendu dans l'eau. capturer des poissons près du rivage Pêche électrique : Cette méthode implique l'envoi d'un courant électrique faible dans l'eau, ce qui provoque une étourdissement temporaire des poissons, ce qui facilite leur capture. Elle est utilisée fréquemment dans les cours d'eau et les ruisseaux. Pièges à faune aquatique : sont utilisés pour capturer des organismes vivant dans l'eau comme les crustacés ou certains invertébrés benthiques , ils sont souvent utilisés dans les études écologiques pour surveiller les populations, étudier les comportements des espèces aquatiques, et évaluer l'impact des changements environnementaux sur les écosystèmes aquatiques. Grappins ou dragues : Ces outils sont utilisés pour racler le fond des lacs ou des rivières afin de collecter des organismes benthiques. Observations directes : Elle est basée sur l’utilisation des plongeurs pour observer, photographier et collecter manuellement des espèces marines ou d'eau douce dans leur habitat naturel. Filets à plancton : c’est un entonnoir conique, fabriqué en soie ou nylon à maille très serrée, filtrant l'eau et guidant les organismes en suspension vers la base du filet où un flacon de récupération est fixé. Le choix du filet se fait en fonction du type de particule que l’on souhaite récolter. Les algues filamenteuses: Sont des algues formées de cellules allongées et visibles regroupées en chaînes, fils ou filaments. Ces filaments s'entrelacent formant un tapis qui ressemble à de la laine mouillée. Elles sont prélevées par: - Filet manuel -Prélèvement à la main ou à l'aide d'une pince (si elles sont visibles et en grande quantité).  III.3. Échantillonnage de la flore terrestre Définition: la flore terrestre est l'ensemble des espèces végétales qui poussent naturellement dans un espace géographique ou un écosystème déterminé. Elle inclut toutes les plantes, arbres, herbes, arbustes et autres végétaux. Sa composition varie en fonction des conditions climatiques, géographiques, et écologiques d'un environnement donné.  III.3.1. Méthodes d’échantillonnage L'échantillonnage de la flore terrestre consiste à collecter des informations sur les plantes présentes dans une zone spécifique. Cela peut se faire en utilisant des méthodes suivantes:  Les quadrats Les quadrats sont des cadres (généralement carrés) utilisés pour identifier une zone d'échantillonnage (généralement 1 m² ou 10 m²) pour recenser et identifier les espèces végétales présentes. C’est une méthode qui permet d'estimer la densité et la couverture végétale sur une petite échelle.  Les transects Un transect est une ligne droite (linéaire ou de ceinture) traversant une étendue de terrain le long de laquelle des mesures écologiques (espèces végétales) sont identifiées et comptées en continu ou à intervalles réguliers, ce qui permet de suivre les variations de la végétation sur une distance donnée.  Collecte manuelle Cette technique consiste à recenser toutes les espèces de plantes qui se trouvent dans une zone spécifique, sans forcément recourir aux quadrats ou aux transects. Cela peut être fait de façon complète ou en prélevant des sous-zones qui servent de modèle.  Photographie aérienne et télédétection Ces techniques sont employées à une échelle plus large, elles offrent un aperçu global de la flore et de sa progression dans le temps grâce à des images satellites ou des drones.  III.4. Échantillonnage des microorganismes Définition: les microorganismes sont des être vivant microscopique tel que les bactéries, les virus, les champignons unicellulaires, et les microalgues. Ils jouent un rôle essentiel dans les cycles écologiques, mais certaines espèces sont pathogènes. L’échantillonnage des microorganismes consiste à collecter des échantillons provenant de différents milieux (eau, sol, air, etc.), dans le but d'identifier et d’analyser les microorganismes présents. Les méthodes d'échantillonnage principales des microorganismes sont :  III.4.1. Échantillonnage dans l'eau Les méthodes utilisées pour prélever des microorganismes dans l'eau sont principalement stériles afin d'éviter la contamination des échantillons. L’échantillonnage peut se faire par: Filtration : L'eau est filtrée à travers un filtre à membrane sois directement sur le terrain ou au laboratoire, qui retient les microorganismes dans ses pores. Le filtre est ensuite déposé un environnement de culture afin d'incuber les microorganismes. Par prélèvement direct: Des échantillons d'eau sont collectés dans des bouteilles stériles à différentes profondeurs ou endroits (par prélèvement direct, immersion ou par un systèmes de pompage) , puis analysés en laboratoire pour isoler les microorganismes.  Les algues benthiques : représentent les algues vivant au fond des étendues d'eau, elles sont collectées par: - Grattage des surfaces des rochers ou des sédiments à l'aide d'une spatule ou d'une brosse - Carottage sédimentaire, qui consiste à prélever des échantillons du sous-sol marin à l'aide d'un carottier, afin d'obtenir un cylindre de sédiments, nommé carotte.  III.4.2. Échantillonnage dans le sol Sondes et tarières : Des échantillons de sol sont prélevés à diverses profondeurs en utilisant une sonde ou une tarière. Par la suite, une partie du sol est mise en culture ou traitée afin d'extraire et d'analyser les microorganismes. Dilution et culture : Un échantillon de sol prélevé est dilué dans un liquide stérile, puis une petite quantité est mise en culture sur un milieu approprié pour permettre la croissance des microorganismes. Les colonies qui en résultent sont ensuite comptées.  III.4.3. Échantillonnage dans l'air Il existe principalement deux méthodes d'échantillonnage microbien de l'air : 1) L'échantillonnage passif : Des boîtes de Petri contenant un milieu de culture sont ouvertes et exposées à l'air pendant un certain temps dans une zone de test afin de déterminer la nature des particules microbiologiques présentes. Des microbes se déposent à la surface des boîtes, où ils se développent dans des conditions optimales. Après incubation, les bactéries sont dénombrées pour évaluer la nature des contaminants présents dans l'air. 2) L'échantillonnage actif : Dans le cadre de l'échantillonnage actif, l'air est introduit dans un milieu de collecte à l'aide d'un échantillonneur d'air microbien qui aspire l'air et capture les microorganismes sur un filtre ou une plaque de culture pendant une certaine période de temps. C’est une technique couramment utilisée pour surveiller la qualité de l'air en milieu hospitalier ou industriel.  III.4.4. Échantillonnage sur des surfaces Ecouvillonnage : Le prélèvement est effectué par frottement sur la surface du produit à l’aide d’un écouvillon qui est ensuite mis en suspension dans un diluant stérile, ou directement étalé sur un milieu gélosé pour l'isolement et l'identification des microorganismes Méthode des empreintes : un ruban adhésif ou des gels spéciaux sont appliqués sur la surface à étudier pour capturer les microorganismes présents. Après quelques secondes de contact, le gel ou le ruban est placé dans un milieu de culture approprié. La boite est ensuite incubée jusqu’à apparition des colonies. Par rinçage: cette méthode consiste à introduire une quantité définie de solution stérile dans des récipients, des tuyauteries, ou à immerger la surface contaminée. Après agitation, le liquide est récupéré pour être analysé. Cette technique permet de détacher les micro-organismes présents sur la surface contaminée grâce à l'immersion et à l'agitation. Elle est plus précise et fiable que la méthode de l'écouvillonnage, car elle permet d'échantillonner l'intégralité de la surface. Fin du chapitre III