Un des enjeux pour l’écotoxicologie est de développer des outils de diagnostic de la qualité chimique des hydro-systèmes et plus particulièrement d’obtenir des éléments d’information sur 1/ la toxicité des milieux sur les organismes, les modes d’action impliqués, les traits biologiques affectés et 2/ la conséquence de ces effets sur le maintien des populations. Une des approches est l’acquisition de réponses sub-individuelles et individuelles dans le milieu (encagement d’organismes) et leur intégration dans des modèles de dynamique de population. Cependant, la fiabilité de cette démarche repose sur la disponibilité de méthodes fiables et robustes pour la mise en place de tests in situ. En effet, l’interprétation des marqueurs biologiques dans le milieu se confronte à l’absence de référence, contraignant leur utilisation à des études comparatives amont-aval de rejets ponctuels. La description et la compréhension de la variabilité naturelle des biomarqueurs et des traits de vie (dans le cadre de tests in situ) sont aujourd’hui indispensables avant leur utilisation comme outil de diagnostic. C’est dans ce contexte que nous développons depuis quelques années une approche de monitoring actif multi-échelle chez Gammarus fossarum. Nous illustrons ici à travers l’exemple de biomarqueurs et de traits de vie, comment l’étude de l’influence des facteurs biotiques et abiotiques sur les marqueurs de toxicité permet d’augmenter la fiabilité de la détection de la toxicité in situ. Pour les facteurs abiotiques, contrôlables dans le cadre des approches par transplantation d’organismes, quantifier la variabilité des marqueurs induite par ces facteurs permet la définition de critères pour le choix du type d’organisme à utiliser (taille, sexe, statut reproducteur). Ceci permet de réduire la variabilité des mesures de référence et de maîtriser leur influence potentiellement confondante lors de la comparaison entre campagnes ou sites d’exposition. Pour les facteurs abiotiques (température, dureté de l’eau), non contrôlables lors des expositions in situ, des études en condition de référence (au laboratoire et in situ) nous ont permis de quantifier la variabilité induite par ces facteurs environnementaux, et de modéliser statistiquement l’influence majeure de certains d’entre eux. Cette modélisation a permis alors, après validation en conditions non toxiques, de rendre la mesure des marqueurs comparable dans l’espace et dans le temps (gommant les effet de confusion), sous la forme de comparaison à des valeurs de référence attendues. Nous montrons ici comment ceci peut permettre des études menées à large échelle spatiale, ou lors de suivis temporels (en s’affranchissant de la nécessite de références locales). De même, nous illustrons comment on peut augmenter la fiabilité du diagnostic mené au cours d’études d’impact de sources de pollution localisées (gain de puissance statistique, validation des références locales, hétérogénéité des conditions environnementales entre stations).