Mise au point d'outils d'évaluation des niveaux d'exposition des eaux de

surface aux pesticides au sein des petits bassins versants

agricoles, en prenant en compte l'influence de l'organisation du

paysage et des aménagements.

Nadia Carluer. Véronique Gouy, Karine Faidix, Marie-Françoise Fabre

Equipe Pollutions DiffusesUR Milieux Aquatiques, Ecologie et Pollutions.

Cemagref Lyon

2 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

ContexteDCE, Directive sur l’utilisation durable des pesticides, EcoPhyto

2018, Bassins d’Alimentation de Captage « Grenelle »

• Besoin d’outils pour la gestion des milieux aquatiques :• Diagnostic global de l’exposition des milieux aquatiques liée à l’usage des pesticides sur les BV• Définition de plan d’action. Efficacité a priori• Indicateurs de suivi. Efficacité du plan a posteriori

Nécessité de méthodes et d’outils permettant de faire le lien entre l’occupation des sols, les pratiques culturales, l’aménagement du paysage et l’exposition dans le milieu aquatique

3 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Outils existants :• Indicateurs « classiques » : le plus souvent, croisement entre

des données : pente de la parcelle, type de sol, dose d’application, caractéristiques des molécules, distance au cours d’eau, connexion au cours d’eau.– IFT, NODU, I-Phy– Échelle bassin : ???

• Modèles mathématiques : plus exigeants en données, donnent accès à la dynamique des concentrations.– Échelle parcelle : MACRO, PRZM, PEARL ….– Echelle bassin : ???

Contexte

4 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Outils existants :

Démarches mixtes : • Indicateurs améliorés par la modélisation :

I-Phy intégrant des résultats de PRZM, la possibilité d’infiltration du ruissellement (MHYDAS) reste un indicateur parcelle

• Modèle BV « expert » : SACADEAU (TopModel + STREAM + règle de comportement pour les

pesticides) domaine de validité limité à la région pour laquelle il a été développé.

• FootPrint :Foot-FS, Foot-CRS, Foot-NES

Contexte

5 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Construire un outil à l’échelle du bassin versant : Permettant de faire le lien entre l’occupation du sol, les pratiques

agricoles, les caractéristiques des parcelles, et l’exposition dans le milieu,

Qui prenne en compte les dimensions spatiales et temporelles de l’exposition,

Moins complexe qu’un modèle bassin versant « complet »,

Relativement générique,

Qui permette à terme de faire le lien avec l’impact biologique

Objectifs

6 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Démarche

• Travail basé sur deux bassins riches en données et aux fonctionnement bien différencié : Fontaine du Theil (35) et Morcille (69).

• En parallèle, typologie de milieu / fonctionnement hydrologique, qui permettra d’assurer la transposabilité à d’autres bassins une fois la méthode mise au point.

• Modélisation à l’échelle de la parcelle + agrégation à l’échelle du bassin : – Travail prospectif en 2009 pour juger de la faisabilité de la

démarche – Travail de thèse démarré en 2009 (+ projet MEEDDM ?)

7 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Travail prospectif réalisé

• Modélisation à l’échelle de la parcelle

• Typologie de parcelle3 classes de sol (NH, PH, TH)3 classes de pente (0-4%, 4-8%, >8%)2 classes de battance (nB, B)= 18 parcelles typesmais 13 présentes sur le BV

NH PH TH

2 %

6 %

10 %

Type de sol

P e n t e

Non battant

Légende

8 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

• Agrégation, en tenant compte des scénarios + ou – favorables (traitement et climat) et des zones tampons

Travail prospectif réalisé

• Collecte et mise en forme des bases de données : modèle SIT

Isoproturon ; année hydro 1998-1999

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000

Ruissellement cumulé depuis l'application (m3)

Pe

rte

cu

mu

lée

de

pe

sticid

es r

uis

se

llés

(% q

ua

ntité

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pliq

ué

e)

Pruiss_tot BV ; 100% Dfav

Pruiss_tot BV ; 100% Dmoy

Pruiss_tot BV ; 100% Ddef

Pruiss_tot BV ; 50% Dfav 50%Ddef aléat

Pruiss_tot BV ; 50% Dfav 50%Ddef choix

+ moitié baisse moy de 10 %

9 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Démarche générale en cours : MIRIPHYQUE

Modèle SIT orienté « Transfert de Pesticides »MétrologieDescription du bassin versantPratiques agricolesConnexions topologiques

Entrepôt « Parcelle »Résultats simulation à l’échelle de la parcelle (chroniques débit et concentrations ; en surface et subsurface)

Entrepôt « Elément du paysage»Taux d’abattement des flux de pesticides ; de transfert de la surface vers la subsurface

Entrepôt « Bassin Versant »Résultats d’agrégation BV : chroniques de débit et de concentrations

Typologie scénarios

Typologie parcelle (pente, sol ..)

Stratégie de traitement (date, dose ..)

Climat (année sèche, humide ..)

Occupation du sol de la parcelle

Modèle parcelle

Modèle élément du paysage

Modèle hydrologique « routeur »

Damier d’occupation du sol (cultures et aménagements

Traitement statistique

Descripteurs de risque (CdF)

10 Séminaire programmatique ONEMA. Atelier 2

Démarche générale en cours

• Convention ONEMA : – Développement du SIT pour faciliter la mise en œuvre

d’indicateurs « classiques »

– Travail de typologie (HER, PRA, PRN, autre ?) >> prépare la transposition, quand la méthode sera opérationnelle.

• Hors convention ONEMA : – Travail de thèse pour initier le développement d’outils

d’intégration plus poussée à l’échelle du bassin versant

– Soumission d’un projet de recherche à l’AO du MEEDDM