Guide technique des mines de métaux : protocoles de tri des échantillons révisés, chapitre 1
Méthodes de traitement des échantillons
Les étapes de traitement des échantillons recommandées pour le traitement de tout échantillon d'invertébrés benthiques dans le cadre des ESEE sont représentées schématiquement aux figures 1-3. Il s'agit d'exemples qui pourraient s'appliquer à la plupart des échantillons faisant l'objet de points de décision fondés sur le type et la quantité de matière organique et inorganique. S'il y a un nombre suffisant d'organismes dans une fraction donnée, alors une méthode de sous-échantillonnage peut être envisagée (figure 2 et 3, section 3). Chaque laboratoire doit décrire brièvement les méthodes de tri et de sous- échantillonnage spécifiques à l'échantillon et fournir la documentation complète sur les méthodes employées.
Vérification de la qualité de la conservation et évaluation initiale des échantillons
Immédiatement après le retour des échantillons du terrain, il faut procéder à un contrôle de qualité pour s'assurer que l'agent de conservation a effectivement pénétré dans la totalité de l'échantillon (figure 1). Cela est particulièrement important s'il y a présence d'une grande quantité de matières fines dans les échantillons. À ce stade-ci, on peut procéder à une évaluation initiale des échantillons pour faciliter le choix de la méthode la plus efficace et la moins coûteuse pour les traiter. Cette évaluation porterait notamment sur le volume et le type de débris et, si possible, la quantité d'invertébrés présents dans les échantillons. Cependant, jusqu'au début du tri il est parfois difficile de déterminer le nombre approximatif d'organismes dans un échantillon. Si ce dernier est de taille petite à moyenne, le tri de l'échantillon entier constitue peut-être la méthode de traitement la plus simple, la plus efficace et la moins coûteuse. S'il y a un grand nombre d'organismes, alors le sous-échantillonnage peut se justifier (voir section 3.1 pour les conditions de sous-échantillonnage).
Figure 1 : Résumé des protocoles généraux de traitement des échantillons
Lavage, élutriation et entreposage des échantillons
Si les échantillons renferment de grandes quantités de matière inorganique (silt et sable), qui n'ont pas été éliminées sur le terrain par tourbillonnement dans une cuve puis déversement de la matière organique flottante sur un tamis (Needham et Needham, 1962), cette méthode devrait être appliquée au laboratoire car elle peut réduire jusqu'à 50 % le temps de tri (Rosillon, 1987; Ciboroski, 1991). De plus, cette méthode d'élutriation réduit au minimum les effets négatifs que de grandes quantités de matière inorganique peuvent exercer sur les invertébrés (il est plus difficile de caractériser des spécimens altérés) ou sur le processus de sous-échantillonnage (distribution plus facile sur les tamis ou les plateaux). Avant de jeter une fraction inorganique d'un échantillon, il faut bien examiner visuellement ce dernier pour déceler toute présence d'invertébrés encastrés ou enveloppés dans une coquille (p. ex. phrygranes encastrés dans la roche), qui peuvent être retenus dans la fraction organique.
Au laboratoire, avant le tri des échantillons au microscope, il faut rincer abondamment pour débarrasser la matière organique de l'agent de conservation. Le tri des échantillons directement à partir d'une solution à 10 % de formaline est inutile et non recommandée du point de vue de la santé et de la sécurité. L'échantillon peut être placé dans un tamis (eau douce = 500 µm), l'agent de conservation et les débris fins résiduels étant entraînés par rinçage de l'échantillon. L'élimination des agents de conservation usés doit être effectuée conformément aux réglementations provinciales sur les déchets dangereux (p. ex. Special Waste Regulations en C.-B., Waste Control Regulation en Alberta, Ontario Regulation no 347, etc.). Lors du rinçage des échantillons, il faut éviter d'appliquer une pression d'eau excessive pour ne pas endommager les organismes. Les échantillons peuvent être triés immédiatement dans l'eau à la condition qu'ils soient remis dans l'agent de conservation à la fin de la journée de travail (c.-à-d. après 8 h). Après le processus de lavage, les échantillons peuvent également être transférés dans de l'éthanol 80 % avant le tri et la résolution taxinomique, à la condition que l'échantillon soit complètement exposé à la formaline 10 % pendant au moins 72 heures. Après le tri ou la caractérisation, la majeure partie des macro- invertébrés d'eau douce doivent être entreposés dans une solution à 70-80 % d'éthanol et 5 % de glycérine à l'intérieur de flacons ou de bocaux fermés par des couvercles hermétiques à l'air. (Les échantillons marins doivent être transférés dans les 3 mois dans de l'éthanol 70-80 %, pour les protéger contre les bris, car les organismes deviennent cassants.) Si on utilise des couvercles vissés, ils doivent être scellés avec une pellicule de cire et il faut les vérifier périodiquement (une ou deux fois par année) pour compenser les pertes par évaporation. Étant donné que les agents de conservation peuvent avoir des effets sur la longueur et le poids des invertébrés (Howmineer, 1972; Leuven et al., 1985), il est indispensable que le protocole exact de préservation pour toutes les étapes soit établi à priori et qu'il soit appliqué entre toutes les phases, zones, stations répétées et habitats.
Fractionnement et tri des échantillons
Les échantillons qui renferment de grandes quantités de morceaux de matière organique doivent être divisés au laboratoire en fractions de taille appropriée de façon à accélérer le processus de tri (figure 2). Les fractions les plus couramment utilisées sont grossières (> 1,00 mm) et fines (500 µm - 1,00 mm), ce qui correspond à la classification des catégories employée pour définir la matière organique particulaire grossière et fine. Si un échantillon contient de très gros morceaux de matière organique ou de gros invertébrés, il peut être utile de séparer ces éléments du reste de l'échantillon à l'aide d'un tamis de 4, 00 mm. Toutes les fractions doivent ensuite être triées et, si le nombre élevé d'organismes le justifie, soumises à un sous-échantillonnage distinct (voir section 3.0). À remarquer que dans le cas des échantillons renfermant de grandes quantités d'algues agglutinées, le fractionnement n'est peut-être pas très avantageux. Il convient de prendre des notes détaillées sur toutes ces opérations de tri plus complexes afin de pouvoir calculer les densités de façon précise. Après le rinçage initial et le fractionnement des échantillons, les invertébrés doivent être séparés des débris par des techniciens expérimentés et placés sur un plateau quadrillé ou dans une boîte de Pétri pour examen au microscope à dissection sous un grossissement de 10X20X.
Diverses autres méthodes permettent d'accélérer le tri manuel des échantillons d'invertébrés benthiques. On peut par exemple recourir à la flottation dans des solutions à haute densité (p. ex., sulfate de magnésium, chlorure de sodium, chlorure de calcium, sucre, D-mannitol) ou au barbotage pour séparer les organismes des particules de sédiments plus denses et les piéger dans la pellicule superficielle. Les organismes plus lourds comme les mollusques ne flottent pas et peuvent être retirés directement à l'aide de pincettes. On peut également utiliser des colorants comme le rose Bengale ou la phloxine B à raison de 100 mg/L pour rendre les organismes plus visibles. Il convient toutefois de rappeler que l'efficacité d'un grand nombre de ces techniques varie d'un taxon à l'autre (Rosillon, 1987). Si l'on décide d'utiliser une de ces méthodes, les tests d'AQ/CQ effectués sur ces échantillons doivent être conçus de manière à détecter toute différence éventuelle dans l'efficacité du tri selon les taxons, imputable à la méthode de coloration utilisée.
Figure 2 : Traitement de l'échantillon avec fractionnement sur tamis
Figure 3 : Traitement des échantillons sans fractionnement sur tamis
AQ/CQ pour le tri des échantillons
Lors du traitement de base des échantillons d'invertébrés benthiques, il faut séparer les organismes des grandes quantités de débris présents, opération qui est très longue. Lors de cette phase de tri, il se produit inévitablement des erreurs, quels que soient les soins apportés au traitement, erreurs qui doivent être évaluées (p. ex. Kreis, 1986, 1989). La première composante de l'AQ/CQ pour le traitement des échantillons d'invertébrés benthiques exige l'évaluation de l'efficacité de ce tri (c.-à-d. la proportion du nombre total d'organismes extraite de l'échantillon grâce au tri). Une efficacité de tri élevée permettra de calculer les mesures terminales de façon raisonnablement fiable et sans biais entre les échantillons. Pour l'évaluation de l'efficacité du tri dans le programme de ESEE PP et MM, on recommande de soumettre au moins 10 % de tous les échantillons de chaque étude à un nouveau tri et de dénombrer tous les organismes présents lors de ce dernier tri. Un tri est jugé acceptable si > 90 % du nombre total d'organismes sont récupérés lors du tri initial. Si on trouve > 10 % du nombre total lors du nouveau tri, alors tous les échantillons faisant partie de ce groupe particulier d'échantillons doivent faire l'objet d'un nouveau tri. Parmi les facteurs qui doivent être considérés lors de la caractérisation de groupes similaires d'échantillons, il y a les suivants :
- zone d'échantillonnage
- classe d'habitat
- personne chargée du tri
Les consignes d'AQ/CQ s'appliquent indépendamment à chaque fraction d'échantillon et à chaque groupe d'échantillons triés. Un autre critère qui imposerait un nouveau tri serait le fait qu'un groupe entier d'invertébrés benthiques n'a pas été extrait des débris (p. ex. les ostracodes n'ont pas été caractérisés et triés), et ce même si les organismes manqués constituaient < 10 % du nombre total d'organismes. Les fractions triées et non triées doivent être conservées tant et aussi longtemps que l'efficacité du tri et l'exactitude des identifications n'auront pas été confirmées et les données examinées par les coordonateurs régionaux des ESEE. L'efficacité du tri obtenue pour chaque série d'échantillons doit être calculée comme dans l'encadré ci-dessous et indiqué pour toutes les études. À noter que, si l'efficacité du tri est acceptable (> 90 %), les organismes du nouveau tri sont écartés de toute analyse ultérieure, du fait qu'ils ne font pas partie du processus complet de tri.
Calcul de l'efficacité du tri
Efficacité du tri (en %) = [1- (nombre dans nouveau tri AQ/CQ/(nombre dans tri initial + nombre dans nouveau tri AQ/CQ))] x 100
Exemple :
- 37 invertébrés décelés dans le nouveau tri AQ/CQ
- 393 invertébrés récupérés lors du tri initial
- l'efficacité du tri calculée est de 91,4 % :
efficacité du tri (en %) = [1- (37/(393 + 37))] x 100
Si l'efficacité est inférieure à 90 % pour l'un quelconque des groupes d'échantillons, tous les échantillons de ce groupe doivent faire l'objet d'un nouveau tri.
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