Auradé en Gascogne (IR OZCAR et RZA, LTSER ZA PYGAR)

Rampillon en Brie (LTSER ZA SEINE)

 Hohrain en Alsace (Plateforme Régionale, réseau RECOTOX, projets INTEREG, IDEX).

Contexte

Les zones agricoles, les zones humides et les étangs naturels ou artificiels, constituent des écosystèmes complexes et dynamiques qui agissent comme des réacteurs biogéochimiques pour transformer la matière et les polluants. Mais leur rôle dans le transfert de pesticides à l’échelle de bassins versants reste largement inexploré, particulièrement les processus impliqués dans la dissipation ou l’accumulation de pesticides restent largement méconnues.

Objectifs

Le projet PESTIPOND vise à apporter des éléments de réponse à ces questions à partir de données d’enquêtes de terrain bien référencées et d’une approche hydro-biogéochimique combinée à une modélisation intégrative à différents niveaux d’organisation spatiale. Cela a permis d’évaluer les processus principaux en cours dans les retenues, impliqués dans le cycle, le stockage et la transformation des pesticides.
Les domaines d’expertise sont complémentaires en hydrologie, biogéochimie, microbiologie, analyse et chimie isotopique des pesticides, sciences du sol et des sédiments, agronomie, écologie, gestion des bases de données, SIG et modélisation agro-hydrologique et biogéochimique, ainsi que de la gestion des territoires et des paysages à partir d’une modélisation multicritère pour l’aide à la décision.
Ce projet, centré sur les retenues d’eau d’origine agricole, se concentre sur l’étude de la transformation des pesticides dans les différents compartiments des étangs (eau, sédiment, végétations, etc.). Les différents processus de dissipation des pesticides dans les retenus sont inclus dans un cadre de modélisation intégrative et spatiale en lien avec le transfert de pesticides à l’échelle du bassin versant pour mieux prédire le transport de pesticides.

Mise en oeuvre du projet

L’approche PESTIPOND étudie le transport de pesticides depuis les parcelles agricoles, le rôle des retenues pour les intercepter, et les mécanismes impliqués dans la dissipation des pesticides. Pendant quatre années, des prélèvements d’eau, de sédiments et de végétation ont été effectués pour comprendre et comparer le fonctionnement de retenues dans trois sites expérimentaux. Des expériences complémentaires en laboratoire et sur sites ont permis de mieux comprendre comment les retenues retiennent et dégradent les pesticides, à quelle vitesse et par quels mécanismes. Ces données ont alimenté des modèles mathématiques conçus pour quantifier et prédire le risque de transport des pesticides des parcelles vers les retenues, ainsi que la dissipation des pesticides dans les retenues elles-mêmes. Cela peut être utile tant pour la recherche que pour les gestionnaires, les acteurs du territoire et les agriculteurs, pour valoriser et entretenir ces retenues dans le cadre des futurs aménagements paysagers des territoires.

Enseignement de PESTIPOND

Une végétalisation des retenues avec des plantes résistantes pérennes, comme par ex. les saules et du Carex, plantées sur des entrées sédimentaires des retenues ou les berges ou radeaux flottants est efficace. Les bénéfices potentiels incluent le stockage, le transfert, la dégradation et la volatilisation des pesticides, ainsi que la prévention de la remise en suspension des sédiments et des pesticides adsorbés.
Si le curage des retenues est nécessaire pour conserver un volume d’eau et de stockage suffisant, il faut éviter de trop curer et d’enlever toute la végétation et le biofilm des sédiments. L’idéal est de conserver une couronne de végétaux pour faciliter la recolonisation de la retenue. Les sédiments retiennent par adsorption les pesticides hydrophobes et certains de leurs produits de dégradation. Il importe de ne pas détruire la végétation qui absorbe également une partie des résidus de pesticides hydrophiles.

Dans le paysage, les retenues rendent de multiples services écosystémiques : stockage d’eau pour irrigation, loisirs, biodiversité, qu’il faut intégrer dès lors de leur conception.
La présence de ces retenues en série sur un cours d’eau renforce leur efficacité en termes de stockage et dégradation de pesticides, par rapport aux retenues isolées.

Si les sédiments piègent des molécules hydrophobes et leurs produits de transformation, cela peut aussi constituer une ‘bombe polluante à retardement’ lorsque ces pesticides seront libérés lors du curage des retenues, lors de la dégradation partielle des molécules en produits de transformation exportés à l’aval de la retenue, ou par l’effet de la remobilisation des sédiments lors des crues.

Compte tenu du caractère versatile (hydroclimatique, caractéristique physico-chimique, etc.), de l’interception partielle des flux amont et l’efficacité de remédiation des retenues, les retenues constituent un appui ponctuel en phase de transition de modèles agricoles conventionnels vers des modèles à faible ou sans pesticides de synthèse. Ainsi, l’utilisation des retenues n’est pas substituable aux changements de pratiques amont, mais peut les accompagner.
Les changements de pratiques agricoles, du conventionnel vers l’agrobiologie, voire en approche agroécologique (dont l’agriculture biologique) sur les versants, permettent de réduire, voire d’éliminer, l’usage des pesticides et donc leurs concentrations dans les sols, et les exports vers les eaux de surface et les retenues. Dans ces systèmes de production plus vertueux, l’allongement de la durée des rotations en introduisant de nouvelles productions et la réduction très significative, voire la suppression, des herbicides, insecticides et fongicides grâce aux nouvelles pratiques, déployés sur les versants en amont des retenues, limitent fortement le risque de transfert aval des pesticides. L’évaluation de scénarios modélisés de systèmes agricoles novateurs, montre que leurs performances globales (agroenvironnementales et socioéconomiques) sont supérieures à celles des systèmes conventionnels.

Organisation du projet

Le projet a été organisé en trois groupes de tâches expérimentales interconnectées :

1. Biogéochimie du comportement des pesticides en conditions réelles, dans les étangs et en réponse aux conditions hydroclimatiques ;
2. Voies de dissipation des pesticides dans les étangs (en in situ et en laboratoire) ;
3. Modélisation de l’évaluation de l’impact des étangs sur le transfert des pesticides dans les eaux de surface (simulation de la dissipation des pesticides à l’échelle de l’étang et de leurs effets cumulatifs afin de générer des scénarii de gestion des étangs à l’échelle du bassin versant).

Interactions avec les partenaires socio-économiques

Le projet a été mené en étroite collaboration avec les partenaires socio-économiques. Ils participent avec les 4 unités de recherche à l’élaboration des différents scénarios de structure et d’organisation des marres et retenues dans le paysage à intégrer dans la modélisation pour définir les meilleurs aménagements en termes de réduction des transferts de pesticides.
Les résultats obtenus dans PESTIPOND seront utiles à tous les gestionnaires dont le rôle est déterminant pour la protection des captages d’eau sur le territoire : les agences de l’eau et de l’environnement, les coopératives locales, les bureaux de conseil en ingénierie… Le projet cible les facteurs et les processus contrôlant la capacité des bassins à dégrader des mélanges de pesticides, bien au-delà de leur rôle principal de retarder le transfert de pesticides ou de transformer les molécules mères en produits de transformation.

Partenaires socio-économiques

Les connaissances acquises sur les processus hydrologiques et biogéochimiques dans les étangs et la modélisation de scénarii de gestion, permettront d‘alimenter les réponses des gestionnaires de terrain, dans le cadre de la transition écologique.

• Agences de l’Eau Adour-Garonne (AEAG), Seine-Normandie (AESN) et Rhin-Meuse (AERM)
• Agence Française de la Biodiversité AFB
• Dir. Régionales de l’Agriculture et de la Forêt (DRAF) : Occitanie, Alsace-Champagne Ardenne-Lorraine
• Entreprise Jean-Voisin-Beaumont La Rone (37)
• EPLEFPA Les Sillons de Haute Alsace-Rouffach (67)
• Association AQUI’Brie-Dammarie Les Lys (77)
• Entreprise Aquatiris-Bréal-sous-Montfort (35)
• Coopérative UNICOQUE (KOKI)-Cancon (47)
• Coopérative Agricole de Stockage de Céréales et Approvisionnement (CASCAP)- L’Isle Jourdain (32)
• Groupement des Agriculteurs de la Gascogne Toulousaine (GAGT)-Auradé (32)
• Chambre d’Agriculture du Gers
• Ministère Agriculture, Agroalimentaire et Forêt

Laboratoires Impliqués

UMR7063 CNRS UNISTRA ENGEES

UMR 5245 CNRS INPT

ETTIS UR AE INRAE Bordeaux

AR UR INRAE Antony