Evaluation de l'efficacité environnementale des zones tampons en vue de limiter la contamination des eaux par les pesticides

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1 Evaluation de l'efficacité environnementale des zones tampons en vue de limiter la contamination des eaux par les pesticides Jean-Joël Gril, Julien Tournebize et Yves Nédélec, pour les équipes : «Pollutions Diffuses», U.R. Milieux aquatiques, Ecologie et Pollutions (Lyon) «Transfert d eau et de polluants au sein des bassins ruraux aménagés» U.R. Hydrosystèmes et bioprocédés (Antony) Journées Micropolluants aquatiques Atelier 2, Session C : Gestion de la pollution ONEMA, mars

2 La diversité des zones tampons Zone tampon "réglementaire" : - bande -rivulaire - enherbée ZT de versant : non rivulaire Prairie : pas une bande Boisement : pas enherbé Mais aussi ZT "humide" Ici, lagune, "zone humide artificielle" 2

3 L état des connaissances et leur diffusion: La brochure du CORPEN (2007) Traite : - des pesticides (transfert hydrique et dérive) - des autres fonctions de protection des eaux (MES, nutriments, biologie) : mécanismes, efficacité et aspects pratiques. Mais des limites à dépasser - Diagnostic préalable pour la mise en œuvre des ZT : juste ébauché - Dimensionnement : très rudimentaire - Ne prend pas en compte les zones tampons "humides" 3

4 ZT et transfert hydrique des pesticides ZT efficaces, mais avec des limites dues à la limitation de la capacité d'infiltration des ZT (hydromorphie, tassement) o u à la concentration du ruissellement (naturel ou non) Un cas extrême : l'assainissement agricole 4

5 ZT rivulaire ou ZT de versant? Un diagnostic nécessaire Les ZT rivulaire sont potentiellement les moins performantes : hydromorphie plus fréquente, niveau de concentration maximal risque accru de transfert subsuperficiel Néanmoins les ZT rivulaires restent prioritaires : Maîtrise des effets de la dérive de pulvérisation Protection rapprochée Meilleure acceptabilité sociale Effet corridor («trame verte et bleue») Demarche en deux étapes 1 ) Vérifier la présence et l efficacité des ZT rivulaires 2 ) Les compléter par des ZT de versant, si nécessaire = Importance d un diagnostic local 5

6 Mise en œuvre pratique du diagnostic Problème : coût du diagnostic proposition de réalisation en 2 phases 1ère phase : observations aux bords des cours d eau Hydromorphie, courts-circuits, présence/absence de ZT, largeur Réalisable par les agents arpentant habituellement les rives de CE (ONEMA, techniciens de rivière, ) 2ème phase : observations complémentaires sur les versants et ingénierie utilise les résultats de la première phase Nécessite des compétences techniques plus spécifiques (bureaux d études, ) Un guide pour chaque phase : - Guide d'observation rivulaire : ONEMA - Guide d'ingénierie (avec dimensionnement) : DGPAAT 6

7 Diagnostic rivulaire 7

8 Diagnostic à l'échelle du BV Choix du type de ZT et des aménagements adaptés aux conditions locales : Arbre d'aide à la décision Dimensionnement : - Elaboration d'un modèle opérationnel - Méthodologie pour l'élaboration de scénarios régionaux 8

9 Calendrier et perspectives Guide de diagnostic rivulaire Terminé fin 2010 (tests de terrain en cours) Restera à faire : Informatisation de la saisie et réflexion sur la mutualisation des informations recueillies (autres actions des agents de l'onema sur le terrain) "Après-vente"? Ingénierie à l'échelle du BV Guide pour l'implantation et outil de dimensionnement : fin 2010 Restera à faire : Améliorer les scénarios (alimentation de l'outil de dimensionnement) "Après-vente"? Aller vers une boîte à outil pour l'évaluation et la conception des ZT prenant en compte à la fois les "sèches" et les "humides" 9

10 Les zones tampons humides artificielles Objectif: Evaluer l intérêt des zones tampons humides pour limiter le transfert de nitrate et pesticides provenant d un groupement de parcelles agricoles drainées 10% de la SAU drainée 2.8 M ha drainés Répartition géographique du drainage souterrain en France superficies drainées cumul en 2000 selon RGA (hectares) à (25) à (11) à (19) à (20) 0 à (20) Comment gérer la qualité des eaux de drainage? 10

11 ZTHA et pesticide : état de l art Experimental or In Situ Constructed Wetland Démarche récente 120% 100% metolachlor aldicarbe Efficacité variant de 15 à 90% Efficacité médiane 40% Experimental Efficiency (%) 80% atrazine pendimethaline clomazone 60% fluometuron fenpropimoprhe linuron 40% DDE propachlor alachlor metamitrone propiconazole metalaxyl 20% endosulfan metrubuzine 0% -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 GUS Index Dépend des propriétés des pesticides -vitesse de dégradation -capacité à s adsorber Réaction chimique Dégradation microbienne Adsorption 11

12 ZTHA et Sites pilotes : Synthèse des premiers résultats 2 sous bassins versants agricoles drainés à 100% de superficie similaire (35-46 ha), en Indre et Loire et Seine et Marne Contexte : grande culture, un agriculteur par site 06 ENV/F/

13 ZTHA et Stratégies testées sur les sites pilotes En PARALELLE Parcelles drainées collecteur de drainage ou fossé de drainage En SERIE Parcelles drainées ZTHA ouvrage de gestion hydraulique Zone tampon aménagée Peu profonde Végétalisée Usage Remédiation ZTHA Bassin de stockage Profond Non Végétalisé Usage Irrigation et Remédiation 3 m 13

14 ZTHA et premiers enseignements des résultats Solution en parallèle, bassin peu profond Solution en série, bassin profond Hydrologie : Intercepte seulement 20% des flux drainés (dont les plus à risques) Nitrate : Effet essentiellement à la période d ouverture Pesticide : Efficacité sur les pics et les flux (adsorption et dégradation) dépendant des molécules de 20 à 90% Optimisation de l emprise foncière par une gestion dynamique de l eau Participation et prise de conscience par l agriculteur puisqu acteur de sa ZTHA Hydrologie : Intercepte toutes les eaux drainées Nitrate : Effet toute l année (-50% sur flux annuel) Pesticide : Principalement dilution (abattement des pics de concentration) Volume de stockage important, topographie favorable Autres usages possibles Maîtrise d ouvrage collective 14

15 Perspectives de travail sur les ZTHA Connaissance Minimiser l emprise foncière en maximisant l efficacité nécessite une connaissance poussée des processus de transferts Acquisition de chroniques de pesticides à différentes échelles Caractérisation des processus de dissipation à l intérieur des ZTHA, suivi de sites pilotes Evaluation des impacts à long terme Quid du pesticide? accumulation dans les sédiments, relargage potentiel? Conséquences hydrologiques? Effet sur la température du cours d eau? Extension Mise au point de règles de dimensionnement Transposition à l échelle de la France par étude statistique des flux drainés par contexte pédoclimatique Conseil de gestion dans les BV drainés Secteurs de référence drainage Source Cemagref 15

16 Une ressource informatique disponible et utile à l ensemble de ces aspects : Contact : omer@cemagref.fr Site Internet dédié au partage des connaissances techniques et scientifiques sur les aménagements de bassins versants ruraux à vocation hydraulique sur la gestion des écoulements de l'eau en quantité et qualité dans les territoires ruraux. Fonctions disponibles, à activer ou adapter Saisie et recherche de cas concrets Présentation de savoir-faire, de méthodes Présentation d exemples détaillés 16