Réseau Mixte Technologique Observatoire des Activités Agricoles sur les Territoires

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1 Réseau Mixte Technologique Observatoire des Activités Agricoles sur les Territoires Indicateurs, agrégations et tableau de bord pour apprécier la durabilité des activités agricoles : vers des arbres de décision Rapport final août 00 Rédacteur : Rémi KOLLER - Association pour la Relance Agronomique en Alsace r.koller@bas-rhin.chambagri.fr Travail réalisé avec le concours de Christian BOCKSTALLER - Agriculture Durable UMR Nancy-Université - INRA Agronomie et Environnement Nancy-Colmar

2 Sommaire. Introduction. Concepts fondamentaux retenus. Le choix de DEXi comme outil d agrégation. Choix fondamentaux pour la construction des arbres prototypes dans le domaine environnemental. L information mobilisée 6. Quelques remarques pratiques issues de la mise en œuvre de DEXI 7. Les fiches descriptives des prototypes d arbres de décision 7. pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines 7. pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface a) via le ruissellement b) via un réseau de drainage c) via la dérive 7. pression diffuse en nitrates sur les eaux de surface et souterraines a) exploitation avec élevage b) exploitation sans élevage 8. Les échelles de valeur des différents critères utilisés 9. Conclusion : quelques enseignements généraux issus de ce travail Bibiographie ANNEXE - Un exemple simple de l intérêt de DEXi ANNEXE - Notice descriptive de l arbre DEXi pollution diffuse phytosanitaires vers les eaux souterraines ANNEXE - Notice descriptive de l arbre DEXi pollution diffuse phytosanitaires vers les eaux superficielles via le ruissellement ANNEXE - Notice descriptive de l arbre DEXi pollution diffuse phytosanitaires vers les eaux superficielles via le drainage ANNEXE - Notice descriptive de l arbre DEXi pollution diffuse phytosanitaires vers les eaux superficielles via la dérive ANNEXE 6 - Notice descriptive de l arbre DEXi pollution diffuse N avec élevage

3 Indicateurs, agrégations et tableau de bord pour apprécier la durabilité des activités agricoles : vers des arbres de décision. Introduction Des indicateurs au tableau de bord, la nécessité de l agrégation dans les observatoires des activités agricoles sur les territoires Pris individuellement et malgré leur pertinence, les indicateurs actuellement disponibles dans le cadre des observatoires territoriaux du guide des indicateurs OTPA (Guillaumin et al., 007) ne renseignent généralement qu un aspect fragmentaire des thématiques dont ils doivent rendre compte. Ceci a pour conséquence qu une thématique donnée est représentée par de multiples indicateurs ou variables, par exemple les pressions sur la qualité de l eau liées aux activités agricoles dans une exploitation ou sur un territoire, ou encore l ampleur des réponses apportées par les exploitations. L information fournie par une liste de nombreux indicateurs devient vite illisible et difficilement interprétable par les acteurs pour leur prise de décision. Pour produire sous forme de tableau de bord une information synthétique et facilement compréhensible par les acteurs des actions territoriales et les aider dans la prise de décision, il apparaît nécessaire d agréger de façon structurée les informations issues des indicateurs disponibles et jugés pertinents pour la ou les thématiques à traiter. La construction de cette agrégation doit par ailleurs prendre en compte le fait que : - d une part, les indicateurs de base disponibles ne permettent pas de renseigner un véritable modèle, - d autre part les différents indicateurs relatifs à une thématique n ont pas le même poids dans l appréciation globale de la situation à évaluer. La méthode d agrégation proposée est fondée sur la construction d arbres de décision qualitatifs, qui vont structurer et organiser l information disponible, en identifiant la place respective de chaque variable ou indicateur et son poids dans l évaluation finale. Elle utilise un outil informatique qui permet cette construction dans le contexte d une information souvent incomplète sur les interactions entre indicateurs et qui autorise le choix des pondérations : DEXi. Ces arbres de décision sont construits à dire d expert en formalisant des modèles conceptuels mixtes, associant des informations qualitatives et quantitatives. Ce travail fait suite à une réflexion préliminaire conduite en 007 par l équipe Agriculture Durable de l INRA Colmar dans le cadre du projet ANR-ADD Copt (Tempé, 007). DEXi,A Program for Multi-Attribute Decision Making traduction proposée : Programme d aide à la décision multicritères. Tempé A., 007, Construction d un tableau de bord de suivi de la durabilité d exploitations agricoles, mémoire de Master, UHA Colmar, Colmar, 70 p.

4 . Concepts fondamentaux retenus Finalité du tableau de bord La construction d un tableau de bord permet de structurer une information souvent pléthorique et de la rendre opérationnelle (Girardin et al., 00). L information est ici constituée par les variables ou indicateurs de base disponibles, pour l échelle de l exploitation agricole, tels qu ils ont été proposés par OTPA. On vise ainsi la constitution d un tableau de bord pour l exploitation. La constitution d un tableau de bord pour le territoire ne sera pas traitée en tant que telle ici. Un tableau de bord est un outil au service d acteurs, pour les aider à prendre des décisions relatives à la conduite d un système, quel qu il soit, en exploitant les informations pertinentes et disponibles à son sujet. Ce tableau de bord doit donc renseigner sur l état présent du système, le sens probable de son évolution et permettre l identification des facteurs impliqués pour chaque thématique renseignée. En ce sens, il autorise un diagnostic pertinent du système par rapport à un ou des enjeux identifiés, facilite le choix des actions techniques à entreprendre, rend compte de l intérêt de décisions envisagées ou de l impact de décisions prises. Tableau de bord et observatoire Dans le cadre proposé par le programme OTPA et repris par le RMT OAAT, il s agit de rendre compte de la place des activités agricoles et de caractériser la contribution collective des exploitations agricoles au développement durable de leur territoire (Guide des indicateurs OTPA, 007, Guillaumin et al., 007). La construction du tableau de bord suppose donc le consensus des acteurs de ce territoire concernant les enjeux à prendre en compte et leur représentation (les thématiques à prendre en compte pour ces enjeux, les variables et les indicateurs jugés pertinents pour ces thèmes), ainsi que les objectifs à atteindre sur chaque enjeux et l éventuelle hiérarchie de ceux-ci afin de faciliter des arbitrages concernant des décisions qui pourraient avoir des effets antagonistes pour différents enjeux. La construction et la mise en œuvre d un tableau de bord s inscrit ainsi dans le schéma d élaboration d un observatoire, et son existence participe à la fonction d information et de communication entre les acteurs. Cette construction suppose le débat socio-technique sur les variables et indicateurs, mais aussi sur la construction des agrégations. En conséquence, il n existe pas un modèle unique de tableau de bord universel pour les acteurs d un territoire. Le tableau de bord doit pouvoir être modulable pour certains seuils et certaines pondérations des facteurs en fonction du territoire et des enjeux prioritaires. Néanmoins, de la même façon qu il est possible d identifier et de proposer un catalogue des indicateurs de base aptes à renseigner certaines questions, il est envisageable de proposer des agrégations concernant la représentation de sousenjeux du territoire, constitutifs de «cadrans intermédiaires» d un tableau de bord global. Ces cadrans intermédiaires reposent en effet sur une connaissance technique des domaines concernés, en particulier dans le domaine environnemental avec l identification de processus à bases physique, chimique ou biologique biens documentés, et l intégration de cette connaissance dans l évaluation des impacts environnementaux des pratiques agricoles.

5 Variables et indicateurs Les indicateurs mobilisables pour l élaboration d un tableau de bord sont au départ des variables, positionnées par rapport à une référence qui sert au diagnostic, à l aide à la décision ou à la communication (Girardin et al., 00). Pour les indicateurs issus du Guide OTPA, ceci va conduire à les apprécier par rapport à des seuils qui n étaient proposés que d une façon indicative dans ce guide. Etapes de construction d un tableau de bord En supposant l identification des enjeux réalisée, la construction d un tableau de bord passe par des étapes bien identifiées (Girardin et al., 00) :. choix des variables. choix des références (passage des variables aux indicateurs). choix des niveaux d alerte (passage des indicateurs aux cadrans). l arborescence (regroupement des cadrans d un niveau à l autre). les règles de décision (passage de l alerte d un niveau de cadrans au niveau supérieur). A ce stade, si les bases conceptuelles d un tableau de bord sont posées, encore faut-il disposer d outils facilitant sa construction opérationnelle. L outil DEXi a été retenu pour cette étape.. Le choix de DEXi comme outil d agrégation Qu est ce que DEXi? C est un programme informatique d aide à la décision multicritères, développé à partir de 990 par Marko Bohanec de l institut Jožeph Stefan de Ljubljana en Slovénie. Il a pour fonction le développement de modèles de décision ou de jugement qualitatifs et multicritères, permettant ainsi d évaluer différents choix parmi un ensemble de possibilités. Un modèle multicritères est une structure hiérarchisée qui décompose un problème de décision ou de jugement complexe en sous questions plus réduites, moins complexes et plus faciles à résoudre. L atout spécifique de DEXi est de permettre l utilisation de variables qualitatives. Les fonctions d agrégation sont définies par des règles de type «si, alors». En agronomie, la souplesse et la pertinence de cet outil ont conduit à le retenir pour le développement du logiciel MASC (for Multi-Attribute Assessment of the Sustainability of Cropping systems) (Sadok et al., 009). La finalité de MASC est de permettre un classement des systèmes de culture selon une appréciation globale de leur durabilité. Il repose sur l outil DEXi pour gérer la structuration des critères de la durabilité pour les systèmes de grandes cultures. Les atouts de DEXi DEXi travaille à partir de classes qualitatives (de à pour un indicateur de base). Il peut organiser l agrégation de plus de indicateurs de base en une seule étape (mais les concepteurs de l outil recommandent de ne pas agréger plus de indicateurs en une seule étape).

6 Il intègre les appréciations ou jugements «connus» dans le modèle d agrégation, et reconstitue un jugement cohérent pour les situations non connues. Il permet d organiser tout l arbre du tableau de bord! L application est robuste, gratuite en usage non commercial (téléchargeable à l adresse : Il permet de traiter des cas réels ou simulés («options») et de conduire des analyses de type «What if», il permet ainsi de réaliser des analyses de sensibilité du modèle conçu. Il autorise éventuellement la présence d indicateurs de base non renseignés! Un exemple simple de l intérêt de DEXi est présenté en annexe : il permet par exemple d agréger indicateurs du guide OTPA mobilisables pour apprécier la gestion du risque de pollution ponctuelle par les produits phytosanitaires en dépassant les limites des méthodes par sommes de points pondérées. Les exigences de DEXi Une bonne connaissance des thématiques abordées et des processus qui les commandent est indispensable, car il faut d une part renseigner ces processus par des variables de base et d autre part intégrer des jugements d expert à chacune des étapes de l agrégation. Dans l élaboration d un arbre de décision, les auteurs proposent une démarche descendante, issue de l identification d une question (considérée comme un problème de choix complexe à résoudre), celle-ci étant décomposée progressivement jusqu à l identification des variables de base qui vont permettre de renseigner le processus de décision. Cette démarche est aussi celle proposée sur le plan conceptuel par (Girardin et al., 00). Ici, une contrainte a été de renseigner des situations en mettant à profit une information jugée mobilisable, celle des indicateurs identifiés par OTPA et considérés comme les variables de base disponibles dans un observatoire. Les agrégations ont ainsi été construites en tenant compte des exigences des «extrémités» des arbres! Le vocabulaire DEXi La notice de DEXi étant disponible en anglais seulement, pour fixer le vocabulaire qui sera utilisée dans la suite de la note, une traduction en français est proposée pour certains termes clés utilisés par les auteurs.

7 Notice DEXi en langue anglaise Attributes Basic attributes Aggregate attributes Scales Tree of attributes Utility functions Linked attributes Options or alternatives Définition DEXi Traduction Transposition OTPA / OAAT Critères Indicateurs au sens de la définition OTPA : variable qui fournit des renseignements sur d autres variables plus difficiles d accès Variables qualitatives qui représentent les sous questions du problème de décision (traduction proposée : critères) Chaque critère est défini par : - un nom, - une description, - une échelle de valeurs Nœuds «terminaux» de l arbre = les entrées du modèle Nœuds intermédiaires de l arbre d agrégation Jeux des valeurs qualitatives (symboliques), ordonnées ou non, qui sont affectées aux variables Structure hiérarchisée représentant la décomposition du problème en sous questions Les règles qui définissent l agrégation des variables de la base au sommet de l arbre de décision. (les fonctions d agrégation sont déclinées en règles de type «si, alors» et présentées sous forme de tables) Critères identiques utilisés dans plusieurs nœuds de l arbre (NB : le logiciel peut les identifier automatiquement en activant cette fonction) Les situations ou actions (ex : exploitation agricole, système de culture, technique de production) qui sont évaluées et analysées par le modèle (c est un jeu de valeurs des différents critères de base) Critères de base Critères intermédiaires Echelles de valeurs Arbre de décision Fonctions d utilité Critères partagés Situations ou cas Indicateurs de base L ensemble des valeurs prises par les indicateurs de base pour une exploitation agricole Tableau : terminologie et définitions DEXi

8 . Choix fondamentaux pour la construction des arbres prototypes dans le domaine environnemental Pour quels enjeux? La finalité de l agrégation des indicateurs de base est de produire une évaluation permettant de fonder une décision utile à l action. Cependant, une décision résulte de la confrontation successive d éléments d analyse factuels et objectifs (par exemple : quelle pression s exerce sur tel compartiment environnemental?) et de choix sociaux (quel est l état de ce compartiment, cet état est il satisfaisant au regard de l enjeu qu il représente pour le territoire? quels sont les enjeux prioritaires de ce territoire, et si certains sont en opposition, quel arbitrage rend on, quel poids relatif accorde t on à chacun?). Un processus d agrégation multithématique est envisageable pour aider à de tels arbitrages, mais sa construction nécessite un consensus entre les acteurs sur les enjeux prioritaires du territoire. Le périmètre d étude retenu Aussi, dans un premier temps, l exploration des possibilités s est limitée à produire des prototypes d agrégation des éléments d analyse factuels et objectifs, sous la forme de composants élémentaires destinés à rendre compte des pressions ou des réponses pour quelques champs thématiques du domaine environnemental. L agrégation finale de ces composants élémentaires en un tableau de bord global devra être conçue et organisée dans chaque territoire à partir des choix débattus concernant les priorités locales. On se limite ainsi au champ de l expertise technique et scientifique, argumentée et bien sûr critiquable. A ce titre, les agrégations élémentaires retenues devront elles même faire l objet d un consensus entre experts, à partir d un test des prototypes sur des cas connus par exemple. Les cas traités Les prototypes d agrégation construits en 009 dans le cadre du RMT OAAT concernent les pressions de pollution diffuse s exerçant sur les ressources en eau. Il s agit de : - la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines, - la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface, issue d évaluations parallèles concernant la pression par ruissellement, par drainage et par dérive, - la pression en nitrates sur les eaux de surface et souterraines, de façon non dissociée. Le choix de privilégier le compartiment eau est lié au fait que d une part, sa qualité constitue un enjeu fréquemment identifié sur de nombreux territoires, et que d autre part la connaissance des processus reliant les pratiques agricoles à l évolution de sa qualité peut être jugée suffisante. Cette connaissance est d ailleurs à l origine de nombreux indicateurs plus ou moins élaborés proposés par de nombreux auteurs, particulièrement pour les produits phytosanitaires (Devillers et al., 00) et l azote (CORPEN, 006). Les pressions diffuses dont il est question ici sont relatives au risque de contamination des milieux aquatiques par des éléments polluants, c'est-à-dire à la 6

9 présence dans l eau de molécules indésirables issues des parcelles de l exploitation agricole. L impact toxicologique ou écotoxicologique de ces molécules n est pas pris en compte. Démarche commune d élaboration des agrégations pour l axe environnement Schéma général Les prototypes ont été construits en respectant une démarche commune dont les étapes successives sont les suivantes. Pour une problématique et un compartiment cible, on vise à rendre compte successivement : ) de la vulnérabilité intrinsèque du milieu ou du compartiment, ) d une pression théorique liée aux indicateurs fondamentaux descriptifs des pratiques, ) d une pression potentielle par le croisement de ces évaluations, ) d une pression réelle suite à la prise en compte des mesures techniques de protection déjà mises en œuvre, ) d une perspective de concernant la pression ( pression finale envisageable ) qui pourrait être obtenue en mettant en œuvre les différentes mesures possibles, en croisant la pression réelle actuelle estimée avec o d une part, l état de mise en œuvre des mesures techniques de protection (si elles sont peu mises en œuvre, on peut espérer des améliorations si la pression actuelle est forte) ; o d autre part, des indicateurs pas obligatoirement totalement spécifiques de la thématique mais dont l évolution peut contribuer à l évolution de la pression. Nous les avons nommés autres facteurs de progrès. La vulnérabilité est prise ici au sens de l aptitude des ressources en eau à être atteintes par un élément polluant. Elle est fonction des facteurs du milieu physique, qui déterminent les grands types de circulation de l eau identifiés à l échelle de la parcelle ou du territoire. Il s agit ici de mesures techniques dont l efficacité est avérée vis-à-vis de la thématique concernée, et qui vont au-delà de l ajustement des pratiques de base ; elles sont par ailleurs aisément identifiables. Exemples : surfaces en CIPAN, bords de cours d eau protégés, SAU en TCSL, utilisation de buses à dérive limitée. 7

10 Pression finale envisageable Marges de progrès Pression réelle Autres facteurs de progrès spécifiques ou non Mesures techniques de protection Pression potentielle Indicateurs de base Indicateurs de base Pression liée aux pratiques Vulnérabilité du milieu Indicateurs de base Indicateurs de base On obtient ainsi informations majeures : l état de la pression réelle au temps t sur le compartiment considéré, plus ou moins forte selon l état des pratiques d une part, l état des mesures techniques de protection déjà mises en oeuvre d autre part ; une prospective sur les progrès possibles concernant la pression sur le compartiment, particulièrement dans le cas où son état est jugé non satisfaisant et selon qu il reste encore beaucoup d évolutions possibles ou pas. Cette prospective a été introduite pour permettre aux acteurs d envisager l avenir en révélant leur capacité à mobiliser des marges de progrès existantes aussi bien du côté des mesures techniques de protection que des pratiques non totalement spécifiques de la question posée. Evaluation des marges de progrès Pour les évaluations relatives aux pollutions diffuses par les phytosanitaires, on considèrera les mesures et les pratiques suivantes : o Les dispositifs enherbés sont des mesures techniques de protection d efficacité avérée pour le compartiment eaux superficielles. Ils contribuent à réduire la pression réelle. Leur généralisation peut constituer une marge de progrès s ils ne sont pas encore déployés partout. On considèrera de la même façon l usage des buse à dérive limitée, la mise en œuvre des TCSL, 8

11 o Par contre, l indice de fréquence de traitement phytosanitaire (IFT) est considéré comme un indicateur non totalement spécifique de la question. Il traduit l intensité du recours aux phytosanitaires pour la conduite des systèmes de culture. Si l IFT est élevé par rapport à une référence régionale jugée accessible, une marge de progrès existe en cherchant à réduire le recours aux produits phytosanitaires. Cependant, la baisse de l IFT ne peut pas être considérée comme synonyme d une baisse de la pression réelle sur le compartiment eau. Cette baisse pourra y contribuer, à condition que la réduction de l IFT s accompagne d une vigilance sur certains points : un choix de substances actives dont le risque de transfert n est pas plus élevé que celles employées jusque là, applicables à des doses absolues pas plus élevées. De la même façon, le recours aux outils de raisonnement des interventions phytos est un facteur de progrès non directement relié à la pression. Pour les évaluations relatives à la pollution azotée diffuse, on considèrera que les CIPAN sont une mesure technique de protection et le raisonnement de la fertilisation azotée un facteur de progrès. Evaluation des perspectives L agrégation entre l appréciation de la pression réelle et l évaluation des marges de progrès est réalisée selon la logique suivante : Appréciation de la pression réelle Pression réelle forte Evaluation des marges de progrès sur les mesures techniques de protection et les autres facteurs de progrès Marges de progrès importantes Conclusion pour les perspectives concernant la pression ( pression finale envisageable ) Une réelle amélioration de la pression est possible. Mais elle sera limitée par les déterminants de la pression potentielle liés aux pratiques au sein de l exploitation Pression réelle forte Marges de progrès faibles Perspectives médiocres : il faut travailler sur les déterminants de la pression potentielle liés aux pratiques au sein de l exploitation Pression réelle faible Marges de progrès importantes Des progrès sont peut être possibles au bénéfice de l économie de l exploitation, et une pression finale très faible est accessible Pression réelle faible Marges de progrès faibles La situation est correcte Tableau : principes retenu pour l élaboration des conclusions concernant les perspectives d évolution de la pression polluante Les atouts de ce schéma : - la construction s appuie sur des éléments de modèles conceptuels facilement identifiables, qui peuvent être discutés au stade de la validation ; - les informations aux différentes étapes de l agrégation ont un sens : par exemple, la production d une information relative à la vulnérabilité du milieu 9

12 par rapport à chaque enjeu est utile à la compréhension de la situation par les acteurs ; - les efforts déjà consentis par l agriculteur sont mis en valeur (l état des pratiques, les mesures techniques de protection déjà mises en œuvre ; l état des autres indicateurs) ; - la construction pas à pas facilite la mise en œuvre des recommandations relatives à l outil DEXi : ainsi à indicateurs au plus sont combinés en une étape d agrégation. Il comporte cependant une faiblesse relative, dans la mesure où l évaluation des perspectives repose sur une appréciation de la mobilisation de mesures techniques de protection et d autres facteurs de progrès non spécifiques, en passant sous silence des déterminants décisifs de la pression potentielle. La lecture des perspectives devra en tenir compte!. L information mobilisée Des indicateurs proposés et décrits par OTPA, mobilisés et complétés Dans toute la mesure du possible, le choix a été fait de respecter les indicateurs de base dont la formulation a été établie par OTPA. Le tableau liste les indicateurs disponibles et retenus dans le cadre des prototypes proposés. Des indicateurs nouveaux apparaissent en complément : ce choix est argumenté plus loin. 0

13 Mobilisation dans un arbre pour apprécier...les eaux souterraines Pression PP ESO Pression PP ESU ruissellement Pression PP dérive Pression PP drainage Pression nitrates diffuse sans élevage Pression nitrates diffuse avec élevage balance azotée globale sur les parcelles de l'ea, en kg_n / ha SAU X X bilan des minéraux de l'ea (concerne N, P, K), en kg_n / ha SAU X X répartition de la matière organique (% SAMO/SPE) sols nus au /, en % SAU X X pression d'azote organique (N_organique total / SAMO) en kg N_org / ha SAMO raisonnement de la fertilisation azotée (oui/non) FP FP surface en CIPAN, en % S_CIPAN sur S_interculture au / solde azoté de la culture annuelle la plus fertlisée, en kg N / ha sensibilité des sols au lessivage, en % S_sols sensibles sur SAU parcelles en pente > %, en % SAU (seuil approximatif, toute parcelle qui ruisselle ) IFT (à comparer aux IFT de référence locaux) FP FP IFT herbicide (à comparer aux IFT de référence locaux) MTP V V V FP surface drainée, en % S_drainée sur SAU MTP V V V raisonnement des interventions phytos, outils utilisés, noté sur utilisation de buses à dérive limitée, % S traitée sur SAU sur surface recevant des traitements V FP FP FP FP FP Nouveau linéaire de bords de cours d'eau (en ml / ha SAU) V V bords de cours d'eau protégés par zone tampon, en % du linéaire y compris type STH part de la SAU en prairies permanentes info info info info Nouveau adhésion à l'ab, oui /non à préciser : % SAU en AB info info info info Nouveau STH et prairies temporaires en % S_(STH+PT) sur SAU info info info info part de la SAU non traitée par traitement phytosanitaire X X X X MTP Nouveau SAU en TCS à préciser % TL en TCS sur TL MTP Nouveau QSA Phytos appliquées (en g/ha surfaces traitées) X X X X Nouveau Nouveau Indicateurs disponibles (source Guide OTPA 007) et indicateurs complémentaires suggérés (en italique) QSA Herbicides appliquées (en g/ha surfaces traitées) avec risque ESO (GUS, ) X X QSA Herbicides appliquées (en g/ha surfaces traitées) X X la pression de pollution diffuse par les produits phytosanitaires sur les eaux de surface MTP MTP...la pression de pollution diffuse par les nitrates sur les eaux de surface et souterraines Tableau : indicateurs de base OTPA retenus pour les prototypes d arbre proposés et indicateurs nouveaux suggérés pour les thématiques environnementales pollutions diffuses par les nitrates et les phytosanitaires Légende : X X X MTP X X MTP info FP V Indicateur de pratique retenu pour l évaluation de la pression indicateur mobilisé pour l évaluation des mesures techniques de protection information mobilisée pour le calcul d un indicateur indicateur de facteur de progrès indicateur mobilisé pour décrire la vulnérabilité du milieu

14 Mais des exigences de précision accrue La construction d arbres d agrégation opérationnels renvoie souvent à des exigences de précision sur la formulation des indicateurs disponibles, leur mode d expression, voir le détail de leur calcul, afin que les fonctions d utilité proposées soient opérationnelles avec des modes de calcul des indicateurs de base bien arrêtés. Par exemple, pour la thématique phytosanitaire, il est proposé que certains indicateurs calculés a priori sur la base de la SAU soient calculés en référence aux terres labourables de l exploitation, les STH et prairies temporaires étant considérées comme surfaces pas traitées et/ou à faible risque de transfert. Des variables descriptives du milieu à soigner La mise en œuvre des indicateurs disponibles pour les agrégations descriptives des pressions sur les différents compartiments de l environnement a permis de mettre en évidence que certains d entre eux mobilisent des informations relatives à des caractéristiques intrinsèques du milieu naturel, utilisées pour qualifier sa vulnérabilité : o sensibilité des sols au lessivage (des nitrates et par extension des produits phytos), information liée à la pédologie ; o parcelles en pente supérieure à %, information liée à la topographie ; o parcelles ruisselantes, pouvant être abordées par un indicateur de sensibilité au ruissellement combinant informations pédologiques et topographiques ; o densité de linéaire de bords de cours d eau, information liée à l hydrographie et au parcellaire de l exploitation agricole ; o sols sensibles à l érosion, en % de la SAU, information liée à la pédologie, à la topographie, au parcellaire de l exploitation agricole. Ces indicateurs descriptifs des conditions de milieu méritent une identification particulière dans les recommandations concernant les observatoires. En effet, de la qualité de l information les concernant va dépendre une bonne part de la validité des évaluations. Or il s agit d une information peu évolutive dans le temps, dont l acquisition mérite un effort initial pour s assurer de sa qualité. De plus, des bases de données sont souvent mobilisables pour préparer ce travail de description du milieu : topographie, hydrographie, ilôts PAC, sols, occupation du sol pour la STH. Des variables nouvelles mais indispensables Une seule variable vraiment nouvelle a été introduite : la quantité de substances actives phytosanitaires utilisée QSA, exprimée en g/ha de surface traitée en moyenne sur l exploitation. De plus, nous proposons d utiliser des déclinaisons partielles de cette variable pour les herbicides : QSA herbicides toutes substances herbicides confondues, et QSA herbicides_eso pour celles présentant un risque particulier de transfert vers les eaux souterraines de par les caractéristiques des molécules. En effet la quantité réelle de SA appliquée est un des déterminants du risque de contamination de tous les compartiments de l environnement. S il n est donc pas pertinent de l utiliser en tant qu indicateur unique, ne pas l utiliser comme un des facteurs de risque serait tout aussi dommageable pour la qualité de l évaluation. Concernant la pression sur les eaux souterraines, ce sont les herbicides

15 qui sont la plupart du temps détectés, ce qui justifie qu on leur porte une attention distincte. Cependant, si l information QSA totale ou QSA herbicides est assez facilement mobilisable, celle concernant QSA herbicides_eso nécessite l élaboration d un indicateur relatif à chacune des substances actives utilisées (leur sensibilité au transfert à travers le sol vers les eaux souterraines) et sa prise en compte dans une routine de calcul. Il s agit donc à ce stade d une piste proposée qui demanderait en amont un travail de préparation de cet indicateur. 6. Quelques remarques pratiques issues de la mise en œuvre de DEXI Les recommandations formulées par les concepteurs de l outil. Elles ont été respectées dans l élaboration des prototypes proposés. o Pour un critère (soit un indicateur de base, soit même une variable descriptive), ne pas dépasser valeurs de classement. Les indicateurs proposant classes de valeur sont donc à retraiter quand c est possible (exemple : % de sols sensibles à l érosion). o Pour l agrégation en critères intermédiaires, éviter l agrégation de plus de critères en une seule étape. L élaboration des indicateurs de base Le travail a été conduit en cherchant à valoriser les indicateurs tels que présentés dans le Guide OTPA. Cette démarche nous a parfois conduit à tenter de reconstituer, via des fonctions d utilité DEXi, des informations sans doute faciles à obtenir dès le départ auprès d un exploitant agricole. C est le cas par exemple dans l arbre Pollution diffuse N, dans lequel on tente de reconstituer la proportion de surface disposant d une couverture végétale au / en partant des indicateurs déjà ordonnés en classes, la surface théorique en sols nus au / et les surfaces en CIPAN sur celle-ci. Dans un tel cas, il est plus précis et plus simple de considérer un nouvel indicateur de base à renseigner à partir des informations collectées auprès de l exploitant qui serait surface disposant d une couverture végétale au / Ainsi, il est plus sûr de considérer que certaines agrégations par des opérations algébriques simples sont légitimes quand on a accès aux informations élémentaires. Il s agit de conserver l'information de bonne qualité dont on peut disposer le plus loin possible dans le tableau de bord. La préparation des fonctions d utilité L écriture des fonctions d utilité est un exercice qui mobilise beaucoup d expertise. Pour étayer cette écriture, - d une part nous avons tenté d établir une typologie des règles d agrégation, qui explicite une partie de la logique retenue dans une fonction d utilité c'està-dire l influence et le poids respectif de chaque attribut dans la fonction ; - d autre part, nous avons pris le soin de décrire les éléments fondamentaux des règles logiques d agrégation des facteurs pour chacune des fonctions d utilité. Cette seconde étape, qui correspond à une mise à plat de l expertise

16 mobilisée, apparaît à l usage indispensable avant de débuter l étape de programmation de DEXi. La facilité de programmation de cet outil autorise en effet d entrer très vite dans celle-ci, sans disposer d une solide expertise préalable, au risque de provoquer des contre-sens dans les conclusions des évaluations. Ce travail de description est présenté dans les annexes à 6. Les étapes suivantes à prévoir concernent d une part l analyse de sensibilité des arbres (cf méthode proposée par Marta CARPANI, UMR AGIR, INRA Toulouse) et une validation sur des cas d exploitations en contexte connu. Ces dernières étapes n ont pas été réalisées dans le cadre de ce travail. Ainsi les arbres proposés constituent des prototypes qu il conviendra de soumettre à ces analyses et à la critique.

17 7. Les fiches descriptives des prototypes d arbres de décision Avertissement Les arbres décrits ci-dessous constituent des prototypes dont la mise en application doit encore être précédée d une étude de sensibilité d une part, de tests de mise en application dans la perspective d une validation. Ils reposent sur des connaissances décrites dans ce chapitre, qui peuvent faire l objet d une critique pouvant conduire à une révision des arbres. Pour chacun des arbres, les règles détaillées d agrégation des indicateurs proposées sont décrites dans les annexes à pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines 7. pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface a) via le ruissellement b) via un réseau de drainage c) via la dérive 7. pression diffuse en nitrates sur les eaux de surface et souterraines a) exploitation avec élevage b) exploitation sans élevage

18 Arbre de décision pour l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines et les perspectives de progrès Arbre de décision d produits phytos eaux souterraines Pression finale envisageable Marges de progrès Pression réelle Autres facteurs de progrès Mesures techniques de protection Pression potentielle IFT herbicide / référence Raisonnement des interventions phytos néant Pression liée aux pratiques Vulnérabilité du milieu Part de la SAU non traitée en % QSA herbicides à risque ESO g / ha traité % sols sensible au lessivage / SAU Indicateurs mobilisés pour décrire la vulnérabilité du milieu Sensibilité des sols au lessivage Les sols sensibles au lessivage sont potentiellement propices au transfert de produits phytosanitaires. A pratiques identiques, le risque de contamination des eaux souterraines est plus élevé pour les sols sensibles au lessivage. Indicateurs mobilisés pour décrire une pression liée aux pratiques % de surface non traitées / SAU (information reconstituée à partir des indicateurs surface toujours en herbe et prairies temporaires + surface en AB / SAU, sans double compte). L importance des surfaces non traitées sur la SAU de l exploitation va réduire l impact potentiel de l exploitation à l échelle de la ressource en eau. QSA herbicides_eso, à défaut QSA herbicides ou QSA totale, en g / ha de surfaces traitées. Les herbicides sont les contaminants principaux détectés dans les eaux souterraines. Il est proposé d orienter l indicateur de façon privilégiée sur cette 6

19 catégorie de substances actives. Par ailleurs, la quantité appliquée, exprimée en valeur absolue en g/ha, est un facteur déterminant du risque qu une contamination dépasse une valeur seuil de qualité pour l eau, et doit être prise en compte. Enfin, il existe des différences de sensibilité au risque de transfert entre les SA au sein du sol qu il importe de prendre en compte pour plus de justesse. D où cette proposition d un indicateur QSA herbicides_eso. A défaut QSA herbicides ou QSA totale seront utilisés. Toutefois, l élaboration de l indicateur QSA herbicides_eso reste à faire et engendre une complexité dans le sens où chaque substance active doit être évaluée pour son risque de transfert vers les eaux souterraines. Indicateurs descriptifs de mesures techniques de protection Néant NB : la pratique de l agriculture biologique se traduit par la baisse ou la disparition des «pressions liées aux pratiques», puisque QSA totale tend vers zéro. Indicateurs descriptifs d autres facteurs de progrès IFT herbicide, indice de fréquence de traitement phytosanitaire pour les herbicides (en cohérence avec le choix d un indicateur QSA herbicides ESO ), exprimé en proportion d un IFT herbicide de référence régional. Si l IFT est élevé par rapport à la référence régionale, il est sans doute possible de le réduire, ce qui va concourir à une diminution de la pression, sous réserve d une vigilance dans le choix et le dosage des SA qui seront appliquées. 7

20 Arbre de décision pour l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface via le ruissellement et les perspectives de progrès Arbre de décision d produits phytos eaux superficielles : ruissellement Pression finale envisageable Marges de progrès Pression réelle Autres facteurs de progrès Mesures techniques de protection Pression potentielle IFT total / référence Raisonnement des interventions phytos Bords de cours d eau protégés par une zone tampon en % du linéaire % TL en TCSL sur TL Surface drainée en % / SAU Pression liée aux pratiques Vulnérabilité du milieu Part de la SAU non traitée en % QSA phytos g / ha traité Linéaire de bord de cours d eau en ml / ha SAU Parcelles en pente > % ou parcelles ruisselantes Indicateurs mobilisés pour décrire la vulnérabilité du milieu Linéaire de cours d eau en ml / ha de SAU C est un indicateur de l importance et de la densité d interface entre les parcelles et le compartiment eaux superficielles. Plus ces interfaces sont nombreuses, plus le risque est élevé que du ruissellement issu des parcelles atteigne les cours d eau. Parcelles en pente supérieure à % Cet indicateur identifie les surfaces sur lesquelles le ruissellement est le plus susceptible d apparaître. Mais comme le signale le guide OTPA, des ruissellements significatifs sont susceptibles d apparaître avec des pentes plus faibles, compte tenu des états de surface des sols et des types de pluies. La proportion de parcelles qui ruissellent constitue une information plus pertinente si elle peut être renseignée à l échelle des terres labourables. 8

21 Indicateurs mobilisés pour décrire une pression liée aux pratiques % de surface non traitées / SAU (information reconstituée à partir des indicateurs surface toujours en herbe et prairies temporaires + surface en AB / SAU, sans double compte). L importance des surfaces non traitées sur la SAU de l exploitation va réduire l impact potentiel de l exploitation à l échelle de la ressource en eau. QSA totale, en g / ha de surfaces traitées La quantité de produits phytosanitaires appliquée, exprimée en valeur absolue en g/ha, est un facteur déterminant du risque qu une contamination dépasse une valeur seuil de qualité pour l eau, et doit être prise en compte. Ici, et à la différence de l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines, on prend en compte l ensemble des substances actives, sans distinction de comportement du fait de la difficulté à relier une sensibilité au ruissellement des substances actives à des caractéristiques physico-chimiques de ces dernières. Indicateurs descriptifs de mesures techniques de protection Bords de cours d eau protégés par une zone tampon en % du linéaire Les bandes enherbées, ripisylves, constituent des espaces d interception du ruissellement. Leur densité relative est un bon indicateur de la protection des cours d eau vis-à-vis du ruissellement en provenance des parcelles jouxtant ceux-ci. % TCSL sur TL Les techniques culturales sans labour favorisent généralement la réduction du ruissellement de surface dans les parcelles, limitant ainsi le risque de transfert de produits phytosanitaires. C est d abord le ruissellement hortonien qui est réduit, celui qui se produit lorsque l intensité de la pluie dépasse la capacité d infiltration du sol liée à la structure des états de surface. Ainsi, cette réduction de ruissellement est avérée pour les cultures à large écartement implantées au printemps (maïs, betterave, ). A contrario cependant, dans certaines situations, elles peuvent favoriser ce ruissellement comparativement au labour, en sols hydromorphes par exemple, ou dans les cas de semis direct, particulièrement en hiver. Surface drainée en % / ha de SAU Si les parcelles drainées présente un risque potentiel de contamination accrue des eaux superficielles du fait que les drains constituent un raccourci hydraulique entre le sol et celles-ci (voir ci-dessous l arbre de décision concernant la pression sur les eaux de surface via un réseau de drainage), en revanche, en diminuant le ruissellement, le drainage entraîne une forte réduction des flux de phytosanitaires entraîné par celui-ci. C est surtout le Définies par la non utilisation de la charrue à soc et versoir qui découpe et retourne la bande de terre. 9

22 ruissellement lié à l état de saturation en eau du sol qui est réduit. Il est donc fondé de classer cet indicateur en mesure technique de protection pour cet arbre de décision relatif au ruissellement. Indicateurs descriptifs d autres facteurs de progrès IFT total, indice de fréquence de traitement phytosanitaire (en cohérence avec le choix d un indicateur QSA totale ), exprimé en proportion d un IFT total de référence régional. Si l IFT est élevé par rapport à la référence régionale, il est sans doute possible de le réduire, ce qui va concourir à une diminution de la pression sous réserve d une vigilance dans le dosage des SA qui seront appliquées. 0

23 Arbre de décision pour l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface via un réseau de drainage et les perspectives de progrès Arbre de décision d produits phytos eaux superficielles : drainage Pression finale envisageable Marges de progrès Pression réelle Autres facteurs de progrès Mesures techniques de protection Pression potentielle IFT herbicide / référence Raisonnement des interventions phytos néant Pression liée aux pratiques Vulnérabilité du milieu part de la SAU non traitée en % QSA herbicides à risque ESO g / ha traité Surface drainée en % / SAU Indicateurs mobilisés pour décrire la vulnérabilité du milieu Surface drainée en % / ha de SAU Les parcelles drainées présente un risque potentiel de contamination accrue des eaux superficielles du fait que les drains constituent un raccourci hydraulique entre le sol et celles-ci. Le processus concerne des substances actives qui circulent avec l eau au sein du sol. Indicateurs mobilisés pour décrire une pression liée aux pratiques % de surface non traitées / SA (information reconstituée à partir des indicateurs surface toujours en herbe et prairies temporaires + surface en AB / SAU, sans double compte). L importance des surfaces non traitées sur la SAU de l exploitation va réduire l impact potentiel de l exploitation à l échelle de la ressource en eau.

24 QSA herbicides_eso, à défaut QSA herbicides ou QSA totale, en g / ha de surfaces traitées. Les voies de transfert des produits phytosanitaires au sein du sol jusqu aux drains sont commandées par des processus identiques à ceux pris en compte pour l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux souterraines. Il est donc proposé d orienter l indicateur de façon privilégiée sur les herbicides parmi l ensemble des substances actives. Par ailleurs, la quantité appliquée, exprimée en valeur absolue en g/ha, est un facteur déterminant du risque qu une contamination dépasse une valeur seuil de qualité pour l eau, et doit être prise en compte. Enfin, il existe des différences de sensibilité au risque de transfert au sein du sol entre les SA qu il importe de prendre en compte pour plus de justesse. D où cette proposition d un indicateur QSA herbicides ESO. A défaut QSA herbicides ou QSA totale seront utilisés. Toutefois, l élaboration de l indicateur QSA herbicides ESO reste à faire et engendre une complexité dans le sens où chaque substance active doit être évaluée pour son risque de transfert vers les eaux souterraines. Indicateurs descriptifs de mesures techniques de protection Néant Toutefois, le maintien en herbe des fossés dans lesquels les drains débouchent constitue une précaution minimale qui permet d atténuer le risque de transfert jusqu aux cours d eau. La valorisation de zones humides naturelles et la création de zones humides artificielles constituent des voies de recherche visant à favoriser la dégradation des phytosanitaires dans les eaux de ruissellement ou de drainage en favorisant les phénomènes de bioremédiation (cf projet LIFE Artwet par exemple). Indicateurs descriptifs d autres facteurs de progrès IFT herbicide, indice de fréquence de traitement phytosanitaire pour les herbicides (en cohérence avec le choix d un indicateur QSA herbicides ESO ), exprimé en proportion d un IFT herbicide de référence régional. Si l IFT est élevé par rapport à la référence régionale, il est sans doute possible de le réduire, ce qui va concourir à une diminution de la pression sous réserve d une vigilance dans le choix et le dosage des SA qui seront appliquées.

25 Arbre de décision pour l évaluation concernant la pression diffuse en phytosanitaires sur les eaux de surface via la dérive et les perspectives de progrès Arbre de décision d produits phytos eaux superficielles : dérive Pression finale envisageable Marges de progrès Pression réelle Autres facteurs de progrès Mesures techniques de protection Pression potentielle IFT herbicide / référence Raisonnement des interventions phytos Bords de cours d eau protégés par une zone tampon en % du linéaire Utilisation de buses à dérive limitée en % surfaces traitées Pression liée aux pratiques Vulnérabilité du milieu part de la SAU non traitée en % QSA phytos g / ha traité Linéaire de bord de cours d eau en ml / ha SAU Indicateurs mobilisés pour décrire la vulnérabilité du milieu Linéaire de cours d eau en ml / ha de SAU C est un indicateur de l importance et de la densité d interface entre les parcelles et le compartiment eaux superficielles. Plus ces interfaces sont nombreuses, plus le risque est élevé que de la dérive issue des parcelles atteigne les cours d eau. Indicateurs mobilisés pour décrire une pression liée aux pratiques % de surface non traitées / SAU (information reconstituée à partir des indicateurs surface toujours en herbe et prairies temporaires + surface en AB / SAU, sans double compte). L importance des surfaces non traitées sur la SAU de l exploitation va réduire l impact potentiel de l exploitation à l échelle de la ressource en eau souterraine.

26 QSA totale, en g / ha de surfaces traitées La quantité de produits phytosanitaires appliquée, exprimée en valeur absolue en g/ha, est un facteur déterminant du risque qu une contamination dépasse une valeur seuil de qualité pour l eau, et doit être prise en compte. On prend en compte l ensemble des matières actives, sans distinction de comportement du fait que la dérive sous forme d aérosols est gouvernée par la taille des gouttelettes et non par les caractéristiques physico-chimiques des substances actives. Le risque d impact écotoxicologique des produits sur les milieux aquatiques est implicitement considéré comme maîtrisé par le respect de la réglementation ZNT. Indicateurs descriptifs de mesures techniques de protection Bords de cours d eau protégés par une zone tampon en % du linéaire Les bandes enherbées, ripisylves, constituent des espaces non traités qui assurent l éloignement du pulvérisateur des surfaces d eau libre. Utilisation de buses à dérive limitée en % des surfaces traitées L utilisation de buses à dérive limitée agréées pour la réduction des ZNT assure une sécurité supplémentaire vis-à-vis du risque de dérive. Indicateurs descriptifs d autres facteurs de progrès IFT total, indice de fréquence de traitement phytosanitaire (en cohérence avec le choix d un indicateur QSA totale ), exprimé en proportion d un IFT total de référence régional. Si l IFT est élevé par rapport à la référence régionale, il est sans doute possible de le réduire, ce qui va concourir à une diminution de la pression sous réserve d une vigilance dans le dosage des SA qui seront appliquées.