Échantillonnage biologique sur navires de recherche : le flux de pesage
Lors d'une campagne halieutique, la capture est triée par espèce, chaque espèce ou catégorie de taille est pesée, un sous-échantillon représentatif est mesuré en longueur et extrapolé à toute la catégorie à l'aide du rapport des deux poids, et des poissons sélectionnés sont pesés individuellement pour l'âge, le sexe et la maturité. Les erreurs à toute étape de pesage se propagent dans les estimations de campagne.
Les cinq niveaux de pesage entre le trait de chalut et la base de données
L'échantillonnage biologique sur un navire de campagne produit des poids à cinq niveaux imbriqués : capture totale, catégorie d'espèce ou de taille, sous-échantillon, poisson individuel, et organes ou contenus stomacaux. Les niveaux capture, catégorie et sous-échantillon sont liés par des rapports, donc une erreur sur l'un de ces poids se répercute sur chaque valeur extrapolée qui en dérive.
| Niveau | Ce qui est pesé | Masse typique | Utilisé pour | Champ DATRAS (unité) |
|---|---|---|---|---|
| 1. Capture totale | Trait de chalut entier, lorsqu'il n'est pas entièrement trié | Kilogrammes à tonnes | Extrapolation des captures partiellement triées | Pas un champ standard ; systèmes nationaux |
| 2. Catégorie de capture | Tous les poissons d'une espèce, d'un sexe ou d'une catégorie de taille | Grammes à centaines de kilogrammes | Taux de capture en poids, numérateur du facteur d'extrapolation | CatCatchWgt (g) |
| 3. Sous-échantillon | Les poissons réellement mesurés en longueur | Grammes à dizaines de kilogrammes | Dénominateur du facteur d'extrapolation | SubWgt (g) |
| 4. Poisson individuel | Poisson échantillonné pour l'âge, le sexe et la maturité | Environ 1 g à plus de 10 kg | Relations taille-poids, poids selon l'âge | IndWgt (g) |
| 5. Organes et contenus | Gonades, foies, contenus stomacaux | Moins de 1 g à plus de 1 kg | Indices de maturité, condition, régime alimentaire | Formats de projet ou de base de données stomacale |
Les unités du tableau suivent la documentation des unités DATRAS publiée par le centre de données du CIEM. Les procédures ci-dessous suivent le manuel IBTS de la mer du Nord (révision 11) ; d'autres campagnes du CIEM utilisent des étapes comparables avec des détails spécifiques aux espèces et aux engins.
Étape 1 : le tri de la capture
La capture de chaque trait de chalut valide est triée par espèce, et le manuel IBTS exige un tri complet partout où cela est matériellement possible. Poissons et mollusques/crustacés sont identifiés au niveau taxonomique le plus bas possible, et ce n'est que lorsque cela n'est pas réalisable que les organismes peuvent être regroupés par genre ou par famille.
Pour les grandes captures, les espèces ou catégories de taille très abondantes peuvent être sous-échantillonnées plutôt que triées entièrement. Les élasmobranches et crustacés sont mesurés et pesés par sexe, ce qui signifie des poids de catégorie séparés pour les mâles et les femelles.
D'un point de vue pesage, le tri crée une séquence de paniers ou de caisses qui doivent chacun être pesés rapidement alors que le trait de chalut suivant peut déjà être sur le pont. Trois points pratiques réduisent les erreurs à cette étape :
- Utilisez une tare cohérente. Les paniers mouillés retiennent de l'eau ; égouttez-les de la même façon à chaque fois et retarez régulièrement plutôt que de vous fier à un poids de panier nominal.
- Adaptez capacité et résolution. Une balance à panier de 60 kg avec une lisibilité de 10-20 g convient pour une catégorie de 40 kg, mais pas pour une catégorie de 150 g d'une espèce rare.
- Pesez avant que les poissons ne perdent de l'eau. Une capture laissée à s'égoutter sur le pont ou au soleil perd du poids, ce qui abaisse les poids de catégorie par rapport aux poids individuels pris plus tard.
Étape 2 : sous-échantillonnage et facteurs d'extrapolation
Un facteur d'extrapolation est le poids de catégorie divisé par le poids du sous-échantillon, et il met à l'échelle les effectifs par taille comptés dans le sous-échantillon vers toute la catégorie. Les deux poids doivent donc être pris avec le même soin, sur une balance adaptée et avec la même procédure de tare.
Exemple. Une catégorie d'aiglefin pèse 48,6 kg. Un sous-échantillon aléatoire de 12,15 kg est mesuré, donnant 90 poissons. Le facteur d'extrapolation est 48,6 ÷ 12,15 = 4,0, donc chaque décompte de classe de longueur est multiplié par 4, donnant une estimation de 360 poissons dans la catégorie. Si le sous-échantillon avait été enregistré 0,5 kg trop léger, le facteur deviendrait 4,17 et chaque classe de longueur serait surestimée d'environ 4 %.
Le manuel IBTS donne les recommandations suivantes pour la taille et la composition du sous-échantillon :
- Pour les captures de plus de 75 individus d'une catégorie, mesurez un sous-échantillon représentatif d'au moins 75 poissons ; moins peut suffire pour des plages de longueur étroites, et plus est nécessaire pour des plages larges.
- Pour les captures au-dessus de 1 000 individus, augmentez le sous-échantillon à 150 poissons.
- Lorsque la capture contient des groupes de longueur distincts sans rien entre les deux, divisez-la en catégories de taille. L'exemple du manuel : dans une capture de 999 poissons de 18-26 cm plus un seul poisson de 40 cm, un sous-échantillon de 100 extrapolerait le grand poisson à dix ou zéro. Le grand poisson est mesuré séparément comme sa propre catégorie et le reste est sous-échantillonné.
Chaque catégorie de taille nécessite alors son propre poids de catégorie et poids de sous-échantillon, ce qui augmente le nombre de pesées par trait de chalut.
Étape 3 : mesures de longueur
Les distributions de longueur sont enregistrées pour toutes les espèces de poissons capturées, et la convention de mesure détermine comment les poids pourront ensuite être reliés aux longueurs. Dans l'IBTS, les poissons sont mesurés en longueur totale, de la pointe du museau à l'extrémité de la nageoire caudale :
- au 0,5 cm inférieur pour le hareng, le sprat et le capelan couronné ;
- au 1 cm inférieur pour toutes les autres espèces de poissons ;
- au millimètre inférieur pour la carapace de crustacés tels que la langoustine (Nephrops) et le crabe comestible, et au centimètre inférieur pour la longueur du manteau des céphalopodes.
Certains taxons d'eau profonde utilisent d'autres types de longueur, tels que la longueur pré-anale pour les grenadiers. Quelle que soit la convention, elle doit être stockée avec les données, car les paramètres taille-poids ne sont valides que pour le type de longueur utilisé pour les ajuster.
Étape 4 : poisson individuel — poids, sexe, maturité et otolithes
L'échantillonnage individuel des poissons relie l'âge à la longueur et au poids : des poissons sélectionnés sont pesés individuellement, sexés, stadés pour la maturité et les deux otolithes sont prélevés. Le manuel IBTS exige des données de sexe, de maturité et de poids pour toutes les espèces cibles pour lesquelles des données d'âge sont collectées.
| Espèce (exemples IBTS) | Échantillonnage minimal d'otolithes par trait |
|---|---|
| Hareng, sprat | 1 otolithe par classe de longueur de 0,5 cm |
| Morue, maquereau, lieu noir, plie | 1 otolithe par classe de longueur de 1 cm |
| Aiglefin, merlan | 2 par classe de 5 cm pour 11-30 cm ; 2 par classe de 1 cm au-dessus de 30 cm |
| Tacaud norvégien | 2 par classe de 5 cm pour 5-15 cm ; 2 par classe de 1 cm au-dessus de 15 cm |
Les poids individuels sont généralement pris sur une balance séparée à plus haute résolution au poste de mesure. Dans une étude du Cefas sur des données de campagne de 2009-2012, les plus petits poissons étaient pesés à 0,1 g près, les poissons de taille moyenne à 1 g près et les grands poissons à 5 g près, ou 10 g pour les individus exceptionnellement grands (Silva et al., 2013). Le même rapport décrit un système de saisie électronique de données qui collecte les poids de poissons individuels depuis des balances marines connectées et invite l'opérateur lorsqu'un otolithe est encore nécessaire pour atteindre l'objectif d'échantillonnage.
Ces poids individuels constituent la matière première pour les relations taille-poids et les indices de condition.
Étape 5 : organes et contenus stomacaux
Les poids d'organes et de contenus stomacaux sont les mesures de routine les plus légères d'une campagne et exigent le pesage le plus soigné. Les poids de gonades soutiennent le stadage de maturité via l'indice gonadosomatique, et les poids de foie indiquent les réserves énergétiques.
Pour les études de régime alimentaire, le manuel du CIEM sur l'échantillonnage stomacal recommande 5 estomacs par groupe de longueur de 5 cm pour la plupart des prédateurs en mer du Nord, et 15 par groupe pour le lieu noir, le maquereau et le chinchard, car nombre de leurs estomacs sont vides. Au niveau minimal d'échantillonnage, les estomacs peuvent être analysés à bord ; au niveau étendu, ils sont congelés individuellement et analysés au laboratoire. Dans les deux cas, le poids total des proies et le poids de chaque groupe de proies sont enregistrés.
Les exigences de lisibilité, la protection contre le vent et un protocole pour ces échantillons sont traités dans Pesage de précision de petits échantillons en mer.
Où entrent les erreurs de pesage dans les données de campagne
La plupart des erreurs de pesage sur les navires de campagne proviennent d'une poignée de sources prévisibles, chacune ayant une contre-mesure pratique.
| Source d'erreur | Effet sur les données | Atténuation |
|---|---|---|
| Mouvement du navire | Lectures instables ou biaisées, surtout pour les échantillons légers | Balance compensée en mouvement, placement proche du milieu et bas dans le navire, attendre une indication stable |
| Tare mouillée ou variable | Erreur systématique sur les poids de catégorie et de sous-échantillon | Égoutter les contenants de façon cohérente, retarer souvent, consigner la méthode de tare |
| Résolution grossière | Ajustements taille-poids moins bons pour les petits poissons | Adapter la lisibilité à la masse de l'échantillon ; utiliser des balances séparées pour les petits poissons |
| Vent et courants d'air | Lectures dérivantes sur les petites plateformes | Pare-vent, position abritée |
| Transcription | Inversions de chiffres, mauvaises unités, valeurs liées au mauvais poisson | Saisie directe des données depuis la balance vers le logiciel de campagne (voir choisir une balance marine scientifique) |
| Dérive du zéro et dommages | Décalage sur toutes les valeurs | Remise à zéro avant chaque série, contrôle avec un poids étalon à chaque quart |
L'effet de la résolution est mesurable. Silva et al. (2013) ont trouvé un ajustement taille-poids pour le sprat de r² = 0,70 avec des données enregistrées à 0,5 cm et 1 g, contre r² = 0,865 avec des données enregistrées à 0,1 cm et 0,1 g, et ont recommandé que les protocoles de campagne revoient la résolution utilisée pour de telles espèces.
L'approche de WPL
WPL construit des balances séparées compensées en mouvement pour les différents niveaux de ce flux de travail. À la zone de tri, une balance marine série M2 avec une portée de 30 kg ou 60 kg sur une plateforme de 400 × 300 mm ou 500 × 400 mm gère paniers et catégories, avec USB, RS232 et Ethernet pour la saisie de données. Au poste de mesure et au laboratoire humide, la balance marine scientifique série M3 couvre les poissons individuels et les organes de 300 g (lisibilité de 0,1-0,2 g) à 6 000 g. Plus de contexte sur le pesage de campagne est rassemblé dans le portail navires de recherche.
Questions fréquentes
La catégorie et le sous-échantillon doivent-ils être pesés sur la même balance ?
Lorsque les masses le permettent, oui. Utiliser la même balance et la même procédure de tare signifie qu'un petit décalage systématique affecte les deux poids de façon similaire et s'annule largement dans le facteur d'extrapolation. Lorsque la catégorie est beaucoup plus lourde que le sous-échantillon, utilisez la balance dont la capacité convient à chaque poids, et vérifiez les deux avec des poids étalons.
Que se passe-t-il si un poids de sous-échantillon n'est pas enregistré ?
Sans poids de sous-échantillon, la distribution de longueur mesurée ne peut pas être extrapolée à la catégorie, donc le trait de chalut perd ses effectifs par taille pour cette espèce. Certains instituts se rabattent alors sur des comptages ou des poids estimés, ce qui ajoute de l'incertitude. La saisie directe depuis la balance rend cette omission bien moins probable.
Pourquoi peser des poissons individuels si des relations taille-poids existent déjà ?
Les relations publiées décrivent le poisson moyen d'une zone et d'une période données. Le poids selon la taille change avec la saison, la maturité, l'alimentation et l'état du stock, donc les campagnes continuent de collecter des poids individuels pour mettre à jour les relations, estimer la condition et détecter des changements que des paramètres fixes masqueraient.
Les mollusques/crustacés et céphalopodes sont-ils pesés différemment ?
Ils sont pesés de la même façon, mais leurs conventions de longueur diffèrent : longueur ou largeur de carapace au millimètre inférieur pour les crustacés et longueur du manteau dorsal pour les céphalopodes dans l'IBTS. Les crustacés sont aussi mesurés et pesés séparément par sexe, ce qui ajoute des poids de catégorie par trait.
Sources
- ICES (2020). Manual for the North Sea International Bottom Trawl Surveys. Series of ICES Survey Protocols SISP 10 – IBTS X, Revision 11
- ICES Data Centre. DATRAS 3.0 – Units in DATRAS
- Silva, J.F., Ellis, J.R. & Ayers, R.A. (2013). Length-weight relationships of marine fish collected from around the British Isles. Cefas Science Series Technical Report 150
- ICES WGSAM (2010). Annex 5: Manual for ICES stomach sampling projects in the North Sea and Baltic Sea
Rédigé et relu par les ingénieurs pesage de WPL Industries. Le contenu technique et réglementaire est vérifié à partir des sources citées. Politique éditoriale