D Humières, Flavenot, Nie, Romon. Thème 1: La ressource en eau potable Sous-thème : Pressions sur la ressource prélevée sur le captage de Chantemerle

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1 D Humières, Flavenot, Nie, Romon INIP BV 2008 Thème 1: La ressource en eau potable Sous-thème : Pressions sur la ressource prélevée sur le captage de Chantemerle -1-

2 INTRODUCTION...3 I/ ETAT DES LIEUX : ANALYSE DES DIFFERENTS PARAMETRES DE LA RESSOURCE... 4 I.1) L ASPECT QUANTITATIF DE LA RESSOURCE EN EAU EST SATISFAISANT... 5 I.2) L ASPECT QUALITATIF DE L EAU EST D AVANTAGE PREOCCUPANT... 5 I.2.1) Qualité microbiologique du captage de Chantemerle... 5 I.2.2) Les polluants d origine phytosanitaires... 6 I.2.3) Les nitrates... 8 Modifications apportées aux pratiques... 8 Surface du bassin concernée... 8 I.2.4) Le problème de la turbidité... 9 I.3) DESCRIPTION DE LA ZONE D ETUDE II/ POLLUTION EN NITRATES : PARTICIPATION DES PRATIQUES AGRICOLES ET PISTES D AMELIORATION II.1) DEMARCHE ET OBJECTIFS II.2) ETUDE DES DIFFERENTS ELEMENTS INFLUENÇANT LA GESTION DE L AZOTE II.2.1) Un contexte économique incitatif II.2.2) Les sources de conseil II.2.3) Gestion de l azote par les agriculteurs dans les parcelles de la zone d étude Outil de modulation de la fertilisation II.3) PISTES D AMELIORATION POUR UNE MEILLEURE GESTION DE L AZOTE DANS LE BAC II.3.1) Indice d analyse de risque lié au différentiel entre l objectif de rendement et le rendement réellement obtenu II.3.2) Evaluation du risque de départ de nitrates vers les eaux souterraines : utilisation de la méthode BASCULE III/ REFLEXION SUR LES PRODUITS PHYTOSANITAIRES : PROPOSITION D'UNE LISTE DE PHYTOSANITAIRES A RECHERCHER DANS L'EAU DU CAPTAGE DE CHANTEMERLE III.1) RECENSEMENT DES MOLECULES PHYTOSANITAIRES UTILISEES III.2) LA QUANTIFICATION DES SUBSTANCES ACTIVES III.2.1) La quantification des molécules actives émises par l'agriculteur 1, pour la campagne III.2.2) La quantification des molécules actives émises par l'ensemble des quatre agriculteurs, pour les campagnes , comparée à la liste des phytosanitaires recherchés depuis quelques années III.2.3) La quantification des molécules actives émises par l'ensemble des quatre agriculteurs, pour les campagnes , comparée à la liste des phytosanitaires recherchés depuis quelques années III.3) UTILISATION DES CRITERES DE DEMI-VIE ET DE MOBILITE DANS LE SOL III.4) QUELLES MOLECULES RECHERCHER EN PRIORITE LES TROIS MOLECULES POUVANT ETRE LE PLUS LIXIVIEES SONT ASSEZ PEU UTILISEES EN QUANTITE III.5) EST-CE QUE CERTAINES MOLECULES DE LA LISTE ACTUELLE PEUVENT NE PLUS ETRE RECHERCHEES? III.5.1) Quelles données pouvons-nous utiliser? III.5.2) Utilisation de l'indice GUS : les molécules que l'on devrait pouvoir arrêter de rechercher IV/ LE PROBLEME DE LA CONTAMINATION BACTERIOLOGIQUE DES EAUX BRUTES IV.1) PARTICIPATION DES RESEAUX D ASSAINISSEMENT A LA POLLUTION BACTERIOLOGIQUE IV.1.1) Des systèmes d assainissement inefficaces ou inexistants IV.1.1) Projets entrepris et difficultés rencontrées afin de limiter les pollutions IV.2) CAUSES DES POLLUTIONS BACTERIOLOGIQUES D ORIGINE AGRICOLES IV.2.1) Origines des pollutions IV.2.1) Préconisations émises dans le cadre de la DUP et solutions envisagée CONCLUSION : BIBLIOGRAPHIE ANNEXES

3 Introduction Lors de la table ronde qui réunissait pour la première fois les étudiants et les différents acteurs du bassin, la problématique de la fragilité de la ressource en eau potable est apparue plusieurs fois. Ainsi, nous avons été conduits à étudier les différentes pressions sur la ressource en eau potable en axant notre étude sur le captage de Chantemerle. Le 23 octobre 2000, un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l eau est adopté par le Parlement européen et le Conseil de l Union Européenne. La directive 2000/60/CE, plus connue sous le nom de Directive Cadre Eau (DCE) en est le résultat. La directive 2006/118/CE complète la DCE pour la qualité des eaux souterraines brutes, dont l objectif fixé pour 2015 est de satisfaire les normes de qualité [annexe 1] et de quantité. D autre part, et comme il a été décrit dans le rapport Genèse de la ressource en eau potable sur le bassin versant de la Vrille, le SIAEP de la Puisaye a recours à l interconnexion de ses réseaux d eaux brutes afin de pallier un défaut qualitatif lié au captage de Chantemerle (qui sera étudié au cours de ce présent rapport). La très bonne qualité des eaux d Arquian compensant celle de Chantemerle pour les nitrates. Cette méthode «curative» de gestion de la qualité des eaux présente des atouts évidents tels que l obtention de résultats immédiats à court terme. On peut cependant y trouver certaines limites : la non résolution du problème sur le long terme d où une possibilité d aggravation de la situation; un éventuel surcoût pour le consommateur et enfin une déresponsabilisation des différents acteurs à l origine de l état des eaux de Chantemerle. C est donc en envisageant une approche «préventive» que nous avons choisi de traiter de la ressource en eau potable du captage de Chantemerle qui correspond à une eau d origine souterraine [se référer au rapport Genèse de la ressource en eau potable sur le bassin versant de la Vrille]. Le schéma ci-dessous illustre la démarche adoptée dans notre étude : On y distingue tout d abord le pôle «Etat»qui correspond pour nous à la qualité physico-chimique de l eau brute de Chantemerle mais aussi à sa disponibilité quantitative. Sur cet «Etat» agissent des «Pressions», tant sur la quantité (prélèvements pour le syndicat - 3 -

4 d eau, irrigation éventuelle) que sur la qualité (nitrates et phytosanitaires d origine agricole, sortie de systèmes d assainissement). Ces «Pressions» sont à leur tour étroitement liées aux «Déterminants socio-économiques». Ces déterminants concernent l évolution du contexte économique, du conseil technique ou des sensibilités socio-environnementales. Enfin, interagissant avec ces trois pôles, les «Réactions» regroupent l ensemble des réglementations et des dispositifs de gestion mis en œuvre pour enrayer toute évolution jugée défavorable. Ce schéma constitue le canevas de notre étude. Nous étudierons chaque pôle afin d obtenir une vue transversale de l état de la ressource, mieux cerner les problèmes tout en envisageant des pistes d amélioration de la situation. I/ Etat des lieux : analyse des différents paramètres de la ressource Nous nous intéressons ici à l Etat de la ressource en eau brute de Chantemerle, mais nous en profiterons pour y traiter du pôle «Réactions», en y traitant préférentiellement des réglementations (directives européennes, ) relatives à l état étudié. Le terme «état» tel qu il est envisagé dans cette étude sous-entend deux aspects bien distincts. D une part le critère quantitatif, qui correspond à la quantité d eau disponible dans la nappe étudiée qui peut s avérer insuffisante. D autre part le critère qualitatif, qui comprend lui-même différents paramètres d ordre microbiologique, physico-chimique et organoleptique. Nous envisageons ici à priori ces deux aspects. Par ailleurs, on peut distinguer en termes de contamination les pollutions diffuses (pollution par les nitrates par exemple) et les pollutions ponctuelles (déversement occasionnel de produits chimiques). Parce qu elles sont difficiles à étudier et relèvent le plus souvent d accidents, nous avons fait le choix de ne pas nous intéresser aux pollutions ponctuelles

5 I.1) Un bon état quantitatif de la ressource en eau La figure ci-dessous montre que les prélèvements d eau (besoins) n ont pas augmenté depuis Ils ont même eu tendance à diminuer depuis Le SIAEP n a encore jamais été contraint quantitativement sur le captage de Chantemerle. Etant donné que la croissance limitée de la population sur le bassin versant et constatant que les prélèvements sont à la baisse, nous avons décidé d écarter l enjeu quantitatif des points à traiter sur la ressource en eau volume (m3) années Evolution des quantités prélevées sur le captage de Chantemerle de 1997 à 2007, SIAEP de la Puisaye I.2) L aspect qualitatif de l eau est d avantage préoccupant La qualité d une eau destinée à la potabilisation dépend de plusieurs paramètres qui peuvent être d ordre microbiologique (bactéries, virus, ), physico-chimiques (ph, turbidité, polluants, ) et organoleptique. On parle de contamination ou de pollution à partir du moment où les valeurs relevées sont supérieures au seuil fixé par la réglementation [annexes]. Nous nous attarderons ici sur la qualité microbiologique et les teneurs en polluants, plus facilement analysables d après les relevés effectués par la DDASS d une part, et le SIAEP de la Puisaye d autre part. I.2.1) Qualité microbiologique du captage de Chantemerle a) Contexte réglementaire Du point de vue bactériologique, le bon état chimique est atteint lorsque les concentrations en Escherichia coli, Entérocoques ou Streptocoques fécaux et Coliformes totaux sont inférieures aux valeurs respectives de 20 unités/100 ml, 20 unités/100 ml et 50 unités/100 ml

6 C est pour prévenir une pollution d origine bactériologique que les prescriptions de la Déclaration d Utilité Publique en cours d élaboration interdisent formellement l épandage de lisier sur la zone de protection définie à cet effet. L épandage de fumier est cependant autorisé. b) Observations sur les relevés du captage Nous présentons ici les valeurs issues des échantillons prélevés par la DDASS et analysées par le laboratoire départemental [1]. Date de prélèvement Escherichia coli (unités/100ml) Entérocoques fécaux (unités/100ml) Coliformes totaux (unités/100ml) 20/06/ /04/ /06/ [1] Evolution des teneurs en différents germes dans les eaux brutes 2003 et 2006; prélèvements DDASS; analyses laboratoire départemental Il apparaît clairement que les valeurs obtenues pour ces 3 dates sont bien au delà des normes de qualité définies précédemment, et particulièrement pour le dernier prélèvement. Comme le diagnostique le laboratoire départemental, l eau brute de Chantemerle contient de grandes quantités de germes témoins d une contamination fécale. La source de cette contamination peut être corrélée à un système d assainissement insuffisant ou à l épandage d engrais organiques tels que du lisier en amont du captage. I.2.2) Les polluants d origine phytosanitaires a) Contexte réglementaire En ce qui concerne la norme de qualité relative aux phytosanitaires [2006/118/CE Annexe 1], le bon état chimique est atteint lorsque la concentration de ces produits est inférieure à 0.5µg/L pour l ensemble des éléments et 0.1µg/L pour chaque élément. Afin d atteindre cet objectif, depuis janvier 2006 les agriculteurs sont soumis à des contraintes dans le cadre de la conditionnalité. Ils sont en effet tenus de respecter quelques règles, sous peine de voir leurs aides au revenu restreintes (aides du premier pilier de la PAC). Il est ainsi obligatoire d utiliser des phytosanitaires possédant une AMM (Autorisation de Mise sur le Marché), de respecter les indications d'utilisation du produit (quantité épandue, date d'utilisation, zone non traitée en bordure des cours d'eau, délai avant récolte) et de tenir un registre d'utilisation des phytosanitaires sur les cultures non alimentaires. Pour le cas où un agriculteur s'engagerait dans une MAE (Mesure Agro Environnementale), des obligations s'ajoutent : la tenue d un registre phytosanitaire sur les cultures, la remise des emballages vides et des phytosanitaires qui ne sont pas entièrement utilisés à un organisme adapté, un contrôle du pulvérisateur doit être effectué tous les 5 ans et, pour le cas où la zone non traitée ne serait pas mentionnée, il faut respecter une ZNT (Zone Non Traités) de 5 mètres

7 Ainsi, la réglementation sur les phytosanitaires consiste pour les agriculteurs avant tout à respecter les prescriptions d'usage. Chantemerle est en «zone vulnérable» pour les nitrates, mais il n'existe pas de règlementation spécifique pour l usage des phytosanitaires. Il n'y a pas non plus de prescriptions pour l'utilisation des phytosanitaires dans la zone du périmètre de protection rapproché. b) Observations sur les relevés du captage Ici encore nous nous fondons ici sur les échantillons d eaux brutes du captage de Chantemerle, prélevés par la DDASS [2]. Le SIAEP ne possède apparemment aucune analyse datée de 2004 ou Il faut également noter que la DDASS a modifié la liste des phytosanitaires à identifier entre 2004 et 2005, ce qui signifie que des molécules identifiées en 2006 étaient peut être présentes auparavant. [2] Evolution des quantités d éléments issus de produits phytosanitaires entre 2003 et 2006; prélèvements DDASS; analyses laboratoire départemental Selon le cadre réglementaire, la qualité de l eau brute du captage de Chantemerle n est pas bonne, étant donné que pour chaque prélèvement, au moins un élément possède une concentration trop élevée. C est le cas de la déséthylatrazine (produit issu de la dégradation partielle de l atrazine) en 2003 (c=0.11µg/l) et 2006 (c=0.21µg/l), mais aussi du diuron (c=0.17µg/l) en L apparition brutale du diuron en 2006 est probablement due à son introduction dans les listes de références du laboratoire. On remarquera que les teneurs en atrazine et en déséthylatrazine semble avoir régressé entre 2003 et Ceci s explique sans doute par le fait que 2003 constitue la dernière année pour laquelle l utilisation de l atrazine a été autorisée

8 I.2.3) Les nitrates a) Contexte réglementaire En ce qui concerne la norme de qualité relative aux nitrates [2006/118/CE Annexe 1], le bon état chimique est atteint lorsque la teneur en nitrates de l eau est inférieure à la valeur seuil des 50mg/L. Remarque : Les sources de pollution en nitrates sont multiples, ainsi, si les pratiques agricoles constituent la plus répandue en zone rurale, il ne faut pas négliger d autres sources possibles comme les eaux usées issues des habitations. Nous avons fait le choix de nous intéresser plus particulièrement aux pratiques agricoles. Le problème de l assainissement sera cependant abordé en fin de rapport. En termes de pratiques agricoles, deux points encadrent l'utilisation de la fertilisation azotée. D une part, le code des bonnes pratiques agricoles de 1993 pose les conditions d'utilisation et de stockage des fertilisants notamment organiques. Il fixe les périodes pendant lesquelles les fertilisants ne doivent pas être épandus, les conditions d'épandage des fertilisants sur les sols à risque (forte pente, sols détrempés, inondés, gelés ou couverts de neige, proches des eaux de surface), la capacité et le mode de construction des ouvrages de stockage des effluents d'élevage, les modes d'épandage des fertilisants, et enfin l'élaboration de plans de fumure et tenue de cahiers d'épandage. D autre part, le bassin d alimentation est classé en «zone vulnérable». Ainsi, les recommandations issues du Code des Bonnes Pratiques deviennent obligatoires. De plus, certaines obligations viennent s ajouter telles que la réalisation d un plan prévisionnel de fumure et un cahier d'épandage, la fixation de la quantité maximale d effluents d élevage épandables à 170 kg d N /ha/an, l adaptation de la fertilisation azotée au type de culture réalisé, la mise aux normes des bâtiments de stockage. Et enfin, les effluents doivent être épandus à plus de 35m des cours d eau. Un programme de mesures environnementales entre 1996 et 2001 a abouti à une modification des pratiques agricoles sur le bassin d alimentation [3] Ces modifications font partie intégrante des pratiques actuelles des exploitants les ayant adoptées entre 1996 et Modifications apportées aux pratiques Mise en place de CIPAN (moutarde) avant un maïs Réduction de 40 unités d azote sur un blé d hiver par rapport à l objectif de rendement initial de l exploitant Surface du bassin concernée 35% 26% [3] : Impact des MAE sur les pratiques agricoles du bassin d alimentation Enfin, consécutivement à la directive nitrate, la Chambre d Agriculture se doit de publier chaque année des doses «pivots». Ces doses pivots renseignent sur la dose totale d engrais (engrais minéral+organique) à ne pas dépasser par l agriculteur [Annexe 2]

9 b) Observations sur les relevés du captage On s intéresse préférentiellement aux relevés effectués par le SIAEP [4] car ils sont réalisés fréquemment et à intervalles réguliers (tous les mois depuis 1987). [4] : Evolution de la teneur en nitrate du captage de Chantemerle de mai 1987 à mai 2007, prélèvements SIAEP de la Puisaye; analyses laboratoire départemental de la Nièvre On peut observer que depuis 1987, les teneurs de ces eaux en nitrate ont presque toujours dépassé le seuil des 50mg/L. Ces teneurs sont soumises à des fluctuations de grande amplitude, notamment en hiver (décembre/janvier) ce qui correspond aux périodes de lessivage de nitrates. Ces pics mettent en évidence les deux points sur lesquels repose la gestion des fuites de nitrates : la maîtrise de l interculture d une part (y a t-il un couvert végétal conséquent sur la période hivernale?); la maîtrise de la culture d autre part (la fertilisation est-elle adaptée ou en excès?). Le programme de mesures agro - environnementales a repris ces deux points sur plus de 50% de la zone [3]. Or, la pluviométrie moyenne sur la zone est globalement homogène de 1997 à 2007 [Annexe 3], on peut faire l hypothèse que ces mesures ont eu un impact favorable sur la qualité de l eau brute matérialisée par la disparition des pics de concentration 1. I.2.4) Le problème de la turbidité En hiver, les eaux à l exutoire présentent une turbidité étroitement corrélée à leur circulation dans le système karstique de l aquifère calcaire. Il est donc impossible de remédier à ce caractère via des modifications des pratiques agricoles ou des systèmes d assainissement. En effet, les eaux de drainages agricoles qui pourraient potentiellement accroître la turbidité 1 Il est aussi possible que le changement radical dans les variations des résultats soit aussi dû à un changement de laboratoire d analyse mais nous n avons pas eu les moyens de conclure sur le sujet

10 D Humières, Flavenot, Nie, Romon INIP BV 2008 sont récupérées dans un réservoir indépendant des eaux captées. Nous ne nous intéresserons donc pas à ce critère. I.3) Description de la zone d étude Pour définir notre zone d étude, nous nous sommes basés sur le périmètre délimité par monsieur Herody, hydrogéologue mandaté pour définir un périmètre de protection et un ensemble de préconisations à y appliquer dans le cadre de la mise en place de la déclaration d utilité publique (DUP). Ce périmètre enserre environ 170 Ha correspondant à la plus grande partie du bassin d alimentation du captage (BAC) de la source de Chantemerle. Aucune zone habitée n est présente dans le périmètre étudié, cependant on remarquera la présence de trois hameaux (Les Chaboureaux, La Tuilerie et Villours) en bordure du périmètre. La surface de la zone d étude est donc constituée à plus de 95% de SAU (Surface Agricole Utile). Cette SAU d environ 160 hectares est partagée entre quatre exploitations agricoles. Nous avons numéroté arbitrairement (du nord au sud) de 1 à 4 ces exploitations et repéré sur la carte C.2 les parcelles qu elles exploitent sur la zone d étude. Il est à noter que chacune de ces exploitations présentées ci-dessous exploite également des terres en dehors du périmètre de la zone d étude. Carte C.2 :parcellaire dans la zone d étude

11 Présentation des exploitations de la zone : Les informations relatives à l utilisation des parcelles du BAC et notamment à leur fertilisation azotée sont regroupées dans les tableaux 1, 2 et 3 présentés en Annexe 4. Exploitation 1 : polyculture élevage bovin laitier (37,5 % de la SAU du BAC ce qui représente 50 % de la SAU totale de l exploitation) Cette exploitation est la plus importante en termes de surface cultivée sur la zone d étude. L élevage bovin laitier regroupe quatre races (Primes Holstein, Brunes des Alpes, Montbéliardes et Normandes) pour un total de 60 laitières et 80 génisses. L atelier élevage produit deux types d effluents : du fumier et du lisier qui sont épandus sur les terres de l exploitation en complément d amendements minéraux achetés à la coopérative «Episcentre». L agriculteur exploite une SAU de 120 Ha environ, dont 60 Ha sont situés sur la zone d étude. De manière exceptionnelle, et afin de subvenir à ses besoins en paille, il cultive également une partie des terres de l exploitation 2 (environ 30 Ha) dont une partie est située sur la zone d étude (env. 8 Ha). Les productions végétales ont pour vocation première de subvenir aux besoins du troupeau, les surplus étant vendus à l extérieur (coopérative «Episcentre» ou courtier). La culture du maïs notamment, sur les parcelles de la zone, sont valorisées en ensilage pour les besoins de l élevage ainsi qu en grain, dont une partie est vendue à la coopérative (l autre étant intégrée à la ration des laitières). Les répartitions moyennes des rotations culturales sur la SAU totale et sur la SAU de la zone d étude sont les suivantes : Répartition des assolements dans le BAC prairie permanente 21% prairie temporaire 16% colza / blé / escourgeon 24% maïs / blé 39% Répartition des assolements sur la SAU totale prairie temporaire 29% prairie permanente 31% colza / blé / escourgeon 20% maïs / blé 20% Il est intéressant de remarquer deux choses : l exploitation 1 exploite les terres les plus proches du captage. La parcelle directement mitoyenne du captage est occupée par de la prairie permanente qui sert de pâture aux vaches laitières. Ensuite, et du fait de la proximité d une retenue d eau (cf. carte C.2), c est la seule exploitation de la zone à pouvoir pratiquer la culture du maïs qui nécessite une irrigation pour être rentable. Située légèrement en aval du captage, cette retenue est alimentée d une part par les eaux d un ru provenant d un étang situé plus au nord, d autre part par les eaux collectée dans un réseau de drainage construit au début des années 1990 afin de séparer les eaux de drainage des eaux de la nappe. On peut également signaler que le trop plein de la source captée se déverse dans cette retenue. Il résulte de ces éléments que le prélèvement d eau qui est effectué dans cette retenue ne constitue pas une menace quantitative sur la ressource en eau potable. L agriculteur fait partie du groupement d agriculteur (GDA) organisé et animé par la Chambre d Agriculture de la Nièvre et plus particulièrement par l antenne de Cosne sur Loire

12 Exploitation 2 : céréaliculture (28 % de la SAU du BAC ce qui représente 15 % de la SAU totale de l exploitation) Cette exploitation tournée essentiellement vers la céréaliculture compte une SAU de 300 Ha environ, dont 45 Ha sont situés sur la zone d étude. Une seule rotation est pratiquée : colza/blé/escourgeon (orge d hiver) avec remplacement parfois du colza par du tournesol ou des pois. Deux petites parcelles (5,5 Ha au total) situées dans la zone étude sont laissées en jachère du fait de leur faible productivité (sols hydromorphes, voir carte C2 et C3). Du point de vue de la fertilisation azotée, l exploitation 2 n utilise que des fertilisants de synthèse et ne dispose d aucun fertilisant organique. L exploitant ne fait pas partie du GDA et n adhère pas à la coopérative. Elle vend ses productions à un courtier. Exploitation 3 : polyculture élevage avicole (28 % de la SAU du BAC ce qui représente 23% de la SAU totale de l exploitation) Il s agit d une exploitation avicole relativement importante (7 salariés, 2 associés en SARL et places de poules pondeuses environ). Le fumier (paille et fientes des pondeuses) sert à fertiliser les terres et est complété par des engrais azotés minéraux. De la même manière que pour l exploitation 1, les productions végétales issues des 195 ha de SAU totale sont vouées à l atelier d élevage. 45 ha sont situés sur la zone d étude. Les surplus de production sont vendus à la coopérative. Mise à part quelques parcelles placées en gel des terres, la grande majorité des parcelles sont conduites suivant une seule rotation : colza/blé/escourgeon (orge d hiver). L exploitant ne fait pas partie du GDA, mais est adhérent de la coopérative Epis Centre avec laquelle il travaille étroitement. Exploitation 4 : polyculture élevage ovin (6,5 % de la SAU du BAC ce qui représente 3,3% de la SAU totale de l exploitation) Cette exploitation est celle qui présente la plus faible part de terres situées sur le BAC avec seulement 10 ha à la pointe sud de la zone. L exploitation est caractérisée par un élevage ovin (production de viande d agneau) de 300 brebis (race Ile de France) et 80 agnelles. L élevage produit du fumier qui, complété par des amendements minéraux et du compost des Amendements Nivernais (mélange de débris végétaux et de boues d épuration) constitue les amendements azotés épandus sur les cultures. Là encore, les productions végétales sont en premier lieu vouées aux besoins de l élevage. Sur les 278 ha que compte l exploitation, environ 200 ha sont conduits en polyculture suivant les rotations suivantes : colza/blé/escourgeon (orge d hiver) et colza/blé/tournesol/blé. Les 10 ha situés sur la zone d étude sont menés suivant la deuxième rotation. Les surplus de production sont stockés sur l exploitation et vendus à un courtier. L agriculteur est membre du GDA

13 Quelques constatations générales : On peut remarquer tout d abord que les quatre exploitations présentes sur la zone sont très différentes à deux points de vue. D abord parce que leurs productions sont différentes : une exploitation céréalière pure et trois exploitations de polyculture élevage différentes (bovin laitier, ovin et avicole). Ensuite parce que la part que représente les terres de chacune des exploitations dans la zone vis-à-vis de la SAU totale des exploitations est très variable. En effet, l exploitation 1 exploite la moitié de ses terres dans le BAC alors que l exploitation 4 n y cultive que 3,3% des sa SAU totale (les exploitations 2 et 3 étant à des niveaux intermédiaires). De cette dernière remarque, on peut déduire que l application d une mesure sur la zone aura beaucoup plus d impact sur le système d exploitation 1 que sur le système d exploitation 4. D autre part, s il est vrai que les systèmes d exploitation sont très différents, on remarquera que pour les exploitations 2, 3 et 4, les terres situées sur la zone d étude sont cultivées de manière assez similaire du point de vue des rotations culturales : colza/blé/escourgeon (exploitations 2 et 3) et colza/blé/tournesol/blé (exploitation 4). On peut donc se poser la question de savoir si, compte tenu de cette homogénéité, l azote est géré de la même manière d une exploitation à l autre ou si des différences apparaissent. L exploitation 1 se détache des deux autres du fait de la présence du maïs dans son assolement. L effet des pratiques sur le milieu dépend de la nature de ce milieu. Nous avons donc construit une carte des hétérogénéités des sols du BAC en termes de potentiel de production des terres (basée sur les dires des agriculteurs). Cette carte montre que les terres du BAC sont globalement homogènes du point de vue des potentiels, malgré les différences de nature de sol et de comportement des sols vis-à-vis de l eau évoqués dans le rapport «Alimentation de la ressource en eau potable du bassin versant de la Vrille». Le drainage de certaines parcelles contribue significativement à cet état de fait. Seules certaines zones en marge de la zone d étude sont dites «de mauvais potentiel». Cette carte sera étudiée et confrontée aux pratiques de fertilisation azotée dans le point II Par ailleurs, les pratiques des agriculteurs sont plus ou moins directement influencées par des facteurs extérieurs aux exploitations à savoir la réglementation, le contexte économique et les instances de conseil. Nous avons donc choisi de faire un point sur ces facteurs afin d en préciser l impact sur la gestion de l azote dans les systèmes de culture

14 Numérotation des parcelles : Afin de mieux se repérer dans le parcellaire dans la suite de l exposé, nous avons numéroté chaque parcelle comme suit : Carte C.2 : II/ Pollution en nitrates : participation des pratiques agricoles et pistes d amélioration II.1) Démarche et objectifs Maintenant que nous avons une connaissance plus précise de l état de la ressource, des réactions et surtout des pressions agricoles susceptibles de l affecter, intéressons nous au pôle «Déterminants socio-économiques» afin d identifier ce qui peut conditionner ces pratiques agricoles sur le bassin d alimentation en eau potable de Chantemerle

15 Rappelons tout d abord que la maîtrise de la pollution diffuse par les nitrates repose sur deux points bien distincts : Une maîtrise pendant la culture. Celle-ci dépend directement de l ajustement de la fertilisation azotée par la méthode du bilan. Interviennent alors la définition de l objectif de rendement, la méthode de calcul de la fertilisation associée ainsi que l ajustement entre la réalité et l objectif en cours de culture. Une maîtrise pendant l interculture. Celle-là dépend de l enfouissement des pailles après récolte, du maintien des repousses et de l implantation de cultures intermédiaires. Le risque de fuite des nitrates vers les eaux souterraines est le plus important au moment où survient le drainage hivernal après la minéralisation automnale. Que devient ce risque si l'on regarde de plus près l'absorption des nitrates par les cultures? Prenons l'exemple de la succession blé/maïs, qui est pratiquée par l'agriculteur 1 [5]. [5] Périodes à fort risque de lessivage des nitrates, et les périodes d absorption de l azote minéral par les cultures pour un assolement blé/maïs (d après P. Martin)

16 Cet exemple est intéressant car il permet de faire figurer deux intercultures : une courte et une longue. Entre le maïs et le blé (interculture courte), les risques sont limités. Le maïs a absorbé l essentiel de la minéralisation du sol. Le blé peut en absorber le reliquat. Entre le blé et le maïs en revanche (interculture longue) les risques sont plus importants. Les nitrates minéralisés après la récolte du blé pouvant être lessivés pendant l hiver avant le semis du maïs, d'où l'importance de placer une culture de couverture entre blé et maïs permettant de fixer l'azote qui est minéralisé. La mise en place d'une culture intermédiaire a été favorisée dans le cadre des mesures agri-environnementales dans les années Son usage s est poursuivi entre blé et maïs aujourd'hui (cf. Agriculteur1), les MAE permettent donc une évolution durable des pratiques. Il n'y a pas de couverture du sol lors de la première interculture qui est courte. Même si la minéralisation n'est pas très intense et que l'on ne se situe pas lors des grandes pluies, il y a quand même un risque de lessivage. On ne peut pas placer une culture en couverture et dans ce cas précis, les résidus ne sont pas enfouis puisqu'ils servent pour les animaux (cf. agriculteur 1). La marge de manœuvre est assez faible dans ce cas particulier pour améliorer la situation en interculture. L effort devra avant tout se porter sur le raisonnement de la fertilisation des cultures. II.2) Etude des différents éléments influençant la gestion de l azote Ainsi que nous l avons signalé la gestion de l azote doit se faire à la fois sur culture, avec un raisonnement de la fertilisation, et en interculture afin d éviter le lessivage des nitrates non absorbés auxquels s ajoutent ceux minéralisés après la récolte. Dans cette partie nous aborderons 2 déterminants importants de cette gestion : le contexte économique et la nature du conseil diffusé aux agriculteurs. Dans un troisième temps, nous confronterons ces déterminants aux pratiques effectives des agriculteurs. Nous proposerons enfin deux outils permettant d évaluer la bonne adéquation de ces raisonnements sur la zone d étude. II.2.1) Un contexte économique incitatif Le contexte économique agit directement sur le raisonnement des agriculteurs dans la mesure où il détermine les marges que ceux-ci dégagent de leurs productions. Nous faisons l hypothèse que plus la rentabilité d une culture augmente et plus l agriculteur risque de majorer son objectif de rendement, et donc la fertilisation. Le milieu restant le même, le risque de surfertilisation et de pollution par les nitrates s accroît aussi. Afin de simplifier les choses, nous nous sommes focalisés sur le blé, culture principale de la zone soumise à de fortes fluctuations de prix ces deux dernières années. Nous avons jugé intéressant, compte tenu de ces forte variations de comparer deux années : 2005 (avant la flambée des prix du blé), et 2008 (prix actuel). Entre 2005 et 2008 les prix du blé et des engrais ont augmenté du fait de la pénurie de matière agricole et des tensions sur les ressources énergétiques. L idée était pour nous d analyser si le ciseau des prix était ou pas favorable au maintien voire à l accroissement des objectifs de rendement et par conséquent des niveaux de fertilisation. a) Etude du ciseau des prix : évolution du contexte économique entre 2005 et 2008 Nous raisonnons toute choses égales par ailleurs ce qui est réducteur mais a la qualité de simplifier encore une fois les choses. Nous négligerons donc les externalités résultant d une consommation plus ou moins grande d engrais comme par exemple une dépense

17 supérieure en carburant nécessaire à l épandage de l engrais ou des frais de livraison plus élevés. Les prix des engrais en 2008 nous ont été fournis par la coopérative «Epis Centre» qui approvisionne les agriculteurs de la zone. Nous n avons pas connaissance du fournisseur d engrais de l exploitation 2 nous avons considéré pour nos calculs que les prix étaient ceux de la coopérative. Pour estimer les prix des engrais en 2005, nous nous baserons sur les données de la ferme expérimentale de Grignon qui utilisait également de l ammonitrate 33,5 en Nous n avons pas pu obtenir les prix des autres engrais en 2005 auprès de la coopérative. Coût des principaux engrais utilisés sur la zone d étude : Engrais utilisés (exploitations l utilisant) Prix 2008 (à la tonne) donné par Epis Centre Prix 2005 (à la tonne) Granulés d ammonitrate 33,5 (1 ; 3 ; 4) 255,90 213,07 Solution 39 (4) 199? Solution 25/20 (3) 248,86? Un examen rapide des pratiques des agriculteurs (cf. tableaux 1,2 et 3) montre que l engrais utilisé au troisième apport est systématiquement l ammonitrate 33,5. On peut donc penser que c est sur les quantités de cet engrais que vont jouer les agriculteurs. Comme cet engrais contient 33,5 Kg d azote pour 100 Kg de produit, on en déduit le coût à l unité d azote (1 unité d azote correspondant à 1 Kg d azote) : 1 unité d azote vaut environ 0,764 en 2008 et 0,636 en Les prix du blé en 2005 et en 2008 : Pour 2005, on se basera sur les prix producteurs donnés par la FAO (FAO STAT) soit 93,8 / tonne (soit 9,38 / q). Pour ce qui est des prix de 2008, on prendra la valeur 25,5 /q (donnée Agrest sur cette année). Le calcul de la marge dégagée sur l obtention d un quintal de blé (Mq) n est pas possible compte tenu des informations manquantes, cependant, nous pouvons réaliser un calcul de variation de marge entre les années 2005 et 2008 : toutes choses égales par ailleurs, la marge que nous calculons donc correspond à la différence entre le prix d un quintal et le coût de fertilisation pour ce quintal. Il s obtient par le calcul suivant : Sachant que pour un quintal de blé on compte 3 unités d azote, la marge dégagée sur un quintal est la suivante : Mq = Prix d un quintal 3 x Prix d une unité d azote Le schéma suivant confronte les situations en 2005 et en 2008 et nous donne le «ciseau des prix» entre ces deux années

18 0,764 0,636 Le tableau suivant récapitule les résultats des calculs de marge : Tableau Marges sur 1 quintal : Prix du blé Marge sur un quintal (Mq) 2005 : 9,38 /q 7, : 25,5 /q 23,208 On constate que le ciseau des prix a tendance à s ouvrir du fait de la plus forte augmentation des prix du blé par rapport aux prix des engrais azotés (ammonitrate du moins). Dans un tel contexte l optimum économique se rapproche du rendement maximum. Mais viser un rendement supérieur à ce maximum coûte aussi plus cher qu avant. Le tableau cidessous donne les rendements objectifs et rendements moyens réellement obtenus pour chacun des 4 agriculteurs: Agriculteurs Rendement objectif (blé) 75 qx 75 qx 80 qx 70 qx Rendement moyen obtenu (blé) 65 qx 60 qx 70 qx 65 qx On constate que les rendements moyens obtenus sont toujours de l ordre de 5 à 10 quintaux inférieurs aux objectifs. La variabilité des rendements annoncée par les agriculteurs ne semble pas être très marquée. On peut alors se demander pourquoi les exploitants continuent de viser des rendements objectifs supérieurs aux rendements moyens obtenus (et donc des apports d engrais trop importants) et s il serait possible de leur demander de viser des rendements objectifs égaux à leur rendements moyens ce qui permettrait a priori d avoir une fertilisation azotée adaptée aux rendements obtenus. b) Peut-on demander aux agriculteurs de réduire leurs objectifs de rendement? Un calcul assez simple nous montre qu il est difficile, d un point de vue purement économique, de demander aux agriculteurs de la zone de réduire leurs objectifs de rendement et donc la fertilisation azotée qui les accompagnent

19 En effet, le coût que représentent 5 quintaux non obtenus en année moyenne est le suivant : 5 x 3 x Prix d une unité d azote (3 unités d azote pour un quintal) = 11,46 /ha Or, dans le cas d une très bonne année, c'est-à-dire si le rendement objectif est atteint, la marge dégagée sur les 5 quintaux équivaut à : 5 x (prix d un quintal 3 x prix d une unité d azote) = 116,04 On constate donc que si les très bonnes années arrivent avec une fréquence inférieure à 10 ans, l investissement des 15 unités d azotes de différence entre les rendements objectifs et réels moyens est rentable. Or, en général, les très bonnes années apparaissent à une fréquence inférieure à 5 ans. On peut donc en conclure que si les rendements obtenus sont en moyenne inférieurs aux rendements objectifs de l ordre de 5 quintaux, il n est cependant pas envisageable d un strict point de vue économique de demander aux agriculteurs de réduire leurs objectifs de rendements. En effet, la marge qu ils pourraient dégager d un bon rendement justifie le maintien des objectifs et des doses de fertilisant correspondantes, bien que celles-ci soient perdues lors des années moyennes ou mauvaises et contribuent potentiellement à la pollution des eaux par les nitrates. Remarque : Nous n avons pas pris en compte ici le taux protéique du blé qui est un critère de qualité parfois important dans la vente du blé. II.2.2) Les sources de conseil. Nous étudierons d abord le contenu du conseil apporté par les principales instances de conseil puis nous chercherons à comprendre comment ce conseil est intégré par l agriculteur. Parmi les instances de conseil ayant une grande influence au niveau du département, on étudiera la Chambre d Agriculture dont une des missions est de diffuser des conseils de fertilisation. Nous nous intéresserons également à la coopérative Epis-centre qui assure aussi un conseil technique. Pour chaque organisme, on distinguera le conseil sur la culture et celui sur l interculture. Au niveau du raisonnement de fertilisation, on s intéressera d avantage au blé qui est une culture particulièrement répandue sur le bassin. Présentation a) La Chambre d Agriculture Les agriculteurs cotisants peuvent bénéficier de certains services techniques transmis par bulletins d information ou lors de réunions. Le système de Groupements D Agriculteurs (GDA) est un des vecteurs de cette information. Ce sont des groupes d une vingtaine d agriculteurs, animés par un conseiller technique de la Chambre qui se rassemblent chaque quinzaine ou plus fréquemment selon les périodes. Au sein de l Otex céréaliculture, 200 agriculteurs sur les 1500 agriculteurs de la Nièvre (soit 13% de la profession) s impliquent dans des GDA

20 Ce que nous rapportons ici est issu des entretiens effectués d une part avec un conseiller technique de la Chambre de Nevers (animateur de Groupements d Agriculteurs), et du directeur de la coopérative ainsi que de l ingénieur technique responsable lignes techniques directrices de la coopérative. Directions générales prises par la Chambre La Chambre travaille globalement dans un souci de réduction des charges. Par exemple, elle suit de très près certains travaux tels que ceux effectués dans un souci de désintensification des cultures par Bernard Roland (INRA de Rennes), sur des variétés de blé rustique. Elle se situe dans une optique de réduction des intrants via le maintien des marges maximums. Au niveau des problématiques liées aux bassins d alimentation de captage, des travaux spécifiques sont réalisés à l échelle locale (exemple du bassin d alimentation des Rabions, bassin versant du Nohain). A ce sujet, la méthodologie est fondée sur le croisement des pratiques phytosanitaires avec l'aléa «excédent hydrique décadaire». Un conseil particulier est alors délivré aux agriculteurs concernés par les zones de pression. Le conseil du GDA sur la maîtrise de la culture Le rôle que se donne la Chambre est de donner à l exploitant les outils nécessaires afin qu il puisse raisonner de façon autonome ses décisions. D après l animateur de GDA rencontré, il existe cependant une réelle demande de la part de la profession agricole quant à un conseil direct sur la dose à apporter qu on pourrait assimiler à une sous-traitance technique. Ceci concerne en effet une partie des agriculteurs du BAC. Tout d abord, l objectif de rendement est calculé à partir d une moyenne des 3 meilleurs rendements sur les 5 dernières années. Afin de déterminer la fertilisation à appliquer à partir de cet objectif on mobilise une méthode des bilans poste par poste [annexes]. L estimation des reliquats en sortie d hiver se fait par analyse de terre (150 parcelles analysées en 2007). Le fractionnement pour un blé est raisonné en fonction des courbes d absorption des cultures, de la météo, et se présente généralement de la façon suivante : - 1er apport : 1ère quinzaine de février, théoriquement supprimé quand le reliquat azoté est suffisant mais cette mesure est très mal acceptée par les agriculteurs - 2ème apport : 2ème quinzaine de mars - 3ème apport : 2ème quinzaine d avril voire début mai, non réalisé sur sols trop caillouteux. La modulation de la fertilisation au cours du cycle cultural se fait grâce à l outil Jubil, outil d évaluation de la quantité d azote absorbé par la plante au cours du temps. La forte hétérogénéité des sols au niveau du département amène la Chambre à conseiller fortement l utilisation d un GPS embarqué, dont l investissement (15000 ) serait assez rapidement compensé par les économies d épandage (contexte d augmentation des coûts des nitrates). Les agriculteurs agissant sur le BAC ne possèdent pas ce matériel. Cependant, son utilisation sur le BAC n est pas nécessaire étant donné l homogénéité relative des terres sur le BAC [carte des sols] et la mise en jachère des plus mauvaises terres. Au niveau des bassins d alimentations telle que celui de Chantemerle certains essais ont pour but d affiner les doses de fertilisation. Une gamme de fertilisation (de 0 à 160 unités, par tranche de 40 unités) est ainsi testée en 2008 sur du blé sur des terres argilo-calcaires (le 1er apport a

21 été effectué le 13 février). Enfin, la chambre estime que les objectifs de rendement sont souvent irréalistes sur le département, ce qui sous entend une éventuelle non utilisation de nitrates dans le cas ou la fertilisation n est pas adaptée au cours du cycle. Le conseil du GDA sur la maîtrise de l interculture La Chambre propose l installation de CIPAN tels que la moutarde lors d intercultures longues. Conclusion La Chambre d agriculture de la Nièvre est engagée dans une logique de réduction des intrants (tout en cherchant à conserver la meilleure marge) et est très présente sur les problématiques de bassin d alimentation en eau potable. b) La Coopérative Epis-Centre basée dans la Nièvre : Cap Nièvre Présentation Épis-centre est un groupe coopératif qui regroupe sur la Nièvre 1500 agriculteurs. En plus de ses services commerciaux, cette coopérative propose un service transversal de développement dont la ligne directrice est donnée par deux ingénieurs en développement. Cette ligne est appliquée auprès de l agriculteur par 13 conseillers techniques. Ce sont en grande partie ces agents techniques qui sont vecteurs du conseil de la coopérative. D autres vecteurs sont les bulletins d information et une organisation proche des GDA. Des réunions d une vingtaine de personnes ont lieu sur le département. Ces structures concernent 200 agriculteurs (tout Otex confondu). Cap Nièvre propose donc un conseil qui peut potentiellement prendre en charge l ensemble du raisonnement de fertilisation. Ce type de conseil est effectué par des agents techniques se déplaçant chez l agriculteur et proposant la fertilisation à réaliser après avoir diagnostiqué l avancement de la culture. Ce service est très développé au sein de la coopérative. Directions générales prises par Cap-Nièvre La coopérative est d avantage dans une optique de maintien du rendement par ha, suivant l argument que la consommation mondiale s accroît et qu il est nécessaire de conserver une bonne productivité. De plus, elle cherche à sécuriser les revenus de l agriculteur. D après l ingénieur technique contacté, il en résulte que ses préconisations en termes de productivité sont supérieures à celles de la Chambre. D autre part, les rendements obtenus sur le département sont peu élevés (65 qx) d où la volonté de piloter les cultures le plus finement possible via de nombreuses expérimentations sur les itinéraires techniques

22 Le conseil de la coopérative sur la maîtrise de la culture Actuellement, pour la coopérative, le calcul de l objectif de rendement est fondé d avantage sur la potentialité des sols (dires d experts) que sur une moyenne des résultats obtenus auparavant. En effet, les rendements très mauvais obtenus au cours des dernières années minoreraient l objectif dans le cas d une moyenne des trois meilleurs rendements sur les 5 dernières années. Ensuite, le calcul de la quantité d éléments à apporter est estimé grâce au logiciel de calcul Farmstar et à partir d analyses de terres. Le fractionnement s appuie sur les photos satellites relevées par Farmstar. Cet outil, que nous allons présenter plus en détail dans le point suivant, est très utilisé par la coopérative et permet d évaluer la quantité d azote assimilée par le peuplement végétal ainsi que l état de carence en azote à grande échelle. Affiné par les données du satellite, le fractionnement pour un blé est généralement le suivant : - 1er apport : 1ère décade de février, effectué dans 85% des cas (sauf parcelle possédant plus de 80 unités de résidu sortie hiver sur les 60 premiers centimètres de sol), généralement 40 unités - 2ème apport : 1ère quinzaine de mars, avec 40 unités de moins reportable au 3ème apport s il s avère assimilable, dans le cas contraire on aura économisé 40 unités - 3ème apport : aux alentours du 15 d avril, au stade mi-montaison voire début mai, l état racinaire du peuplement justifiera le choix de reporter les 40 unités en question Concernant les problématiques d hétérogénéité du sol, l utilisation de GPS embarqués est également préconisée avec étude préalable au détail du parcellaire. Sinon des essais ont lieu sur la modulation de la densité de semis en fonction de l hétérogénéité des potentiels de sol. En effet, dans un contexte de grands à-coups climatiques, la coopérative préconise une faible densité de semis. La moindre compétition sur la ressource en eau entre les plants, engendrée par la clarté du semis, permettrait leur enracinement plus efficace. Ces plants seraient donc moins sensibles à un stress hydrique causé par une période de sécheresse. Face aux problématiques de pollution diffuse de nitrates au niveau de bassin d alimentation en eau potable, Cap Nièvre a travaillé avec la Chambre d Agriculture sur la mise en place d une Charte de bonne conduite, en particulier sur le bassin des Rabions. Quelques précisions sur l outil Farmstar FARMSTAR est un service d aide à la conduite des cultures à la parcelle élaboré à partir d'images satellites. Il a été développé par EADS - ASTRIUM et ARVALIS - Institut du Végétal, en collaboration avec le Cetiom et l'institut Technique de la Betterave (ITB). Cet outil comporte, d une part, des logiciels de calculs de bilan, et d autre part, un logiciel de modulation de la fertilisation au cours du cycle cultural. En effet, la réflectance relevée sur les feuilles des cultures est convertie en teneur azotée afin d estimer si la plante est en carence ou non. Ces estimations sont étalonnées sur des relevés Jubil. L avantage de cet outil est la visualisation de l état cultural au niveau de la parcelle afin de mettre en évidence d éventuelles hétérogénéités de potentiels de rendement par exemple. L idée est de proposer une adaptation spatio-temporelle de la fertilisation à partir de ces données. Nous donnons l exemple d une cartographie délivrée par l outil Farmtsar

23 Le conseil de la coopérative sur la maîtrise de l interculture Du point de vue de la coopérative, la fuite de nitrates provient surtout d une mauvaise gestion de l interculture, bien plus qu une mauvaise gestion de l apport. Par exemple, derrière un colza il reste beaucoup d azote qui percolera rapidement dans les horizons profonds si on ne laisse pas les repousses. Il est également conseillé de semer relativement tôt afin de réabsorber le plus rapidement possible ces reliquats. Il faudrait donc travailler davantage sur l interculture que sur l objectif de rendement. Ainsi la coopérative propose plusieurs associations regroupant des espèces aux caractéristiques complémentaires (la phacélie pour l espèce fournissant une absorption de nitrates en surface, le tournesol pour une absorption plus en profondeur). Conclusion La coopérative Cap Nièvre, est relativement bien implantée sur le département. Son raisonnement de fertilisation est fondé sur une recherche du maintien de la productivité et s appuie fortement sur l outil Farmstar. Elle travaille dans une large mesure sur les problématiques de fuite de nitrate, mais ces prescriptions sont-elles aussi bien suivies que les objectifs de rendement?