# Le RMQS, une approche transposable à la caractérisation des sédiments ?

Nathalie Cheviron, Samuel Mondy, Claudy C. Jolivet, Christian Mougin

► To cite this version:

Nathalie Cheviron, Samuel Mondy, Claudy C. Jolivet, Christian Mougin. Le RMQS, une approche transposable à la caractérisation des sédiments?. Workshop Franco-Suisse SédiCommuTOX: comment améliorer la qualité écotoxicologique des sédiments dans les milieux aquatiques continentaux par l'étude des communautés benthiques?, Apr 2017, Villié Morgon, France. hal-01607192

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Submitted on 5 Jun 2020

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INRA
SCIENCE & IMPACT

# Le RMQS, une approche transposable à la caractérisation des sédiments ?

Nathalie Cheviron, Samuel Mondy, Claudy Jolivet
Christian Mougin, et al.
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INRA
SCIENCE & IMPACT

Gissol

GROUPEMENT
D'INTERÉT SOL
SCIENTIFIQUE

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# Le réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS)

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

C. Jolivet et collaborateurs

23 mars 2017

<figure><img src="image_7.png" /></figure>
# RMQS : un programme financé par le Gis Sol

## LE GROUPEMENT D'INTERET SCIENTIFIQUE SOL
(MEDDE, MAAF, ADEME, INRA, IRD, IGN)

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<figure><img src="image_9.png" /></figure>

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pour une gestion patrimoniale et durable des sols

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> « Acquérir et capitaliser des données sur les sols et l'évolution de leurs qualités afin de constituer et gérer le système d'information sur les sols de France »

www.gissol.fr
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# Objectifs du RMQS

## « Suivre l'évolution de la qualité des sols français »

* Établir un **tableau de bord** de la qualité des sols (bilan et référence)

* **Cartographier** les propriétés des sols

* Détecter des **s** (réseau d'alerte)

* Constituer une **banque d'échantillons** de sols
# RMQS : un réseau systématique

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* 2240 sites

* répartis selon une grille de 16 km x 16 km

* représentatifs des sols français et de leurs usages

* rééchantillonnés tous les quinze ans

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>GUADELOUPE</figcaption></figure>

<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>MARTINIQUE</figcaption></figure>

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>GUYANE</figcaption></figure>

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>RÉUNION</figcaption></figure>

<figure><img src="image_20.png" /><figcaption>MAYOTTE</figcaption></figure>
# RMQS : un suivi des sols à long terme

## Métropole

* 2000-2009 : RMQS1

* 2016-2027 : RMQS2

* Etc.

## Outre-mer

* 2006 Guadeloupe

* 2007 Martinique

* 2012 Réunion

* 2012 Mayotte

* 2014-15 Guyane

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# RMQS2 : un menu analytique axé sur le changement climatique

* **Paramètres pédologiques :**
  * Granulométrie, pH, C, N, P assimilable, CEC, cations échangeables

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* **Carbone et gaz à effet de serre:**
  * Matières organiques particulières (sélection de sites)
  * Black carbon
  * Stocks de carbone profond ≤1m (financement pour 3 ans)
  * Test de réduction du N₂O en N₂ (à valider)

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* **Propriétés hydriques**
  * Réservoir en eau utilisable (sélection de sites 40/an)

<figure><img src="image_25.png" /></figure>

ONEMA
Office national de l'eau
et des milleaux d'agriculture

* **Biodiversité**
  * Conservation des échantillons (Génosol)
  * Richesse et diversité microbienne (Génosol) } en test autofinancé année 1
  * Activités enzymatiques (BioChemEnv)

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INRA
SCIENCE & IMPACT
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INRA
SCIENCE & IMPACT

EcoSys

# Le fonctionnement biologique des sols

Nathalie Cheviron, Virginie Grondin, Christian Mougin

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UMR ECOSYS
Plateforme Biochem-Env

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France

AnaEE
Analysis and Experimentation on Ecosystems

Biochem-Env

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# AnaEE-France

## Analyse et Expérimentation sur les Ecosystèmes - France

http://www.anaee-france.fr/fr/

* Développé depuis 2012 par le CNRS et l'INRA

* Pour l'étude des écosystèmes continentaux et leur biodiversité

<figure><img src="image_31.png" /></figure>

### Activités transversales d'AnaEE-France

* Harmonisation des documents de référence et des pratiques

* Politique commune d'accès aux plateformes et aux données

* Compatibilité technique et sémantique des bases de données et plateformes de modélisation

* Incubation de projets bénéficiant de la complémentarité des services

* Veille scientifique

Biochem. ENV

GenSol

PLATEFORME

* Laboratoire d'analyse

* Dispositifs mobiles de mesure

* IRM du petit animal

* Portail d'accès aux ressources AnaEE

* Bases de données

* Plateformes de modélisation
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# Une plateforme de biochimie environnementale

http://www.biochemenv.fr/

Laboratoire agréé organismes de quarantaine

Préparation certification ISO9001

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Liberté • Égalité • Fraternité
RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

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anses

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Direction régionale de l'alimentation,
de l'agriculture et de la forêt

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## ORGANISMES

- Réserves énergétiques

- Stress oxydatif

- Mécanismes de détoxication

- Conseil et
  Aide au montage
de projets

- Mise à disposition
de locaux et
matériels

- Formation

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**EXPERTISE**

Biochimie

- Conception
et
Développement

**ECOSYSTEMES**
Analyses et
Expérimentations

**ORGANISMES**
Analyses et
Expérimentations

**DONNEES**
Analyse et
Interprétation

## ECOSYSTEMES

- Activités enzymatiques des
cycles biogéochimiques

- Métabolisme des
macromolécules

- Activités métaboliques

sols

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sédiments

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INRA
SCIENCE & IMPACT

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# Mesures des indicateurs enzymatiques

## Points forts de la plateforme Biochem-Env

### METHODES INNOVANTES et NORMALISEES

#### ROBOTISATION

#### HAUT DEBIT d'ANALYSE

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INRA
SCIENCE & IMPACT

Biochem.-Env

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# Les enzymes du sol à Biochem-Env

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## ACTIVITES ENZYMATIQUES : INDICATEURS de FONCTION

### Biochimie des sols/sédiments

- Recyclage des nutriments

- Qualité des sols

- Allocation des ressources

### 3 personnes

- Nathalie Chevron
- Virginie Grondin
- Françoise Poiroux

- Impacts de la couverture végétale

- Impact des rotations de cultures

- Impact de la fertilisation

- Impact des pratiques culturales

- Impacts des polluants

- Impacts du changement climatique

- Indicateurs biochimiques/Services écosystémiques et territoire
# EXEMPLE D'APPLICATION: Projet RMQS II
## Structuration de la réponse enzymatique en fonction de l'occupation des sols

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179 sols français en 2016

ANTHROPISATION

ACTIVITE

GC grandes cultures

FR friches

FO forêts

MN milieux naturels

PR prairies

VV vignes/vergers

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SUIVI DE 5 ENZYMES

Phosphatase

Glucosidase

Arylsulfatase

Uréase

Arylamidase

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sols

Effet occupation des sols sur cycles
Carbone/Azote/Soufre/Phosphore

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# Conclusions et Perspectives

## Apport du suivi des sols du RMQS2

- Mise en place d'un référentiel

- Construction d'indices de fonctionnement biologique des sols

- Transfert technologique vers les laboratoires privés (projet PIA AgroEcosol 2017-2020)

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## Transposition possible aux sédiments et organismes benthiques

### Proposition:

- Réflexion sur objectif et cartographie des réseaux aquatiques

- Mise en place protocole de prélèvement standardisé

- Mise en place d'un référentiel sédiments

- Mise en place du suivi de biomarqueurs Méso/Macrofaune benthique

- Construction d'indices de fonctionnement biologique des sédiments

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## Contexte et objectifs

La plateforme GenoSol de l'UMR 1347 Agroécologie est une structure unique en Europe, centrée sur la biologie des sols.

- un Conservatoire des Ressources Génétiques Microbiennes (labellisé ISO9001-2008).

- une Plateforme Technique de caractérisation moléculaire du microbiote du sol.

- Un Pôle bioinformatique et statistique sur la diversité microbienne des sols et de l'environnement.

**Objectif :** Permettre de mesurer l'impact de l'anthropisation des écosystèmes (agriculture, réchauffement..) et la capacité des sols à maintenir un service écosystémique
# GenoSol – le conservatoire de ressources Génétiques

## Récolter, conserver et mettre à disposition les ressources génétiques microbiennes des sols issus de grands échantillonnages

<figure><img src="image_70.png" /><figcaption>Prélèvement à la tarière</figcaption></figure>

<figure><img src="image_71.png" /><figcaption>Tamisage à 4mm</figcaption></figure>

<figure><img src="image_72.png" /></figure>

<figure><img src="image_73.png" /><figcaption>Conservation des échantillons de sol (- 40°C)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_74.png" /></figure>

<figure><img src="image_75.png" /><figcaption>Plateforme GenoSol</figcaption></figure>

<figure><img src="image_76.png" /></figure>

<figure><img src="image_77.png" /><figcaption>Extraction d'ADN</figcaption></figure>

<figure><img src="image_78.png" /></figure>

12300 sols stockés à ce jour ; 1 000 à 1 500 nouveaux par an
Conservatoire (capacité 16000 échantillons) et salle de préparation des sols

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<figure><img src="image_80.png" /></figure>
Une expertise dans les caractérisation moléculaire de la diversité
microbienne des sols

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Source : GIS Sol-programme ANR Ecomic-RMQS, 2010 ; IGN, Geoffa®, 2006 ; Dequiedt et al., 2010.

Note : La biomasse mesurée correspond à la quantité d'ADN extrait des échantillons de sols du RMQS.

Obtention de la carte de France
de la Biomasse Microbienne
Moléculaire (Dequiedt et al,
2011)

Structure et Diversité des populations microbiennes par
amplification des gènes 16S (Bactéries et Archae) et 18S
(Champignons) et séquençage avec la technologie Illumina
MiSeq.

Extraction de l'ADN par lyse mécanique → accès à l'ADN des organismes

Cartographie nationale de la diversité bactérienne des sols de France
(nombre de taxons bactériens par gramme de sol)

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Source : © GIS Sol, UMR Agroécologie – équipe BIOCOM, plateforme GenoSol
## Ce que peut apporter la plateforme pour l'évaluation de la qualité écotoxicologique des sédiments

- Conservation des sédiments dans les mêmes conditions que pour les sols → conservation de l'ADN / banque de sédiments

- Expertise dans l'analyse moléculaire de la diversité : suivi des structures de populations

- Possibilité d'effectuer des analyses de type Shotgun ou Amplicon pour les analyses métagénomiques : extraction de l'ADN des organismes vivants et par seulement de l'ADN environnemental

- DNAseq ou RNAseq: évaluation qualitative et quantitative de la présence de gènes impliqués dans la détoxification/modification des produits chimiques et analyse de l'expression des gènes

- Suivi dynamique et temporel des populations microbiennes des sédiments
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Conclusions

* RMQS : une approche pluridisciplinaire sur le long terme

* Un modèle transposable pour l'acquisition et la capitalisation des données sur les sédiments et l'évolution de leurs qualités ?
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INRA
SCIENCE & IMPACT

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Merci pour votre attention!

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INRA
SCIENCE & IMPACT

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