Projet de recherche EV/34 (Action de recherche EV)
Contexte
Les efflorescences algales, développements massifs d'algues et cyanobactéries flottant à la surface des eaux (‘blooms’), sont un phénomène de plus en plus important dans les eaux douces du monde entier depuis la dernière décennie. Ces efflorescences, en particulier celles dominées par les cyanobactéries, présentent des risques potentiels majeurs pour la santé humaine et animale et interfèrent négativement avec les utilisations des eaux de surface, (captage d'eau potable, loisirs nautiques, irrigation, exploitations piscicoles, ...).
B-BLOOMS étudie ce phénomène dans les eaux belges et permettra de récolter des données scientifiques pour l’établissement de modèles prédictifs à long terme, afin d’aider les autorités à prendre des décisions et à implémenter les directives européennes concernant les eaux potables et de baignade.
Description du projet
Objectifs
1) Documenter l’étendue, la nature (diversité des organismes et des toxines) et la phénologie des ‘blooms’ toxiques en Belgique. Ces données seront intégrées dans une base de données.
2) Contribuer au développement de modèles prédictifs basés sur le suivi des conditions écologiques menant à la formation des ‘blooms’.
3) Développer les outils (protocoles d’échantillonnage, modèles, marqueurs moléculaires) requis pour créer un réseau national de monitoring, et permettre la détection rapide et l’identification des ‘blooms’.
Méthodologie
1) Monitoring des lacs de référence (FUNDP, UGent)
Echantillonage régulier et détermination des paramètres physico-chimiques classiques
des lacs de l’Eau d’Heure (FUNDP) et Blaarmeersen (UGent).
2) Analyse des échantillons (ULg, FUNDP, UGent)
- Analyse des pigments par HPLC avec ‘photodiode array’ et utilisation du programme CHEMTAX (FUNDP, UGent)
- Observations microscopiques et construction d’une banque d’images digitales des taxons de cyanobactéries présents (ULg, FUNDP, UGent)
- Isolement et mise en culture des souches de cyanobactéries à partir des blooms (ULg)
- Détermination et mesure des toxines par assays et HPLC (CRITT-Bioindustries, sous-contractant ULg)
- Etude de la diversité génotypique des cyanobactéries de blooms (ULg, UGent) sur base de séquences de l’ADN ribosomial, en utilisant les DGGE (Denaturating Gradient Gel Electrophoresis) et bibliothèques de clones
- Etude de la diversité moléculaire des gènes de cyanotoxines et détection par PCR (Polymerase Chain Reaction) (ULg)
3) Base de données, réseau et site web (ULg, FUNDP, UGent)
- Création d’un réseau national d’observateurs et échantillonneurs de blooms (BLOOMNET; ULg, FUNDP, UGent)
- Conception et création d’une base de données en ACCESS (BLOOMBASE; FUNDP)
- Conception et création d’un site web donnant accès aux données de BLOOMBASE et aux informations liées à BLOOMNET (BLOOMWEB)
4) Modélisation (BLOOMODEL; FUNDP)
- Construction d’un modèle ANN (réseaux de neurones artificiels) pour identifier et prédire les blooms (BLOOMODEL)
- Couplage de BLOOMODEL avec les modèles de basins versants pour les lacs de l’Eau d’Heure.
Interactions entre les différents partenaires
A.Réseau BLOOMNET
A.1. Site Internet BLOOMWEB: ULg, FUNDP, UGent
A.2. Documents BLOOMINFO: ULg, FUNDP, UGent
A.3. Mise en place BLOOMNET: ULg, FUNDP, UGent
A.4. Workshops: ULg, FUNDP, UGent
B. Monitoring des lacs de référence: FUNDP, UGent
C. Screening des lacs belges par BLOOMNET: ULg, FUNDP, UGent
Après les activités B et C les échantillons seront analysés (D):
D.1. dosage des pigments: FUNDP, UGent
D.2. observations microscopiques: ULg, FUNDP, UGent
D.3. mise en culture de souches de cyanobactéries: ULg
D.4. analyse des cyanotoxines: CRITT, sous-traitant ULg
D.5. diversité génotypique des cyanobactéries (ADNr): ULg, UGent
D.6. diversité des gènes de cyanotoxines: ULg
D.7. rapport des résultats à BLOOMNET: ULg, FUNDP, UGent
Ensuite, l’activité E et/ou G suivra:
E. Banque de données BLOOMBASE
E.1.création de la banque de données: FUNDP
E.2.intégration de données antérieures: FUNDP, UGent
E.3.intégration des résultats de B-BLOOMS: ULg, FUNDP, UGent
La banque de données sera suivie par soit F, soit G:
F.Construction du modèle ANN BLOOMODEL
F.1. Construction modèle ANN: FUNDP
F.2. Couplage avec modèles existants de bassins versants pour les lacs de l’Eau d’Heure: FUNDP
Les activités D, E et F auront donc G pour conséquence:
G.Communication, dissémination et exploitation des résultats
G.1. Publications, dissémination des résultats: ULg, FUNDP, UGent
G.2. Workshop de conclusion: ULg, FUNDP, UGent
Résultats et/ou produits attendus
Le projet B-BLOOMS créera un réseau et une banque de données nationaux sur les efflorescences algales dans les eaux douces. Ces outils seront utiles à l’intégration de notre pays dans les activités de recherche européennes (réseaux et projets intégrés) et les suivis internationaux dans lesquels 2 membres européens du comité d'utilisateurs (Dr. Chorus and Prof. Codd) jouent un rôle majeur. Un modèle de prédiction (de type Réseau Neuronal) des ‘blooms’ sera aussi créé. De plus, pour l'implémentation de la Directive Cadre Européenne de l’eau, la Flandre et la Wallonie devront développer un suivi de la qualité des eaux douces (incluant les paramètres biologiques comme les efflorescences algales) auquel contribueront les connaissances et outils développés par ce projet.
Partenaires
Activités
ULg
- Coordination.
- Analyses des échantillons: observations microscopiques, isolement et purification de souches de cyanobactéries à partir de blooms, étude de la diversité génotypique des cyanobactéries, étude de la diversité moléculaire des gènes de cyanotoxines et détection moléculaire.
- Sous-traitant CRITT-Bioindustries: détermination et mesure des hépatotoxines et neurotoxines.
FUNDP
- Monitoring d’un lac de référence (Eau d’Heure).
- Analyse des échantillons: analyse de pigments, observations microscopiques.
- Construction de BLOOMBASE.
- Construction d’un modèle ANN (BLOOMODEL).
UGent
- Monitoring d’un lac de référence (Blaarmeersen).
- Analyse des échantillons: analyse de pigments, observations microscopiques, études de la diversité génotypique des cyanobactéries.
Coordonnées
Coordinateur
Annick Wilmotte
Université de Liège (ULg)
Institut de Chimie B6 - Centre d’Ingénierie des Protéines
3, allée de la Chimie
B-4000 Liège
Tel: +32 (0)4 366 38 56
Fax: +32 (0)4 366 33 64
awilmotte@ulg.ac.be
www.ulg.ac.be/cingprot/
Partenaires
Jean-Pierre Descy
Véronique Gosselain
Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix (FUNDP)
Unité de Recherche de la Biologie des Eaux Douces (UNECED)
61, rue de Bruxelles
B-5000 Namur
Tel: +32 (0)81 72 44 05
Fax: +32 (0)81 23 03 91
Veronique.Gosselain@fundp.ac.be
www.sciences.fundp.ac.be/biologie/
Wim Vyverman
Universiteit Gent (UGent)
Sectie Protistologie & Aquatische Ecologie
Krijgslaan 281, S8
B-9000 Gent
Tel: +32 (0)9 264 85 01
Fax: +32 (0)9 264 85 99
wim.vyverman@ugent.be
www.ugent.be
Comité d’utilisateurs
Le dialogue avec un comité d'utilisateurs incluant des responsables des eaux belges et néerlandaises, une administration communale, une ONG environnementale, une fédération de compagnies produisant de l'eau potable, ainsi que deux spécialistes européens, maximisera la dissémination des résultats et l'utilité de la recherche.
Kirsten Wolfstein - Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling - Lelystad, Pays-Bas
Gaby Verhaegen - Flemish Environment Agency (VMM) - Aalst, Belgique
Wim Van Gils - Bond Beter Leefmilieu (NGO) - Bruxelles, Belgique
Ingrid Chorus - Umweltbundesamt (Federal Environmental Agency) - Berlin, Allemagne
K. Allaert - Stad Gent - Dienst Leefmilieu & Natuurontwikkeling - Gentbrugge, Belgique
G. Codd - University of Dundee - Ecosse, Grande-Bretagne
Dr. Legros - Belgaqua - Bruxelles, Belgique
Evelyne Flore - Ministère de la Région Wallone, Direction générale des Ressources naturelles et de l'environnement, Division de l'eau, Direction des eaux de surface - Namur, Belgique
Algal blooms: Emerging Problems for Health and Sustainable Use of Surface Waters (B-BLOOMS) : final report
Wilmotte, A . - Descy, J.-P. - Vyverman, W. Brussels : Belgian Science Policy, 2008 (SP1903)
[Pour télécharger]
[Pour commander]
Références bibliographiques :
