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GESTION DES POLLUTIONS DIFFUSES

Les pollutions diffuses agricoles sont l’une des causes principales de la dégradation des masses d’eau en France et en Europe. Comment améliorer leur gestion ? Quels sont les méthodes et les outils aujourd’hui mis à disposition des gestionnaires de l’eau pour assurer une action efficace ? L’enjeu aujourd’hui est de protéger durablement les captages d’eau potable les plus touchés par ces pollutions diffuses, définis comme « prioritaires » par le grenelle de l’environnement, la conférence environnementale et par les schémas directeurs d’aménagement et de gestion des eaux (SDAGE). Cet objectif de protection s’inscrit dans le cadre (de la mise en œuvre de la directive européenne cadre sur l’eau (DCE) qui fixe en complément des objectifs d’atteinte de bon état des masses d’eau d’ici 2015. Les actions sont difficiles à définir mais aussi à mettre en œuvre. Après avoir identifié auprès des divers gestionnaires de l’eau, les besoins en matière de connaissances et d’outils pour répondre à ces enjeux, l’Onema et d’autres acteurs publics ont financé des programmes de recherche appliquée.
 

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   LES RESULTATS :

  •   (1) Synthèse finale sur l’intérêt et les limites d’un panel de techniques d’échantillonnage pour évaluer la qualité des eaux de surface vis-à-vis des pesticides à travers l’exemple de deux bassins différenciés et à deux échelles emboîtées 2012 N. Mazzella, C. Margoum, D. Lavieille, S. Lissalde, V. Roubeix, S. Pesce, J.-L. Roulier, M. Coquery, M. Bonnet, M. Boudigues, B. Delest, G. Jay, S. Moreira, S. Morin, B. Méchin, F. Delmas, B. Montuelle, L. Liger, B. Motte, C. Guillemain, J. Gahou, L. Dherret, F. Lahjiouj, P. Bados, V. Gouy, N. Carluer
  •   (2) Synthèse méthodologique sur l’intérêt et les limites des capteurs passifs et des outils d’évaluation d’impact biologique développés à Irstea pour diagnostiquer l’évolution de la qualité de l’eau en fonction des usages.
  •   (3)Intérêt et limites de l’analyse des données de surveillance « eaux de surface » à l’échelle nationale (base IFEN) Rapport intermédiaire Carluer Nadia ; Gauroy Christine Equipe Pollutions Diffuses. MAEP. Cemagref. Décembre 2009
  •  Surveillance des produits phytosanitaires dans les eaux de surface - Interprétation des Données Christine GAUROY Equipe Pollutions Diffuses. MAEP. Cemagref. Décembre 2009
  •  article 2010 Interpretation of data about pesticides residues in surface water in France, by grouping data within homogeneous spatial units. Christine Gauroy, Nadia Carluer
  •   (4) Voir pour insérer un lien vers des fiches
  • Méthode d’échantillonnage et interprétation des résultats des réseaux de surveillance

    Méthodologies d’échantillonnage

    En 2012, Irstea a réalisé une synthèse sur l’intérêt et les limites d’un panel de techniques d’échantillonnage pour évaluer la qualité des eaux de surface vis-à-vis des pesticides et pour étudier les relations exposition-effets (1) . Ces travaux apportent des conseils opérationnels utilisables dans le cadre de la mise en œuvre de la DCE. En prolongement, Irstea a rédigé une synthèse méthodologique sur l’intérêt et les limites des capteurs passifs et des outils d’évaluation d’impact biologique développés à Irstea pour diagnostiquer l’évolution de la qualité de l’eau en fonction des usages (2).
    En 2014, un guide de mise en œuvre des méthodologies de suivi de la qualité des eaux de surface in situ pour l’appui à l’orientation ou à l’évaluation des actions correctives devrait être publié.
    L’objectif ? Évaluer dans quelle mesure les outils d’échantillonnage d’eau (échantillonneurs passifs notamment) et les outils biologiques d’évaluation in situ de la qualité de l’eau peuvent apporter des éléments complémentaires aux diagnostics de terrain des pratiques et des voies de contamination pour :

  •  orienter les actions correctives : changement de dates d’application, choix de substances moins mobiles ou moins toxiques…
  •  évaluer l’effet d’actions correctives sur la qualité chimique et biologique du cours d’eau. Ces travaux doivent donc permettre d’affiner/compléter l’action au niveau de la réduction des usages. Cette action est financée dans le cadre du plan Ecophyto.

    Interprétations des données de surveillance

    Irstea a apporté une aide technique quant à l’interprétation de données de suivi de la contamination des eaux par les pesticides dans l’objectif de mieux caractériser cette contamination et son impact sur les milieux aquatiques. Il s’agissait d’effectuer une analyse critique des données de surveillance des pesticides dans les eaux de surface, selon une approche spatialisée. Cette analyse a pu faire ressortir des conseils en termes d’amélioration des stratégies d’échantillonnage et d’interprétation des données(3). L’Anses a commencé le développement en 2012 d’une plate-forme web de mise à disposition d’informations sur les pesticides notamment sur leur devenir dans l’environnement.

    Chaque substance fera l’objet d’une fiche qui permettra d’évaluer leurs risques de transferts et d’impact au niveau du milieu aquatique(4). Ces fiches seront réalisées à partir des avis émis par l’Anses sur les demandes d’autorisation de mise sur le marché.

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       LES RESULTATS :
  •   (5) Mise au point d’outils améliorés d’évaluation de la pression et de l’exposition « pesticides » en lien avec les caractéristiques amont d’un bassin versant. Application sur le bassin de la Fontaine du Theil Rapport d’étape. Carluer Nadia ; Magdelénat Céline. Cemagref Décembre 2009
  •   (6)Pour PLAGE : http://www.plage-evaluation.fr/ ; Dans l’attente disponible sur : http://www.myrmesys.com/guide/
  •   (7)Rapport DRC-09-108861-12257A - Priorisation des pesticides et des substances chimiques à surveiller - Panorama des méthodes d’analyse multicritère comme outils d’aide à la décision Le Gall INERIS 2009
  •   (8)Voir http://www.ineris.fr/siris-pesticides/accueil
  •   (9)Rapport sur l’Analyse des niveaux de contamination des eaux souterraines par les produits phytosanitaires en lien avec l’évolution des autorisations de mise sur le marché et recommandations pour la révision des états des lieux 2013 et des programmes de surveillance au titre de la DCE. BRGM 2013
  •  Approches méthodologiques pour l’estimation des relations pression-impact des pesticides sur les eaux souterraines à l’échelle nationale : étude critique de l’existant et adaptation d’une méthode BRGM 2014
  • Indicateurs et outils de gestion

    Indicateur de risque de contamination des eaux de surface :

    une étude de l’Irstea (5) a amorcé l’élaboration d’un indicateur de risque de contamination des eaux de surface par les pesticides à l’échelle du petit bassin versant, qui prenne en compte à la fois les dimensions spatiales et temporelles. Cette étude, appliquée au petit bassin breton de la Fontaine du Theil, est une première démarche prospective. Elle alimente l’objectif de développement d’approches et d’outils semi-quantitatifs de diagnostic de l’impact environnemental lié à diverses occupations du sol, pratiques agricoles et aménagements, à l’échelle des petits et moyens bassins versants. Ces outils serviront à terme à l’évaluation de l’exposition associée à la fois à des situations existantes et à des changements de pratiques et d’aménagements.

    Un outil web d’aide au choix d’indicateurs de risque pour les pesticides vis-à-vis de l’eau sera disponible en 2013 sur la plate forme d’évaluation agri-environnementale PLAGE (6). et devrait permettre une utilisation pertinente de ces indicateurs selon les usages, objectifs et contraintes des utilisateurs (Cet outil nommé GUIDE résulte des travaux menés par un groupe technique coanimé par l’Inra et l’Onema dans le cadre de cette action).

    Priorisation des pesticides et substances chimiques
    L’Ineris (7). a réalisé un état de l’art des méthodes d’analyse multicritères à utiliser pour prioriser les pesticides et les substances chimiques à surveiller. L’étude a été conçue pour aider à la décision face à un grand nombre de paramètres ou d’options. La mise à jour de l’outil SIRIS pesticides par l’Ineris a été également réalisée en parallèle (8).

    Priorisation des pesticides et substances chimiques  : Au niveau national, dans le cadre de la réalisation de l’état des lieux des masses d’eau françaises, des outils ont été développés pour lier les pressions et les impacts au niveau des pollutions diffuses issues de l’agriculture :

    pour les pesticides :

  •   Irstea a mis au point un indicateur pression-état (nommé ARPEGES) basé sur un système expert de probabilités conditionnelles (réseau bayésien)
  •   Un outil de modélisation distribuée des risques de transfert vers les eaux (projet MERCAT’EAU) a été développé dans le cadre d’Ecophyto 2018,

    pour les nitrates et le phosphore : l’Inra a établi des méthodologies d’estimation des émissions de nutriments d’origine agricole au niveau des masses d’eau (outils « NUTTING-N » et « NUTTING-P »)

    Eaux souterraines

    Une étude du BRGM (9) analyse l’évolution des niveaux de contamination des eaux souterraines par les produits phytosanitaires en lien avec les changements majeurs de pratiques agricoles induits par l’évolution des retraits et autorisations de mise sur le marché. L’objectif : essayer d’établir une relation entre l’évolution de la pression et de l’impact.

    A terme, le projet permettra d’ :

  •  établir des relations entre pression et impact par grands types d’aquifères (selon hydrodynamique) et selon les propriétés intrinsèques des molécules ;
  •  identifier des substances peu recherchées pour lesquelles un risque de présence dans les eaux souterraines est probable ou celles qui ne sont plus utilisées mais risquant de compromettre l’atteinte du bon état ;
  •  illustrer le problème du temps de réponse variable suivant les aquifères et ainsi d’apporter des éléments à l’évaluation a priori de l’impact potentiel des mesures. Cette étude constitue également la base de travail d’une stratégie à plus long terme pour le développement d’outil pression/impact pesticides pour les eaux souterraines
  •  
       LES RESULTATS :
  •   (10) Les principales conclusions sont disponibles sur le site de l’Onema
  •   (11) Rapport INRA 2013 sur la typologie des AAC Grenelle (à paraître
  •   (12) BARREZ F. - DOMANGE N., 2012, TSM, Comment la R&D peut appuyer la démarche de protection des captages, Vol12, p 43-54.
  •   (13) en cours de mise à disposition sur la plate forme web « protection des captages »
  •   (14) Rapport 2013 BRGM/Cemagref sur l’aide quant à l’optimisation des actions pour protéger un captage : méthodologie de choix d’actions pertinentes en fonction des typologies de transfert sur une AAC rapport 2013 sur la Recherche et le développement d’outils d’identification des sources de contamination et des processus de transformation – Isotopes. Exemple du glyphosate et de l’AMPA (BRGM)
  •   (15) Vernoux J.F., Barrez F., Wuilleumier A. (2011) - Analyse des études de délimitation et de vulnérabilité des aires d’alimentation des captages « Grenelle », rapport BRGM/RP- 59583 –FR Wuilleumier A., Vernoux J.F. (2011) - Délimitation d’une Aire d’Alimentation de Captage d’eau souterraine et cartographie de la vulnérabilité en contexte volcanique, note technique Dorfliger N. (2011) - Nouvelle approche de la cartographie de vulnérabilité des aires d’alimentation de captage d’eau souterraine en contexte karstique, note technique Gourcy L., Giraud-Petelet E. (2011) – Utilisation des outils isotopiques pour la délimitation des aires d’alimentation des captages destinés à l’alimentation en eau potable. Rapport BRGM/RP-59729-FR, 62 p., 22 Ill. N. Surdyk, J.F Vernoux. (2011). Approche de la vulnérabilité spécifique des eaux souterraines vis-à-vis des produits phytosanitaires. BRGM/RP-59656-FR, 60 p. 22 ill. Guide sur la délimitation des AAC et cartographie de la vulnérabilité, par type de transfert pertinent, intégrant les captages d’eau souterraine, les captages d’eau de surface et les captages mixtes (fin 2013) ONEMA/BRGM/IRSTEA
  •   (16) Rapport 2013 BRGM/Irstea sur l’aide quant à l’optimisation des actions pour protéger un captage : méthodologie de choix d’actions pertinentes en fonction des typologies de transfert sur une AAC. Barrez, Le Henaff, Vernoux, Carluer.
  •  Rapport INRA 2013 sur l’accompagnement des changements de systèmes de production et de systèmes de culture dans les territoires des Aires d’Alimentation des Captages en s’appuyant sur des monographies de bassins et la préparation d’outils d’appui à la gestion des projets.
  •   (17) Rapport final fin 2012 (BRGM) sur le recensement et l’analyse des opérations couplant actions et mesures de l’efficacité en termes de qualité de l’eau sur des AAC.
  • Protection des captages destinés à l’alimentation en eau potable

    La loi de programmation du 3 août 2009 pour la mise en œuvre des conclusions du Grenelle de l’environnement prévoit d’assurer la protection de l’aire d’alimentation de 500 captages (AAC) parmi les plus menacés par les pollutions diffuses (captages dits « Grenelle »). Cet objectif est élargi aux 2700 captages prioritaires SDAGE ainsi qu’à 500 nouveaux captages dans le cadre de la conférence environnementale qui doivent faire l’objet d’une protection effective à l’échelle de leur aire d’alimentation dans la cadre de la mise en œuvre de la directive cadre sur l’eau (DCE).

    Afin de répondre à ces enjeux, les ministères en charge de l’écologie et de l’agriculture, l’Onema et les agences de l’eau travaillent avec leurs partenaires de la recherche à la mise à disposition d’outils méthodologiques qui seront utilisés pour proposer des mesures pertinentes au regard de l’objectif de restauration de la qualité de l’eau visé.

    Un Groupe Technique (GT) sur la protection des captages vis-à-vis des pollutions diffuses a ainsi été créé début 2010 sous l’impulsion de l’Onema. L’objectif de ce groupe est d’identifier les lacunes et les actions potentielles de Recherche et Développement (R&D) à mener pour développer des méthodologies et des outils opérationnels pour améliorer l’élaboration des programmes d’action en intégrant les aspects techniques et socio-économiques.
      Un site internet sur la protection des captages   mettant à disposition tous les outils et méthodes décrits par la suite a été réalisé.

    Un séminaire rassemblant différents acteurs de la protection des captages a été organisé en 2011 avec le groupement d’intérêt scientifique « Grande culture à hautes performances économiques et environnementales » (GIS GCHP2E ) (10).

    Des états des lieux de la situation ont été également effectués :

  •  développement d’une base de connaissance sur la problématique des captages notamment Grenelle et le début de développement d’une typologie des AAC (11).
  •  Inventaire et analyse des études de R&D pouvant aider la construction des démarches de protection des captages (12).

    Des travaux (13) ont porté sur différentes étapes de la démarche de protection des captages au niveau global mais aussi sur :

  •  la phase initiale de diagnostic de la problématique (diagnostic hydrochimique et outils d’identification des sources de certains polluants) (14).
  •  la phase de délimitation de l’AAC et délimitation de la vulnérabilité par type de transferts pertinents (15).
  •  la phase de construction du panel d’actions efficaces par transfert et par niveau de vulnérabilité et de pression (16).
  •  la phase de suivi de l’efficacité du plan d’action en termes de qualité de l’eau permettant l’amélioration des actions engagées (17).

    Au niveau des sciences humaines et sociales, des travaux ont été menés pour aider à la réalisation et à la prise en compte des diagnostics territoriaux socio-économiques dans la construction des plans d’actions sur les captages*. D’autres travaux sont en cours pour déterminer les conditions d’émergence et de pérennisation des arrangements coopératifs pour la gestion de la qualité de l’eau dans les captages.

    * Anne-Paule Mettoux-Petchimoutou, 2014, Insertion des diagnostics territoriaux socio-économiques dans la construction des plans d’actions sur les captages, Rapport Oieau.

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       LES RESULTATS :
  •   (18) Guide de diagnostic de l’efficacité des zones tampons rivulaires vis à vis du transfert hydrique des pesticides Jean-Joël Gril Guy Le Hénaff décembre 2010. Il peut être complété par le guide de mise en œuvre des zones tampons dans un bassin versant et outil de dimensionnement (financement BSE – DGPAAT) 2011
  •   (19) Amélioration de l’efficacité des zones tampons vis-à-vis des pesticides et influence de la biodégradation naturelle F Martin-Laurent, M Devers et S Pesce Final en 2012
  •   (20) Contamination des eaux de surface par les pesticides : évaluation de la part des apports gazeux aériens C. Bedos, B. Loubet, A. Feiz , E. Barriuso Final en 2012
  •   (21) Les zones humides construites et l’épuration des eaux drainées agricoles Suivi d’un site témoin Convention 2008-2010 Rapport Intermédiaire Novembre 2009 cemagref Antony- Julien Tournebize, C. Chaumont, C. Fesneau, A. Guenne
    Guide technique provisoire (version 1) de mise en place des zones tampons humides artificielles en contexte drainé (intégrant la localisation, les étapes et un outil de dimensionnement) Rapport cemagref Antony- Julien Tournebize 2013
    Rapport intermédiaire sur les Antony- Julien Tournebize 2013
  •   (22) Développement des méthodologies d’aménagement communautés de pratiques sur l’élaboration d’un protocole de mise en place d’ateliers participatifs des communautés de pratiques entre chercheurs et opérationnels impliqués dans les expérimentations sur les zones tampons humides artificiels Rapport cemagref Antony- Julien Tournebize 2013
    Rapport sur la co-ingénierie des zones tampons humides artificielles et mise en œuvre des communautés de pratique Rapport cemagref et d’implantation de nouveaux Ouvrages de Rétention et de Remédiation (OR2) en Alsace - Cyrielle Regazzoni, Sylvain Payraudeau et Caroline Grégoire - Laboratoire d’Hydrologie et de Géochimie de Strasbourg (LHyGeS) – 2010
    Les Ouvrages de Rétention et de Remédiation (OR2) - Cyrielle Regazzoni, Sylvain Payraudeau et Caroline Grégoire - Laboratoire d’Hydrologie et de Géochimie de Strasbourg (LHyGeS) - 2010
    Rapport sur la typologie des couples Ouvrage Hydraulique Existant (OHE) / Bassin Versant (BV) en Alsace - Cyrielle Regazzoni, Sylvain Payraudeau et Caroline Grégoire - Laboratoire d’Hydrologie et de Géochimie de Strasbourg (LHyGeS) – 2010
    Synthèse bibliographique des outils d’évaluation du ruissellement - Cyrielle Regazzoni, Sylvain Payraudeau et Caroline Grégoire- Laboratoire d’Hydrologie et de Géochimie de Strasbourg (LHyGeS) 2010
    En 2013 Guide méthodologique d’aménagements et d’implantation de nouveaux ouvrages de rétention et de remédiation et utilisation des outils développés.
  • Intégration des zones tampons dans la gestion des bassins versants

    Les zones tampons font partie des outils de remédiation complémentaires à mettre en œuvre pour répondre aux exigences de la DCE.
    Des études ont fait apparaître clairement l’importance de la réalisation d’un diagnostic local préalable à la mise en œuvre de ces zones tampons pour obtenir une efficacité optimale. Cependant les conditions pratiques de ce diagnostic ne sont pas précisées ; de même pour les outils généraux de diagnostic du transfert des pesticides qui permettent de mettre en évidence les situations où les zones tampons constituent une solution potentiellement efficace.

    Les outils pratiques permettant à la fois d’évaluer l’état des zones tampons présentes dans un bassin versant donné, en particulier en bordure des cours d’eau, et de proposer la mise en place de nouvelles zones tampons font défaut. Cela, à la fois en termes de positionnement et de dimensionnement.

    Les réflexions sur l’intégration opérationnelle de ces différents types de zones tampons au sein de la gestion des bassins versants sont menées depuis 2011 au sein d’un groupe technique transversal ad’ hoc (co animé par l’Onema et Irstea).

    Des projets de recherche ont porté sur différents types de zones tampons, humides artificielles (ZTHA) et sèches (bandes enherbées notamment) qui peuvent être utilisées comme outils complémentaires de gestion, en tant qu’ouvrages compensateurs, ou atténuateurs de l’impact, de l’activité agricole en diminuant les transferts de contaminants jusqu’au milieu récepteur. Il s’agit de constituer une boite à outils pour une intégration pertinente des zones tampons dans la gestion des bassins versants (dont un guide pour la mise en place de sites de démonstration)

      Un site Internet à destination des chercheurs et des gestionnaires   capitalise les retours d’expérience et études sur l’effet tampon d’aménagements (bandes enherbées, zones humides artificielles…) sur les pesticides.

    Irstea a réalisé un guide de diagnostic de l’efficacité des bandes enherbées rivulaires pour limiter le transfert hydrique des pesticides (18).
    synthèse d’une étude sur l’amélioration de l’efficacité des zones tampons enherbées vis-à-vis des pesticides en cherchant à optimiser la biodégradation naturelle. L’objectif est d’évaluer l’importance de ces processus pour la préservation des milieux aquatiques et d’envisager des mesures correctives d’ingénierie écologique pour optimiser le fonctionnement épurateur de ces zones tampons (19) .
    L’Inra a développé un outil opérationnel d’évaluation de la contamination locale des eaux de surface par dépôt gazeux de pesticides, processus peu connus aujourd’hui. Ce travail ouvre sur le développement potentiel de zones tampons associées spécifiques (haies…) (20).
    Au niveau des zones tampons humides artificielles (ZTHA), les travaux réalisés par Irstea et le laboratoire d’hydrologie et de géochimie de Strasbourg (LHYGES) de Strasbourg permettent de faire ressortir des conseils pratiques et des possibilités d’utilisation de ces zones tampons dans des contextes variés pour des contextes drainés (21) et pour des contextes ruisselants (projet ENRHY pour développer une méthodologie d’aménagement et d’implantation d’ouvrages de rétention et de remédiation pour limiter les flux de produits phytosanitaires dans les eaux de surface voir http://enrhy.u-strasbg.fr/) (22).

     
     
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