ÉCOPHYTO Colloque Recherche

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1 ÉCOPHYTO Colloque Recherche Colloque de restitution 28 et 29 janvier 2013

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3 ECOPHYTO Colloque Recherche Colloque de restitution 28 et 29 janvier 2013 FIAP Jean Monnet Paris

4 La présente brochure regroupe, sous forme de fiches, les résultats des projets présentés dans le cadre du colloque de restitution des 28 et 29 janvier 2013 L intégralité des résultats, sous forme d articles d une dizaine de pages, est accessible dans la revue en ligne «Innovations agronomiques» Remerciements à tous les auteurs, ainsi qu à Bernadette Ruelle, Jean-Marie Bossennec, Christophe Maître et Jean Weber pour le crédit photographique (couverture) Comité scientifique : Enrique Barriuso (INRA Versailles-Grignon, CS Programme Pesticides MEDDE), Pascal Bergeret (MAAF/DGER/Sous-Direction de l innovation), Jean Boiffin (INRA Angers, Président du Comité d Experts Ecophyto), Thierry Caquet (INRA Rennes, CS Programme Pesticides MEDDE), Agathe Euzen (CNRS, LATTS Laboratoire Techniques Territoires Sociétés UMR 8134), Julia Gassie (MAAF/DGAL/Bureau de l appui scientifique et technique), Philippe Gate (ARVALIS Institut du végétal), Christian Huyghe (INRA Paris, Direction scientifique Agriculture), Florence Jacquet (INRA Versailles-Grignon), Claire Lamine (INRA Avignon), Olivier Le Gall (INRA Bordeaux), Thierry Mercier (ANSES, Direction des produits réglementés), Antoine Messéan (Coordonnateur Groupe de Recherche Européen ENDURE), Pierre Ricci (INRA PACA, Président du Groupe d Experts Recherche Ecophyto), Bernadette Ruelle (IRSTEA Montpellier), Philippe Vissac (ACTA, Direction Scientifique, Technique et Internationale) Comité d organisation : Laure Elliott-Smith (INRA), Gérard Gautier-Hamon (MAAF-DGER), Martine Georget (INRA-Gis Relance agronomique), Adrien Guichaoua (ACTA) Colloque financé sur des crédits issus de la redevance pour pollutions diffuses affectés à l Office national de l eau et des milieux aquatiques pour appuyer les actions du plan Ecophyto.

5 Sommaire Session 1 - Des usages aux impacts : les indicateurs... 1 > > Développement d un outil d aide à la sélection d indicateurs de risque liés à la présence des produits phytopharmaceutiques dans les milieux aquatiques - Mise au point, applications et perspectives (projet GUIDE). Christian Bockstaller... 3 > > Indicateurs d exposition aux pesticides dans les études épidémiologiques : exemple de l étude PHYTONER sur les troubles neuro-comportementaux. Isabelle Baldi... 5 > > Contamination des eaux de surface par les pesticides : évaluation de la part des apports gazeux aériens. Carole Bedos... 7 > > Analyse de Risque PEsticides pour la Gestion des Eaux de Surface (projet ARPEGES). Véronique Gouy... 9 > > Influence de la biodégradation dans l atténuation des pesticides sur un bassin versant viticole : potentialité des différents éléments du paysage et rôle des zones tampons. Fabrice Martin-Laurent > > Caractérisation de l impact d une exposition alimentaire aux pesticides seuls ou en mélange chez la souris (projet EPICEE). Laurence Payrastre Session 2 - Diversification des méthodes de lutte et limitation des intrants phytosanitaires...17 > > Gestion Agroécologique des MOUches des légumes à la Réunion (projet GAMOUR). Jean-Philippe Deguine > > Gestion agroécologique de la flore adventice dans les systèmes à bas niveau d usage d herbicides (projet ADVHERB). Sandrine Petit > > Gestion des bioagresseurs telluriques en cultures légumières (projet PRABIOTEL). Céline Ade > > Les nouvelles technologies pour réduire les quantités de produits phytosanitaires et leurs impacts sur l environnement. Christel Chevrier > > Optimiser et promouvoir le désherbage mécanique en grandes cultures. Laurence Fontaine Session 3 - Surveillance biologique du territoire : de l observation à la décision...29 > > Exploitation des données d épidémio-surveillance des adventices. Xavier Reboud > > Étude de faisabilité du développement et de la valorisation d une base de données sur l évolution des pressions biotiques dans les parcelles agricoles. Vincent Cellier Session 4 - Conception et évaluation de solutions intégrées de protection des cultures...35 > > Conception et transfert de systèmes décisionnels pour la réduction des traitements en viticulture (projet SyDéRéT). Laurent Délière > > Protection Intégrée des rotations avec Colza et blé tendre : Conception et évaluation multicritères d itinéraires techniques économes en produits phytosanitaires (projet PICOBLE). Xavier Pinochet > > Régulation naturelle des mouches en cultures de brassicacées et d apiacées (projet BiodivLeg). Sébastien Picault... 41

6 Session 5 - Durabilité de l efficacité des solutions techniques au regard de l évolution des bioagresseurs : sélection, émergences, invasions > > Comparaison expérimentale de stratégies de déploiement de gènes de résistance pour la gestion durable des nématodes à galles. Caroline Djian-Caporalino > > Gestion régionale des variétés résistantes (projet Gester). Christian Lannou > > Modéliser les interactions entre développement de la plante, architecture du couvert et épidémies de maladies fongiques aériennes, pour une gestion durable des cultures (projet ARCHIDEMIO). Agnès Calonnec > > Exploitation des résistances naturelles pour une viticulture à faibles intrants phytosanitaires (projet Resnavi). Christophe Schneider Session 6 - Dimension socio-économique des transitions vers une protection économe en pesticides : co-innovation, conseil, formation, gouvernance et coordination des acteurs et politiques publiques...55 > > Politiques publiques, systèmes de production et environnement : comprendre et accompagner le changement de pratiques en grande culture (projet POPSY). Florence Jacquet > > Réduire l usage de la bromadiolone dans la lutte contre le Campagnol terrestre : les enseignements d une analyse agro-anthropologique. Yves Michelin > > Processus Ecologiques et Processus d Innovation Technique Et Sociale en Agriculture de Conservation (projet PEPITES). Stéphane de Tourdonnet... 63

7 Session 1 Des usages aux impacts : les indicateurs Animateur : Thierry Caquet, Membre du Groupe d Experts Recherche

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9 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 GUIDE : développement d un outil d aide à la sélection d indicateurs de risque liés à la présence des produits phytopharmaceutiques dans les milieux aquatiques - Mise au point, applications et perspectives Olivier Keichinger (chercheur indépendant) Mail : Responsables des équipes impliquées : Bockstaller Christian UMR 1121, Agronomie et Environnement Nancy-Colmar, INRA Mots clefs : indicateur, risque, produit phytosanitaire, transfert, qualité de l eau Résumé Dans le domaine de l évaluation des risques liés aux produits phytosanitaires comme pour d autres problématiques environnementales, de nombreux indicateurs ont été développés depuis une vingtaine d années. Pour aider les utilisateurs potentiels à choisir l indicateur le plus approprié à leur questionnement, le projet GUIDE a développé un site internet comprenant des fiches descriptives des indicateurs disponibles, mettant à jour l ouvrage de Devillers et al. (2005), et une aide au choix interactive. Deux applications dans le cadre du plan Ecophyto 2018 sont issues de ce travail : l une, dans le cadre de l outil Coclick eau, concerne le choix d indicateurs de risque vis-à-vis de la qualité de l eau pour les aires d alimentation des captages (Action 21) ; l autre porte sur le choix d indicateurs pour apporter une information au niveau national sur l évolution des risques pour la qualité des eaux de surface et des eaux souterraines, notamment en réponse à la réduction de l usage des produits phytopharmaceutiques induite par le plan Ecophyto 2018 (Groupe Indicateurs de l Axe 1). Contexte et objectif Le plan Ecophyto 2018 mis en place à la suite du Grenelle de l environnement vise à diminuer le recours aux produits phytopharmaceutiques, tout en continuant à assurer un niveau de production élevé tant en quantité qu en qualité. Parmi les compartiments environnementaux qui peuvent être contaminés par les produits phytopharmaceutiques, les eaux souterraines et de surface sont l objet d une attention particulière. Les mesures directes de la présence de résidus de pesticides et de leurs impacts éventuels sont coûteuses à mettre en œuvre et n offrent pas forcément une image complète d un point de vue spatial et temporel. C est pourquoi de nombreux acteurs ont proposé l utilisation d indicateurs de risque comme une approche complémentaire aux mesures directes. Mais il existe un grand nombre d outils (Devillers et al., 2005 ; Bockstaller et al., 2008) et ce foisonnement rend difficile pour les utilisateurs le choix du ou des indicateurs les plus pertinents. C est à partir de ce constat que le projet GUIDE a été initié par l ONEMA et l INRA (UMR Agronomie et Environnement Nancy-Colmar) avec comme objectif principal de fournir un outil opérationnel d aide à la sélection des indicateurs les plus pertinents pour évaluer les risques liés à la présence des produits phytopharmaceutiques dans les milieux aquatiques. Ce travail a eu deux applications concrètes, d une part à une échelle locale avec la sélection d indicateurs simples pour une utilisation sur les aires d alimentation des captages, et d autre part la sélection d indicateurs à l échelle nationale pour le plan Ecophyto 2018, afin d accompagner des indicateurs de pression comme le NODU. Méthodes La demande Un travail préliminaire a été réalisé afin d identifier les besoins et les attentes des futurs utilisateurs de l outil de choix. En étudiant les usages actuels des indicateurs, quatre types d objectifs sont ressortis, qui ont servi de base à une enquête menée auprès d utilisateurs potentiels. Cette enquête interrogeait (i) les attentes vis-à-vis des indicateurs (en termes d usages, d échelles, de données ou de résultats) et (ii) l importance attribuée à certaines caractéristiques des indicateurs (fondement scientifique, mise en œuvre, utilité, compréhension,...). Il est ressorti des réponses (21 sur 45 questionnaires envoyés) que les utilisateurs conduisent surtout un processus d évaluation et souhaitent mobiliser ces indicateurs pour établir un diagnostic, ou suivre des actions mises en place, à l échelle annuelle. Sur le plan spatial, les calculs se font surtout à l échelle de la parcelle et de l exploitation et sont restitués à l échelle de l exploitation et du territoire. L offre Un recensement exhaustif des indicateurs évaluant au moins un des deux compartiments «eau» (souterraines ou de surface) a été réalisé, en se basant sur la liste de l ouvrage de Devillers et al. (2005), sur celle établie par le groupe de travail «Indicateurs» de l axe 1 du plan Ecophyto 2018 et sur diverses sources complémentaires (publications, sites web,...). Afin de permettre une évaluation exhaustive des indicateurs avec la possibilité de les comparer, une fiche a été proposée et validée par l ensemble des membres du groupe technique. Elle se compose d une partie descriptive (utilisateurs potentiels, échelles spatiales et temporelles d application, types d évaluation, de variables nécessaires et de résultats), d un volet évaluation (sur la validation, la mise en œuvre ou l interprétation des résultats), d un tableau recensant l ensemble des variables utiles au calcul (liées au produit, au milieu et à l usage) et d un commentaire sur la méthode de calcul, les variables et les limites d utilisation. ECOPHYTO 3

10 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 L outil GUIDE Afin de permettre aux futurs utilisateurs d établir une sélection en ligne parmi l ensemble des indicateurs recensés, un logiciel fonctionnant sur accès Web a été développé. Il permet, à partir d un questionnaire de saisie en ligne, d établir une liste restreinte des indicateurs les plus pertinents par rapport aux réponses fournies par l utilisateur. Ce questionnaire se décline en 6 thèmes : les objectifs de l évaluation, le choix des enjeux, les échelles d étude, les données prises en compte, l expression des résultats et la mise en œuvre, avec à chaque fois une ou plusieurs questions posées. La démarche est progressive : l utilisateur est amené à répondre à des questions à choix multiples (uniquement à celles qu il considère comme pertinentes pour sa sélection et non à toutes) et de façon itérative le nombre d indicateurs qui répondent à ses critères s affiche. Il peut également à tout moment consulter cette liste restreinte et accéder aux fiches descriptives des indicateurs. Capture d écran du logiciel de tri Applications en lien avec le Plan Ecophyto Sélection d indicateurs de risque à intégrer à l outil Coclick eau d aide au développement de scénarios de réduction d usage de produits phytopharmaceutiques Les indicateurs retenus pour l évaluation multicritère par les acteurs des aires d alimentation de captage (AAC) couvrent des dimensions environnementales et socio-économiques. Mais ils restent jusqu à présent limités, pour le volet environnemental, à des indicateurs de pressions liées aux pratiques agricoles. La nécessité, sur les AAC, de ne pas seulement prendre en compte dans la construction des scénarios la réduction d utilisation de produits phytopharmaceutiques, mais d intégrer aussi des critères de potentiel de transfert vers les eaux liés aux pratiques, a soulevé la question de l existence d indicateurs pertinents et appropriables par les acteurs eux-mêmes, qui soient de nature à évaluer les risques de transfert. De tels indicateurs pourraient être proposés aux acteurs des AAC pour leur permettre de prendre en compte le potentiel de transfert des substances dans les propositions de changements et d optimisation des d itinéraires techniques, et d éviter par exemple l introduction de molécules préjudiciables pour l eau sur des zones à enjeux eau. Au final, six indicateurs pour les transferts verticaux et quatre pour les transferts horizontaux répondent au cahier des charges, la plupart d entre eux ayant des modes de calcul assez simples, ce qui facilite leur mise en œuvre. Aide au choix d indicateurs de risque accompagnant le NODU, indicateur national de suivi du plan Ecophyto 2018 Dans le cadre du plan Ecophyto 2018, il est prévu de rendre compte de la pression exercée par l utilisation des produits phytopharmaceutiques par différents indicateurs de pression, au premier rang desquels figure le NODU, complété par la quantité de substances actives (QSA) ou localement l IFT. Il s agit de s assurer que les changements de pratiques ont aussi un effet bénéfique en termes de limitation de l impact pour le compartiment eau. C est pourquoi il a été proposé d accompagner au niveau national le NODU par des indicateurs de risque. L outil GUIDE a été mobilisé pour sélectionner les indicateurs les plus pertinents pour répondre à cet objectif. Le groupe de travail du projet GUIDE a apporté son concours afin d aider à sélectionner un ou plusieurs indicateurs de risque. Un travail préparatoire a été réalisé au travers de la sélection des critères pertinents sur lesquels faire le choix de ces indicateurs. Une liste d exclusion a été construite à partir de l analyse du cahier des charges de la demande, ce qui a permis de sélectionner 6 indicateurs parmi les 60 identifiés au départ. A partir de cette présélection, trois indicateurs ont été retenus pour les eaux souterraines et trois pour les eaux de surface. Ces 4 indicateurs font actuellement l objet d une phase de test à partir d un calcul de leurs valeurs pour toutes les substances vendues sur la période Une comparaison de leur évolution et de celle du NODU sur la même période est aussi réalisée. Perspectives et conclusions Le projet GUIDE s inscrivait dans la suite de la synthèse de Devillers et al. (2005) sur les indicateurs de risques liés à l utilisation de produits phytosanitaires. Plus qu une simple mise à jour, il visait à proposer une aide au choix interactive sur un site internet pour aider les utilisateurs potentiels dans le choix d un indicateur adapté à leurs besoins. Les deux applications présentées ont illustré le besoin pour des acteurs tels que ceux du plan Ecophyto 2018 d un soutien d experts dans le choix des indicateurs. La base d informations sur les indicateurs construite pour alimenter l outil GUIDE nécessitera une mise à jour au fur et à mesure de la proposition de nouveaux indicateurs et pour intégrer les résultats de projets visant à évaluer les indicateurs de manière plus précise, notamment en ce qui concerne leur qualité prédictive par comparaison avec des jeux de données. Ceci nécessitera notamment une mutualisation de jeux de données produits par différents partenaires. Références bibliographiques Bockstaller C., Guichard L., Makowski D., Aveline A., Girardin P., Plantureux S., Agri-environmental indicators to assess cropping and farming systems. A review. Agronomy for Sustainable Development, 28, Devillers J., Farret R., Girardin P., Rivière J.-L., Soulas G., Indicateurs pour évaluer les risques liés à l utilisation des pesticides, Lavoisier Tec & Doc, Paris, 278 p, ECOPHYTO 4

11 Financement : ANSES, PNR EST 2008 Indicateurs d exposition aux pesticides dans les études épidémiologiques : Exemple de l étude PHYTONER sur les troubles neurocomportementaux Responsables des équipes impliquées : Baldi Isabelle, LSTE, ISPED, centre INSERM U897, Univ. Bordeaux. BORDEAUX Lebailly Pierre, UMR1086 INSERM, Université Caen, Centre F Baclesse, CAEN Fabrigoule Colette, CNRS Rondeau Virginie, équipe de biostatistiques, centre INSERM U 897, BORDEAUX Mots clefs : exposition, pesticides, épidémiologie, matrice culture-exposition, études en champs Résumé Isabelle Baldi Mail : De nombreuses études épidémiologiques suggèrent un lien entre les expositions professionnelles aux pesticides et la survenue d effets sur la santé, à court ou à long terme. Parmi ces effets, la survenue de troubles neurologiques tels que les troubles neuro-comportementaux (altérations de la mémoire, de l attention, ) est aujourd hui une préoccupation de santé publique. Depuis 1997, le projet PHYTONER suit la santé neurologique d une cohorte de 927 ouvriers viticoles de Gironde et étudie le lien entre les perturbations observées et l exposition des travailleurs aux pesticides au cours de leur vie professionnelle. Dans le cadre de ce projet, une réflexion spécifique a été menée concernant l estimation des expositions. Des indicateurs d exposition ont été mis au point grâce au développement d une matrice culture-exposition (PESTIMAT) et d études d exposition en champ (PESTEXPO). L application de ces outils, s appuyant sur des probabilités, des fréquences et des intensités d exposition, a permis de mieux caractériser les risques de détérioration neuro-comportementale parmi les sujets de la cohorte professionnellement exposés aux pesticides. Contexte et objectif L exposition professionnelle, présente ou passée, directe ou indirecte, aux pesticides concerne en France une population qui dépasse deux millions de personnes. Dans ce contexte, la connaissance des effets potentiels, même modérés, de ces expositions sur la santé est particulièrement importante d un point de vue de santé publique. La connaissance des expositions est un élément clé en épidémiologie environnementale. Elle nécessite à la fois de bien caractériser la nature des substances auxquelles les utilisateurs ont été exposés et de quantifier les expositions afin de déterminer des niveaux de risque en fonction des doses. Les recherches menées au cours des dernières décennies sur le rôle des expositions chroniques aux pesticides dans la survenue de troubles tels que les troubles neurocomportementaux (altérations de la mémoire, de l attention, ), les maladies neuro-dégénératives (maladie de Parkinson, maladie d Alzheimer, sclérose latérale amyotrophique) et les troubles anxio-dépressifs convergent globalement vers une élévation du risque pour les populations exposées. Néanmoins ces études souffrent le plus souvent de faiblesses concernant la mesure des expositions et ne permettent pas de caractériser le risque pour un pesticide particulier, voire pour une famille de pesticides donnée. L absence de quantification des expositions ne permet généralement pas non plus d étudier une éventuelle relation dose-effet. Nous avons développé et utilisé deux outils de mesure de l exposition afin d estimer l exposition aux pesticides utilisés en vigne dans le cadre de l étude épidémiologique PHYTONER. Notre objectif était de contribuer à la connaissance des effets chroniques des pesticides sur le système nerveux central par une approche innovante concernant la mesure des expositions aux pesticides. Méthodes La cohorte PHYTONER La cohorte PHYTONER a été constituée en par l inclusion de 748 ouvriers exposés directement ou indirectement aux pesticides en viticulture et de 181 ouvriers n ayant jamais été exposés aux pesticides viticoles, soit un total de 929 travailleurs, identifiés à partir des listes d affiliés à la Mutualité Sociale Agricole de la Gironde. Ils ont été revus en puis en Lors de chacune des phases de l étude, un enquêteurpsychologue a relevé à l aide de tests et de questionnaires validés l ensemble des informations permettant d évaluer les performances neurocomportementales des ouvriers : mémoire, attention, capacité de concentration, ainsi que le détail des expositions professionnelles aux pesticides au cours de la vie, et de diverses covariables (existence d une dépression, prise de certains médicaments, consommation d alcool, exposition à des toxiques, mais aussi niveau d études, âge, sexe, habitudes de vie, ). Identification des matières actives La matrice PESTIMAT a été élaborée dès le début des années 2000 dans l objectif de reconstituer les expositions des utilisateurs agricoles aux pesticides en France depuis Elle s appuie sur des données issues de diverses sources (données du Ministère de l Agriculture sur l homologation des substances, index phytosanitaires de l ACTA, avertissements agricoles des SRPV, données d un panel d agriculteurs transmises par l UIPP, calendriers de traitement tenus par les agriculteurs, questionnaires dirigés pour les années anciennes) qui ont été exploitées par culture et par année pour chaque matière active. A partir des informations recueillies, la matrice attribue au sein d une culture pour une matière active donnée et pour chaque annéela proportion d agriculteurs l ayant utilisée, le nombre de traitements annuels et la dose par hectare. A partir des données de la matrice, il est alors possible de calculer des index cumulés d exposition pour les participants des études épidémiologiques, sur la base de leur calendrier professionnel et de l historique des cultures qu ils ont traitées ou au contact desquelles ils ont travaillé. Cette méthode a été appliquée pour caractériser l exposition des individus de la cohorte PHYTONER à 34 insecticides organophosphorés utilisés en viticuture entre 1950 et ECOPHYTO 5

12 Financement : ANSES, PNR EST 2008 Détermination des niveaux d exposition Le programme PESTEXPO fournit des algorithmes décrivant les expositions aux pesticides en conditions réelles dans les principaux contextes agricoles français. Au cours de journées de traitement par des pesticides ou lors de phases de ré-entrée, des observations détaillées ont été réalisées auprès de travailleurs agricoles volontaires. La contamination externe a été appréciée selon des techniques validées pour des pesticides «traceurs» (folpel et dithiocarbamates en vignes) au cours des différentes phases de travail (préparation des bouillies, application, nettoyage du matériel, ré-entrée, vendanges). Les niveaux de contamination lors de ces tâches ont pu être déterminés et les paramètres influençant ces niveaux ont été identifiés (matériel utilisé, caractéristiques des vignes, caractéristiques de l exploitation, données sur l utilisateur). A partir des informations recueillies dans les études épidémiologiques, les algorithmes attribuent à chaque individu, en fonction des phases de travail réalisées et de leurs caractéristiques, des niveaux d exposition, qui sont sommés au cours de la vie pour obtenir des scores cumulés. Dans le cadre de la cohorte PHYTONER, le programme PESTEXPO a été utilisé afin de déterminer l intensité d exposition aux 34 insecticides organophosphorés utilisés sur la vigne entre 1950 et Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Exposition aux organophosphorés au sein de la cohorte PHYTONER Sur la période , la matrice PESTIMAT a permis d identifier un total de 72 matières actives organophosphorées dont 47 préconisées comme insecticides sur vigne. Parmi celles-ci, 22 matières actives présentaient une probabilité d utilisation non nulle au cours de la période d activité professionnelle des sujets de PHYTONER. Les probabilités d utilisation les plus élevées concernaient le parathion (>50% dans les années 1970), le fénithrothion, le quinalphos et le chlorpyriphos (>20% après 1980). L estimation de la fréquence d utilisation est comprise entre 1 et 3 passages selon les années. Les doses à l hectare variaient entre 0,2 et 1,25 kg en fonction des matières actives, et la concentration des spécialités commerciales entre 7,5 et 50%. L intensité d exposition calculée pour chaque tâche a été modulée pour chaque individu en fonction de divers paramètres : niveau d études, port de gants à la préparation, hauteur des vignes, type de matériel. Les scores cumulés les plus élevés ont été obtenus pour le parathion, le malathion, la phosalone, le quinalphos, le diéthion, le fenitrothion, l azinphos, le methidathion, le chlorpyriphos, le demeton et le mevinphos. Au total, 430 personnes de la cohorte ont été exposées à au moins l une de ces substances. Lien entre exposition et performances cognitives L exposition aux organophosphorés est associée à une baisse significative des performances cognitives, de manière plus marquée pour les tests explorant la mémoire de travail visuelle et la vitesse de traitement de l information, même en tenant compte des facteurs de confusion potentiels. Les niveaux de risque varient en fonction des matières actives et apparaissent plus marqués pour le mevinphos. L exclusion des personnes ayant été exposées récemment, et de celles ayant déclaré une intoxication aiguë par un pesticide au cours de leur vie ne modifie pas ce résultat. Aucune relation dose-effet claire entre les scores cumulés des différentes matières actives et les baisses de performances aux différents scores n a été identifiée. Perspectives et conclusions Du point de vue de l exposition, ce travail a montré la faisabilité d une approche s attachant à établir des scores d exposition à des molécules spécifiques, en s appuyant sur des sources d information multiples, ne dépendant pas de la mémoire des sujets interrogés. La mise en œuvre d une matrice culture/exposition couplée à des études de terrain a permis de sélectionner les matières actives pour lesquelles les expositions cumulées au cours de la vie étaient les plus élevées et de mieux cibler les analyses en lien avec les données de santé. Du point de vue de la santé, notre étude a confirmé le risque d abaissement des performances cognitives pour les personnes exposées aux organophosphorés, tout en mettant en lumière des différences en fonction des matières actives. Les risques les plus importants sont associés au mévinphos. Celui-ci a été utilisé sur blé, maïs, légumes, vigne et arbres fruitiers à partir de la fin des années 1950 et jusqu à son retrait en Même si la plupart des organophosphorés ont été aujourd hui retirés du marché, les effets potentiels sur la santé des utilisateurs sont susceptibles de se produire encore dans les années à venir. Par ailleurs, certaines molécules restent autorisées comme le chorpyriphos ou le diméthoate. Grâce aux outils développés, il sera possible d étudier le rôle d autres molécules que les organophosphorés dans la survenue de troubles cognitifs. Par ailleurs, ces mêmes outils seront utilisés pour étudier d autres effets sur la santé, et notamment la survenue de cancer dans l étude AGRICAN. Références bibliographiques Baldi I, Filleul L, Mohammed-Brahim B, MD, Fabrigoule C, Dartigues J F, Schwall S, Drevet JP, Salamon R, Brochard P. Neuropsychologic effects of long-term exposure to pesticides: results from the French PHYTONER study. Environ Health Perspect 2001, 109: Baldi I, Lebailly P, Jean S, Rougetet L, Dulaurent S, Marquet P. Pesticide contamination of workers in vineyards in France. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2006;16: Lebailly P, Bouchart V, Baldi I, Lecluse Y, Heutte N, Gislard A, Malas JP.Exposure to pesticides in open-field farming in France. Ann Occup Hyg. 2009;53: Leon ME, Beane Freeman LE, Douwes J, Hoppin JA, Kromhout H, Lebailly P, Nordby KC, Schenker M, Schüz J, Waring SC, Alavanja MC, Annesi-Maesano I, Baldi I, Dalvie MA, Ferro G, Fervers B, Langseth H, London L, Lynch CF, McLaughlin J, Merchant JA, Pahwa P, Sigsgaard T, Stayner L, Wesseling C, Yoo KY, Zahm SH, Straif K, Blair A. AGRICOH: a consortium of agricultural cohorts. Int J Environ Res Public Health. 2011;8: Baldi I, Gruber A, Rondeau V, Lebailly P, Brochard P, Fabrigoule C. Neurobehavioral effects of long-term exposure to pesticides: results from the 4-year follow-up of the PHYTONER study. Occup Environ Med. 2011;68: Blanc-Lapierre A, Bouvier G, Garrigou A, Canal-Raffin M, Raherison C, Brochard P, Baldi I. Effets chroniques des pesticides sur le système nerveux central : état des connaissances épidémiologiques. Rev Epidemiol Sante Publique 2012 ; 60 : Baldi I, Lebailly P, Rondeau V, Bouchart V, Blanc-Lapierre A, Bouvier G, Canal-Raffin M, Garrigou A. Levels and determinants of pesticide exposure in operators involved in treatment of vineyards: results of the PESTEXPO study. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2012; 22: Blanc-Lapierre A, Bouvier G, Gruber A, Lebailly P, Fabrigoule C, Baldi I. Cognitive Disorders and Occupational Exposure to Organophosphates: Results from the Phytoner Study. Am Journal Epidemiology 2012 (in press). Le projet PHYTONER a été soutenu depuis 1997 par des subventions du Ministère de l Environnement, de la Mutualité Sociale Agricole (Caisse Centrale, Caisse de Gironde, Association de Médecine du Travail en Agriculture du Département de la Gironde), de l Agence Nationale pour l Amélioration des Conditions de travail, du Conseil Régional d Aquitaine, de l Association Recherche et Partage, de l Agence nationale de sécurité sanitaire de l alimentation, de l environnement et du travail et de l Agence Nationale de la Recherche. ECOPHYTO 6

13 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Contamination des eaux de surface par les pesticides : évaluation de la part des dépôts gazeux aériens Carole Bedos Unité Mixte INRA/AgroParisTech Environnement et Grandes Cultures Thiverval-Grignon Mail : Responsables des équipes impliquées : Barriuso Enrique: Unité Mixte de Recherche INRA/AgroParisTech Environnement et Grandes Cultures (Grignon) Intervenants : B. Loubet, M. Deschamps, S. Génermont, E. Barriuso, O. Fanucci, N. Gagnaire, M.F. Rousseau Partenaire : Office National de l Eau et des Milieux Aquatiques Mots clefs : eaux de surface, pesticide, dépôt gazeux, abaques, atmosphère Résumé La contamination des eaux de surface par le dépôt gazeux de pesticides volatilisés depuis les zones de traitements étant maintenant avérée, le développement d outils d évaluation de cette voie de contamination est nécessaire pour compléter l évaluation des risques liés à l utilisation des pesticides. Pour ce faire, ce projet propose des abaques de dépôts gazeux (similaires aux abaques de dérive) construites à partir de simulations réalisées avec deux modèles couplés sur un nombre significatif de scénarios. Les facteurs clefs contrôlant le dépôt gazeux de pesticides ont été identifiés dans les cas d un plan d eau et d un cours d eau. Ces résultats permettent d identifier des mesures de gestion pour diminuer les risques de contamination. Contexte et objectif L évaluation de la contamination des eaux de surface situées à proximité des zones d application des pesticides est souvent réduite à l évaluation empirique de la «dérive», constituée par le dépôt des gouttelettes de pulvérisation transportées par le vent pendant le traitement. Le «dépôt gazeux» de pesticides est quant à lui souvent négligé. Il s agit du dépôt des pesticides volatilisés après l application depuis les surfaces traitées et transportés par voie aérienne. Or, ce dépôt gazeux, dont la source d émission, d intensité variable selon les composés, peut durer plusieurs semaines, serait susceptible d engendrer une contamination équivalente, voire supérieure, à la contamination liée à la dérive, qui est plus ponctuelle dans le temps. Cette hypothèse est confirmée par l analyse bibliographique fournissant les premiers résultats obtenus expérimentalement ou par la modélisation. Par ailleurs, cette analyse bibliographique montre un manque d outils validés pour estimer cette voie de contamination différée dans le temps. L objectif de cette étude est ainsi de développer un outil opérationnel d évaluation de la contamination locale des eaux de surface par les pesticides par voie gazeuse impliquant un couplage volatilisation transfert dépôt. Méthodes L outil opérationnel proposé repose sur la construction d abaques de dépôts gazeux (similaires aux abaques de dérive) à partir de simulations réalisées avec deux modèles couplés sur un nombre significatif de scénarios. Des scénarios multifactoriels pour prendre en compte la diversité des situations Pratiques : choix de 3 périodes d application dans l année (mars, juin, septembre), choix de 26 produits de caractéristiques physico-chimiques diverses et contrastées. Conditions pédoclimatiques : choix de 3 conditions climatiques et de 3 sols associés (avec des simulations exploitant des bases de données climatiques sur une période de 9 ans). Configuration locale : 3 dimensions de parcelle émettrice, 2 configurations en aval (plan d eau uniforme de 50 m ou cours d eau situés à 5, 20 ou 50 m de la parcelle traitée avec 2 options de dépôt sur la Zone Non Traitée (ZNT) : un dépôt maximum ou un dépôt minimum). ECOPHYTO 7

14 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Des simulations couplées émission-transport-dépôt Les simulations ont été réalisées grâce au couplage off-line d un modèle calculant la volatilisation des pesticides appliqués sur sol nu (modèle Volt Air, Bedos et al., 2009) avec un modèle de dispersion atmosphérique et de dépôt gazeux des pesticides volatilisés (modèle FIDES, Loubet et al., 2001). Les variables de sortie sélectionnées sont : le dépôt cumulé dans le temps et dans l espace (exprimé en kg/ha avec une dose appliquée de 1 kg/ha) et la concentration moyenne dans l air à 1,5 m de hauteur (µg/m 3 ). Principaux résultats obtenus et applications envisageables : lien avec le Plan Ecophyto Propriétés physico-chimique des pesticides Pour la plupart des pesticides étudiés, le dépôt est fortement lié à l émission. Pour une application sur sol nu, l émission dépend d un facteur R contenant les propriétés physico-chimiques régissant la volatilisation (constante de Henry, K h ) et les propriétés environnementales régissant le devenir des pesticides (constante d adsorption, K oc, et durée de demi-vie, DT 50 ): R = (K h / K oc ) f(dt 50 ) Pour des composés de K h élevée, les échanges air/eau influent aussi sur le dépôt. Comparaison du dépôt gazeux au dépôt par dérive D après cette étude, la contribution des dépôts gazeux peut être supérieure à celle de la dérive, pour les pesticides avec un rapport R supérieur à 10-4 et 10-5 selon la configuration. La largeur de la ZNT conditionne le dépôt sur un cours d eau : plus la ZNT est large, plus le cours d eau est éloigné de la parcelle émettrice et plus faibles sont les dépôts, mais plus grande est la contribution par dépôt gazeux par rapport à celle de la dérive. Autres facteurs impliqués La dimension de la parcelle «source» joue un rôle direct dans les quantités déposées. La nature de la ZNT et notamment l intensité du dépôt sur celle-ci joue un rôle. Dépôt gazeux cumulé sur 50 m (points) en fonction de la quantité de pesticides volatilisée (Configuration Lac). Moyenne pour les 3 périodes d application, les 9 années climatiques et les 3 sites, dose appliquée de 1 kg/ha. Le dépôt cumulé par dérive de gouttelettes est également donnée à 50 m (ligne continu). Lien avec le Plan Ecophyto Le dépôt gazeux dépend donc des caractéristiques physico-chimiques des pesticides (ainsi que des conditions pédoclimatiques après l application) alors que la dérive est plutôt liée aux techniques d application (buses, hauteur de rampe,.) et aux conditions ambiantes lors de l application (vent, turbulence). Cette différence a des répercussions en termes de gestion puisque les leviers sur lesquels jouer pour limiter ces voies de contamination sont donc différents. L identification du facteur R permet d envisager l établissement d un classement a priori des pesticides présentant les plus forts risques de contamination par dépôt gazeux, classement utile pour rechercher des composés de substitution. Perspectives et conclusions L atout principal de cet outil repose sur la description mécaniste des processus sous-jacents : émission par volatilisation, dispersion atmosphérique et dépôts gazeux sur surfaces variées (sol/eau/végétation) alors que les études précédentes étaient essentiellement focalisées, soit sur les émissions, soit sur les dépôts. Les simulations réalisées sur un grand nombre de scénarios ont permis d identifier les facteurs clefs du dépôt qui ont été combinés dans un indicateur unique. Cette approche mécaniste permet de rendre compte de façon explicite de l effet de chaque facteur influent sur le dépôt gazeux intensité et dimension de la source, dimension et nature de la ZNT, caractéristiques des pesticides. Ces facteurs sont différents de ceux gouvernant la dérive (technique application, conditions météorologiques au moment de l application, ). Cette approche permettra, via l élaboration de scénarios, d optimiser les zones non traitées (dimensions, localisation, nature). Cette étude apporte aussi des clefs d interprétation de données expérimentales présentées dans la littérature. Perspectives : Evaluer l outil avec des jeux de données de terrain. Evaluer la contribution indirecte des dépôts gazeux sur la ZNT par rapport aux autres voies de contamination. Etendre l analyse à d autres types de ZNT (haies, arbres,.) et d autres sources d émission (depuis un couvert végétal). Références bibliographiques Bedos C., Génermont S., et al. (2009) Atmos. Env., 43, Bedos C., Loubet B., et al. (2011) XIII Symposium Pesticide Chemistry, Piacenza (Italy). Deschamps M., Néang, M. et al. (2011) EMEC 12, Clermont-Ferrand (France). Loubet B., Milford C., et al. (2001) JGR Atmospheres, 106, Loubet B., Panic I., et al. (2006) SCI Pest Management Group, Warwick (GBR). Neang N. (2011) Caractérisation des émissions de pesticides et de leur dépôt sur des surfaces aquatiques, Rapport de stage d IUT, 43p. Remerciements : G. Fent (RLP AgroScience GmbH, Institute for AgroEcology, Neustadt, Allemagne) pour les nombreuses et fructueuses discussions sur son jeu de données. Les auteurs remercient également l Office National de l Eau et des Milieux Aquatiques (partenariat ONEMA INRA 2010) pour sa participation, N. Domange en particulier pour le suivi tout au long du projet. ECOPHYTO 8

15 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Projet ARPEGES : Analyse de Risque PEsticides pour la Gestion des Eaux de Surface Véronique Gouy Irstea, Lyon Mail : Responsables des équipes impliquées : Nadia Carluer : MAEP, Irstea, Villeurbanne Yves Souchon : pôle d étude et recherche Onema/Irstea, Villeurbanne Mots clefs : risque lié aux pesticides, masses d eau de surface, réseaux bayésiens, approche descriptive et experte Résumé La méthode ARPEGES (Analyse de Risque PEsticides pour la Gestion des Eaux de Surface) a été développée pour évaluer le risque de contamination globale par les pesticides des masses d eau de surface de France métropolitaine, notamment en vue de la caractérisation de l état des lieux des milieux aquatiques pour la DCE. Cette méthode repose sur le croisement de la vulnérabilité du milieu aux transferts hydriques et de la pression liée aux usages, grâce à un réseau bayésien construit à dires d experts. Les paramètres permettant de caractériser cette vulnérabilité (liée au milieu physique et à son utilisation : sols, climat, zones tampons ) et cette pression (liée aux propriétés et aux quantités de substances appliquées) sont évaluées à partir des sources de données spatialisées homogènes sur le territoire métropolitain. Photo : Guy Le Hénaff Contexte et objectif La contamination des eaux par les pesticides implique la mise en œuvre d actions correctives, notamment en vue de répondre aux exigences de la DCE. Au niveau national, le plan Ecophyto 2018 vise la réduction des usages de pesticides pour tendre vers une agriculture durable plus respectueuse de l environnement. Dans tous les cas, il s avère essentiel d améliorer le diagnostic des causes et l étude des relations pression-état au niveau des masses d eau, tant pour mieux cerner les actions les plus judicieuses à mettre en œuvre que pour évaluer l impact in situ des pratiques mises en oeuvre. Dans ce contexte, le projet ARPEGES a vu le jour et a bénéficié tout au long de son développement du pilotage scientifique de la DAST de l Onema. Il propose un indicateur de risque de contamination des masses d eau de surface par les pesticides. Plusieurs critères ont été considérés : déboucher sur une méthode opérationnelle, homogène à l échelle de l ensemble des masses d eau au niveau national, mieux prendre en compte (i) les caractéristiques des milieux à ces échelles (i.e, les conditions de transfert, encore appelé vulnérabilité) ; (ii) la quantification des doses de pesticides appliquées ; et (iii) l agrégation de l information à l échelle des unités de gestion hydrographiques (sousunités, masses d eau). Cette méthode doit également être évolutive et modulable de façon à (i) intégrer facilement de nouvelles données ou connaissances au fur et à mesure de leur mise à disposition (données spatiales à des résolutions plus pertinentes par exemple) pour préciser ce risque, (ii) tester des hypothèses d évolution en terme de quantités et nature de substances appliquées ou de limitation du transfert (bandes enherbées, surfaces drainées, ), et (iii) pouvoir intégrer ultérieurement les relations entre pressions pesticides au niveau des masses d eau et états écologiques associés. Méthodes Après une étude bibliographique des différentes méthodes de diagnostic existantes, nous nous sommes orientés vers un modèle d évaluation experte (a priori) du risque, reposant en entrée sur les données spatiales homogènes à l échelle métropolitaine. Elle s appuie notamment sur les travaux du Corpen dans la définition du risque (vulnérabilité intrinsèque, vulnérabilité spécifique, pressions pesticides ) et l identification des principaux facteurs et processus en cause dans la contamination des eaux de surface. L évaluation experte se base sur une approche probabiliste (réseau bayésien). Cette approche a été choisie pour : (i) sa faculté à gérer l information hétérogène des sources de données et à prendre en compte leur l incertitude et celle des dires d expert ; (ii) sa capacité à représenter (modéliser) des systèmes complexes sous la forme d un réseau hiérarchique didactique ; (iii) sa modularité dans la construction du réseau ; (iv) sa capacité à calibrer des probabilités a posteriori à partir d un jeu de données d apprentissage ; (v) son aptitude à fournir un degré de fiabilité pour chaque résultat ; et (vi) sa faculté à construire des scénarios. Ces deux dernières propriétés sont essentielles pour appuyer les gestionnaires dans la priorisation et la définition des actions de restauration. Principe de la démarche Dans le modèle proposé, le risque de contamination est défini par le croisement de la vulnérabilité et de la pression phytosanitaire d origine agricole, toutes substances actives confondues. La contamination étant très liée à la saisonnalité des grands types de traitement et des processus hydrologiques, le risque est évalué pour deux périodes sur une année : de novembre à mars et d avril à octobre. ECOPHYTO 9

16 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Evaluation de la vulnérabilité La vulnérabilité des eaux de surface à la contamination par les pesticides dépend à la fois du comportement des substances et des processus hydrologiques dominants dans le milieu (caractéristiques physiques et climatiques du bassin versant local). Le modèle distingue donc la vulnérabilité intrinsèque du milieu de la vulnérabilité spécifique. Ces deux vulnérabilités sont évaluées pour chacune des périodes étudiées. Vulnérabilité intrinsèque Dans la vulnérabilité intrinsèque du milieu, les trois principaux types de transfert sont représentés (ruissellement de surface ; ruissellement de subsurface ; drainage). Elle prend en compte également le transfert par dérive. Le Tableau 1 résume les différents paramètres utilisés pour évaluer les probabilités (faible, moyenne, forte) que ces voies de transfert soient présentes au niveau d un bassin versant local d une masse d eau. Voie de transfert Ruissellement Subsurface Drainage Dérive Paramètres degré de ruissellement/infiltration, réserve utile, hydromorphie, battance, ripisylve 10 m et 30 m, bandes enherbées degré de ruissellement/infiltration, réserve utile, hydromorphie, intensité de drainage réserve utile, intensité de drainage densité de réseau hydrographique, ripisylve 10 m et 30 m, bandes enherbées Tableau 1 : Paramètres pris en compte pour chaque voie de transfert modélisée pour la vulnérabilité intrinsèque quelle que soit la période étudiée (printemps-été, automne-hiver). Vulnérabilité spécifique La vulnérabilité spécifique est un croisement entre la vulnérabilité intrinsèque du milieu, les propriétés des molécules (solubilité, DT50 et KOC), la teneur en matière organique du sol, l érosion, et les fréquences et cumuls de pluie qui dépendent des zones climatiques et de la période étudiée. Deux types de vulnérabilité spécifique sont différenciés : (i) la vulnérabilité spécifique aiguë, liée principalement aux voies de transfert par dérive de pulvérisation, par ruissellement de surface et par drainage, puis à la fréquence des pluies ; et (ii) la vulnérabilité spécifique chronique liée aux trois principales voies de transfert et au cumul des pluies. Le ruissellement de subsurface est pris en compte majoritairement en hiver. Evaluation de la pression Après un inventaire approfondi des données disponibles sur le territoire pour caractériser cette pression pesticides d origine agricole, il a été décidé, afin de garantir l homogénéité de la méthode, d utiliser (i) les dépenses en pesticides sur le bassin versant local dans la période étudiée estimées à partir du réseau d information comptable agricole (RICA), pour l aspect quantitatif et (ii) les données de la Base nationale des ventes de produits phytopharmaceutiques par les distributeurs agréés (BNVD) pour estimer la nature des substances utilisées (leurs propriétés physico-chimiques étant estimées via la base SIRIS) à l échelle de régions homogènes en termes d occupation du sol et de caractéristiques naturelles (hydro-écorégions). Origine des données et méthode d agrégation Au total, le modèle comporte 18 variables (non-spatiales et spatiales), à renseigner à l aide des données disponibles au niveau métropolitain (rassemblées dans le Tableau 2). La France métropolitaine comporte environ masses d eau et les bassins versants locaux 1, à l échelle desquels est réalisée l agrégation des données, ont en moyenne une superficie de ha (environ 4 fois la superficie moyenne d une commune). L échelle spatiale des données disponibles est très variable : les entités des données peuvent être comprises dans les bassins versants locaux (exemple : mailles de l IDPR), les entités et les bassins versants peuvent se recouper (cantons ou unités cartographiques de sol par exemple) ou les entités peuvent être largement plus grandes que les bassins (zones climatiques, par exemple). Nous avons fait appel aux méthodes couramment utilisées pour aborder ces changements d échelle (e.g., Vernier et al., 2009). Tableau 2 : Données spatiales disponibles sur le territoire national et utilisées pour évaluer les variables d entrée d ARPEGES. BDGSF : Base de données géographique des sols de France, BNVD : Base nationale des ventes de produits phytopharmaceutiques par les distributeurs agréés, HER : Hydro-écorégion (Wasson et al., 2002), OS : Occupation du sol, UCS : Unité cartographique de sol. Variables Données Nom complet Nom Source Unité spatiale ou échelle spatiale Date Ratio Ruissellement/infiltration IDPR (indice de développement et de persistance des réseaux) V. Mardhel, BRGM 1/ Réserve utile BDGSF GIS Sol UCS 1998 Drainage (pourcentage de la surface agricole qui est drainée) Recensement agricole Agreste Canton 2000 Hydromorphie (pourcentage de sols hydromorphes) Carte de l hydromorphie P. Lagacherie, INRA Petite région naturelle 1987 Battance (sensibilité à la formation d une croûte de battance) BDGSF GIS Sol UCS 2002 Ripisylve 30 m (pourcentage de surface occupée par de la forêt dans BDTOPO IGN 1/ une bande de 30 m) Ripisylve 10 m (pourcentage de surface occupée par de la forêt dans BDTOPO IGN 1/ une bande de 10 m) Bande enherbée (pourcentage de linéaire de cours d eau qui porte un BDTOPO IGN 1/ nom) Densité du réseau hydrographique BD Carthage Sandre 1/ Zonage basé sur les séries de Champeaux & Zones climatiques précipitations Tamburini 1 Bassin versant local : bassin versant de la masse d eau amputé des bassins versants des masses d eau amont ECOPHYTO 10

17 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Cumul de pluies Normales mensuelles AURELHY Météo France Mailles de 1 km² Matière Organique (teneur en Base de données des analyses carbone organique du sol) de terre GIS Sol Cantons MESALES (modèle d évaluation Alea d érosion spatiale de l alea érosion des INRA Zone hydrographique 2002 sols) Solubilité molécule BNVD et SIRIS-Pesticides Ineris HER*OS 2010 DT 50 BNVD et SIRIS-Pesticides Ineris HER*OS 2010 Koc BNVD et SIRIS-Pesticides Ineris HER*OS 2010 Pression phytosanitaire (dépense en Charge réelle du RICA (réseau RICA modifié par produits phytosanitaires divisée par la d information comptable l INRA surface du bassin) agricole) Petites régions agricoles 2006 Saisonnalité de la pression phytosanitaire Expertise Principaux résultats obtenus et applications envisageables : lien avec le Plan Ecophyto Types de résultats produits Les résultats finaux du modèle sont présentés sous forme de quatre cartes : risque de contamination chronique d avril à octobre risque de contamination chronique de novembre à mars risque de contamination aiguë d avril à octobre risque de contamination aiguë de novembre à mars Pour chacune, le risque peut prendre 3 valeurs : risque faible, moyen ou fort. Ce risque est calculé pour le bassin versant local de chaque masse d eau (ce qui permet de mieux cibler les actions que si l on avait une seule valeur pour tout le bassin versant), et prend en compte toutes les substances actives confondues (exhaustivité) pour les usages agricoles. La distinction de la contamination aiguë et de la contamination chronique doit permettre d affiner le diagnostic des causes, de faciliter la connexion ultérieure avec les effets écotoxiques, et ainsi de mieux orienter le choix des actions correctives les plus pertinentes. La figure 1 présente un exemple de résultat du modèle. La «décision» est le niveau de risque qui a la plus grande probabilité dans le bassin versant considéré, et le «niveau de confiance» est la valeur de cette probabilité. Les cartes des résultats intermédiaires sur les différentes vulnérabilités sont également extractibles de l outil. Perspectives et conclusions Figure 1 : Carte du risque de contamination chronique d avril à octobre, par bassin versant local des masses d eau de surface, et niveau de confiance associé La méthode ARPEGES d évaluation du risque de contamination des masses d eau de surface par les produits phytosanitaires a été développée à l occasion du rapportage des états des lieux DCE de 2013, mais sa flexibilité offre des perspectives au-delà de la réalisation immédiate de ces états des lieux. Les résultats obtenus dépendent fortement de la résolution spatio-temporelle des données disponibles. Une connaissance plus fine des variables d entrée, et notamment de la distribution des usages des substances devrait permettre de mieux rendre compte des spécificités des bassins locaux et donc d aboutir à une estimation plus juste du risque aux échelles fines. On insiste toutefois sur la nécessité de garder une cohérence et une homogénéité du modèle au niveau national pour que les résultats soient exploitables à ce niveau. Enfin, une telle méthode, aboutissant à des descripteurs de risque de nature probabiliste est par essence difficile à valider stricto sensu. Il est néanmoins envisageable de confronter les résultats obtenus avec les observations de la qualité chimique des masses d eau au niveau national (Gauroy et Carluer, 2011). La méthode ARPEGES est décrite plus en détail dans un article soumis à la revue SET (Gauroy et al., 2013). Références bibliographiques Gauroy C. et Carluer N., Interpretation of data about pesticides residues in surface water in France by grouping data within homogeneous spatial units. KMAE 04(400). Gauroy C., Bougon N., Carluer N., Gouy V., Le Hénaff G., Piffady J. et Tormos T. Evaluation des risques de contamination des masses d eau de surface par les produits phytosanitaires à l échelle de la France : la méthode ARPEGES. Article soumis à la revue Sciences Eaux et Territoires d Irstea. Vernier F., Zahm F., Saudubray F., Petit K. et Bousquet G., Une méthode de spatialisation des activités agricoles au service des politiques agrienvironnementales (RA-SPACE); Application au calcul d un indicateur pesticide spatialisé sur le bassin Adour-Garonne dans le cadre de la mise en œuvre de la Directive cadre sur l eau. Ingénieries - E A T, Wasson J.-G. et al., Les hydro-écorégions de France métropolitaine, approche régionale de la typologie des eaux courantes et éléments pour la définition des peuplements de référence d invertébrés, Cemagref, 190 p. ECOPHYTO 11

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19 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Influence de la biodégradation dans l atténuation des pesticides sur un bassin versant viticole : potentialité des différents éléments du paysage et rôle des zones tampons Fabrice Martin-Laurent, Marion Devers, Stéphane Pesce Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Mail : Responsables des équipes impliquées : Martin-Laurent F. : UMR1347 Agroécologie, INRA Dijon (INRA) Pesce S. : UR Maly, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l environnement et l agriculture (Irstea) Mots clefs : zone tampon, bande enherbée, capacité épuratrice, biodégradation de pesticides Résumé Nos travaux réalisés sur le bassin viticole de la Morcille ont montré que les différents compartiments du paysage (sol de la parcelle, bande enherbée et sédiments) présentaient une aptitude à minéraliser le diuron. La capacité épuratrice de ces différents compartiments évolue en fonction du niveau d exposition au contaminant. L importance du flux érosif de la parcelle viticole vers le cours d eau pour l adaptation des communautés microbiennes à la biodégradation du diuron a pu être mise en évidence. Ainsi, bien que la microflore des sédiments présente intrinsèquement la capacité à s adapter à la biodégradation du diuron, cette faculté est améliorée par le flux érosif, suggérant le transfert du potentiel épurateur du compartiment terrestre au compartiment aquatique. L évolution de la capacité épuratrice des sédiments de la Morcille en réponse à l interdiction d usage du diuron a permis de mettre en évidence l amélioration de la qualité chimique des eaux et la diminution des capacités épuratrices des sédiments de la rivière. Des populations microbiennes appartenant au genre Arthrobacter transformant le diuron en 3,4-dichloroaniline ont été isolées du sol de la zone tampon et des sédiments. Un isolat bactérien appartenant au genre Achromobacter dégradant la 3,4-dichloroaniline a été isolé. Le consortium synthétique formé d Arthrobacter sp. et d Achromobacter sp. minéralise le diuron. Ces résultats suggèrent que la communauté bactérienne minéralisant le diuron dans le sol de la zone tampon et dans les sédiments repose sur la coopération métabolique de ces deux populations. Contexte et objectif Afin d atteindre les objectifs fixés par la directive cadre Européenne sur l eau, l Etat Français s est engagé à mettre en place le plan Ecophyto. Outre la réduction de 50% du recours aux pesticides, plusieurs mesures, telles que l implantation de zones tampons, sont envisagées pour limiter la dispersion des intrants chimiques. Les zones tampons constituent une interface vierge d intrants chimiques interceptant les flux de contaminants provenant de la parcelle agricole. Leur efficacité pour limiter les transferts de matières en suspension et d intrants chimiques des zones agricoles vers les eaux est reconnue. Cependant, les processus biotiques et abiotiques responsables de l écodynamique des intrants chimiques dans ces zones tampons restent peu décrits. Dans ce contexte, nos travaux s inscrivant dans l axe 3 du plan Ecophyto Recherche : coordonner pour accélérer l innovation avaient pour objectif d estimer les capacités épuratrices des sols afin de limiter la dispersion des produits phytosanitaires depuis les parcelles agricoles vers les compartiments environnementaux adjacents. Ils visaient à estimer le potentiel épurateur de différents éléments du paysage dans un bassin versant viticole (Morcille, Beaujolais), à appréhender l importance de la connexion des compartiments terrestres et aquatiques via le flux érosif sur l évolution de la capacité épuratrice des sédiments de la Morcille, à suivre l évolution de la capacité épuratrice des sédiments de la Morcille suite à l interdiction d usage du diuron, et à caractériser les mécanismes d épuration du diuron (isolement et caractérisation de populations microbiennes dégradant le diuron). Méthodes Ces travaux ont été menés sur le site Atelier Ardières - Morcille (69) (http://www.graie.org/zabr/) Suivi de l état chimique du cours d eau Des prélèvements d eau ont été réalisés aux stations amont, intermédiaire et aval du site Morcille-Ardières trois fois par an sur la période de 2008 à Les échantillons d eau ont été extraits en phase solide (SPE) et analysés par HPLC/MS/MS (HPLC 1100 LC Series instrument, Agilent, France ; MS API 4000, AB Sciex, France). Estimation du potentiel de minéralisation du diuron du sol et des sédiments Le potentiel de minéralisation du diuron des communautés microbiennes du sol et des sédiments a été déterminé par radiorespirométrie avec du 14C-diuron marqué uniformément (AS 567 MBq/mmol, Sigma Aldrich) selon Pesce et al. (2009). Isolement et caractérisation de populations microbiennes dégradant le diuron Culture par enrichissement A partir d échantillons de sol de la bande enherbée et de sédiments prélevés à la station intermédiaire de la Morcille, des cultures par enrichissement ont été initiées en utilisant un milieu minéral additionné de diuron comme seule source de carbone. La culture microbienne a été renouvelée à intervalles réguliers et la concentration résiduelle en diuron a été mesurée. Des isolements microbiens ont été conduits sur des milieux gélosés. ECOPHYTO 13

20 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Onema R&D 2010 Caractérisation phylogénétique L ADN génomique a été extrait des souches microbiennes dégradant le diuron. Il a été utilisé pour amplifier par réaction de polymérisation en chaînes (PCR) de l ARNr 16S de l opéron ribosomique bactérien. Le produit PCR a été cloné et séquencé. Sur la base de la séquence de l ARNr16S une analyse phylogénétique a été menée. Caractérisation physiologique Le potentiel dégradant des souches microbiennes transformant le diuron a été caractérisé sur des cultures microbiennes. La dissipation du diuron et l apparition de la 3,4-dichloroaniline (3,4-DCA) dans le milieu de culture ont été évaluées par des analyses en chromatographie haute performance liquide (HPLC). Principaux résultats obtenus et applications envisageables Capacité épuratrice du diuron de différents éléments du paysage Nos travaux ont montré que les communautés microbiennes du sol de la parcelle viticole, du sol de la bande enherbée et des sédiments de la Morcille étaient adaptées à la minéralisation du diuron. Dans le compartiment terrestre, l exposition au diuron a été identifiée comme étant le facteur principal influençant le potentiel de minéralisation. Ce facteur joue également un rôle primordial dans le compartiment aquatique où un gradient amont-aval en concordance avec le niveau de contamination chimique de l eau a été observé. Importance de l érosion sur la capacité épuratrice des sédiments Nos expérimentations ont montré que bien que la communauté microbienne des sédiments présente intrinsèquement la capacité à s adapter à la biodégradation du diuron, le flux érosif issu de la bande enherbée contribue à améliorer les capacités épuratrices des sédiments de la Morcille. Evolution des capacités épuratrices des sédiments suite à l interdiction d usage du diuron Suite à l interdiction du diuron, la qualité chimique des eaux de la Morcille s est améliorée. Toutefois, le gradient amont-aval et les fluctuations saisonnières de la contamination des eaux de la Morcille par le diuron persistent. La résilience de la qualité chimique du cours d eau s accompagne de la diminution des capacités épuratrices des sédiments. Isolement et caractérisation de populations microbiennes transformant le diuron La culture par enrichissement réalisée à partir du sol de la bande enherbée ou des sédiments a conduit à l isolement et à la caractérisation de plusieurs isolats bactériens du genre Arthrobacter capables de transformer le diuron en 3,4-dichloroaniline (3,4-DCA). Un isolat bactérien appartenant au genre Achromobacter s est montré capable de transformer le 3,4-DCA. Le consortium bactérien formé d Arthrobacter sp. et d Achromobacter sp. minéralise le diuron. Ces résultats suggèrent que la capacité de la communauté bactérienne à minéraliser le diuron dans le sol de la zone tampon et dans les sédiments repose sur la coopération métabolique entre ces deux populations. Perspectives et conclusions Pour conclure, ces travaux mettent en évidence que le sol de la parcelle viticole, le sol de la bande enherbée et les sédiments de la Morcille hébergent des communautés microbiennes capables de dégrader le diuron. Les capacités épuratrices de ces différents compartiments sont variables et l un des paramètres affectant le plus ces capacités est le niveau d exposition au contaminant. La capacité épuratrice des sols et des sédiments repose sur l activité de populations dégradantes qui développent une coopération métabolique. Suite à l interdiction d utilisation du diuron, cette capacité a décliné continuellement sur la période , aussi bien dans le sol viticole que dans les sédiments de la rivière. Références bibliographiques Pesce S., Martin-Laurent F., Rouard N. et Montuelle B., Potential for microbial diuron mineralisation in a small wine-growing watershed: from treated plots to lotic receiver hydrosystem. Pest Manag. Sci., 65, Pesce S., Martin-Laurent F., Rouard N, Robin A., Montuelle B., Evidence for adaptation of riverine sediment microbial communities to diuron mineralization: incidence of run-off and soil erosion. J. Soils Sed. 10, Pesce S., Beguet J., Rouard N., Devers-Lamrani M., Martin-Laurent F., Response of a diuron-degrading community to diuron exposure assessed by real-time quantitative PCR monitoring of phenylurea hydrolase A and B encoding genes. Appl. Microbiol.. Biotechnol. DOI /s ECOPHYTO 14

21 Financement : ANSES, PNR EST 2009 Caractérisation de l impact d une exposition alimentaire aux pesticides seuls ou en mélange chez la souris Laurence Gamet-Payrastre Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Mail : Responsables des équipes impliquées : Galinier Anne : Laboratoire de Biochimie Nutritionnelle «STROMALab», Inserm U1031 Toulouse Lespine Anne : UMR Toxalim Team 6, INRA Toulouse Mots clefs : pesticide, mélange, faible dose, métabonomique, stress oxydant Résumé L objectif de notre projet était de caractériser l exposition alimentaire à une faible dose de trois pesticides et de comparer leur impact lorsqu ils sont présents seuls ou en mélange. Ces études ont été réalisées in vivo chez la souris C57Bl6. Le protocole expérimental chez l animal a été construit dans l objectif d évaluer les effets des pesticides présents dans l aliment aux doses journalières admissibles (DJA) sur la descendance après une exposition périnatale et après sevrage. Les pesticides choisis sont l endosulfan, le chlorpyrifos et l atrazine. Les principaux résultats obtenus in vivo montrent que l exposition à chacun des pesticides considérés isolément depuis le développement fœtal jusqu à l âge adulte est associée au niveau plasmatique à une empreinte métabolique spécifique de chaque traitement, qui reflète la perturbation du métabolisme glucidique et du métabolisme lié au statut oxydo-réducteur. Une modification spécifique de la barrière intestinale mesurée au travers de l expression des transporteurs membranaires est aussi observée chez les mâles exposés au chlorpyrifos, ce qui peut entraîner des perturbations de la biodisponibilité des composés ainsi que de celle d autres xénobiotiques ou médicaments. In vivo, l effet du mélange ne semble pas prédictible à partir de l effet des pesticides isolés, quel que soit le paramètre étudié, ce qui confirme qu il serait important dans les procédures d évaluation du risque de prendre en considération l effet des mélanges. Contexte et objectif L exposition des consommateurs aux pesticides est différente de celle des utilisateurs (voie, dose, chronologie, fréquence). L évaluation du risque encouru par le professionnel n est donc pas transposable aux consommateurs. De plus, il est difficile de mettre en évidence une relation de causalité entre pesticides et santé chez le consommateur pour des raisons liées essentiellement à la multiplicité des composés. En effet, le consommateur est exposé via l alimentation à des mélanges de pesticides à faibles doses et à long terme. Il a été admis pendant longtemps que les composés présents aux doses correspondant à leur NOAEL (No Observable Adverse Effect Level) et qui agissent via des mécanismes d action différents, ne pouvaient pas exercer d effet même lorsque ils étaient présents en mélange. Cependant, des études expérimentales relatives aux perturbateurs endocriniens et à la fonction de reproduction, montrent que les mélanges (i) peuvent exercer des effets marqueurs de perturbations endocriniennes à des doses inférieures aux NOAEL des substances qui les composent, que leur mécanisme d action soit similaire ou différent ; (ii) que les mélanges peuvent exercer des effets cumulatifs et/ou dépendant de la dose lorsque les composés du mélange ont pour cible un même tissu. Lorsque l on élargit la littérature à d autres cibles biologiques, on s aperçoit qu il est difficile d établir une conclusion définitive, car une exposition à des mélanges induit des effets hétérogènes suivant le tissu, le paramètre biologique ou la fonction physiologique étudiés. L objectif de cette étude était de caractériser en termes de biomarqueurs d exposition et/ou d effet l exposition alimentaire à de faibles doses de pesticides, seuls ou en mélange. Méthodes Nous avons établi un modèle murin d exposition alimentaire pour l étude de l effet combiné de trois pesticides (l endosulfan, le chlorpyrifos et l atrazine) par rapport à l effet de ces pesticides considérés individuellement. Les études ont été focalisées plus spécifiquement sur l identification de marqueurs biologiques et le protocole expérimental chez l animal a été construit dans l objectif d évaluer les effets des pesticides sur la descendance, après une exposition périnatale et après sevrage. Sur la base des données publiées faisant état des effets biologiques des pesticides, 3 principaux marqueurs ou voies métaboliques ont été explorés :(i) le statut oxydo-réducteur de l organisme : nous avons focalisé l exploration sur un marqueur du statut redox consensuel le glutathion et son rapport GSH/GSSG, et sur les défenses antioxydantes lipidiques (vitamine E et coenzyme Q). Les matrices biologiques explorées sont la moelle osseuse afin de mettre en évidence une implication du stress oxydant dans les cellules hématopoïétiques et le foie, (ii) les transporteurs d efflux actifs de la barrière intestinale : l objectif était d explorer l influence des traitements sur l expression des transporteurs actifs la P-gp, les MRPs et BCRP, (iii) l homéostasie métabolique grâce à une analyse par RMN (du proton) des métabolites sur des extraits de différents tissus (foie, plasma, cerveau). Une étude statistique a ensuite été réalisée afin de rechercher des paramètres discriminants entre les différents groupes. ECOPHYTO 15

22 Financement : ANSES, PNR EST 2009 Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Dans cette étude nous avons établi chez la souris un modèle d exposition alimentaire à de faibles doses de pesticides qui mime celle du consommateur. Nous avons utilisé une méthode globale sans à priori pour caractériser cette exposition au niveau plasmatique et nous avons comparé les marqueurs et les effets des pesticides seuls ou en mélanges. Nos résultats montrent que la métabonomique peut être développée chez l homme pour caractériser au niveau plasmatique l exposition alimentaire aux faibles doses de pesticides seuls ou en mélange. De plus, l analyse des métabolites discriminants entre les groupes permet d apporter des éléments de réponse quant au mécanisme d action de ces composés en complément des données biochimiques ou de biologie cellulaire ou moléculaire. Par ailleurs, nous pouvons d ores et déjà envisager que la barrière des transporteurs actifs est modifiée par l exposition à long terme à de faible doses de certains pesticides, ce qui peut avoir des conséquences sur la biodisponibilité et la toxicité de ces composés, mais aussi d autres contaminants ou médicaments. Avec notre modèle et sur ce paramètre, l effet du mélange n est pas prédictible à partir de l effet des pesticides seuls, ce qui suggère la nécessité de mettre en place des méthodes d évaluation de l effet des mélanges au cours du processus d autorisation de mise sur le marché de ces substances. Perspectives et conclusions Il sera primordial d élargir nos recherches d empreintes métaboliques plasmatiques après exposition alimentaire à d autres pesticides de façon à confirmer les résultats obtenus. De plus, de façon préliminaire, nous avons pu analyser quelques échantillons de plasma de souriceaux au sevrage après exposition alimentaire des mères aux différents pesticides testés. Les résultats montrent une empreinte spécifique de chaque traitement dans le plasma des animaux sevrés, c est-à-dire avant toute exposition directe à ces composés. Ceci suggère un passage des pesticides, soit dans le lait maternel pendant la lactation, soit dans le sang au cours du développement fœtal. Il serait donc très important de poursuivre ces études pour acquérir une meilleure compréhension de l impact de l exposition alimentaire périnatale aux pesticides sur la descendance. De telles études seront indispensables pour la définition d une politique de gestion des risques sanitaires liés à l environnement et au travail. Par ailleurs, des études de cinétique de contaminants ou de médicament dans un contexte de diminution de l activité du transporteur ABCB1 dans le duodénum (souris exposées au chlorpyrifos) devront être envisagées pour quantifier l impact des effets des pesticides sur le transport de molécules substrat de ABCB1A. ABCB1 est aussi présent sur la barrière hémato-méningée et il protège le cerveau de l entrée de toxiques potentiels. L étude de la régulation de ce transporteur sur la barrière sous l influence d une exposition au pesticide est cruciale. Elle n a pas été adressée et devra être envisagée lors d études ultérieures. Il est à noter aussi une augmentation de l expression d ABCG2 chez les animaux exposés à l endosulfan. Les conséquences de telles régulations devront être examinées dans des études ultérieures. L effet du mélange sur l expression d ABCG2 pourrait être le reflet de l effet de l endosulfan. Des travaux supplémentaires seront nécessaires pour évaluer les conséquences de ces modulations sur le devenir des composés transportés par ces pompes. Références bibliographiques EFSA., Annual report on pesticide residues according to article 32 of Regulation (EC) N 396/2005. EFSA Journal, 8: EFSA, annual report on pesticides residues according to article 32 of regulation (EC) N 396/2005. European food safety authority (EFSA), Parma, Italy. Merhi M. et al., Occupational exposure to pesticides and risk of hematopoietic cancers: meta-analysis of case-control studies. Cancer Causes Control, 18: ECOPHYTO 16

23 Session 2 Diversification des méthodes de lutte et limitation des intrants phytosanitaires Animateur : Jean Boiffin, Membre du Groupe d Experts Recherche

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25 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Gestion agroécologique des Mouches des légumes à La Réunion (GAMOUR) Jean-Philippe Deguine CIRAD Mail : Mots clefs : agroécologie, protection des cultures, Mouches des légumes, Recherche-Développement, La Réunion Résumé GAMOUR est un projet de recherche-développement visant à gérer les populations de Mouches des Cucurbitacées présentes à La Réunion. Il s appuie sur une démarche agroécologique. GAMOUR est caractérisé, d une part, par un partenariat diversifié et, d autre part, par des innovations techniques de protection des cultures (augmentorium, plantes pièges, appâts adulticides, piégeage sexuel). Mis en place de 2009 à 2011 sur 3 villages pilotes en «Agriculture conventionnelle» (Salazie, Entre-Deux et Petite Ile) et sur 5 fermes certifiées «Agriculture Biologique», le projet a donné des résultats très encourageants. De nombreuses connaissances ont été obtenues sur la bioécologie des mouches et sur de nouvelles techniques de protection. L enseignement, l encadrement d étudiants, la formation des acteurs et la Photo : J.-P. Deguine sensibilisation du grand public ont également été mis en avant dans le projet GAMOUR. Sur le plan socioéconomique, les agriculteurs «conventionnels» ont pu supprimer les insecticides chimiques qu ils épandaient de manière intensive sur les cultures avant le projet ; les pertes de récoltes ont été fortement réduites ; le temps consacré à la protection des cultures a baissé. Les agriculteurs biologiques ont pu appliquer le paquet technique, sans insecticide chimique. Il est désormais prévu l extension des pratiques GAMOUR aux autres zones de l île. Ce projet, qui s inscrit dans la dynamique du plan ECOPHYTO, a reçu une distinction nationale (mention spéciale des Trophées de l agriculture 2011) et a consolidé les collaborations entre les partenaires. GAMOUR représente à la fois une étape significative pour le développement de l Agriculture Biologique à La Réunion et un précédent pour d autres initiatives visant à réduire ou supprimer les pesticides. Contexte et objectif A La Réunion, trois espèces de Dacinae (Tephritidae) s attaquent aux cultures de Cucurbitacées : Bactrocera cucurbitae, Dacus ciliatus et Dacus demmerezi. Les dégâts causés sur les fruits par les larves peuvent atteindre la totalité de la production. Les fruits des plantes-hôtes constituent la cible prioritaire des femelles : elles déposent leurs œufs sous l épiderme des fruits, où les larves se développent. Les fruits piqués sont contaminés par des ravageurs secondaires qui accélèrent le processus de décomposition. Malgré certaines études antérieures, en 2008, lors du démarrage du plan ECOPHYTO-DOM 2018, les Mouches des légumes sont considérées comme les ravageurs n 1 de l agriculture réunionnaise. S inspirant de méthodes utilisées à Hawaii, un projet pionnier de recherche-développement appelé GAMOUR (Gestion agroécologique des Mouches des légumes à La Réunion), a été conçu avec la finalité de résoudre ce problème, en contribuant au développement d une agriculture durable, productive et saine à La Réunion. GAMOUR a réuni des organismes de recherche et d expérimentation (CIRAD, FDGDON, ARMEFLHOR, Université de La Réunion), des organismes d accompagnement technique et de formation (Chambre d Agriculture de La Réunion, FARRE, GAB, Vivéa, Terres Bourbon), des organismes d appui réglementaire (DAAF-SPV, ASP) ou encore des partenaires privés (Takamaka industrie, La Coccinelle). Méthodes Actions Le projet a été structuré en 4 actions : Action 1. Conception et mise au point des innovations technologiques ; Action 2. Formation des acteurs ; Action 3. Transfert en milieu producteur ; Action 4. Coordination, suivi et évaluation. Mise en œuvre et méthodologie d observation et de suivi Le projet a été mis en place en 2009 dans trois villages (environ 50 ha et 30 agriculteurs) et dans 5 fermes certifiées en Agriculture Biologique, en vue d évaluer les performances des techniques mises au point et de mesurer la satisfaction des producteurs. Les méthodes de l étude ont consisté en : (i) des expérimentations en plein champ d efficacité des techniques ; (ii) un suivi des populations des Mouches dans les sites ; (iii) un suivi technique des parcelles et des exploitations ; (iv) une enquête de perception auprès des agriculteurs concernés. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Biologie et écologie des Mouches des légumes De nombreuses connaissances sur la biologie et l écologie des 3 espèces de Mouches des légumes ont été acquises au cours du projet GAMOUR. Ainsi, les activités circadiennes de chacune des espèces de mouches ont été décrites. Par ailleurs, les caractéristiques des mouches (fluctuations saisonnières, abondance relative, sex ratio) ont été étudiées et se révèlent très variables en fonction des facteurs biotiques et abiotiques. Pour acquérir ces connaissances, une méthode nouvelle d observation des adultes in situ a été mise au point. ECOPHYTO 19

26 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Techniques agroécologiques de gestion des mouches En s inspirant de méthodes existantes à Hawaii et de l approche agroécologique en protection des cultures, plusieurs techniques ont été conçues, mises au point et se sont révélées efficaces en milieu producteur : (1) la prophylaxie en utilisant un dispositif appelé augmentorium. Il s agit d une structure ressemblant à une tente dans laquelle on dépose régulièrement les fruits piqués, infestés ramassés au champ. L augmentorium empêche ainsi une ré-infestation de l agroécosystème par une nouvelle génération de mouches qui émergent dans l augmentorium. Par ailleurs, un filet à la maille adaptée, placé sur le toit de l augmentorium, permet de relâcher dans la nature les parasitoïdes des mouches; (2) l implantation de bordures de maïs autour des parcelles permettant de piéger les mouches ; (3) l utilisation d un appât adulticide (Synéis-appât) permettant de supprimer les mouches sur les bordures. D autres techniques (piégeage sexuel sans insecticide, couverts végétaux) ont été testées et sont encore en cours de développement. Photo : J.-P. Deguine Transfert en milieu producteur d un paquet technique, supprimant tout insecticide sur la culture de Cucurbitacées, compatible avec l Agriculture Biologique Le paquet technique, appelé SP5, intégrant ces différentes techniques a été testé dans les sites pilotes du projet qui s inscrit parfaitement dans la dynamique du plan ECOPHYTO. L évaluation socio-économique en Agriculture conventionnelle et en Agriculture Biologique se révèle très satisfaisante : suppression de l application d insecticides sur les cultures de Cucurbitacées ; économies monétaires substantielles ; réduction des temps de travaux de protection phytosanitaire. Le bilan de l appropriation des agriculteurs a été réalisé à partir d entretiens menés auprès de l ensemble des maraîchers des trois sites pilotes. Les résultats mettent en évidence une satisfaction globale des agriculteurs à la fois sur l efficacité de la stratégie et la facilité de mise en œuvre des techniques proposées, ainsi qu un bilan plus mitigé de l appropriation de la stratégie de lutte qui vise à passer d une logique curative à une logique de prévention. Information et diffusion des savoirs Le projet a été à l origine d une production scientifique et technique importante (publications, communications dans des congrès, posters) ; des sessions de formation ont été données ; de nombreux étudiants ont été encadrés ; des enseignements (du lycée agricole au niveau Master 2) ont été dispensés ; un module d enseignement universitaire à distance, dont une importante partie est consacrée à GAMOUR, a été financé par l UVED (Université Virtuelle Environnement et Développement durable) ; des fiches techniques, des DVD et des livrets de formation ont été conçus et distribués ; un séminaire final du projet a été organisé et a donné lieu à des actes. Retombées chez les acteurs et amélioration de l image de l agriculture réunionnaise Les agriculteurs des sites pilotes ont acquis des compétences et des connaissances nouvelles, sont aptes à appliquer un programme original de protection des cultures et participent à la diffusion des techniques auprès de leurs pairs. Par ailleurs, le partenariat et la coordination sur lesquels s est appuyé le projet peuvent être pérennisés dans le cadre d autres projets. De plus, GAMOUR a contribué à l apparition de produits nouveaux sur le marché de la protection des cultures (augmentorium et pièges sans insecticides, disponibles auprès d une entreprise réunionnaise) et à l homologation du Synéïs-appât sur les cultures fruitières et maraîchères. Enfin, le projet a participé au développement de l Agriculture Biologique, certains maraîchers s étant convertis à l AB en employant les techniques GAMOUR. Perspectives et conclusions Dans la dynamique du plan ECOPHYTO, GAMOUR a contribué à proposer au monde agricole réunionnais et national une protection agroécologique des cultures efficace, moins chère et respecteuse de l environnement et de la santé. Maintenant que les techniques de protection agroécologique se sont montrées efficaces et transférables, l après-projet consiste à envisager la vulgarisation de la protection agroécologique à l ensemble des producteurs maraîchers de l île. La dynamique agroécologique engagée à La Réunion est aussi appelée à être adaptée à d autres productions horticoles, comme la tomate, les agrumes ou la mangue. GAMOUR a permis d élaborer une grille d indicateurs socio-économiques et environnementaux pour le pilotage d expériences ultérieures. Déjà, des demandes pour d autres initiatives sont affichées. C est notamment le cas du projet BIOPHYTO, visant à produire de la mangue sans insecticide à la Réunion. Ce projet (sur financement CASDAR) a été lancé en 2012 et surfe sur la vague agroécologique de l agriculture réunionnaise. Quelques références produites dans le cadre du projet Augusseau X., Deguine J.-P., Douraguia E., Duffourc V., Gourlay J., Insa G., Lasne A., Le Roux K., Poulbassia E., Rousse P., Roux E., Suzanne W., Tilma P., Trules E., GAMOUR, l agroécologie en action à La Réunion. Phytoma 642, Atiama-Nurbel T., Deguine J.-P., Quilici S., Maize more attractive than Napier grass as non-host plants for Bactrocera cucurbitae and Dacus demmerezi. Arthropod-Plant Interaction 6, , doi: /s Busnel J., Augusseau X., Analyse de l évaluation du projet GAMOUR et de l appropriation des pratiques par les maraîchers des zones pilotes. Stage de césure. AgroParisTech, Paris, France. Deguine J.-P. (ed.), Gestion agroécologique des Mouches des légumes à La Réunion. Séminaire final du projet GAMOUR novembre 2011, Saint-Pierre (sous presse). Deguine J.-P., Duffourc V., Rousse P GAMOUR. Guide technique. Plaquette réalisée avec le concours technique des partenaires du projet GAMOUR et d un consortium de partenaires financiers. Chambre d Agriculture de La Réunion, 25 p. Deguine J.-P., Atiama-Nurbel T., Quilici S., Net choice is key to the augmentorium technique of fruit fly sequestration and parasitoid release. Crop Protection 30, Deguine J.-P., Douraguia E., Atiama-Nurbel T., Chiroleu F., Quilici S., 2012b. Cage study of spinosad-based bait efficacy on Bactrocera cucurbitae, Dacus ciliatus and Dacus demmerezi in Reunion Island. Journal of Economic Entomology 105, ECOPHYTO 20

27 Financement : ANR, Systerra 2008 Gestion agro-écologique de la flore adventice dans les systèmes à bas niveau d usage d herbicides : le projet ADVHERB Sandrine Petit Mail : Responsables des équipes impliquées : Petit, Sandrine, INRA UMR 1347 Agroécologie BP 86510, F Dijon, France Bretagnolle, Vincent, CNRS CEBC, 79360, Beauvoir sur Niort, France Bockstaller, Christian, INRA UMR 1121, BP 20507, F Colmar, France Médiène, Safia, AgroParisTech, UMR 211 INRA-AgroParisTech, BP 01, Thiverval-Grignon, France Mots clefs : système de culture, évaluation, indicateurs, paysage, régulations biologiques Résumé La réduction de la dépendance aux herbicides est un enjeu sociétal fort et d actualité. Or, l état actuel des connaissances ne fournit pas de solutions alternatives génériques pour gérer la flore adventice et ainsi minimiser les pertes potentielles de rendements. Dans le contexte d une réduction de l utilisation Copyright INRA d herbicides, peut-on envisager de nouveaux systèmes de culture et des nouveaux agencements spatiotemporels des territoires agricoles qui permettraient simultanément de gérer les adventices, de maintenir le caractère productif des cultures et, pourquoi pas, d offrir une plus-value environnementale en termes de services écologiques ou de maintien de la biodiversité? Ces questions sont traitées dans le cadre du projet ANR Systerra ADVHERB. Contexte et objectif Les objectifs de ce projet étaient de trois ordres (i) analyser les stratégies agronomiques permettant une réduction de la pression herbicide tout en contrôlant la flore adventice (ii) développer des outils (modèles, indicateurs) pour l évaluation agro-écologique de systèmes de culture économes en herbicides et (iii) identifier de nouveaux leviers agro-écologiques à intégrer dans la conception de systèmes agricoles à bas niveau d usage herbicides, notamment la prise en compte de l arrangement spatiotemporel des systèmes de cultures et des espace non cultivés à l échelle du paysage ainsi que l effet des régulations biologiques exercé par les animaux granivores. Méthodes De l expérimentation à l observation à l échelle territoriale : Ces objectifs ont été atteints par l utilisation simultanée et complémentaire d expérimentations (Système Protection Intégrée des Cultures (PIC) de l UE Epoisses, ORE Lusignan, réseau Plus d Agronomie, moins d intrants de la Chambre Régionale d Agriculture de Bourgogne) et de suivis spatiotemporels de pratiques agronomiques et de la flore adventice associée à l échelle de territoire (Zone atelier Plaine & Val de Sèvre) et de paysage (Site atelier de Fénay). Des outils pour l évaluation de systèmes de culture à bas niveau d usage herbicides Parallèlement, les modèles existants de prévision des flores ont été adaptés aux systèmes à bas niveau d usage d herbicides en y incluant des pratiques alternatives comme le désherbage mécanique et l insertion de cultures pérennes dans la rotation. Les différents systèmes de culture testés ont fait l objet d évaluation multicritères traitant des aspects environnementaux, économiques et sociaux de la durabilité. De nouveaux indicateurs ont été développés qui évaluent par exemple l effet des systèmes de culture sur les communautés microbiennes du sol ou sur les ressources trophiques pour l avifaune et les invertébrés (dont les pollinisateurs) directement liées à la production de fleurs et de graines des adventices. Ces différents outils sont ainsi aujourd hui disponibles pour la conception de systèmes de culture innovants permettant de concilier des objectifs potentiellement antagonistes, c est-à-dire la réduction des herbicides et la préservation de la biodiversité tout en limitant la nuisibilité des adventices. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Différentes stratégies agronomiques Sur les différents dispositifs, nous avons identifié deux stratégies de réduction d IFT Herbicides permettant le contrôle de la flore adventice. La première stratégie «Efficience» est une réduction de dose avec recherche d une optimisation de l efficience du traitement. La seconde stratégie «Re-conception» accompagne la réduction de dose d une mobilisation de combinaisons techniques agronomiques générant des systèmes de culture défavorables aux espèces adventices : insertion de prairies temporaires (luzerne ou ray-grass), forte présence de cultures de printemps ou réalisation de faux-semis successifs avant l implantation d une culture. Néanmoins, cette stratégie de complexification du système ne pourra être favorisée à l échelle de territoires que si les marchés locaux s organisent pour permettre de valoriser des productions végétales de diversification. ECOPHYTO 21

28 Financement : ANR, Systerra 2008 Evaluation des systèmes de culture innovants Les premières analyses suggèrent peu de corrélations ou d antagonismes notamment entre le niveau d IFT herbicide et la rentabilité ou le niveau de consommation énergétique. Les outils de prévision des flores et de l interprétation des effets de cette flore en termes de nuisibilité et de valeur pour la biodiversité de l agroécosystème ont été testés sur des systèmes expérimentaux ainsi que sur des systèmes de culture identifiés par enquête dans des exploitations agricoles (Figure 1). Ces évaluations indiquent qu il existe une grande diversité de situations et pointent donc vers la possibilité de trouver des systèmes qui maximisent la biodiversité tout en minimisant la nuisibilité de la flore adventice. Figure 1 : Évaluation multi-critère de différents systèmes de culture identifiés en Bourgogne et dans la zone atelier Plaine & Val de Sèvre à l aide des indicateurs de nuisibilité et biodiversité simulés à l aide de Florsys sur 30 années avec 10 répétitions climatiques. Système A = système en agriculture biologique en Bourgogne ; Système B = système conventionnel en Plaine & Val de Sèvre (d après Mézière et al., en préparation) Les effets de l organisation paysagère et des régulations biologiques Nos résultats indiquent que si le système de culture est un déterminant fort des communautés adventices en place, le contexte paysager (taille des parcelles, longueur de bordures de champs) et les autres communautés de l agrosystème (via la prédation de graines) affectent également les adventices et représentent potentiellement des leviers de gestion agro-écologique des adventices. Ils devront donc être intégrés dans la conception de systèmes agricoles à bas niveau d usage d herbicides. Perspectives et conclusions Dans le cadre du plan ECOPHYTO, la réduction de la pression herbicide est inéluctable, même si les objectifs sont pour l instant loin d être atteints. Réduire les herbicides sans réduire les rendements, ni le revenu agricole, tout en augmentant la biodiversité dans les paysages agricoles ressemble à un défi, qui amène les différents acteurs (agriculteurs, organismes professionnels, filières, recherche, action publique etc.) à être pour le moins inventifs et innovants. La recherche a un rôle prépondérant à jouer sur le plan de la réflexion théorique en écologie et de l innovation en termes d ingénierie agronomique. Le projet ADVHERB a ouvert un certain nombre de pistes, qui doivent maintenant être testées en grandeur nature et sur le long terme. Références bibliographiques Mézière D., Petit S., Granger S., Biju-Duval L. & Colbach N. Proposing a set of simulation-based indicators to assess services and disservices depending on in-field weeds in agroecosystems. in preparation. ECOPHYTO 22

29 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 PRABIOTEL : Gestion des bioagresseurs telluriques en cultures légumières Céline Ade Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et Légumes (Ctifl) Mail : Partenaires : Ctifl, Sileban, GRAB, CDDM, Invénio, APREL, CETA Ste Anne, CETA Eyguières, CA 84, INRA, Altus Mots clefs : pratiques améliorantes ; bioagresseurs telluriques ; réseau ; biofumigation ; solarisation Résumé Le projet Prabiotel, porté par le Ctifl, labellisé par le GIS PICLég et soutenu par le Casdar, a permis la mise en place d études entre 2009 et 2011, dans différents bassins de production. Le réseau des partenaires s était fixé comme objectif d avancer dans la connaissance des pratiques améliorantes et de leur intégration dans les systèmes de culture, afin de pouvoir proposer aux producteurs de nouvelles solutions techniques pour la gestion de bioagresseurs telluriques, que ce soient des nématodes ou des champignons pathogènes. Plus de 50 modalités de rotations différentes ont été suivies sur les 3 années du projet. Si l intérêt de la solarisation est confirmé, et ses conditions de mise en place validées, le projet a aussi permis d avancer sur l adaptation de la biofumigation et des espèces à utiliser dans les différents systèmes. Figure 1 : Couverture pour solarisation en planches de plein champ Ctifl Contexte et objectif Les systèmes de cultures légumiers/maraichers en plein champ et sous abris froids se caractérisent par un niveau souvent élevé d intensification des cultures, qui conduit à l aggravation des problèmes liés aux bioagresseurs telluriques. L objectif principal de ce projet est de pouvoir proposer aux producteurs des solutions techniques pour une meilleure maîtrise des bioagresseurs telluriques, en limitant le recours aux produits phytosanitaires chimiques. Ces solutions techniques, axées sur la gestion des systèmes de culture et la combinaison des pratiques, doivent être fiables, économiquement viables et respectueuses de l environnement, ceci tout en garantissant un haut niveau de production, en restant en accord avec les exigences du marché et de la société. Méthodes Trois actions complémentaires et conduites en réseau Réalisation d enquêtes auprès des producteurs (Action 1) Suivi d itinéraires mettant en œuvre des pratiques améliorantes en conditions de production (Action 2) et en conditions de stations expérimentales (Action 3) Action 1 : enquête auprès des producteurs Le sondage a été mené sous forme de questionnaire, avec pour objectif de faire un état des lieux de l utilisation des pratiques sur le terrain et identifier les verrous et leviers pour faire évoluer la situation. Action 2 et 3 : expérimentations L ampleur géographique du réseau constitué par les partenaires a permis de couvrir une grande variabilité d incidence des systèmes de culture ou des conditions pédoclimatiques sur l efficacité des pratiques mises en œuvre. Cependant il a été décidé de travailler uniquement sur les systèmes intégrant des cultures de salade en hiver pour les abris, ou des cultures de poireau ou de carotte pour le plein champ. Ces cultures servent de références communes et sont sensibles au pool de maladies et de ravageurs les plus fréquents. Les pratiques améliorantes testées, seules ou en combinaison, sont : Figure 2 : Localisation des actions 2 et 3 en plein champ Ctifl La solarisation consiste à utiliser l énergie solaire afin de faire monter rapidement le sol en température par pose d un paillage plastique. La biodésinfection est basée sur la libération de substances, notamment celles issues de la dégradation de plantes après broyage et enfouissement, qui sont toxiques pour les bioagresseurs. Il s ensuit une modification de la réceptivité des sols aux bioagresseurs. La moutarde brune (Brassica juncea) est un exemple de plante aux propriétés «biofumigantes», utilisé dans les différents systèmes de culture étudiés dans le projet. La biosolarisation comporte l introduction d un engrais vert en vue d une biodésinfection, suivie d une solarisation. La diversification des cultures en été ou en hiver. L apport de matière organique fraîche. ECOPHYTO 23

30 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Action 1 : enquête auprès des producteurs Au total 78 producteurs ont été enquêtés dans la région ouest et sud-est. En plein champ, les pratiques améliorantes sont encore peu répandues. Seule la mise en place d engrais verts est réalisée et ceci par 9 producteurs sur 42. En cultures sous abris, ces pratiques sont plus largement développées avec l implantation d engrais verts mais aussi avec la pratique de la solarisation (la moitié des producteurs enquêtés). Action 2 et 3 : expérimentations Un bilan favorable pour la solarisation Sous abri, la montée du sol en température s est déroulée dans de bonnes conditions et ainsi des effets positifs ont été perçus contre les bioagresseurs telluriques (nématodes Meloidogyne spp, Sclerotinia sp., Colletotrichum coccodes, virus Big Vein (Mirafiori lettuce big-vein) mais aussi contre les adventices. Des interrogations demeurent quant à sa persistance d action et à son effet sur l équilibre du sol à long terme. De nombreux acquis sur la biodésinfection/biosolarisation et l apport de matière organique L efficacité de la biodésinfection ne ressort pas de manière significative à l issue des trois ans de Prabiotel. Une amélioration de la situation sanitaire de la culture a en effet été observée dans certains cas (pathosystèmes R. solani/pomme de terre primeur, P. sulcatum/ carottes avec le mélange vesce +seigle en hiver), mais ceci reste variable et encore à démontrer. La biosolarisation pourrait s avérer plus efficace, notamment sous abri et en combinant les deux effets. Par ailleurs, l intérêt agronomique de l implantation d engrais verts en interculture ou bien l apport de matière organique est lui bien réel (rôle sur la fertilité des sols ). La diversification des cultures et l insertion de plantes non-hôtes La rotation des cultures est efficace pour prévenir l apparition de problèmes telluriques : nématodes, Sclerotinia, corky root L insertion de plantes non-hôtes à des agents pathogènes donnés, induit une réduction de l inoculum de ces agents sur des sites très infestés. C est donc une technique intéressante mais lourde à gérer financièrement. Figure 3 : Nombre d heures cumulées pour différentes température de sol lors d une solarisation de 45 jours sous abri à Alénya (66). Traits pleins, à 10 cm de profondeur ; traits pointillés, à 25 cm. En bleu, solarisation seule ; en rose, solarisation après enfouissement d un engrais vert. Points : données bibliographiques sur les températures létales de plusieurs bioagresseurs telluriques. Source : INRA Alénya Perspectives et conclusions La solarisation sous abri et la mise en place d engrais vert en plein champ ou sous abri sont des pratiques qu il est réellement possible de mettre en œuvre dans les systèmes de cultures, à condition de raisonner leur utilisation et de les adapter en fonction des bioagresseurs ciblés, des cultures et des créneaux de mise en place. Des questions subsistent : notamment la persistance d action de ces pratiques, le coût de leur mise en œuvre, etc. Ainsi le projet GEDUBAT Expé Ecophyto, Innovations techniques et variétales pour une GEstion DUrable des BioAgresseurs Telluriques dans les systèmes maraîchers sous abris ( ), tentera de répondre à ces questions, afin de valider l efficacité à moyen et plus long terme de différentes pratiques améliorantes en combinaison dans des systèmes de culture sous abri et permettant une réduction globale de l utilisation de produits phytopharmaceutiques (Plan Ecophyto). Références bibliographiques Bressoud F., Pares L., Clerc H., Trottin Y., Torres M., Aïssa-Madani C., Techniques alternatives de lutte contre les bioagresseurs telluriques, Synthèse des premier résultats du réseau PraBioTel, Cultures légumières, hors série de septembre, Motisi N. et al, Dealing with the variability in biofumigation efficacy through an epidemiological framework. Soil Biology and Biochemistry, 42-12, pp Janvier C., 2012, Prabiotel : un projet pour de solutions techniques Gestion des bioagresseurs telluriques en cultures légumières, Infos-Ctifl, n 282, pp ECOPHYTO 24

31 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Les nouvelles technologies pour réduire les quantités de produits phytosanitaires et leurs impacts sur l environnement Christel Chevrier Chambre Régionale d Agriculture Languedoc Roussillon Mail : Responsable des équipes impliquées : Ruelle Bernadette : UMR ITAP «Information-Technologie- Analyse environnementale - Procédés agricoles», IRSTEA Mots clefs : Technologies de l Information et de la Communication (TIC), Produits phytosanitaires, Diminution des produits phytosanitaires, Technologies innovantes, Agriculture durable Résumé Le projet proposé a pour objectif général de diminuer la quantité utilisée et l impact sur l environnement des produits phytosanitaires. Un système électronique permet de visualiser plusieurs paramètres lors de l application des produits phytosanitaires. Le but recherché est d amener les agriculteurs et les applicateurs à utiliser les Technologies de l Information et de la Communication (TIC) comme des outils leur permettant d optimiser l utilisation des intrants lors de la pulvérisation sans nuire à la rentabilité des exploitations. Le système TICSAD développé permet une économie de 5 à 15% de produit. Il permet en temps réel de surveiller la pulvérisation et de gagner du temps et de la précision pour l enregistrement des opérations. Le projet démontre que 31% des traitements sont réalisés avec une bouillie mal dosée. Des formations ont été mises en œuvre pour promouvoir les outils existants (GPS, SIG ). Contexte et objectif Les TIC sont en plein essor. Leur utilisation nécessite un certain niveau de compétence qui peut être acquis grâce à la formation. Les cultures pérennes (les plus importantes dans le sud de la France) sont les cultures les plus consommatrices de produits phytosanitaires par unité de surface. C est dans ce contexte que le CEMAGREF/IRSTEA a développé en partenariat avec des professionnels agricoles dans le cadre du projet européen LIFE AWARE, une technologie innovante pour l utilisation des produits phytosanitaires. Il s agit maintenant de la mettre à la disposition des agriculteurs à grande échelle. Ce projet s articule autour de trois volets dont les objectifs sont les suivants : 1. analyser les besoins et les freins à l utilisation des TIC auprès de tous les acteurs : agriculteurs et organisation de producteurs, représentants de la profession agricole, équipementiers ; 2. validation et fiabilisation du prototype AWARE sur des sites de démonstration ; 3. améliorer les pratiques d utilisation des phytosanitaires par l utilisation des TIC en général et du prototype AWARE en particulier via la création de formation et de démonstrations. Méthodes Analyse des besoins et des freins L étude est conduite pour connaître l état de l existant en viticulture et en arboriculture sur : l utilisation des TIC comme des outils permettant de limiter l impact des produits phytosanitaires ; les exigences de la filière sur l amélioration en général des pratiques agricoles et de leur traçabilité ; les besoins en formation initiale et continue pour une utilisation de terrain des TIC pour une agriculture durable. Elle consiste en une série d entretiens orientés par un questionnaire guidé. Utiliser, optimiser et valider le prototype AWARE baptisé système TICSAD dans ce projet Un logiciel baptisé «logiciel TICSAD» permet de préparer les tâches sur un outil de gestion du parcellaire puis de visualiser tous les paramètres enregistrés sur le boitier pendant le traitement. Il permet une analyse a posteriori du traitement et la réalisation de cartes d application des produits phytosanitaires à l échelle de la parcelle avec Figure 2 : Photo de raisin un affichage ludique permettant une analyse immédiate de la qualité des traitements. Dix-huit prototypes sont installés par le CEMAGREF/IRSTEA dans des exploitations en agriculture conventionnelle ou biologique. Les pulvérisateurs sont réglés en début de campagne. Les enregistrements sont analysés et interprétés après les applications. Quatre cent vingt-neuf enregistrements ont pu être ainsi analysés. ECOPHYTO 25

32 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Information, sensibilisation et formation à l utilisation des Technologies de l Information de la Communication (TIC) pour une agriculture durable Formation à l utilisation des TIC Formation courtes et longues, initiales et continues Concrètement, il s agit de créer différents dispositifs de formation : des Modules d Initiative Locale (MIL) en BTSA, une licence professionnelle, une Spécialité d Initiative Locale (SIL) et des stages de courte durée pour les agriculteurs, les entrepreneurs de travaux agricoles et les techniciens chargés du conseil et de la formation des agriculteurs. Soirées techniques dans les lycées agricoles partenaires Ces soirées sont organisées par les Chambres d agriculture et les EPLEFPA sur les exploitations des lycées agricoles à destination des professionnels agricoles et des apprenants. Les interventions en salle et les démonstrations techniques ont permis aux agriculteurs, étudiants et formateurs présents de se former aux bonnes pratiques de pulvérisation. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Analyse des besoins et des freins Il en ressort que ces outils innovants sont des solutions envisagées pour répondre partiellement ou totalement aux contraintes grandissantes de l agriculture. D autre part les points suivants sont mis en évidence : Mettre l accent sur la formation et l information ; Accessibilité technique de l outil ; Accessibilité financière : le frein économique est important surtout dans les régions agricoles à faibles revenus. Déployer des outils d optimisation dans l utilisation des produits phytosanitaires (impacts, quantités, traçabilité) 25 % des traitements sont surdosés de plus de 10 % ; 23 % des traitements présentent une différence de débits > à 10 % entre la rampe gauche et la rampe droite, certains rangs sont ainsi mal traités ; 31 % des traitements ont été réalisés avec une bouillie mal dosée ; 50 % des traitements ont été réalisés dans des conditions climatiques peu favorables (T > 25 et vent > 12 km/h). Information, sensibilisation et formation à l utilisation des Technologies de l Information de la Communication (TIC) pour une agriculture durable Formation à l utilisation des TIC Formation courtes et longues, initiales et continues SIL TICSAD : formation de 6 mois pour spécialiser des demandeurs d emploi de niveau Bac+2 aux nouvelles technologies utilisables pour une agriculture durable. Cours au lycée agricole Agropolis: 2 heures environ sur les «TICSAD» et Cours sur le site de Grignon d AgroParisTech: 4 heures dans le cadre du module sur les biotechnologies et nouveaux outils pour la protection des plantes pour des étudiants en dernière année de formation d ingénieur agronome. Perspectives et conclusions Les services rendus par les TIC et dans ce cas précis par le prototype initial AWARE ont progressé pour aboutir au terme du projet à un outil commercialisable. Les formations mises en place confortent les agriculteurs, leur apprenant l importance d un bon réglage et d un bon entretien du pulvérisateur tant pour diminuer les impacts et les quantités utilisées de produits phytosanitaires, que pour avoir une bonne efficacité sur les bioagresseurs. Ce projet a relancé la dynamique autour de l optimisation du fonctionnement des pulvérisateurs et du déploiement des technologies de l information et de la communication pour réduire l utilisation des produits phytosanitaires et leurs impacts sur l environnement. Des progrès sont possibles grâce à la mise en place de formations initiale et continue dans ces domaines. Références bibliographiques De Rudnicki V., Ruelle B., Scheyer L., Coustillères A., (2010). Embedded NICT* tools and traceability to control phytochemical treatments, AgEng 2010: International Conference on Agricultural Engineering, Clermont-Ferrand, FRA, 06/09/2010 ECOPHYTO 26

33 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Optimiser et promouvoir le désherbage mécanique en grandes cultures Responsable des équipes impliquées : Laurence Fontaine Institut Technique de l Agriculture Biologique (ITAB) Mail : Arino Jean : CA Gers Lemarié Patrick : CAB Pays-de-la-Loire Aubert Claude : CA Seine-et-Marne Maurice Renan : CRA Pays-de-le-Loire Bonin L., Garnier J.F. : ARVALIS Institut du végétal Ménétrier Patrice : CA Indre-et-Loire Cairon Anna : CA Loir-et-Cher Moulin Vincent : FDGEDA du Cher Chanel Elsa : FRAB Bretagne et GAB départementaux Prieur Loïc : CREAB Midi-Pyrénées Lieven Jean : CETIOM Rodriguez Alain : ACTA Leclech Nathael : CA de Lorraine Zaganiacz Véronique : GRAB Haute-Normandie Mots clefs : désherbage mécanique, adventices, agriculture biologique, faible intrant, bineuse Résumé Les pratiques de désherbage mécanique, positionnées dans une stratégie globale de gestion de la flore adventice basée sur l agronomie, constituent une des pistes intéressantes pour réduire l usage des herbicides. Que ce soit en agriculture biologique ou en agriculture conventionnelle économe en intrants, acquérir des connaissances et communiquer sur l efficacité des pratiques et des outils apparaissent indispensables. Des actions de recherche sont à mener (expérimentation, analyse des pratiques), mais aussi des actions de promotion privilégiant les approches participatives, où les agriculteurs sont des acteurs de la mise en œuvre de ces pratiques nouvelles. Copyright photo CA 77 Contexte et objectif La gestion de la flore adventice est une préoccupation majeure des systèmes de production agricoles, dans un contexte de volonté de diminution de l utilisation des herbicides, alors que leur présence dans les eaux de surface et souterraines est préoccupante. Des méthodes de gestion de la flore sont disponibles en agriculture biologique (AB) et en agriculture conventionnelle (AC) en réduction d herbicides, basées sur l agronomie (rotation des cultures, travail du sol ) et sur la pratique de désherbage mécanique (DM). L étude de ces techniques mécaniques innovantes (outils utilisés, conditions de mises en œuvre ) et leur évaluation (efficacité, coût, temps de travail, impacts environnementaux ) est un préalable à une diffusion large auprès des agriculteurs, d autant que des freins subsistent. Le projet Casdar 8135 a été monté pour étudier, optimiser et promouvoir le DM sur un plan technique. Ses objectifs étaient de : connaître les pratiques des agriculteurs en matière de DM et évaluer l efficacité de ces pratiques, connaître les adventices pour mieux les maîtriser, étudier les conditions de transfert de ces techniques à des agriculteurs ne les pratiquant pas. Méthodes Différentes approches, complémentaires, ont été mobilisées pour répondre aux objectifs du projet : Réalisation d enquêtes auprès d agriculteurs en AB et en AC, sur le matériel utilisé, les adventices les plus préoccupantes, leur perception du désherbage mécanique, leurs itinéraires de désherbage par culture. > > Près de 200 enquêtes (159 AB + 36 AC) dans les 7 régions partenaires du projet. Entretiens approfondis auprès de certains d entre eux (en AB) pour décrire et analyser précisément leurs pratiques. > > 31 entretiens détaillés ; analyse multicritère des itinéraires de désherbage. Expérimentations au champ (en AC et AB). > > Compilation et analyse des résultats de 87 essais de DM. Etudes sociologiques à l échelle de bassins versants pour apprécier la réceptivité des agriculteurs quant à l acceptation de nouvelles pratiques. > > 2 études en Bretagne et Pays de la Loire sur les freins et motivations. Copyright photo ITAB ECOPHYTO 27

34 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Matériel, adventices, freins au DM : état de la situation chez des agriculteurs bio et conventionnels Les enquêtes menées ont permis de quantifier les utilisations d outils chez les producteurs (combinaisons d outils en AB, herse-étrille et bineuse en tête ; bineuse seule en AC) et de classer les adventices les plus préoccupantes (rumex et chardon ressortent en AB, suivis par la folle avoine ; le vulpin en AC, suivi du chardon, du ray grass et du brôme). Les freins au passage au DM sont liés aux représentations que se font les agriculteurs de ces techniques : crainte d augmentation du temps de travail à affecter au désherbage, contraintes pédoclimatiques, crainte de manque d efficacité des méthodes (et en corollaire le risque de diminution des rendements), investissement en matériel. L analyse de l évaluation multicritère d itinéraires de désherbage tout mécanique (en AB) a mis en évidence la très grande variabilité des pratiques. Sans surprise, les itinéraires les plus demandeurs en temps de travail et les plus consommateurs en carburant sont ceux pour lesquels le nombre de passages est le plus important : cultures de printemps, en particulier celles à fort écartement (pomme de terre, tournesol, maïs). Efficacité des stratégies de DM : focus sur le cas des céréales d hiver En AC, les stratégies mixtes (mécanique + chimique) sont plus efficaces que la seule mécanique. Deux cas de figure ressortent : privilégier les passages précoces d outils mécaniques, pour gérer les adventices à un stade jeune, puis utiliser l herbicide en rattrapage. Ou passer l outil mécanique en sortie d hiver, après une application précoce d herbicide, afin de gérer les éventuelles relevées ou adventices passées au travers de l application d automne. En AB, les stratégies les plus efficaces sur céréales d hiver sont celles où les passages sont multiples, avec un premier passage précoce. Contrairement aux résultats conventionnels, les stratégies incluant la bineuse peuvent avoir un effet positif sur le rendement (limitation de la concurrence des adventices et minéralisation de l azote). Diffuser et transférer les techniques de désherbage mécanique Si les enjeux environnement et santé sont globalement pris en compte désormais par les agriculteurs, la solution DM est clairement concurrencée par la solution a priori plus accessible- de réduction des doses de désherbants chimiques. L apport d informations techniques concrètes est important pour faire face aux réticences : efficacité des pratiques, conditions de mise en œuvre, évaluations comparées de temps de travaux et d impacts sur l environnement. En complément, l élément déclencheur se situe très souvent au niveau des aides attribuées pour ce type de pratiques. L accompagnement de l agriculteur (individuel, collectif) est ensuite déterminant pour assurer l appropriation progressive des techniques de DM. Les échanges et donc l organisation de ces échanges- entre praticiens du DM sont un élément clé pour favoriser la diffusion de ces pratiques. Dans cet esprit, les réseaux FERME Ecophyto constituent des lieux d échanges, entre et avec des agriculteurs, particulièrement intéressants. Perspectives et conclusions Les différentes actions du projet ont pointé les besoins en information et en références exprimés sur le DM. Besoins en information, pour faire évoluer les représentations qu ont du DM les agriculteurs ne le pratiquant pas (encore). Besoins en références, pour améliorer les pratiques en termes d efficacité technique, de temps de travail, d impact environnemental, de coût économique La poursuite d expérimentations au champ et d analyse des pratiques des agriculteurs est à mener, pour répondre aux attentes. La connaissance des adventices reste un complément essentiel, ainsi que l amélioration des outils et de leurs réglages. Le détail des techniques et les outils de communication sont par contre à réfléchir en fonction des cibles, entre les agriculteurs biologiques d une part et les agriculteurs en réduction d herbicides d autre part, les besoins et les systèmes de culture différant. Si des aides permettent d initier l usage d outils de DM, le besoin d accompagnement apparaît ensuite indispensable pour le pérenniser et faire en sorte que la réflexion dépasse l enjeu du simple désherbage, pour intégrer une dimension agronomique plus large, puis passer à l échelle du système de production. Cela passe par la démonstration, l essai et le dialogue, en veillant à promouvoir les expériences d agriculteurs innovateurs proches socialement et techniquement des agriculteurs ciblés par des opérations de développement. Pour en savoir plus : les brochures «Désherber mécaniquement les grandes cultures» (82 p.), «Connaître les adventices pour les maîtriser en grandes cultures sans herbicide» (89 p.), «Promouvoir le désherbage mécanique autour des captages d eau potable» (18 p.), ainsi que les Actes de la journée de restitution du projet (Rennes, 6 décembre 2011) sont en ligne sur la page ECOPHYTO 28

35 Session 3 Surveillance biologique du territoire : de l observation à la décision Animateur : Antoine Messéan, Membre du Groupe d Experts Recherche

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37 Financement : action Biovigilance Flore et ANR Vigiweed Exploitation des données d épidémio-surveillance des adventices Xavier Reboud Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Messagerie : Responsables des équipes impliquées : Régis Sabbadin et Nathalie Peyrard : Unité Biométrie et Intelligence Artificielle, INRA Centre Castanet-Tolosan Sabrina Gaba, Xavier Reboud et Benjamin Borgy : Unité Agroécologie, Dijon (INRA, U Bourgogne, AgroSupDijon) Guillaume Fried : Labo. Santé des Végétaux, Unité Entomologie et Plantes invasives, CBGP, Montferrier-sur-Lez (ANSES) Mots clefs : changement de flore, prévisibilité, effets cumulatifs, «mauvaises herbes», test d hypothèse Résumé : l épidémio-surveillance (ES) des adventices explore la relation flore-système de culture L épidémio-surveillance (ES) des espèces adventices n a pas le même statut que celle conduite classiquement pour les maladies ou les insectes car elle ne vise que peu à piloter les besoins de lutte en cours de saison selon la météorologie. Pour autant, elle permet de rapprocher les caractéristiques du système de culture et la flore hébergée. A ce titre, les données issues de l ES des adventices permettent de préciser la flore attendue dans un contexte local donné caractérisé par un sol un climat et un itinéraire. Comme les adventices réagissent fortement aux changements de leur environnement, l ES permet d intégrer toute la diversité des situations locales et de stigmatiser les tendances lourdes. Couplé à des outils encore souvent à construire, le jeu de données autorise alors quelques prévisions (comme l influence des TCS sur la flore illustré dans le graphique) et oriente les moyens de lutte vers les points de vigilance et les différentes pistes possibles de gestion. De surcroît, l ES peut combiner des pas de temps différents en mélangeant du stratégique sur le long terme via les choix des systèmes et du tactique via le choix de l itinéraire technique en cours de saison. La suite de ce deux-pages se concentrera sur un autre aspect : comment l ES peut permettre de capturer des paramètres biologiques majeurs souvent hors d accès à l expertise ou l expérimentation. Contexte et objectif La flore de chaque parcelle est unique car à la fois propre à une région et son pédo-climat, mais aussi à un historique de culture complexe incluant des pratiques de désherbage chimique et/ou mécanique, des façons culturales et parfois des erreurs de gestion passées. Toutefois la flore évolue sur le moyen et long terme avec la progression de certaines espèces initialement rares mais favorisées par la mise en place de nouveaux systèmes de culture, qui finissent par poser problème. De façon symétrique, des innovations peuvent entraîner un déclin rapide d espèces autrefois communes. Les observatoires permettent de suivre et de quantifier aisément ces évolutions. Mis en réseau, ils orientent la surveillance vers des espèces ciblées et identifient les systèmes de culture les plus concernés. Pour aller plus loin dans l analyse du lien possible entre une pratique et une flore résultante, il faut toutefois être en mesure de s affranchir des autres facteurs qui se superposent, se téléscopent, s influencent à différentes échelles d espace et de temps. Aussi les outils pour conduire de telles analyses sont-ils encore largement à inventer. On donne ci-dessous l exemple d un tel développement avec une approche de chaîne de Markov pour accéder aux paramètres sous-tendant la démographie de quelques espèces adventices. Méthodes Consitution du jeu de données Biovigilance-Flore Conduit par les agents de l ANSES et les FREDON sous l égide du Ministère, Biovigilance flore a répertorié à la fois la flore adventice et les pratiques de quelques parcelles sur 720 communes en France métropolitaine. Après une longue étape de normalisation des données, différentes analyses statistiques ont été lancées sur ce jeu de données afin d en explorer les tendances et d identifier quelques règles sous-jacentes de fonctionnement de la flore (voir les détails dans les références citées en bas de seconde page). Par ailleurs, on a aussi fait appel à des approches probabilistes pour évaluer les valeurs moyennes pour la France de paramètres hors d atteinte par dire d expert. Analyse par une approche probabiliste de chaînes de Markov cachées On assimile la flore adventice à l expression d un stock caché de graines qui germent à un certain taux selon la culture et les pratiques associées, donnent des plantes dont quelques unes contribuent à réalimenter le stock avec une production de graines dépendante de l issue de la compétition avec la culture, stock qui pendant ce temps a vieilli d un an. Sur la base de ces trois paramètres il devient possible de dresser une chaîne probabiliste dont la partie stock reste une variable cachée et d extraire les valeurs les plus compatibles avec les observations réalisées dans les parcelles suivies dans le temps au sein du réseau Biovigilance-Flore. ECOPHYTO 31

38 Financement : action Biovigilance Flore et ANR Vigiweed Les paramètres de la démographie apportent quantification et possibilité de conduire des prévisions Caractérisation des spécificités de 18 espèces adventices Extraction des paramètres entrant dans le calcul du succès démographique Par application d un modèle de maximum de vraisemblance, sur le processus de Markov, on obtient des estimations des valeurs des paramètres les plus en adéquation avec les données. On calcule alors le succès moyen relatif des différentes espèces dans quatre cultures majeures (ici : WC=blé, M=maïs, SF=tournesol et OR=colza). Ceci est figuré par les formes des losanges. Plus un losange est étiré dans une direction, plus la plante en question est favorisée par la situation agronomique correspondante. La robustesse de cette analyse repose sur la diversité sous-jacente des situations couvertes par les observatoires et d une modélisation appliquée à l échelle locale (la parcelle) pour déduire des tendances à l échelle globale (celle du réseau). On reste toutefois limité par la taille de la base de données sur le nombre d espèces que l on peut modéliser par cette approche. Extrapolation à une fiction de baisse de la sole en blé Toutes choses égales par ailleurs, on peut alors réaliser des simulations de l évolution attendue du stock selon une modification de l assolement (ici, une diminution de 10% de la sole emblavée en blé). Dans le cas détaillé ci-dessous, les espèces qui profitent d un moindre retour du blé sont logiquement les espèces communes des cultures de printemps, mais chacune réagit quantitativement de manière plus ou moins marquée et non proportionnelle au changement d assolement. De telles quantifications sont généralement hors d atteinte sur la base des seuls dires d experts. En progression Impact sur Impact sur Impact sur Stable En régression l abondance l abondance l abondance ANGXX ** (2,5%) GALXX ns (-2,3%) ALOXX *** (-3,5%) CHEXX *** (14,8%) PAPXX ns (-1,3%) FUMXX *** (-5,6%) MERXX *** (9,4%) POLXX ns (0,4%) POAXX * (-2,7%) POLXX *** (4,6%) SENXX ns (-0,5%) STEXX ** (-2,5%) SONXX *** (10,3%) SINXX ns (0,7%) SOLXX ns (0,7%) SONXX ns (0,1%) VERXX ns (0,1%) VERYY ns (-2,3%) Perspectives et conclusions sur l intérêt d une épidémio-surveillance des adventices conduite dans la durée L utilisation de la base de données d épidémio-surveillance des adventices pour générer des attendus globaux à partir d une somme de situations uniques, montre sa complémentarité avec les approches d expérimentation et dires d experts. Ici, l extraction des valeurs probables des paramètres sur une large gamme de situations agronomiques et environnementales est une information que d autres sources peinent à fournir. Ainsi, la valeur des réseaux d observatoires repose en particulier sur la production d un référentiel moins bruité par les particularités annuelles, ouvrant sur une meilleure compréhension des dynamiques des organismes ciblés et donc aussi de leur prévisibilité à différents pas de temps. Avec des données cumulées dépassant la décennie, il deviendra même sans doute possible de repérer des tendances générales en relation avec des facteurs majeurs relevant de changements globaux. La puissance des réseaux d observatoires réside non seulement dans la mise à disposition de jeux de données spatiaux mais aussi spatio-temporels qui permettent un travail de caractérisation des évolutions des dynamiques des différentes espèces suivies en relation avec l adoption de nouvelles pratiques car celles-ci n ont rarement qu un seul effet immédiat. Il devient ainsi possible d ajuster au mieux les besoins de lutte contre les adventices aux situations à risque. Du fait des écarts entre régions, on peut aussi mieux anticiper les nouveaux problèmes malherbologiques et adapter la surveillance des parcelles en conséquence. Références bibliographiques du projet accessibles librement sur internet d après les mots du titre Reboud X, et al Que nous disent les réseaux d observatoires sur les réactions de la flore adventice aux évolutions des pratiques agricoles? Innovations Agronomiques, in press. Fried G, Chauvel B, Reboud X, Evolution de la flore adventice des champs cultivés au cours des dernières décennies: vers la sélection de groupes d espèces répondant aux systèmes de culture. Innovations Agronomiques 3, Fried G, Reboud X, Gasquez J, «Le réseau «Biovigilance flore» : présentation du dispositif et synthèse des premiers résultats», XXième COLUMA: Journées Internationales sur la Lutte contre les Mauvaises Herbes, Dijon, France, ECOPHYTO 32

39 Financement : GIS GC-HP2E Etude de faisabilité du développement et de la valorisation d une base de données sur l évolution des pressions biotiques dans les parcelles agricoles Vincent Cellier INRA Mail : Responsables des équipes impliquées : Agerberg Julia (INRA), Cariolle Michel (ITB), Gouache David (Arvalis Institut du végétal) Aubertot Jean-Noël (INRA) Mots clefs : pressions biotiques, protection des végétaux, avertissements agricoles, base de données documentaire, outil de recherche sémantique. Résumé De 1943 à 2008, les Services Régionaux de la Protection des Végétaux (SRPV) ont élaboré des documents destinés à informer les agriculteurs des pressions biotiques s exerçant sur les cultures. Une étude financée par le GIS GC-HP2E a permis de montrer l intérêt de collecter et d analyser les avertissements agricoles, les bilans de campagne nationaux des SRPV et certains documents disponibles dans les instituts techniques agricoles. Le corpus documentaire ainsi constitué sera mis à disposition des utilisateurs avec des outils permettant la fouille et l extraction d informations. Des exemples d études réalisables avec ces informations ont été identifiés. L étude a également montré l intérêt de relier les observations sur les pressions biotiques à des données connexes permettant de mieux les exploiter. Des préconisations sont faites afin que ces données connexes soient recensées dans le cadre du dispositif actuel d épidémiosurveillance. Contexte et objectif Les avertissements agricoles et bilans de campagne des SRPV représentent une source d informations extrêmement précieuse, car elles recouvrent une très large gamme de situations de production, sur des séries temporelles longues et sur l ensemble du territoire national. Ce projet a étudié la faisabilité de la collecte et de la structuration de ces données historiques sur les pressions biotiques et les modalités de leur mobilisation par les acteurs de la recherche-développement. D autres données des instituts techniques et des chambres d agriculture, pourraient s y ajouter. Ces données pourront servir à réaliser des études sur un plus long terme en analysant par exemple l évolution spatio-temporelle de la répartition des bioagresseurs suivis et en étudiant l influence de différents facteurs sur cette répartition. Les connaissances ainsi générées pourront avoir des retombées sur les stratégies de protection intégrée des cultures. Elles pourront également apporter des pistes de réflexion sur la manière de recueillir des données dans le cadre de la surveillance biologique du territoire réalisée actuellement. Méthodes Le travail d inventaire des documents a été réalisé à partir d enquêtes dans plusieurs structures : Services Régionaux de l Alimentation (SRAl) qui sont dépositaires des documents des SRPV, Bibliothèque nationale de France (BnF), archives nationales, Instituts et Centres Techniques Agricoles (ICTA), Chambres d Agriculture. Un travail d inventaire plus poussé a été réalisé dans 3 SRAl (Bourgogne, Champagne-Ardenne et Midi-Pyrénées), ainsi qu à l ITB et au Cetiom, afin de recueillir des informations sur la volumétrie des documents, leur contenu, et les problèmes techniques pouvant être rencontrés lors de la numérisation des documents papier ou la récupération des documents électroniques. Le choix des documents a été fait en prenant en compte leur utilité potentielle, leur disponibilité, leur facilité d inventaire, leur centralisation et leur homogénéité dans le temps afin de pouvoir constituer des séries temporelles. Un questionnaire en ligne abordant les domaines de valorisation des données et les types de données souhaitées a été diffusé à un public potentiellement intéressé par une telle base documentaire. Des entretiens téléphoniques plus détaillés ont permis de compléter les réponses au questionnaire. Dans certains cas, si un projet précis pouvait être décrit, des fiches-projet ont été élaborées et pourront servir de base pour une première valorisation de la base documentaire. Ces entretiens ont également permis de mettre en avant les fonctionnalités de la future base de données jugées intéressantes. La réflexion sur la mise à disposition des données ainsi engagée a été complétée par un travail sur la fouille et l extraction de données avec deux équipes de l INRA. Le travail sur les données connexes a été réalisé en identifiant et hiérarchisant les principaux facteurs physiques et biotiques influençant la dynamique de développement des bioagresseurs, grâce à des entretiens avec des experts. Cet inventaire a permis de sélectionner les éléments principaux à mettre en relation avec les informations sur les pressions biotiques et d identifier des observations pertinentes qui pourraient être faites à l avenir sur le terrain par les acteurs de l épidémiosurveillance du territoire. ECOPHYTO 33

40 Financement : GIS GC-HP2E Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Choix des documents L étude préconise la collecte des avertissements agricoles, bulletins d alerte de 2 à 3 pages destinés aux agriculteurs et rédigés par les SRPV, des bilans nationaux rédigés par un rapporteur chargé d un type de culture et d un groupe de bioagresseurs donné et de documents du Cetiom (rapports d activité et bulletins) et de l ITB (comptes rendus de travaux et comptes rendus d essais). Collecte et mise à disposition L étude préconise une démarche chronologique partant des documents les plus récents et remontant progressivement dans le temps, afin de ne pas avoir de coupure avec la période actuelle. Cela permet également de commencer par des documents informatisés (à partir de 1995), en théorie plus faciles à collecter, avant de s atteler à la numérisation de documents papier, suivie obligatoirement par une opération de reconnaissance de caractères afin de pouvoir exploiter le contenu des documents. Valorisations envisagées On constate un très fort intérêt pour les jeux de données sur les pressions biotiques dans le domaine de la conception et la validation de modèles et d outils d aide à la décision. Les personnes enquêtées citent aussi leur volonté de mieux décrire et expliquer les pressions biotiques ou d explorer les liens entre pressions biotiques et d autres facteurs, les pratiques agricoles notamment. Au cours de l étude, des projets pilotes ont été identifiés et pourraient démarrer dès la mise à disposition des documents. Mise à disposition des documents La proposition est de mettre à disposition le fonds documentaire avec des outils permettant la fouille des documents afin que chaque utilisateur puisse rechercher les informations dont il a précisément besoin. La plateforme CorTexT, soutenue par l unité de recherche SenS 1326 de l Institut Francilien «Recherche, Innovation et Société» (IFRIS) et la technologie Alvis, utilisée par l équipe Bibliome de l INRA (Claire Nédellec), pourraient être utilisés. Les données connexes Beaucoup d informations permettant de mieux utiliser les données sur les pressions biotiques ne sont pas accessibles dans les documents. On peut envisager d utiliser des bases de données existantes, susceptibles d apporter les informations manquantes mais la localisation étant rarement très précise, seules des données connexes assez générales pourront être obtenues. Ce degré d information est néanmoins suffisant dans de nombreux cas d exploitation des documents évoqués par des futurs utilisateurs potentiels. Perspectives et conclusions L étude a montré la pertinence du développement d une base de données documentaire sur les pressions biotiques dans les parcelles agricoles pour répondre à une large diversité de questions scientifiques et techniques exprimées par les acteurs de la recherche et du développement agricoles. Il serait également intéressant que les propositions concernant les données connexes permettant de mieux exploiter ces sources d information soient étudiées par les structures en charge de la surveillance biologique du territoire et de l élaboration des Bulletins de Santé du Végétal. Enfin, cette étude a été réalisée dans le cadre du GIS GC-HP2E et ses résultats ne concernent donc que les grandes cultures, même si certains documents sont communs à d autres filières. Il semble évident que la démarche devra être étendue aux autres filières. Il ne sera sans doute pas possible de collecter l ensemble des fonds documentaires mentionnés dans cette étude au cours d un seul projet et il semble judicieux de commencer par les documents des SRPV qui représentent un volume important, assez homogène et bien connu des utilisateurs potentiels. Une collecte, même partielle, de ce fonds permettrait de réaliser une première version de la base documentaire et de ses outils d extraction d informations et de montrer l intérêt de poursuivre le travail de collecte documentaire. Références bibliographiques Fussler L., Kobes N., Bertrand F., Maumy M., Grosman J., and Savary S A Characterization of Grapevine Trunk Diseases in France from Data Generated by the National Grapevine Wood Diseases Survey. Phytopathology 98: Jeger M.J. et Pautasso M Plant disease and global change the importance of long-term data sets. New Phytologist 177: 8 11 Zwankhuizen M. J., Zadoks J. C Phytophthora infestans s 10-year truce with Holland: a long-term analysis of potato late-blight epidemicsin the Netherlands. Plant Pathology 51 : ECOPHYTO 34

41 Session 4 Conception et évaluation de solutions intégrées de protection des cultures Animateur : Christian Huyghe, Membre du Groupe d Experts Recherche

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43 Financement : Ministère Agriculture, DGER - A2PV Conception et transfert de systèmes décisionnels pour la réduction des traitements en viticulture : le projet SyDéRéT Laurent Delière INRA, UMR 1065 Santé et Agroécologie du Vignoble F Villenave d Ornon, France Mail : Responsables des équipes impliquées : Laurent Delière, INRA, ISVV, UMR1065 Santé et Agroécologie du Vignoble Jean-Pascal Goutouly, INRA, ISVV, UMR1287 EGFV Jean-Marc Barbier, INRA, UMR Innovation Dominique Forget, INRA, UE1086 Unité Expérimentale Viticole Pascal Leroy, INRA, UR1303 ALISS Olivier Naud, Irstea, UMR ITAP Mots clefs : mildiou oïdium, processus de décision, innovation, modèle bioéconomique Résumé Adeline Alonso Ugaglia, Univ. Bordeaux, ISVV, USC 1320 INRA GAIA Alexandre Davy, Institut Français de la Vigne et du Vin Ludivine Davidou, Chambre d Agriculture de la Gironde Marc Guisset, Chambre d Agriculture des Pyrénées Orientales Fabrice Guillois, Chambre d Agriculture de l Aude La maîtrise du mildiou et de l oïdium de la vigne repose majoritairement sur l utilisation systématique de fongicides. Une des voies pour limiter quantitativement le recours aux fongicides est de proposer des stratégies de décision explicites et innovantes pour des traitements moins systématiques et appliqués aux moments les plus opportuns. Dans le cadre du projet SyDéRéT, un processus opérationnel de décision nommé Mildium a été conçu et testé à l échelle parcellaire durant plusieurs années dans le vignoble français. Son application permet une réduction de 30% à 50% de l indice de fréquence de traitement contre ces deux maladies sans altérer les performances de la récolte dans plus de 90% des situations et sans entraîner un surcoût de mise en œuvre. Des enquêtes menées auprès des viticulteurs au cours de ce projet montrent cependant que des freins techniques et économiques à l adoption de ce type de processus existent dans les exploitations et que la diffusion de ces pratiques nécessite un accompagnement étroit des viticulteurs. Un travail de modélisation bioéconomique conduit durant ce projet, permet d analyser l impact de stratégies de protection contre ces deux bio-agresseurs sur les risques de perte de récolte. Contexte et objectif L agrosystème vigne est confronté à plusieurs bioagresseurs susceptibles de pouvoir détruire la récolte en totalité, qui sont aujourd hui majoritairement contrôlés par l utilisation de produits phytosanitaires. La pression phytosanitaire se traduit par un Indice de Fréquence de Traitement (IFT) moyen français de 13,6, quatre-vingts pour cent étant des fongicides destinés à lutter contre le mildiou et l oïdium. Ces valeurs moyennes masquent néanmoins une très forte variabilité des pratiques. La variabilité entre régions de production s explique notamment par des différences climatiques, de terroir, d encépagement. Cependant, on l observe également au sein de zones géographiques climatiquement homogènes, et ceci malgré la mise à disposition d outils permettant d aider les viticulteurs à évaluer l opportunité d une intervention (modèles de prévision des risques, réseaux d observation, ). On peut donc faire l hypothèse qu il y a d autres causes à cette variabilité (aversion aux risques, contraintes d organisation du travail) et qu il existe une marge de manœuvre dans la gestion des traitements phytosanitaires afin d en réduire le nombre. Ce projet est ainsi centré sur le concept de Processus Opérationnel de Décision (POD) qui constitue une stratégie de traitements dont la logique et le déroulement temporel tout au long de la saison sont explicites. L objectif est de construire des prototypes de tels processus de décision permettant de limiter significativement le recours à l usage de produits phytosanitaires, et d évaluer leurs performances au vignoble. Méthodes La démarche suit un schéma dynamique d élaboration et de validation agro-économique selon les étapes suivantes. 1. Elaboration conceptuelle et formalisation de prototypes de PODs. 2. Evaluation expérimentale en réseau des prototypes à l échelle parcellaire afin d en cerner les points forts et les limites et d envisager des évolutions. 3. Mise en œuvre à l échelle de l exploitation par plusieurs approches : (i) une évaluation expérimentale à l échelle de l exploitation, (ii) des travaux méthodologiques sur la séparation de l exploitation en îlots pertinents pour la mise en œuvre de ces prototypes, (iii) une évaluation des freins et des leviers pour l adoption de ces prototypes par les opérateurs, (iv) une modélisation des processus de décision aux échelles des parcelles ou îlots et coordination au niveau de l exploitation. Ce projet s intéresse particulièrement aux deux bio-agresseurs majeurs du vignoble que sont le mildiou et l oïdium. Il s appuie sur un prototype de POD nommé Mildium, proposé au cours d un précédent projet ANR-ADD. En complément, une démarche de modélisation «bioéconomique» a été entreprise afin d intégrer, à l échelle d une parcelle, les différentes dimensions de la question (agronomique, phytopathologique, phytoprotection, économie), en cherchant à évaluer les conséquences de la variabilité des facteurs clefs sur le risque de perte de rendement. ECOPHYTO 37

44 Financement : Ministère Agriculture, DGER - A2PV Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Performances agroéconomiques du POD Mildium à l échelle de la parcelle Le prototype Mildium a été mis en œuvre de 2008 à 2011 sur un réseau de parcelles expérimentales réparties sur le vignoble français. Les résultats obtenus dans des conditions de pressions parasitaires variables montrent que l application du protocole Mildium permet un gain d IFT aussi bien sur le mildiou que sur l oïdium dans 98% des sites, ce gain étant de 30% dans 77% des situations. Les niveaux de maladies observés sont souvent supérieurs à ceux obtenus avec les traitements classiques, particulièrement pour le mildiou et dans une moindre mesure pour l oïdium mais restent néanmoins faibles dans une très grande majorité des cas, sans entraîner d impacts significatifs sur la récolte. La mise en œuvre de ce prototype n entraîne pas de surcoûts importants, y compris en y incluant les temps d observation nécessaires. Dans 8% des cas, des pertes de récolte quantitatives et/ ou qualitatives sont jugées inacceptables par le viticulteur. Ces situations permettent d apporter des informations sur les limites du prototype et d envisager les évolutions nécessaires pour un transfert à plus grande échelle auprès des opérateurs. Evaluation des freins et leviers d adoption : évaluation ex post et ex ante Les résultats de ces enquêtes tendent à montrer le degré de rupture avec les pratiques habituelles des viticulteurs. Les critères économiques objectifs entrent peu en jeu pour choisir la réduction d intrants, l effet «modification des coûts» n étant pas identifié comme un critère de choix. Par contre, le risque encouru perçu par le viticulteur est un frein incontestable. Pour surmonter celui-ci, la meilleure connaissance des maladies et de leur développement, la meilleure lecture des symptômes sur la vigne, autrement dit la meilleure compétence des viticulteurs pour maîtriser les interventions nécessaires est un levier réel permettant d envisager une réduction significative des produits phytosanitaires. Cet accroissement nécessaire des compétences repose sur une meilleure prise en compte de ces éléments lors de la formation initiale des viticulteurs, mais également sur la possibilité de les accompagner tout au long de leur apprentissage. Cet accompagnement est sans doute à réaliser par les principales structures collectives en agriculture. Conception d un modèle bioéconomique Le modèle construit au cours de ce projet permet d évaluer et de comparer, à l échelle parcellaire, les risques techniques et économiques associés à différentes stratégies de traitement, sur la base d une statistique simulée intégrant deux niveaux de risques - variabilité climatique et pression initiale des deux pathogènes - les phases d expérimentation ne permettant pas toujours d explorer toute la gamme de cette variabilité. Perspectives et conclusions Ce projet a permis de montrer qu une formalisation stricte et temporellement précise des règles de décision d opportunité des traitements contre le mildiou et l oïdium peut entraîner une réduction significative de l usage des fongicides en viticulture. Cela constitue ainsi une voie importante pour la mise en place de systèmes de culture économes en intrants. Néanmoins, les travaux menés dans le cadre de ce projet ont également montré que la diffusion à grande échelle de ce type de démarche ne peut être assurée sans un accompagnement étroit des viticulteurs. Les outils mis en place durant ce projet sont actuellement utilisés par des organismes de développement pour leurs actions auprès des viticulteurs, et également au sein du réseau DEPHY (Expe et Ferme). Références bibliographiques O. Naud, L. Delière, P. Cartolaro, B. Léger (2010). Testing a decision system for Integrated Protection against Mildews the wine-grower, the adviser and the computer model. 6th international workshop on grapevine downy and powdery mildew. July 4-9, 2010 Bordeaux, France. P. Leroy, P. Cartolaro, L. Delière, JP Goutouly, M. Raynal, A Ugaglia (2010). A Bio-Economic model to evaluate and compare different protection strategies against grapevine powdery and downy mildew.6th international workshop on grapevine downy and powdery mildew. July 4-9, 2010 Bordeaux, France. P. Bazoche, P. Cartolaro, B. Del homme, L Delière, JP Goutouly, B. Léger, P. Leroy, O. Naud, LG Soler, A. Ugaglia (2010). Vin et environnement : Comment réduire les quantités de pesticides utilisés en viticulture? Colloque SFER Pesticides Agricoles «La réduction des pesticides agricoles, enjeux, modalités et conséquences», Lyon (France), mars 2010, 17p. ECOPHYTO 38

45 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Protection Intégrée des rotations avec Colza et blé tendre : Conception et évaluation multicritères d itinéraires techniques économes en produits phytosanitaires (PICOBLE) Xavier PINOCHET (CETIOM) & Muriel VALENTIN-MORISON (INRA) Mail : Responsables des équipes impliquées : CETIOM (X.Pinochet, N.Landé) INRA Grignon (Agronomie, M.Morison ; EGC, A.Jullien) INRA Rennes (IGEPP, B.Rolland) INRA Dijon (UE Epoisses, V.Cellier) Arvalis (I.Felix, D.Gouache) Agro-Transfert Picardie (P.Mischler) 17 Chambres d Agriculture issues des régions Picardie, Normandie, Bretagne, Pays de Loire, Poitou- Charentes, Bourgogne, Ile de France Mots clefs : Protection intégrée, colza, blé, réduction de l usage des pesticides, évaluation Résumé Le projet PICOBLE a permis de concevoir et de tester des ITK innovants pour différentes situations. Les résultats obtenus concluent à la possibilité d une réduction des produits phytosanitaires de 30 à 40% sans affectation de la marge de l agriculteur, mais avec une réduction du volume de production de 10% pouvant affecter l économie des filières d aval. Les connaissances acquises permettent d envisager de nouvelles pistes de réduction de l utilisation des pesticides à plus long terme. Mais elles nécessitent encore un travail considérable peu compatible avec l objectif de court terme fixé pour Contexte et objectif L objectif fixé de réduction des produits phytosanitaires de 50% en 2018 est très ambitieux, dans un contexte où il y a également une demande croissante de produits agricoles aussi bien pour l alimentaire que pour les utilisations non alimentaires. Les grandes cultures doivent contribuer aux objectifs gouvernementaux. L objectif général est de construire des itinéraires techniques économes en produits phytosanitaires pour le blé tendre et surtout le colza. Le projet PICOBLE a travaillé à deux échéances différentes. Une première partie avait pour objectif l acquisition de connaissances nouvelles sur des aspects plus prospectifs, en matière d évaluation de résistance aux bioagresseurs, d écologie des insectes du colza et de colza associé avec des plantes de services (légumineuses gélives). La seconde partie a été consacrée à la conception d itinéraires techniques réduisant l usage des produits phytosanitaires en utilisant des experts, des connaissances disponibles, et de la modélisation ; leurs tests en conditions agricoles, et leur évaluation en utilisant des outils d évaluation multicritères. Ceci a été complété par une enquête sur la réceptivité des agriculteurs et de leurs conseillers vis-à-vis des propositions de nouveaux itinéraires, et l identification des freins à leur acceptabilité. Méthodes Acquisition de connaissances nouvelles Sur les différentes thématiques abordées, nous avons principalement fait appel aux méthodologies classiques d expérimentation au champ en blocs randomisés, avec des suivis adaptés à chacune des questions. Les approches ont été plus originales et diverses sur les interactions paysages x dynamiques de populations de méligèthes et de parasitoïdes x itinéraires techniques. Un dispositif de 42 parcelles représentant 4 petites régions naturelles de Haute Normandie de structures paysagères différentes ont été suivies pendant 3 ans. Ces travaux se sont appuyés sur des techniques de traitement de données permettant de cibler les bonnes échelles spatiales auxquelles travailler. 13 sites sur 2 campagnes ont été ciblés sur les associations colza-légumineuses gélives. Conception d ITK Innovants, tests in situ ou in silico, et évaluation Pour le colza, le schéma général utilisé repose sur la boucle de la qualité en 4 étapes : Partage d expertise et de connaissances, conception d ITK pour différents types de milieux et de contextes, tests en parcelles agriculteurs, évaluation multicritères sur les trois bases de la durabilité à l aide de DEXI-IPM. L une des originalités développées a été constituée par des itérations intermédiaires, testées non pas par l expérimentation in situ, mais par l utilisation de modèles. Sur 2 campagnes, une vingtaine de sites ont fait l objet de comparaisons entre ITK innovant et un ITK classique de l agriculteur. Le travail sur le blé a été concentré sur la synthèse des résultats du réseau blé rustique entre 2003 à 2010 obtenus sur 141 essais validés, et en particulier sur la comparaison des ITKn 2 (référence Raisonné) et ITKn 3 (-30% en peuplement, -40N, et un seul fongicide). ECOPHYTO 39

46 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Enquêtes sur la receptivité des acteurs des tests et l identification des freins à l adoption des ITK innovants Les enquêtes de type entretien semi directif ont été conduites en régions Picardie et Poitou-charentes principalement auprès d une trentaine de personnes, 2/3 conseillers et 1/3 agriculteurs. Le questionnaire comportait 3 parties : connaissance sur le colza, questions sur les ITK proposés, synthèse des propositions de la personne enquêtée. Les freins identifiés au travers des questions ouvertes ont été répartis en 5 catégories : Personnels, Agronomiques, Organisationnels, économiques, externes au système de culture. Les fréquences de citation des freins pour chaque élément des ITK sont enregistrées et servent de base à l analyse de l acceptabilité des propositions. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Acquisitions de connaissances nouvelles Une synthèse des méthodologies d évaluation des génotypes pour leur résistance au sclerotinia ainsi que quelques tests préliminaires ont été effectués. Un projet CTPS poursuit ce travail méthodologique. Les expérimentations conduites au champ ont mis l accent sur l augmentation du risque de développement du Sclérotinia lié à des peuplements trop faibles dans lesquels les feuilles contaminées de bas de couvert senescent moins vite. Les expérimentations mimant les accidents de nouaison induits par les méligèthes ont permis de décrire les capacités de compensation du colza en fonction des niveaux de ressources du milieu. Une révision des éléments de décision d un traitement insecticide est envisageable. Le dispositif de Normandie a montré que les niveaux de populations de méligèthes et de parasitoïdes associés sont dépendants des structures paysagères et en particulier des parts de forêts et de prairies au voisinage de la parcelle. L association du colza avec un couvert de légumineuses gélives a montré un potentiel à réduire la biomasse des adventices. En 2010 et 2011, les plantes associées ont bien été détruites par le froid. L espèce la plus pertinente à associer dépend du milieu, et les déterminants du choix de l espèce ou de l association restent à préciser. Un potentiel d économie de 20 à 40 Kg N a été mis en évidence. Concernant la septoriose, des dynamiques d indice foliaire vert ont été réalisées sur 60 combinaisons variétés x lieux x ITK. Elles permettent d améliorer un modèle de prévision du risque susceptible de réduire le nombre d applications de fongicide. Conception et tests d ITK innovants Colza : Les ITK issus de la conception et mis en place ont un IFT moyen de 2.3 (0.7 à 5.9) contre 4 pour l ITK de référence et 6.1 pour la référence moyenne nationale. Les réductions de produits phytosanitaires ont principalement porté sur les herbicides (association, désherbage mécanique, semis) et les insecticides (impasses, date de semis, bordure fleurie). Pour un rendement moyen de l ordre de 35 quintaux par hectare, la perte moyenne est de l ordre de 10%. Par contre, les marges calculées sont équivalentes pour les deux types d ITK (conditions de prix de ). La perte de rendement est en général compensée par une réduction des coûts opérationnels. Pour chacun des 3 piliers de la durabilité (Environnemental, Social, Economique), une amélioration est mise en évidence pour les ITK intégrés. Blé : Sur le réseau blé rustique, l écart moyen de rendement entre ITK2 et ITK3 est de l ordre de 8 qx alors que les marges calculées sont équivalentes. Les interactions variétés x lieux x conduites observées semblent résulter davantage des conditions automnales (densité de semis et azote). Les maladies sont bien maîtrisées en ITK3. Ceci nécessite un bon positionnement du fongicide et le recours à des variétés résistantes à la rouille brune et à la septoriose, et éventuellement à la rouille jaune et aux fusarioses en situation très exposée. Receptivité des acteurs des tests et l identification des freins à l adoption des ITK innovants Le colza est perçu comme une culture consommatrice de produits phytosanitaires (conseillers), aux rendements irréguliers (agriculteurs). Les personnes interrogées recoivent favorablement l idée d ITK innovants, mais ce sont aussi des individus motivés par le sujet. Il y a des réticences importantes aux semis précoces et denses, mais par contre une grande receptivité aux écartements larges permettant des binages. Il y a davantage de réticences exprimées sur des stratégies contre les insectes ou le Sclerotinia. Les arguments avancés sont principalement de source externe, en particulier liés au climat. Perspectives et conclusions L ensemble du travail réalisé ouvre des portes intéressantes de prospection et de travail pour réduire l usage des produits phytosanitaires ; il montre que la réduction de 30-40% des pesticides sur le colza est possible, en focalisant sur les herbicides et les fongicides, sans trop dégrader le bilan économique, au moins au niveau de l agriculteur. Malgré les réels acquis (méthodologies, connaissances), le travail à accomplir reste important et les difficultés nombreuses en direction de l objectif fixé par ECOPHYTO. La réduction des insecticides reste problématique, d autant plus que la nuisibilité des insectes est très mal connue et demanderait à être largement revisitée en cohérence avec les effets majeurs des auxiliaires des cultures. L approche au niveau des ITK doit être complétée nécessairement par des approches à échelles plus larges, système de culture, paysage, elles-mêmes plus complexes et difficiles aussi bien sur des aspects techniques que sociologiques est une échéance extrêmement courte surtout lorsque certaines innovations sont, de fait, interdites par la société (OGM, Traitement de semences) alors qu elles pourraient largement contribuer à l objectif. Références bibliographiques Félix I., Geffard G., Jaunel P.Y., Piraux F., Rolland B., Loyce C., Guérin O., Omon B., Piaud S. (2012). Variétés et conduites de culture : 8 ans de résultats expérimentaux en protection intégrée du blé tendre d hiver. Rapport complet, CASDAR Picoblé 74 p. + annexes Jullien A., Mathieu A., Allirand J.M., Pinet A., de Reffye P., Cournede P.H., Ney B., Characterization of the interactions between architecture and source-sink relationships in winter oilseed rape (Brassica napus) using the GreenLab model. Annals of Botany, 107, 5, Rusch A., Analyse des déterminants des attaques de Meligethes aeneus (Coleoptera, Nitidulidae) et de sa régulation biologique à l échelle d un paysage agricole : Contribution à l amélioration de la protection intégrée du colza d hiver. Thèse de Doctorat de l AgroParisTech 16 décembre p. ECOPHYTO 40

47 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Régulation naturelle des mouches en cultures de brassicacées et d apiacées Sébastien Picault (Ctifl) Mail : Responsables des équipes impliquées : A.M. Cortesero & A. Le Ralec (UMR IGEPP) L. Bonnot (CA 45) V. Estorgues (CA 29) M. Sandrone & R. Boucherie (UNILET) C. Milleville & M. Legrand (FREDON Nord-Pas-de-Calais) B. Lepaumier & E. Vigot (SILEBAN), J.M. Collet (Ctifl/CATE), J. Lambion (GRAB) D. Bouvard (ACPEL), T. Massias (Chambre d Agriculture de Charente-Maritime). Mots clefs : Delia sp., Psila rosae, Carabidae, Aleochara sp., biodiversité fonctionnelle, lutte biologique par conservation. Résumé Les processus de régulation naturelle des mouches légumières (Delia sp. en cultures de brassicacées et Psila rosae en cultures d apiacées) ainsi que la façon dont ils sont influencés par la nature des abords de parcelle ont été étudiés dans le cadre du projet Biodivleg. Les résultats obtenus montrent que certaines espèces d auxiliaires exercent une action de prédation et/ou de parasitisme significative vis-à-vis des mouches du genre Delia mais pas (ou beaucoup moins) vis-à-vis de P. rosae. Dans les conditions de production des parcelles étudiées, cette action ne suffit toutefois pas à elle seule pour garantir un rendement commercial satisfaisant et n est pas amplifiée de façon suffisante par la présence de milieux semi-naturels de forte densité en bordure de parcelle. Contexte et objectif Le contrôle des mouches du genre Delia et de la mouche de la carotte P. rosae constitue un enjeu majeur pour de nombreux bassins de production maraîchers, les premières provoquant d importants dégâts en cultures de brassicacées et la seconde en cultures d apiacées. L efficacité des moyens de protection traditionnellement mis en œuvre, souvent limitée en cas de trop forte pression de ravageurs, pourrait être améliorée par l implantation en bordure de parcelle d infrastructures agro-écologiques (IAE) favorisant les processus de régulation naturelle et limitant par conséquent les pullulations de ravageurs. Pour atteindre cette finalité, des travaux de grande ampleur ont été menés dans le cadre du projet Biodivleg avec pour objectif (i) de caractériser les populations d auxiliaires prédateurs et/ou parasitoïdes dans les cultures de brassicacées et d apiacées (staphylins, carabidés, araignées) ainsi que leurs interactions avec les populations de mouches et (ii) de mettre en évidence l influence des abords de parcelle sur les processus de régulation naturelle. Méthodes Création d un réseau de parcelles Les processus de régulation naturelle des populations de mouches et la façon dont ils sont influencés par la nature des abords de parcelle en cultures de brassicacées et d apiacées ont été étudiés à travers un dispositif original reposant sur la mise en place d un important réseau de parcelles et la multiplicité des observations. Après avoir décrit l itinéraire technique de chaque parcelle du réseau et caractérisé la densité de leurs abords à l aide du logiciel DEXI, les travaux menés ont consisté à suivre différentes variables biologiques (abondance des pontes de mouches, densité d activité des populations de staphylins ou de carabidés, taux de parasitisme etc.) et agronomiques (incidence des dégâts à la récolte) dans une zone d observation située à 20 m du bord de la culture en place. Au total, 164 parcelles de brassicacées (parcelles de brocoli dans le Finistère, de radis et/ou de navet en Loire-Atlantique et dans le Loiret, de chou pommé et chou de Bruxelles dans le Pas-de-Calais) et 80 parcelles d apiacées (parcelles de carotte dans la Manche, le Vaucluse et le Loiret et de céleri en Charente-Maritime) ont été suivies en 3 ans. Analyse des interactions Mouches-Ennemis naturels Les populations de carabidés et de staphylins retrouvées dans les parcelles du réseau ont été caractérisées en termes de densité d activité, de période d activité et de structure spécifique puis les corrélations entre les différentes variables biologiques et agronomiques suivies dans les cultures ont été analysées à l aide du test de comparaison de deux coefficients de corrélation de Pearson (α=5%) après une éventuelle transformation des données. ECOPHYTO 41

48 Financement : Casdar, Innovation & Partenariat 2008 Influence des abords de parcelle sur les processus de régulation naturelle L influence des abords de parcelle sur les processus de régulation naturelle a été évaluée en comparant l abondance des pontes de mouches, le niveau d infestation des cultures et la densité d activité des populations de carabidés, de staphylins et d araignées entre des parcelles bordées par des IAE de forte densité (haie bocagère ou lisière de bois par exemple) et des parcelles sans IAE particulière sur leurs abords (grande étendue de terre battue par exemple) à l aide du test de Wilcoxon pour deux échantillons appariés (α=5%). Pour cela, les parcelles du réseau ont été appariées entre elles selon leurs caractéristiques biophysiques et culturales (recherche du maximum de similitude) et la note caractérisant la nature de leurs abords parcellaire attribuée par le logiciel DEXI (recherche du minimum de similitude). Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Action des staphylins et des carabidés sur les populations de mouches Des prédateurs d œufs à favoriser Dans les cultures de brassicacées, le staphylin Aleochara bipustulata semble exercer une action de prédation significative vis-à-vis des œufs de mouches du genre Delia. Cet auxiliaire présente un intérêt direct pour la production car il intervient avant la pénétration des larves dans la racine des plantes, et doit donc être favorisé dans une optique de contrôle biologique par conservation. Certaines espèces de carabidés consomment également des œufs de mouches du genre Delia (Bembidion quadrimaculatum par exemple) mais leur action ne semble significative qu à partir d un certain niveau de ponte. Ces carabidés peuvent présenter un intérêt direct pour la production s ils viennent en relais à l action d A. bipustulata. Dans les conditions culturales des parcelles échantillonnées, l action des prédateurs d œufs retrouvés dans les cultures est toutefois insuffisante à elle seule pour garantir un rendement commercial satisfaisant. Dans les cultures d apiacées, les résultats obtenus ne permettent pas de conclure quant à l action des staphylins ou des carabidés vis-à-vis de P. rosae. Des prédateurs et/ou parasitoïdes de larves et/ou pupes à préserver Les staphylins A. bipustulata et A. bilineata ainsi que certaines espèces de carabidés (P. melanarius par exemple) semblent exercer une action de prédation et/ou de parasitisme significative vis-à-vis des larves et/ou pupes de mouches du genre Delia. Ces auxiliaires peuvent ainsi contribuer à réduire le potentiel d infestation des cultures d une année sur l autre. Dans les parcelles échantillonnées, l action de ces auxiliaires est généralement complétée par celle de l hyménoptère Trybliographa rapae dont l activité de parasitisme des larves et/ou pupes de mouches varie selon l année, le bassin de production et le mode de culture. Dans les cultures d apiacées, aucun parasitoïde de P. rosae n a pu être identifié, en grande partie à cause de difficultés méthodologiques (données insuffisantes pour tirer des conclusions). Effet des abords de parcelle sur la colonisation des cultures par les mouches et leurs ennemis naturels La présence de milieux semi-naturels de forte densité (lisière de bois, haies bocagères..) en bordure de parcelle semble favoriser de façon significative l activité de certaines espèces de carabidés (Pseudoophonus rufipes, Poecilus cupreus) et de staphylins (A. bipustulata) dans les cultures de brassicacées comme dans celles d apiacées. Ces abords de forte densité favorise également la colonisation des cultures d apiacées par P. rosae de façon très significative, ainsi que celle des cultures brassicacées par les mouches du genre Delia mais en bien moindre mesure et seulement dans les cas de forte pression parasitaire. Perspectives et conclusions Les résultats du projet Biodivleg pourront être mis à profit par les techniciens agricoles et les producteurs pour mieux gérer les populations de mouches en cultures de brassicacées et d apiacées et améliorer par conséquent l efficacité des moyens de protection mis en œuvre. Si la conservation ou la mise en place de milieux semi-naturels de forte densité en bordure de parcelle semble favoriser l activité de certains prédateurs et/ou parasitoïdes, cette pratique ne suffit pas à elle seule pour amplifier de façon significative les processus de régulation naturelle et doit être complétée par la mise en œuvre de techniques favorisant la diffusion et l action des auxiliaires dans les cultures. Le développement de méthodologies reposant sur l utilisation de technologies innovantes et performantes (outils moléculaires par exemple qui permettront de mesurer les phénomènes de prédation avec beaucoup plus de précision (analyse des contenus stomachaux)) permettront, dans le cadre de projets ultérieurs, d étudier de façon plus approfondie les phénomènes de prédation mis en évidence dans le cadre du projet Biodivleg, en particulier dans celles d apiacées où ces phénomènes semblent limités. Références bibliographiques Langlet X., Les Aleochara prédateurs et parasitoïdes de Delia radicum. Caractérisation des espèces, biologie et prédation. Thèse de doctorat, 130p. Pfiffner et Luka, Effects of low-input farming systems on carabids and epigeal spiders-a paired farm approach. Basic Appl. Ecol., 4, p Sunderland K.D., Invertebrate pest control by carabids, in the agroecology of carabids beetles. Andover, Intercept., p ECOPHYTO 42

49 Session 5 Durabilité de l efficacité des solutions techniques au regard de l évolution des bioagresseurs : sélection, émergences, invasions Animateur : Pierre Ricci, Président du Groupe d Experts Recherche

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51 Financement : ANR Systerra ( ) et GIS PICLeg ( ) Comparaison expérimentale de stratégies de déploiement de gènes de résistance pour la gestion durable des nématodes à galles Caroline Djian-Caporalino INRA, centre PACA (Provence Alpes Côte d Azur), Unité ISA (Institut Sophia Agrobiotech). Mail : Responsables des équipes impliquées : Castagnone-Sereno Philippe & Djian-Caporalino Caroline: Unité ISA, INRA Centre PACA, Sophia Antipolis Palloix Alain: Unité GAFL (Génétique et Amélioration des Fruits et Légumes), INRA Centre PACA, Montfavet Mateille Thierry : UMR CBGP (Centre de Biologie et Gestion des Populations), IRD, Montferrier-sur-Lez Risso Sabine & Lanza Roger : Chambre d agriculture des Alpes Maritimes (CA06), Nice Mots clefs : innovations variétales, virulence, durabilité des résistances, agrosystème maraîcher, Meloidogyne spp. Résumé Dans le cadre de projets ANR Systerra et GIS PICLeg (projets «Sysbiotel» & «Neoleg») menés en collaboration entre l INRA PACA, l IRD, des entreprises privées de sélection de semences, et le centre d expérimentation technique de la chambre d agriculture du 06, plusieurs stratégies de déploiement de gènes de résistance ont été évaluées pendant 3 ans sur le terrain en conditions agronomiques pour mettre au point une gestion raisonnée des cultivars résistants permettant de gérer de manière durable les problèmes de nématodes à galles des racines. L alternance des gènes de résistance dans la rotation et le pyramiding de gènes dans un même cultivar se sont révélés extrêmement efficaces pour supprimer l émergence de populations virulentes et réduire les taux d infestation du sol de plus de 80% en 3 ans. Photo Djian-Caporalino Contexte et objectif Le retrait du marché quasi-général des nématicides chimiques (Plan Ecophyto 2018 & Loi «Grenelle 2» de 2010) et la spécialisation des systèmes maraîchers européens ont contribué à augmenter les problèmes de parasites telluriques dont les nématodes à galles (Djian-Caporalino et al., EPPO Bulletin 2012 ; Wesemael et al., Nematology 2011). Cette situation a motivé la mise en place récente et massive de programmes de sélection de variétés et porte-greffe résistants (R). Toutefois, les gènes de R identifiés à ce jour sont rares et les risques de contournement de ces gènes par des populations de nématodes dites virulentes existent (Castagnone-Sereno, Euphytica 2002). Dans ce contexte, il apparaît crucial d élaborer des stratégies de gestion des gènes disponibles dans un objectif de R durable. La plupart des résultats obtenus sur la durabilité des R l ont été en pièces climatisées avec des inoculums contrôlés (Djian-Caporalino et al., EJPP 2011 ; Barbary et al., soumis). L étape ultime de validation de ces résultats consiste en une évaluation du déploiement des génotypes R en conditions de production, dans des rotations traditionnellement mises en place dans les exploitations maraîchères. Dans le cadre de projets ANR Systerra «Sysbiotel» et GIS PICLeg «Neoleg», un essai a été réalisé chez un producteur maraîcher dont le sol était naturellement infesté. Le piment a été choisi comme plante R implantée en culture d été dans la rotation, alors que des salades sensibles étaient cultivées en hiver. Les objectifs de cet essai étaient multiples : évaluer le comportement de divers génotypes R (homozygotes ou hybrides, associant gène majeur et fond génétique sensible ou non, cumulant plusieurs gènes de R ou non) en conditions naturelles d infestation et selon des procédés de conduite culturale conventionnels, tout en vérifiant leur innocuité vis-à-vis de la nématofaune utile du sol ; estimer le risque de contournement de la résistance au champ ; quantifier le potentiel d assainissement du sol par les génotypes R. Photo Castagnone-Sereno Méthodes Conduite de l expérimentation L expérimentation a été conduite dans le Sud-Est de la France. Une parcelle de 250 m 2 sous abri froid, naturellement infestée avec les 2 espèces de nématodes à galles les plus répandues en France, Meloidogyne arenaria & M. incognita, a été subdivisée en 52 microparcelles de 1 m 2, espacées d 1 m, accueillant chacune 5 plants de chaque modalité. Six modalités ont été testées : 1/ le cultivar sensible Doux Long des Landes (DLL) comme témoin, 2/ la lignées totalement résistante HD330, homozygote pour le gène Me1 (Me1 induit une réaction tardive empêchant le développement du site nourricier du nématode), 3/ l hybride F1 [DH330 x DLL] portant Me1 à l état hétérozygote dans le fond génétique sensible DLL, 4/ la lignée totalement résistante HD149, homozygote pour le gène Me3 à mécanisme d action différent de Me1 (Me3 induit une réaction d hypersensibilité précoce bloquant la pénétration des larves) en alternance avec la lignée HD330 dans la rotation, 5/ le mélange de 3 plants HD330 et 2 plants HD149, 6/ l hybride F1 [DH149 x DH330] combinant les 2 gènes de R Me3 et Me1 (pyramiding). Les piments étaient repiqués en mai et arrachés en octobre. Une rotation avec une salade sensible était réalisée en hiver. ECOPHYTO 45

52 Financement : ANR Systerra ( ) et GIS PICLeg ( ) Mesures et notations Divers paramètres biologiques caractérisant la multiplication des nématodes (IG = indice de galle et PR = potentiel reproducteur) sur les génotypes de piments testés et sur la culture sensible utilisée dans la rotation comme marqueur de l efficacité attendue du piment, l état infectieux du sol (IS = taux d infestation du sol), et la structure de la nématofaune globale associée (PC = patron de communauté) ont été analysés au cours des 3 années de culture. Photo Djian-CaporalinoSereno Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Robustesse et durabilité des résistances Les résultats ont montré 1/ l importance cruciale du choix des géniteurs à l origine des croisements sur la durabilité des R (Me1 robuste, Me3 contourné dès la 1ère année), 2/ un effet fort du fond génétique (un isolat virulent a été obtenu sur plants Me1 dans le fond génétique sensible), 3/ une spécificité de la virulence permettant d envisager l alternance des gènes dans les rotations (les nématodes virulents/me3 ne contournent pas Me1), 4/ la faible efficacité du mélange de génotypes R (uniquement lorsque les racines sont intercroisées : année 2009), et 5) l intérêt du pyramiding de 2 gènes dans un même cultivar, les plants n étant alors jamais infestés. Réduction du potentiel infectieux du sol (action «plante-piège») Les résultats mettent en évidence les effets bénéfiques de deux stratégies de gestion des R : la culture d hybrides combinant deux facteurs de R et l alternance dans la rotation de variétés portant chacune une R différente (réduction de 80 à 90% du taux d infestation du sol et protection de la culture sensible d hiver qui a suivi). Aucune modification significative des patrons des communautés de nématodes phytoparasites (autres que Meloidogyne) ou non phytoparasites n a été observée après culture de piments sensibles ou résistants. Applications, lien au plan Ecophyto L expérimentation a fait l objet de visites, interviews, communiqué de presse, posters, vidéo, communications lors de meeting ou congrès de la filière Fruits et Légumes et les résultats sont en cours de publication. Ils permettent d orienter les sélectionneurs qui introgressent actuellement ces gènes majeurs dans leurs cultivars grâce à des marqueurs moléculaires des gènes de R qui leur ont été transférés (Fazari et al., Theor Appl Genet 2012), de conseiller les exploitants dans la meilleure façon de gérer les R dans le temps et l espace afin de limiter les risques de contournement, et montrent l intérêt des plantes R comme alternative à la lutte chimique pour gérer des problèmes de parasites telluriques. Perspectives et conclusions Les nouveaux projets «Expe DEPHY Ecophyto n 21 GEDUBAT» et «MP INRA-GISP-SMaCH GEDUNEM», labellisés par le PEIFL et le GIS PICLeg, visent à associer ces innovations variétales aux autres méthodes de lutte disponibles en cultures légumières contre les bioagresseurs telluriques (gestion de l interculture, solarisation, biofumigation, antagonistes naturels, prophylaxie) afin de maintenir une pression parasitaire faible permettant de réduire l IFT de 50%, tout en évaluant ces systèmes de culture innovants du point de vue agronomique et socio-économique. Références bibliographiques Barbary A., Palloix A., Fazari A., Marteu N., Castagnone-Sereno P., Djian-Caporalino C. The durability of plant major resistance genes to nematode depends on the genetic background: experimental evidence and consequences for breeding strategies. Soumis. Djian-Caporalino, C Root-knot nematodes (Meloidogyne spp.), a growing problem in French vegetable crops. EPPO Bulletin. 42, 1: (en français dans Phytoma La défense des végétaux, novembre 2010, n 638, 43-49). Djian-Caporalino, C., Molinari, S., Palloix, A., Ciancio, A., Fazari, A., Marteu, N., Ris, N. & Castagnone-Sereno, P. (2011). The reproductive potential of the root-knot nematode Meloidogyne incognita is affected by selection for virulence against major resistance genes from tomato and pepper. Eur J Plant Pathol 131 (3): ECOPHYTO 46

53 Financement : ANR, Agrobiosphère 2011 Le projet Gester : gestion régionale des variétés résistantes Christian Lannou Mail : Responsables des équipes impliquées : François Coleno, INRA SADAPT Grignon Jean-Marie Seca, Université Nancy 2 Marie-Hélène Jeuffroy, INRA Agronomie Grignon Frédérique Angevin, INRA EcoInnov Grignon Hervé Monod, INRA MIA Jouy Lydia Bousset, INRA IGEPP Rennes Philippe du Cheyron, Arvalis Xavier Pinochet, CETIOM Mots clefs : maladie des cultures, résistance variétale, gestion durable, représentations sociales, stratégies des acteurs, modélisation, choix variétal. Résumé L objectif de ce projet est d identifier des stratégies de gestion durable des variétés résistantes qui permettent de satisfaire simultanément des critères biologiques d efficacité en termes de contrôle des maladies et les contraintes organisationnelles des acteurs. Il est basé sur une collaboration entre chercheurs biologistes et en sciences sociales. Il intègre une acquisition de données nouvelles et le développement de modèles épidémiques et organisationnels. Le projet est actuellement en fin de première année. Son objectif à terme est de réduire la dépendance de l agriculture aux pesticides en valorisant au mieux la résistance génétique. Contexte et objectif Le modèle de production agricole subit actuellement un changement majeur vers la réduction des intrants polluants, dont les pesticides. Or, considérant que la faible biodiversité des agrosystèmes, leur organisation spatiale en parcelles de grande taille et, d une manière générale, les modes de conduite intensifs des cultures sont des facteurs favorables au développement des épidémies, réduire l usage des pesticides tout en maintenant la productivité actuelle est un défi de taille qui requiert des innovations techniques et organisationnelles originales. La résistance génétique aux maladies des plantes représente une voie très prometteuse pour réduire notre dépendance aux pesticides mais il est nécessaire de rendre son efficacité plus durable face aux capacités d adaptation des parasites. Dans ce contexte, des équipes de champs disciplinaires complémentaires (épidémiologie, agronomie, sciences sociales, mathématiques) conduisent depuis un an le projet Gester, dont l objectif est de produire des scénarios d allocation des variétés résistantes et des pratiques culturales à l échelle des paysages cultivés, qui permettront de limiter le développement des maladies tout en préservant durablement l efficacité des résistances génétiques. Le projet est basé sur l analyse de la rotation blé colza et se concentre sur deux maladies : la rouille brune et le phoma. Méthodes Organisation du projet Le projet est basé sur l idée d optimiser la répartition des variétés cultivées à l échelle du territoire pour améliorer l efficacité et la durabilité des résistances aux maladies. Pour cela, des scénarios de déploiement des variétés résistantes seront produits et évalués à la fois pour leur pertinence technique et pour leurs performances organisationnelles. Une prise en compte des représentations sociales de la maladie permettra en particulier d évaluer leur acceptabilité. Le projet Gester se structure ainsi de la manière suivante : (1) acquisition de connaissances et développement de modèles sur les stratégies des acteurs ; (2) acquisition de connaissances et développement de modèles épidémiques spatialisés ; (3) mobilisation des modèles pour la production de scénarios candidats ; (4) évaluation globale (biotechnique et organisationnelle) de ces scénarios ; (5) une tâche transversale sera consacrée aux méthodologies de modélisation sur des paysages explicites. La diffusion des résultats se fera en particulier par les Instituts Techniques partenaires et les coopératives qui seront associées au projet. L originalité de ce projet sera d évaluer conjointement l efficience technique et l acceptabilité des différents scénarios candidats qui auront été mis au point à partir des connaissances acquises et des modèles développés. Pour cela, une approche multicritère sera mise en œuvre. Développement de modèles Le projet est basé sur le développement de modèles, d une part pour simuler la progression des épidémies à l échelle d une région, sous différentes contraintes de répartition des variétés, de structure du paysage et de conduites culturales, et d autre part pour modéliser l allocation des cultures dans le paysage en fonction des critères organisationnels des acteurs. Les modèles de simulation sont basés sur des dynamiques épidémiques classiques mais capables de rendre compte de systèmes parasitaires différents (mono- et polycycliques, à reproduction sexuée ou clonale, ) et sont associés à des procédures de génération de paysages sous différentes contraintes géométriques et de fréquence des variétés utilisées. Les modèles l allocation des cultures sont basés sur des approches multicritères. ECOPHYTO 47

54 Financement : ANR, Agrobiosphère 2011 Acquisition de données Une part importante des moyens est dédiée à l acquisition de données. Des données biologiques sur la structure des populations pathogènes et sur les résistances actuellement présentes dans les variétés cultivées sont en particulier en cours d acquisition. D autre part, les contraintes organisationnelles et économiques des acteurs concernant le choix variétal seront analysées et une thèse sera en particulier spécifiquement dédiée à l analyse des représentations sociales de la maladie, connaissances indispensables à l établissement de modèles organisationnels. Il s agit là d une contribution essentielle des sciences sociales à l établissement de critères organisationnels et économiques pour le choix variétal. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Analyse par la simuation de l effet de la structure du paysage sur le risque épidémique Les premiers travaux de simulation du risque épidémique sur un paysage variétal montrent que la manière dont les variétés sont réparties sur une zone de production a une influence sur l intensité des épidémies mais également sur évolution de la population pathogène. En particulier, les paysages très agrégés conduisent à une évolution du parasite vers des formes «spécialistes», agressives sur ces variétés, alors que les paysages fragmentés sont favorables au maintien de «généralistes» moins agressifs. Nous avons également montré que le niveau de fragmentation du paysage influe sur la sévérité globale des épidémies. Analyse du lien entre composition variétale du paysage et risque épidémique L analyse des données disponibles montre que la composition variétale du paysage et en particulier la fréquence des variétés influence leur niveau de résistance observé. Nous avons ainsi pu établir que, dans un passé proche, la variété Soissons a vu son niveau de résistance au champ augmenter suite à la réduction de la fréquence de cette variété dans le paysage cultivé, qui a entraîné la raréfaction d une souche parasite spécialisée sur cette variété. Ce type de résultat est en bonne adéquation avec les premières sorties des modèles. Première analyse de scénarios de déploiement des variétés Une première analyse, dans le cadre d un projet préexistant (thèse L. Hossard) a montré l intérêt d une méthode participative de construction de scénarios d organisation spatiale des systèmes de culture, évalués vis-à-vis du contrôle du phoma du colza. Les scénarios co-construits explorent les futurs agricoles possibles en identifiant les tendances possibles d évolution du contexte (économique, politique, règlementaire, épidémique). Ils ont été évalués numériquement vis-à-vis de des pertes de rendement, de la taille de la population pathogène et de sa structure. Ces analyses ont permis de mettre en évidence la prépondérance des rotations, des variétés et de la gestion des résidus de colza dans l évolution de la maladie et la durabilité des résistances. Elles ont également montré la nécessité de prendre en compte plusieurs échelles pour la gestion de la maladie et en particulier une échelle locale pour évaluer l évolution de la structure génétique de la population. Finalement, l exploration de règles spatiales (isolement) et temporelles (maximisation des surfaces un an sur deux) des parcelles de colza a mis en exergue le fort potentiel de stratégies basées sur ces règles pour la gestion des résistances. Perspectives et conclusions Ce projet se poursuit dans plusieurs directions : analyse de données à l échelle régionale, avec une recherche de prédiction de l évolution du niveau de résistance en fonction du paysage variétal ; recherche de scénarios de gestion dans un système de rotation blé-colza, basés sur des critères épidémiologiques ; étude des représentations sociales des acteurs dans le cadre d une thèse. En années 3 et 4, le cœur des travaux sera basé sur le couplage des modèles épidémiques et des modèles organisationnels pour produire des scénarios de gestion variétale à la fois techniquement efficaces et acceptables par les acteurs sur le plan organisationnel et économique. Références bibliographiques Papaïx J., Goyeau H., Du Cheyron P., Monod H., Lannou C Influence of cultivated landscape composition on variety resistance: an assessment based on wheat leaf rust epidemics. New Phytologist 191: Azzimonti G., Lannou C., Sache I., Goyeau H Components of quantitative resistance to leaf rust in wheat cultivars: diversity, variability and specificity. Plant Pathology (accepted). Coléno F.C. (2008) A simulation model to evaluate the consequences of GM and non-gm segregation rules on landscape organisation. Journal of International Farm Management, Vol 4 n 3, pp Lô-Pelzer E., Bousset L., Jeuffroy M.H., Salam MU., Pinochet X., Boillot M., Aubertot J.N., 2010 SIPPOM- WOSR: a Simulator for Integrated Pathogen POpulation Management of phoma stem canker on Winter OilSeed Rape. I. Description of the model. Field crop research vol 118: p Hossard L., Lannou C., Papaix J., Monod H., Lô-Pelzer E., Souchère V., Jeuffroy M.H., Quel déploiement spatio-temporel des variétés et des itinéraires techniques pour accroître la durabilité des résistances variétales? Innovations Agronomiques, 8, ECOPHYTO 48

55 Financement : ANR, Systerra 2008 PROJET ARCHIDEMIO Modéliser les interactions entre développement de la plante, architecture du couvert et épidémies de maladies fongiques aériennes, pour une gestion durable des cultures Agnès Calonnec Mail : Responsables des équipes impliquées : Calonnec Agnès, INRA UMR SAVE Santé et Agroécologie du Vignoble - Bordeaux Tivoli Bernard, Andrivon Didier, Baranger Alain, INRA, UMR IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes, Rennes Bussière François, Guyader Sébastien, INRA UR Astro Agrosystèmes tropicaux -Antilles - Guyane Faivre Robert, INRA Unité de Recherches en Biométrie et Intelligence artificielle - Toulouse Langlais Michel, Université de Bordeaux, IMB- Equipe Mathématiques du vivant- Talence Mots clefs : Architecture des plantes, épidémies, microclimat, modèle hôte-pathogène, infection, dispersion. Résumé Dans le projet ANR Archidemio ( , appel d offre SYSTERRA), nous avons exploré si les caractéristiques de la plante et du couvert végétal (architecture, développement, niveaux de résistance) pouvaient être des déterminants majeurs du développement épidémique des maladies aériennes, et de leur maîtrise dans des stratégies intégrées de phytoprotection. Le projet était structuré en trois volets : 1) La construction d un modèle générique couplant le développement de la plante et le développement épidémique de maladies aériennes fongiques, 2) L acquisition de connaissances sur les 4 pathosystèmes étudiés (Vigne/Oïdium, Igname/Anthracnose, Pois/Ascochytose, Pomme de terre/mildiou) en fonction de leur caractéristiques (sensibilité au microclimat et à la plante) et des leviers potentiels activables côté plante (génétique, conduite de la culture), 3) L élaboration de scénarii de gestion au niveau de la plante (architecture / génotype - idéotypes variétaux) et/ou de la culture (densité, taille, tuteurage). Contexte et objectif Pour réduire le développement épidémique des maladies aériennes sans recourir à l utilisation massive de produits phytosanitaires, il s avère nécessaire de trouver de nouveaux leviers actionnables. Une possibilité encore peu exploitée est d intervenir via les caractéristiques des plantes et des couverts hôtes en limitant la dispersion et la multiplication des parasites, voire en échappant à l infection. En effet, la plante peut modifier : 1) la production et la dissémination de l inoculum, à travers des modifications du microclimat, 2) la dispersion de l agent pathogène en affectant la distance entre les organes cibles et en accroissant le nombre de ces organes, 3) la réussite de l infection, avec en particulier la mise en place de résistance de type ontogénique. Inversement le pathogène peut avoir un effet sur l architecture de la plante et le couvert végétal soit par destruction des organes, soit par action sur le métabolisme et les équilibres hormonaux de la plante. Le projet ARCHIDEMIO place la plante comme un levier essentiel de protection des cultures. Il vise à acquérir, structurer et exploiter des connaissances nouvelles sur les interactions plantes / maladies au sein d un couvert végétal en vue 1) d analyser comment les caractéristiques architecturales des plantes modifient l expression et l évolution des épidémies, 2) de définir des caractéristiques architecturales des plantes (et du couvert végétal) susceptibles de réduire les développements épidémiques. Méthodes Conception et Validation d un modèle générique La conception d un modèle hôtes-pathogènes nécessite le rapprochement de concepts d écophysiologie (organes, croissance, développement phénologique ) et d épidémiologie (développement, dispersion, modèles dynamiques...) afin de définir les structures et les fonctions suffisamment génériques pour représenter l importante variabilité des dynamiques épidémiques sur des systèmes cultivés. Nous avons développé un modèle générique destiné à devenir un outil de recherche et de raisonnement sur la gestion des épidémies végétales. Le modèle est de complexité limitée afin de minimiser les temps de simulation et optimiser son développement logiciel. Le modèle est générique dans le sens où la majeure partie des équations sont identiques pour tous les pathosystèmes ; seul le paramétrage permet des comportements adaptés aux systèmes. Il prend en compte l architecture avec une approximation de la géométrie suffisante pour générer des dynamiques épidémiques contrastées. La croissance (plante et pathogène) est décrite à l échelle d unités fonctionnelles (entre organe et plante) ; l agencement et les interactions entre ces unités représentent l architecture du couvert. Le processus épidémique est représenté par un modèle SEIR (Sain, Exposé-Infecté, Infectieux, Retiré) établi sur chaque unité fonctionnelle ; les interactions entre ces unités fonctionnelles sont le support de l épidémie et sont modélisées par un graphe de connexion. Interactions microclimat, architecture et épidémies Des expérimentations ont été mises en place pour acquérir des données d impact du développement de la plante sur les processus élémentaires de dispersion ou de développement des agents pathogènes. L impact de l architecture de la plante sur la dispersion horizontale des spores a été étudié à l aide d un simulateur de pluie. Nous avons mesuré l impact de variations d architecture de couverts induites par la conduite (Igname à plat ou tuteuré) ou par l architecture même du cultivar (Pois), sur des variables climatiques pertinentes pour le développement des maladies (Anthracnoses). Un modèle simulant le potentiel infectieux d un couvert a également été développé. Pour finir nous avons mis en place des expérimentations pour comprendre comment une modification d architecture induite par le parasite peut, via le climat, modifier le développement épidémique (Pomme de terre Mildiou). ECOPHYTO 49

56 Financement : ANR, Systerra 2008 Sensibilité / Résistance de la plante et architecture Nous avons acquis des références expérimentales et des ressources biologiques pour déterminer 1) les effets de l architecture sur le ralentissement des phases du cycle épidémique, et 2) les contributions relatives de la résistance intrinsèque, de l architecture et du développement de la plante dans ce ralentissement. Deux approches ont été développées, l une de phytopathologie visant à tester les hypothèses d effets de la dynamique de développement de la plante vs de la réceptivité des tissus sur les épidémies (Vigne-Oïdium et Pois-Anthracnose), l autre de génétique cherchant à établir, à partir de populations en ségrégation ou de lignées mutantes ou isogéniques, le lien entre architecture et résistance partielle en termes de contrôle génétique (Pois-Anthracnose et Pomme de terre Mildiou). Expérimentation in silico de scénario de gestion Nous avons exploré par la modélisation l impact de la structure de la plante sur les épidémies, pour différents scénarii climatiques et modes de conduites, sur le modèle Vigne-Oïdium. Deux types de modèles ont été utilisés : un modèle informatique individu centré, prenant explicitement en compte les processus de croissance de la plante et de développement de l agent pathogène en fonction du climat, d opérations culturales (écimage) ou de conditions de culture (vigueur) et un modèle mathématique plus simple de type SEIR. Nous avons travaillé sur le couplage entre ces modèles, ou comment passer d un modèle complexe à un modèle plus simple. Des analyses de sensibilité ont été réalisées pour définir le poids des différents facteurs dans les épidémies. Retombées pratiques : étude de modalités d intervention Une action conceptuelle et prospective a été menée pour définir quels étaient les idéotypes architecturaux susceptibles de réduire le développement épidémique. Il s agissait tout d abord de préciser la notion d idéotypes et leurs modes de conception, et ensuite d analyser les combinaisons de traits architecturaux favorables à la réduction des épidémies dans les différents pathosystèmes étudiés afin de tester leur caractère générique ou spécifique. Les partenaires professionnels du projet ont également mis en place des essais dédiés à valider des architectures de cultivars favorables (Pois/Ascochytose et Pomme de terre/mildiou). Principaux résultats obtenus et applications envisageables Un modèle générique Un modèle déterministe, à pas de temps journalier basé sur un modèle de culture (description de la croissance du support de l épidémie) et sur un modèle épidémiologique de type «modèle à compartiments» (dynamique et symptômes de l épidémie) a été développé. Le modèle a été traduit en code informatique à l aide de la plateforme RECORD INRA. S il sera nécessaire de continuer le développement du modèle par l ajout de nouvelles fonctionnalités (humectation), et de faire une évaluation grandeur nature du modèle sur au moins un des pathosystèmes représentés dans le projet, ce travail de conception générique est prometteur et a été publié dans la revue Plos ONE. Interactions microclimat, architecture et épidémies Le choix de confronter des pathosystèmes contrastés tant du point de vue de la culture que du pathogène et des conditions climatiques, s est avéré riche en enseignements. Nous avons montré l importance de prendre en compte des conditions microclimatiques au sein des couverts pour raisonner les risques d infection et réciproquement les difficultés à ne s appuyer que sur des données météorologiques. Les impacts des architectures sur les potentiels d infection ont clairement été mis en évidence. L étendue de la gamme de valeurs que peuvent prendre certaines variables des systèmes étudiés est un gage de généricité pour les approches de modélisation. L approche fonctionnelle que nous a imposée l intercomparaison permet de porter un regard croisé sur les pathosystèmes. La traduction du potentiel d infection en infection réelle nécessite le couplage avec les processus épidémiologiques. L utilisation du simulateur de pluie type ORSTOM pour l étude des mécanismes de dispersion semble prometteuse et a permis d établir les premiers gradients de dispersion de l anthracnose de l igname. Sensibilité / Résistance de la plante et architecture Pour les trois pathosystèmes considérés, l âge des tissus foliaires est un déterminant essentiel de la réussite de l infection ainsi que du développement du pathogène sur la plante ou dans le couvert. La production de nouvelles feuilles sensibles de ceps de vigne très vigoureux explique leur niveau plus élevé de maladie. A l inverse, les ceps faiblement vigoureux présentant une croissance apicale limitée et un moindre développement des rameaux secondaires sont caractérisés par un développement réduit de la maladie. La sensibilité intrinsèque n est pas modifiée par la vigueur de la plante. Sur pois, un gradient de réceptivité de maladie décroissant de la base au sommet de la plante explique (sans doute conjointement avec des éléments liés au microclimat) le gradient concomitant observé de développement des symptômes. L apparition de la sénescence visuelle et notamment la phase d apparition du jaunissement constituent une phase clé d augmentation de cette réceptivité. Un gradient décroissant de sensibilité des folioles le long de la tige de pomme de terre est également observé, les feuilles les plus proches du sommet semblant globalement moins sensibles et moins sporulantes que les feuilles des étages inférieurs. La situation de la vigne (feuilles jeunes plus sensibles) est donc opposée à celle du pois et de la pomme de terre (feuilles âgées plus sensibles). Certaines caractéristiques architecturales identifiées de la plante ou du couvert susceptibles de jouer soit sur la vitesse d apparition et le nombre d organes sensibles, soit sur la vitesse de vieillissement des organes, constituent donc des leviers potentiels pour le contrôle du développement des épidémies. Ces caractéristiques architecturales peuvent être en partie contrôlées par le choix des génotypes (vigne et pois), par des pratiques culturales plus ou moins favorables à la vigueur ou au développement des surfaces foliaires (vigne et pois), ou par des interventions humaines permettant de contrôler les effets de la vigueur ou la proportion de feuilles sensibles. Au sein des populations en ségrégation observées (pomme de terre pois), une grande variabilité des traits d architecture est disponible, et le contrôle de ces traits est souvent complexe et polygénique. L appréciation de variables synthétiques du couvert (LAI, LAD, porosité, ) a été engagée mais reste un des grands défis en termes de (i) méthodologie d appréciation à affiner (ii) analyse de grands nombres adaptée aux analyses génétiques. Dans une démarche d association de gènes/qtl contrôlant des traits architecturaux et de QTL de résistance, l innovation variétale devra prendre en compte les sens de variation allélique, en particulier dans les situations où les allèles d architecture accompagnant la résistance sont rédhibitoires pour la sélection. Les zones du génome en question ne pourront alors être utilisées qu après une rupture de la liaison génétique. S il s agit d un effet pléiotrope d un allèle d architecture rédhibitoire pour la sélection, alors l usage d une sélection basée sur la zone de colocalisation ne sera pas préconisé. ECOPHYTO 50

57 Financement : ANR, Systerra 2008 Expérimentation in silico de scénario de gestion Pour le pathosystème oïdium-vigne constitué d une plante pérenne et d un agent pathogène biotrophe obligatoire, les analyses de sensibilité du modèle montrent que la dynamique de développement de la maladie est très dépendante des conditions de développement de la plante (gestion de la plante et indirectement conditions climatiques). Cette dynamique peut cependant être très fortement influencée par les caractéristiques de l agent pathogène (sporulation) ou le processus de dispersion. Pour des inoculations retardées, la sensibilité de la plante et les conditions climatiques prennent plus d importance. Ces résultats confortent ceux observés sur le terrain. Retombées pratiques : étude de modalités d intervention L essai réalisé dans des conditions de pression de maladie assez sévères, a montré que les caractéristiques d architecture ont peu d effet sur des variables intégratives permettant d analyser la dynamique épidémique sur une saison complète (AUDPC) mais contribuent de manière notable, et souvent significative, à l explication des notes de destruction du feuillage à une date donnée. Globalement, une structure du feuillage dense favorise les démarrages de l épidémie de mildiou, alors que les types rameux sont initialement moins affectés. Concernant les idéotypes, nous avions prévu initialement de tester directement au champ des idéotypes architecturaux. Nous nous sommes rendu compte que nous ne disposions pas d une définition suffisamment précise de ces idéotypes ; un travail portant sur l identification et les méthodes de conception de tels idéotypes a permis de fournir une note de concept. Les partenaires professionnels associés au projet ont directement alimenté cette réflexion théorique et méthodologique, et se sont approprié une partie de celle-ci. Il restera toutefois à finaliser ce travail en validant au champ certains des idéotypes dessinés ou esquissés. Perspectives et conclusions Des résultats substantiels ont été obtenus sur chacun des pathosystèmes et montrent le rôle de l architecture dans les développements épidémiques (via le microclimat), le rôle, pour certains pathosystèmes de la résistance ontogénique dans la modification de la résistance globale de la plante, et enfin le rôle des caractéristiques génétiques en interactions avec les caractéristiques architecturales. Ces résultats démontrent que l architecture et la croissance des plantes peuvent être un levier exploitable pour limiter le développement des épidémies et donc l utilisation de pesticides, dans la ligne du plan Ecophyto. Une réflexion collective approfondie a été conduite autour du concept d idéotype défavorable au développement épidémique. Une conférence internationale ECA (Rennes, 1-5 juillet 2012) (https://colloque4.inra.fr/epidemiology_canopy_architecture) a donné lieu à un numéro spécial de la revue European Journal of Plant Pathology «Plant and Canopy Architecture Impact on Disease Epidemiology and Pest Development», regroupant onze articles. Références bibliographiques Andrivon D et al Defining and designing plant architectural ideotypes to control epidemics? EJPP, DOI /s y Burie J-B et al Switching from a mechanistic model to a continuous model to study at different scales the effect of vine growth on the dynamic of a powdery mildew epidemic. Annals of Botany 107: Calonnec A et al Impacts of plant growth and architecture on pathogen processes and their consequences for epidemic behaviour. EJPP, DOI / s Casadebaig P et al A Generic Model to Simulate Air-Borne Diseases as a Function of Crop Architecture. PLoS ONE 7(11): e doi: /journal. pone Richard B et al Effect of pea canopy architecture on microclimate and consequences on ascochyta blight development under field conditions. EJPP. Richard B et al Influence of plant stage and organ age on the receptivity of Pisum sativum to Mycosphaerella pinodes. EJPP, 132: Tivoli B et al Current knowledge on plant/canopy architectural traits that reduce the expression and development of epidemics. EJPP, DOI: /s ECOPHYTO 51

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59 Financement : Ministère Agriculture, DGER - A2PV Vigne Exploitation des résistances naturelles pour une viticulture à faibles intrants phytosanitaires Christophe Schneider Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), UMR 1131 SVQV, Colmar Mail : Responsables des équipes impliquées (programme A2PV Resnavi, MAAP) : Didier Merdinoglu : UMR1131 SVQV, INRA, Colmar François Delmotte : UMR1065 SAVE, INRA, Villenave d Ornon Laurent Audeguin : Pôle matériel végétal, Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV), Le Grau du Roi 8 partenaires du développement : Chambres d Agriculture et Comités Interprofessionnels. Mots clefs : Vigne, résistance, maladies, sélection assistée par marqueurs, nouvelle variété Résumé Le Plan Ecophyto 2018 représente un vrai défi pour la viticulture. Le déploiement de variétés de vigne durablement résistantes aux maladies cryptogamiques et de qualité constituerait un puissant levier pour atteindre les objectifs du plan. L INRA a engagé un programme d innovation variétale basé sur l hybridation en utilisant les techniques les plus modernes de sélection, en vue de proposer à la viticulture française de telles variétés. Dans le cadre d un projet soutenu par le ministère chargé de l agriculture (A2PV), l INRA s est associé aux partenaires de la filière pour accélérer les sorties variétales et étudier certains facteurs de stabilité des résistances au vignoble. Contexte et objectif Les cépages européens de l espèce Vitis vinifera sont très sensibles aux maladies fongiques venues d Amérique, comme l oïdium, le mildiou, le black rot et doivent être protégés au moyen de traitements fongicides répétés. Cela aboutit à des indices de fréquence de traitement (IFT) très élevés en viticulture [1], et fait peser des risques de moins en moins acceptés sur l environnement, les vignerons et les consommateurs. L objectif général du projet Resnavi est de créer des variétés de vignes résistantes aux maladies cryptogamiques majeures, afin de réduire l emploi des produits phytosanitaires et ainsi de favoriser le développement d une viticulture économe et plus respectueuse de l environnement et de la santé des applicateurs. Ces variétés doivent présenter des résistances à la fois efficaces et durables, et être comparables aux variétés traditionnelles des vignobles français pour leurs aptitudes culturales et œnologiques. Une gamme de 10 à 20 variétés nouvelles est attendue, pour les usages cuve et table, dont les premières devraient être disponibles à partir de Méthodes Les facteurs de résistance et leur pyramidage Des régions chromosomiques (QTL) impliquées dans la résistance de la Vigne au mildiou et à l oïdium ont été identifiées pour les trois principales sources de résistance [2], à savoir des vignes américaines des genres Muscadinia ou Vitis et des vignes asiatiques de l espèce Vitis amurensis. Toutes ces espèces sont interfertiles avec la vigne cultivée (Vitis vinifera), mais présentent en général des aptitudes viticoles et œnologiques de faible niveau. L hybridation permet de combiner les caractères positifs des deux compartiments et la sélection assistée par marqueurs (SAM) permet de sélectionner les descendants ayant hérité de plusieurs facteurs de résistance pour une même maladie (résistance plurigénique). Plan de croisements et schéma de sélection Le plan de croisement fait intervenir les trois sources de résistance, sous la forme de géniteurs introgressés dans le fond génétique de l espèce cultivée. Chaque géniteur porte un QTL de résistance caractérisé et spécifique pour le mildiou et un autre pour l oïdium. Trois séries de croisements ont ainsi été réalisées, en vue d associer les QTL de résistance deux à deux, puis trois à trois. Le schéma de sélection est organisé en trois étapes successives : la sélection précoce, qui consiste à trier les descendances par SAM en fonction des QTL de résistance ; la sélection intermédiaire, qui permet d évaluer les principaux caractères culturaux et la qualité du vin dans un dispositif multisite représentatif des grands ensembles viticoles français ; la sélection finale, qui met en œuvre un réseau national d essais VATE (valeur agronomique, technologique et environnementale), en vue de la présentation à l inscription au catalogue officiel. L institut technique de la filière (IFV) et des partenaires régionaux du développement sont associés à ce dernier stade de sélection. Grâce au recours à la SAM et aux dispositifs en réseaux, la durée totale du schéma de sélection a pu être ramenée de 25 à 15 ans [3]. Stabilité des QTL de résistance au vignoble A partir d une collection d isolats de mildiou, des groupes représentatifs ont été constitués en fonction de leur provenance au vignoble : (a) isolats prélevés sur des variétés sensibles ; (b) isolats prélevés sur des variétés ou des obtentions résistantes caractérisées par tel ou tel QTL de résistance. Des inoculations croisées sont ensuite réalisées au laboratoire en utilisant des variétés similaires, ce qui permet de constituer quatre combinaisons isolat/facteur de résistance. La pression de sélection exercée par les QTL de résistance sur les populations de pathogène peut ainsi être mise en évidence et des pertes potentielles d efficacité ou l apparition de contournements peuvent être anticipées. INRA & J Kauffmann ECOPHYTO 53

60 Financement : Ministère Agriculture, DGER - A2PV Vigne Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Création de populations de sélection et tri précoce Au cours des trois années du projet Resnavi, les croisements réalisés ont permis d obtenir 3000 pépins susceptibles de posséder jusqu à trois QTL de résistance au mildiou et autant pour l oïdium. Les effectifs cumulés depuis le démarrage des programmes de croisements ont ainsi pu être portés à plus de pépins. Ces populations ont été triées par SAM, pour ne retenir que les individus dotés d au moins deux QTL de résistance pour chacune des maladies : 200 nouveaux individus, à résistance plurigénique, sont ainsi venus rejoindre les 500 déjà installés en sélection intermédiaire. Evaluation en sélection intermédiaire et constitution du réseau national VATE L expression des résistances est observée en conditions naturelles d infection. Il apparaît que, pour l oïdium, le QTL issu de Muscadinia (Run1) confère une résistance totale quel que soit le site. Pour le mildiou, la résistance est partielle et toujours plus forte chez les individus associant deux QTL par rapport à ceux qui n en portent qu un. Parmi les populations les plus avancées en sélection, quelques individus se distinguent, à la fois pour leurs bons niveaux de résistance et leurs bonnes performances culturales et œnologiques (cf. figure 1). Au total, 10 variétés candidates ont finalement été installées en 2011 et 2012 dans le réseau national d essais VATE, en partenariat avec l IFV et les chambres d agriculture du Vaucluse et de Gironde, ainsi que les Comités interprofessionnels de Champagne et du Beaujolais. Les premiers dossiers d inscription pourront être présentés en 2016, en bonne concordance avec le Plan Ecophyto. Figure 1 : Qualité du vin selon dégustation à l aveugle par un jury de 12 dégustateurs. En vert = génotypes à résistances plurigéniques. En violet = variété traditionnelle témoin. Figure 2 : Taux de sporulation observés avec un bioessai combinant 2 origines de mildiou et 2 types de variétés : isolats R = prélevés sur le cultivar résistant Regent ; isolats VV = prélevés sur des variétés sensibles. /R = inoculé sur cultivar Regent ; /VV = inoculé sur variété sensible. Expression des QTL de résistance au mildiou Les résultats obtenus (cf. figure 2) montrent que pour la variété Regent, dont la résistance est basée sur le QTL majeur Rpv3, d importantes différences d agressivité sont mises à jour entre les isolats collectés sur Regent et ceux collectés sur des variétés sensibles de Vitis vinifera. Cela laisse entrevoir que des résistances variétales basées sur Rpv3 seul seraient très rapidement contournées si de telles variétés étaient déployées. L INRA en tant qu obtenteur a de ce fait décidé de ne pas déployer de variétés de vigne à résistance de type monogénique. Perspectives et conclusions Grâce au projet Resnavi, 10 variétés-candidates porteuses de résistances plurigéniques au mildiou et à l oïdium et prometteuses en termes de qualité du vin et de caractéristiques culturales ont accédé au dernier stade de sélection, confirmant le calendrier prévisionnel de présentation à l inscription en Ces premières variétés sont appelées à jouer un rôle primordial dans la mise en œuvre du Plan Ecophyto par la viticulture française. Une vingtaine d obtentions supplémentaires, dont les résistances sont basées sur d autres combinaisons de QTL, suivront à l horizon Parmi ces obtentions, certaines servent d ores et déjà à la conception de systèmes viticoles innovants très économes en intrants phytosanitaires, et sont intégrées dans des expérimentations du réseau EcoViti qui démarrent. Enfin, d autres sont également considérées dans de nouveaux programmes d amélioration, toujours orientés vers la résistance durable aux maladies, mais qui mettent en œuvre des croisements d absorption pour se rapprocher d idéotypes régionaux. Références bibliographiques [1] Anonyme, Présentation des IFT de référence. [2] Toepfer, Traits and alleles relevant for breeding and genetics. [3] www4.colmar.inra.fr/svqv/recherches/equipe-gav/creation-de-varietes-de-vigne-resistante ECOPHYTO 54

61 Session 5 Dimension socio-économique des transitions vers une protection économe en pesticides : co-innovation, conseil, formation, gouvernance et coordination des acteurs et politiques publiques Animateur : Fabrice Dreyfus, Membre du Conseil général de l alimentation, de l agriculture et des espaces ruraux

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63 Financement : ANR, Systerra 2008 Politiques publiques, systèmes de production et environnement : comprendre et accompagner le changement de pratiques en grande culture Florence Jacquet Mail : Responsables des équipes impliquées : Florence Jacquet UR ALISS, Jean-Pierre Butault UMR Economie Publique INRA Marie-Hélène Jeuffroy, Laurence Guichard, UMR Agronomie INRA Antoine Méssean, Unité EcoInnov, Claire Lamine, Unité Ecodéveloppement INRA Marianne Cerf, UR Sens, INRA Jean-Philippe Boussemart, LEM-CNRS, Lille Stéphane Lemarié, UR Gael, INRA Catherine Mignolet, C.Schott, UR ASTER Mirecourt, INRA Maryline Filippi, ENITA Bordeaux Mots clefs : Systèmes de culture, grandes cultures, politiques publiques, utilisations d intrants, pesticides, conseil, performances économiques Résumé La production de grandes cultures est concernée par le développement de politiques publiques qui visent à inciter à une modification des pratiques agricoles dans le but de réduire l utilisation d engrais et de pesticides et d améliorer la qualité de l eau. Pourtant, on ne constate pas pour le moment d évolution sensible des indicateurs d utilisation au niveau national ; la spécialisation des systèmes et la simplification des rotations de cultures se poursuivent. A un niveau micro-économique cependant, on montre que des gains d efficacité sont possibles par une réduction des quantités d intrants utilisées. Les analyses des motivations et des freins au changement de pratiques font apparaître un ensemble de déterminants complexes, dans lequel les dimensions collectives mais aussi la relation au conseil et la sensibilité individuelle aux dimensions environnementales jouent un rôle important. Les mesures agri-environnementales actuelles sont peu attractives et les politiques publiques devront, pour véritablement inciter au changement, combiner la mise en place d incitations économiques et une amplification des actions de recherche-développement, impliquant l ensemble des acteurs des filières. Contexte et objectif Dans les objectifs assignés à l agriculture, la contribution à la préservation de l environnement tient aujourd hui une place primordiale. C est dans ce sens que se sont renforcées les politiques publiques qui, au niveau français comme européen, visent à inciter à un changement de pratiques agricoles : Ecophyto 2018, directive Pesticides, directive Cadre sur l Eau, volet agri-environnemental du second pilier de la PAC. Cette amélioration de la contribution de l agriculture à l environnement pose plusieurs questions : celle de l existence de méthodes de production alternatives pouvant permettre aux agriculteurs d atteindre cet objectif, celle des références et du conseil auxquels ils ont accès et des apprentissages qui sont nécessaires, et enfin celle des instruments de politiques pouvant les accompagner dans ce changement. Ces dimensions du problème sont fortement liées les unes aux autres et c est dans la perspective de les aborder simultanément et dans leurs interactions qu a été mené de 2008 à 2012 le projet de recherche POPSY (ANR-Systerra) dont nous présentons ici les principaux résultats. Méthodes Une approche pluridisciplinaire combinant agronomie et sciences sociales L originalité de POPSY se définit par plusieurs aspects : un centrage thématique fort autour des productions de grande culture de la moitié nord de la France, une interdisciplinarité entre sciences économiques et sociales et agronomie des systèmes de culture, un objectif finalisé de production de connaissances, de méthodes et d outils utiles aux acteurs du développement et aux décideurs publics. La mobilisation de sources de données multiples Les travaux menés dans POPSY se sont appuyés sur des approches méthodologiques propres à chaque discipline, mais aussi sur des sources de données qui ont été traitées avec des questions mobilisant plusieurs disciplines. Ont été utilisées : l enquête pratiques culturales du SSP Ministère de l agriculture de 1994 ; 2001 ; 2006 ; les enquêtes annuelles Teruti et Teruti-Lucas du SSP sur les périodes et et les données des centres de gestion de la Meuse et de l Eure et Loir. Par ailleurs, des enquêtes spécifiques ont été menées : une enquête menée à l automne 2010 auprès de 72 agriculteurs d Eure et Loir sur la conduite du blé tendre et ses déterminants et des enquêtes auprès d agriculteurs et de leurs conseillers dans l Eure, l Indre et l Ile de France au cours des années 2009, 2010 et Concernant l élaboration d itinéraires techniques innovants permettant de réduire l usage de pesticides, deux opérations de recherche ont été menées sur des aires d alimentation de captage d eau potable : d une part une opération, en lien avec l action 21 du plan Ecophyto 2018, (AAC situées en Seine et Marne, dans l Eure, le Pas de Calais et l Eure et Loir), et d autre part un travail de conception avec des agriculteurs engagés dans une démarche territoriale dans une AAC de l Yonne. ECOPHYTO 57

64 Financement : ANR, Systerra 2008 Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Analyse des successions culturales et indicateurs globaux d utilisation d intrants L analyse de l évolution des successions culturales entre 1992 et 2009 montre que la tendance observée entre 1992 et 2006 se poursuit globalement sur la période : on constate ainsi une tendance à un raccourcissement des rotations (augmentation du blé sur blé, raccourcissement du délai de retour du colza ) ainsi qu une diminution de la présence de pois dans les rotations (Marcuola et al., 2011). A partir de 1990, la consommation de pesticides par l agriculture française a connu une stagnation (et la consommation d engrais une diminution) qui contraste avec la hausse observée les trente années précédentes. Mais, on ne constate pas de baisse dans les années récentes comme on aurait pu l espérer suite au plan Ecophyto Par ailleurs, le secteur des grandes cultures représente 70% des pesticides utilisés dans l agriculture française en 2009 contre 67% en 2006 (Butault et al. 2011). Diversité des pratiques actuelles et évaluation de leurs performances L analyse des pratiques culturales sur le blé et le colza à partir des données de l enquête pratiques culturales de 2006 met en évidence le lien entre les pratiques annuelles et les successions de cultures. Quand le colza est inséré dans des rotations longues et semé après labour, on observe une utilisation plus modérée de pesticides, tandis qu en blé, le retard de la date de semis est la caractéristique majeure des itinéraires économes (Guichard et al., 2010). Une analyse de la compétitivité de 707 exploitations de l Eure et Loir en 2008 montre que les exploitations qui utilisent moins de pesticides que la moyenne ont un coût global de production plus faible que celles qui en utilisent plus (pour un même volume de production) et sont donc économiquement plus efficaces (Boussemart et al., 2012). Des résultats comparables ont été obtenus pour le département de la Meuse. Une enquête auprès de 72 agriculteurs d Eure et Loir permet de confirmer ces résultats. Trajectoires socio-techniques de transition vers la production intégrée L analyse des trajectoires d exploitations agricoles de grande culture s étant engagées dans une transition vers la production intégrée met en évidence la différence dans les critères d excellence professionnelle de ces agriculteurs par rapport aux agriculteurs conventionnels et dans le choix d anticiper un futur renforcement de la réglementation environnementale (Lamine et al. 2011). Ce passage en agriculture intégrée, qui reste souvent partiel, suppose des apprentissages et une acquisition de connaissances que les agriculteurs effectuent par une construction personnelle et progressive en mobilisant de nombreuses sources d information relatives à divers référentiels de pratiques. L accompagnement du changement de pratiques des agriculteurs entraine aussi une redéfinition du métier de conseiller. Pour les conseillers des Chambres d Agriculture, cette évolution du métier entraine des difficultés de conception et de conduite de leur action, encore plus sensible lorsque le changement de pratiques se définit par des contraintes réglementaires (Cerf et al, 2011). Les agriculteurs ne souscrivent pas volontiers aux Mesures agri-environnementales destinées à les aider à réduire leurs intrants. Les raisons tiennent au manque de clarté dans les objectifs, à la durée et aux contraintes administratives de l engagement (Kuhfuss et al., 2012). Perspectives et conclusions Malgré l ambition des politiques publiques actuelles, on doit constater que l objectif de réduction de l usage des produits phytosanitaires n est pas encore atteint. Le travail mené dans le projet POPSY a permis d éclairer certains aspects des déterminants des pratiques actuelles des agriculteurs de grande culture, aussi bien sous un angle agronomique que dans leurs dimensions économiques et sociales. Il a permis d identifier des moyens agronomiques et des éléments de politiques publiques et de réorganisation du Développement Agricole (en particulier du conseil) qui devraient être mis en oeuvre pour permettre un changement de pratiques dans les exploitations de grande culture. Les travaux de recherche initiés doivent être approfondis et élargis. Les pistes actuelles portent sur : la poursuite de travaux sur la séparation entre conseil et vente de produits phytosanitaires, l élaboration de démarches de construction de systèmes de culture pour accompagner des projets à l échelle de territoires, l approfondissement des travaux d analyse économique des systèmes économes en intrants. Références bibliographiques Butault J.P, Delame N., Jacquet F., Zardet G., 2011, L utilisation des pesticides en France : état des lieux et perspectives de réduction Notes et Etudes Socio- Economiques n 35, Ministère de l Agriculture, octobre 2011, pp Cerf M., Guillot M.N., Olry P., (2011). Acting as a change agent in supporting sustainable agriculture: how to cope with new professional situations? Journal of Agricultural Education & Extension, vol17, Issue, Lamine C., Anticiper ou temporiser. Injonctions environnementales et recompositions des identités professionnelles en céréaliculture. Sociologie du travail 53, Kuhfuss L., Jacquet F., Preget R., Thoyer S., 2012, Le dispositif des MAEt pour l enjeu eau: Une fausse bonne idée? à paraitre dans RAEStud Boussemart, J.Ph., Leleu H., Ojo O., 2012, Exploring cost dominance between high and low pesticide use in French crop farming systems by varying scale and output mix, Communication aux Journées de Recherche en Sciences Sociales, INRA SFER CIRAD, Décembre 2012, 28 p. Guichard L., Reau R., Schmidt A., 2010, Le colza est très dépendant des pesticides dans les rotations courtes sans labour, Agreste Synthèses, 7p. n 2010/121 Marcuola F., Mignolet C., Schott C., Mari J F. 2011, Organisation spatiale des successions culturales en France entre 1992 et 2009, WP POPSY, 39p. ECOPHYTO 58

65 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Ministère Ecologie Pesticides 2009 Réduire l usage de la bromadiolone dans la lutte contre le Campagnol terrestre : les enseignements d une analyse agro-anthropologique Yves Michelin VetAgro Sup, campus agronomique de Clermont Mail : Responsables des équipes impliquées : Morlans Shantala: UMR Metafort, VetAgroSup Mots clefs : approche agro-anthropologique, pullulation, campagnol terrestre, anticoagulants, lutte intégrée Résumé Réduire l emploi d anticoagulants dans la lutte contre le campagnol terrestre impose d agir à basse densité en combinant lutte chimique et d autres méthodes directes ou indirectes dans une démarche intégrée et collective. Or pour cela, il faut trouver des compromis locaux entre les contraintes des exploitations et leurs marges de manœuvre technique tout en tenant compte des valeurs sociales et culturelles que les agriculteurs et les techniciens attachent aux modalités de lutte et au sens des pratiques que ces méthodes impliquent. Cette démarche doit s appuyer sur les collectifs locaux et nécessite qu émerge une nouvelle catégorie de technicien expert du sujet et médiateur. Morlans, 2009 Contexte et objectif Depuis une quarantaine d années, les zones herbagères de moyenne montagne sont soumises à des pullulations cycliques de campagnols terrestres, qui perturbent le fonctionnement des exploitations d élevage en réduisant la qualité et la quantité des fourrages, avec un impact sur les revenus et la santé du troupeau et de l éleveur. Jusqu aux années 2000, la principale méthode de lutte passait par l utilisation d anticoagulants en phase de haute densité, ce qui permettait de sauver la récolte mais n a jamais réussi à enrayer les pullulations qui reviennent cycliquement et produisent des effets désastreux sur la faune non cible. Depuis, des méthodes de lutte intégrée sont préconisées par les services techniques agricoles : lutte chimique à basse densité, c est à dire lorsque les populations sont peu visibles et ne créent pas de dégâts, modifications des pratiques agricoles et lutte indirecte (retournement de prairie, piégeage, ). Mais celles-ci ne sont appliquées que par quelques éleveurs, la plupart des autres agriculteurs s y opposant plus ou moins ouvertement. Considérant que les éleveurs ne s engageaient pas dans cette démarche soit en raison de contraintes de leur système soit pour des raisons de nature non technique, notre objectif était d identifier quels facteurs techniques ou non techniques les amenaient à opter pour une méthode de lutte ou à la rejeter. Méthodes Nous avons mené des enquêtes auprès d éleveurs, de techniciens agricoles, d élus, de chercheurs impliqués dans la gestion des pullulations de campagnols terrestres sur trois zones géographiques particulièrement concernées par les pullulations de campagnols terrestres (Puy de Dôme où la seule lutte collective est encore basée sur l emploi de Bromadiolone, Doubs-Jura qui développe des contrats de lutte intégrée, et Ain où il n y avait aucune lutte collective chimique organisée). Nous avons mené en parallèle une analyse agronomique centrée sur l impact des campagnols sur le fonctionnement des exploitations agricoles afin d identifier des marges de manœuvre techniques possibles et une approche anthropologique des représentations associées afin de mieux comprendre pourquoi elles n étaient pas toujours mises en œuvre, sur la base de quels arguments. En outre, nous avons conduit des entretiens individuels auprès des techniciens et des chercheurs et suivi leur activité afin de mieux comprendre dans quel contexte, comment et pourquoi s était mise en place la lutte intégrée en Franche Comté. Enfin, nous nous sommes intéressés aux rôles que jouaient les réseaux sociaux dans l adoption ou le rejet de nouvelles méthodes de lutte. Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto A niveau de pullulation équivalent, l impact n est pas le même sur les exploitations agricoles Ainsi en Franche-Comté, alors que toutes les exploitations enquêtées produisent du lait avec des Montbéliardes pour le comté, nous avons distingué 4 types de fermes plus ou moins sensibles aux pullulations selon qu elles privilégient l herbe sur pied (C3) ou récoltée (C2), selon le chargement et la structure du parcellaire (C1). Elles ont plus ou moins d aptitude technique à utiliser certaines méthodes de lutte. Certaines très adaptables, agissent pourtant très peu (classe C1) alors que d autres, plus contraintes en appliquent plusieurs tel le retournement des prairies, l augmentation de la pression de pâturage et la lutte contre la taupe (Classe C3). Enfin, certaines ont très peu de marges de manœuvre (classe C4) et considèrent que le campagnol n est pas un problème prioritaire. Les réponses apportées par les techniciens et les agriculteurs pour lutter contre le campagnol sont très variables d une région à l autre. Elles dépendent à la fois des façons de penser et de faire des techniciens et des structures, et de l organisation des réseaux d agriculteurs mais elles tiennent très peu compte des contraintes des systèmes et des capacités d adaptation des agriculteurs. ECOPHYTO 59

66 Financement : Ecophyto (redevance pollutions diffuses), Ministère Ecologie Pesticides 2009 Le campagnol, animal fouisseur peu visible, n est pas pensé de la même façon selon les personnes, ce qui a des conséquences sur la façon dont les pullulations sont gérées. Nous avons identifié trois façons de le penser : A travers les mottes de terre qu il produit qui ne «font pas propre» et qui nuisent à la qualité des fourrages et du lait. La lutte a pour objectif de réduire la présence de terre, pas forcément d éliminer l animal. En tant qu animal concurrent, avec des comportements spécifiques mais aussi avec la possibilité de lui attacher une symbolique forte «il y a des rats sous ma prairie qui sont même venus me bouffer les bottes quand j étais dans mon champ l autre fois». La lutte est un combat qui vise à éliminer un ennemi. En tant que population, susceptible de pulluler et d envahir un espace de production. La lutte passe par la régulation des populations. La diffusion des innovations techniques qu implique la lutte raisonnée passe par des collectifs Elle est facilitée lorsque ces collectifs sont constitués d agriculteurs ayant des systèmes de production et des façons de penser diversifiées (réseau social dense à liens faibles) mais qui se considèrent comme solidaires. Elle est beaucoup plus difficile lorsque le réseau regroupe des personnes très semblables qui se constituent en groupe par opposition aux autres agriculteurs (logique de club), par exemple sur des bases syndicales ou d adhésion à une seule coopérative. Faute d échange d idées et de dialogue, ils sont alors moins ouverts à la nouveauté. Enseignements pour le plan Ecophyto Il n existe pas de «bonnes pratiques» standardisées qu il suffirait de diffuser sur le terrain pour réduire l usage de la bromadiolone. A système de production équivalent, toutes les exploitations n ont pas les mêmes capacités de résilience ni les mêmes marges de manœuvre pour modifier leurs pratiques. Enfin, à niveau d infestation équivalent, la perception des dégâts et les demandes de solutions et d adaptations ne sont pas les mêmes selon les éleveurs. Même si le modèle proie-prédateur qui explique la pullulation est universel, les solutions doivent donc être construites au cas par cas en trouvant des compromis entre exigences techniques, normes sociales et valeurs associées aux campagnols et aux modalités de lutte. Il est nécessaire de constituer des réseaux d observation pérennes dans le temps Comme il faut agir lorsque qu il n y a pas de dégâts, que le phénomène de pullulation s inscrit dans la durée (5 à 10 ans) et que détecter les indices nécessite un savoir-faire que tous les agriculteurs n ont pas, on ne pourra réduire l usage de la bromadiolone que si l on peut anticiper les démarrages de pullulations ; ce qui implique d observer en permanence et de garder la mémoire de ces enregistrements (par exemple, les archives de l Ain ont été perdues!) Les techniciens spécialisés dans la lutte ou plus généralistes jouent un rôle essentiel dans l échange des connaissances entre chercheurs et agriculteurs, et dans la régulation des tensions entre les différents acteurs. Mais ils ne sont pas assez nombreux et ont besoin d acquérir ou de renforcer leurs compétences en termes de médiation, d animation et d accompagnement. Pour nombre d entre eux, cela nécessitera un changement de posture. Début d infestation en Auvergne (S. Morlans, 2009) Prairie ravagée au pic de pullulation en Franche Comté (FREDON FC, 2005) ECOPHYTO 60

67 Financement : Perspectives et conclusions Durant les trente dernières années, on a pu observer un véritable changement de paradigme concernant la façon d agir sur les pullulations de campagnols, tant chez les chercheurs que chez les techniciens et les agriculteurs. D abord considéré comme un ravageur des cultures qu il fallait traiter par empoisonnement systématique aux périodes de haute densité durant lesquelles les dégâts n étaient plus tolérables pour les exploitations, sans se préoccuper des facteurs à l origine des pullulations (approche analytique du phénomène et logique de traitement curatif), sa réintégration dans l agro-écosystème a induit une stratégie de lutte basée sur une combinaison d actions où les traitements chimiques ne doivent se faire qu à basse densité, alors que l impact sur les exploitations est très faible (approche systémique du phénomène et logique préventive). Mais cette conception est difficile à assimiler pour les agriculteurs et nombre de techniciens car elle nécessite de connaître le mécanisme cyclique des pullulations, de détecter les populations quand elles sont très peu visibles et de repenser l ensemble des pratiques agricoles pour gêner l expansion des campagnols et réduire leur impact sur les différentes composantes du système de production. Pour ce faire, il faut non seulement que chaque acteur conçoive son propre «bricolage cognitif» qui concilie des facteurs techniques, économiques, sociaux et anthropologiques mais que celui-ci soit compatible voire en synergie avec celui des voisins et des autres acteurs de la gestion de l espace. Cela ne peut s envisager qu avec l appui de techniciens transformés en experts techniques du sujet et médiateurs territoriaux dans une démarche de développement basée sur l écoute et le dialogue, à l opposé des approches normatives et autoritaires découlant souvent des injonctions réglementaires. Références bibliographiques Morlans, S., 2012 «Quand le temps des bio-agresseurs détruit le paysage idéal : l agriculteur face aux contradictions de la modernité» in Analyse culturelle du paysage : le paysage comme enjeu (édition électronique), actes du 135è congrès du CTHS, Neuchatel 2010 : Dumora, C., Michelin, Y. Morlans, S., 2012, «Accéder aux pratiques et aux représentations des éleveurs et des conseillers agricoles pour adapter l accompagnement à la baisse de produits phytosanitaires dans le cadre d une gestion du campagnol terrestre», Colloque «campagnol terrestre», 22 novembre 2012, Besançon Meulemans, G., 2011, «Incorporer la lutte raisonnée, des gestes et du regard autour de la gestion d un ravageur des prairies», mémoire Master 2 «anthropologie à visée finalisée», Université de Liège ECOPHYTO 61

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69 Financement : ANR, Systerra 2008 Projet ANR PEPITES : Processus Ecologiques et Processus d Innovation Technique Et Sociale en agriculture de conservation Stéphane de Tourdonnet Montpellier SupAgro INRA UMR Innovation Mail : Responsables des équipes impliquées : De Tourdonnet Stéphane (SupAgro), Scopel Eric (CIRAD), Triomphe Bernard (CIRAD), Blanchart Eric (IRD), Recous Sylvie (INRA), Garnier Patricia (INRA), Brives Hélène (AgroParisTech), Dusserre Julie (CIRAD), David Christophe (ISARA Lyon), Angevin Frédérique (INRA) Mots clefs : agriculture de conservation, réseaux sociotechniques, dispositifs de conseil, herbicides Résumé Les techniques sans labour et l agriculture de conservation (AC) conduisent-elles à intensifier l usage des processus écologiques ou l usage des pesticides? Un des enjeux essentiels pour aller dans le sens d une réduction des pesticides est la mobilisation de processus écologiques au sein des agrosystèmes. Les résultats du projet PEPITES montrent que cela nécessite la construction de dispositifs de conseil permettant un processus d apprentissage technique et social. Contexte et objectif Les techniques culturales sans labour et l Agriculture de Conservation, fondées sur une perturbation minimale du sol, le maintien d une couverture végétale en surface et une diversification des rotations et associations de cultures, se développent rapidement à travers le monde et en France, où un tiers de la sole cultivée n est plus labourée. Leur émergence procède souvent d un processus d innovation original, fondé sur un apprentissage permanent et adaptatif au sein des exploitations et de réseaux sociotechniques novateurs, qui bouscule les schémas linéaires de conception et transfert des innovations. Elles peuvent conduire à des systèmes de culture très innovants, comme le semis direct sous couvert et l usage de plantes de couverture multifonctionnelles, qui permettent un accroissement de la teneur en matière organique des sols, de la biodiversité et de l activité biologique. Toutefois, la mise en œuvre de ces techniques est délicate en raison notamment de la lutte contre les adventices rendue plus difficile par la réduction du travail du sol. L agriculture de conservation conduit-elle à accroître les services écosystémiques ou à accroitre la dépendance aux pesticides? Un des enjeux essentiels pour aller dans le sens d une réduction des pesticides est la mobilisation de processus écologiques, amplifiés dans ces systèmes par l usage de plantes de couverture, pour assurer certaines fonctions du travail du sol : lutte contre les adventices mais aussi création de porosité etc. L objectif du projet PEPITES (de Tourdonnet et al, 2010 ; est de produire des connaissances sur les processus écologiques, les processus d innovation et sur leurs interactions en agriculture de conservation pour évaluer et concevoir des systèmes techniques au travers de dispositifs d accompagnement innovant. Vis-à-vis de l usage des pesticides, le projet se focalise sur trois questions clés : En quoi la présence d un mulch modifie-t-elle le devenir des pesticides (dégradation, absorption, transfert)? Comment utiliser des plantes de couverture pour étouffer les adventices et réduire l usage d herbicides? Comment construire des dispositifs d accompagnement permettant d orienter l évolution des systèmes techniques vers l usage de processus écologiques et non vers l usage de pesticides? Méthodes Des terrains au Nord et au Sud, en agriculture conventionnelle et biologique Les travaux se déroulent sur quatre terrains d étude (France grandes cultures, France agriculture biologique, Brésil et Madagascar petite agriculture familiale) choisis pour explorer une gamme de situations agropédoclimatiques et socioéconomiques permettant une analyse comparative riche. Une approche interdisciplinaire L analyse du processus d innovation (tâche 6) est centrée sur la production des connaissances au sein des réseaux sociotechniques, les modalités de coopération entre acteurs, les dynamiques de changements des pratiques et des processus d apprentissage. Elle est couplée à une démarche de recherche intervention sur la conception de démarches et des dispositifs en partenariat pour accompagner l émergence de l AC (tâche 8). L approche des systèmes de production permet d expérimenter des outils d aide à la réflexion prospective (tâche 5) et des outils d évaluation ex ante, multicritère et multi-acteurs des performances de systèmes innovants en AC (tâche 4). Des études couplant expérimentation et modélisation des systèmes de culture (tâche 3) permettent de comprendre et de raisonner la mobilisation de processus écologiques par l usage de plantes de couverture. L étude des processus écologiques résultant des interactions entre matières organiques et êtres vivants (tâches 1 et 2) fournit des connaissances et des indicateurs pour raisonner l adaptation des pratiques et pour évaluer les services écologiques rendus. ECOPHYTO 63

70 Financement : ANR, Systerra 2008 Principaux résultats obtenus et applications envisageables, lien au Plan Ecophyto Dans le cadre de la session 6 de ce colloque, nous nous centrerons sur des résultats illustrant l impact du dispositif d accompagnement sur l évolution des pratiques en AC et la dépendance aux herbicides (tâche 6). En particulier, une étude a été menée sur deux dispositifs d accompagnement à l AC très différents, qui coexistent au sein d une même coopérative en France : l un est directif et axé sur la relation individualisée entre le conseiller et les agriculteurs, l autre est fondé sur la co-construction des pratiques et l échange d expériences au sein d un groupe animé par un conseiller (Brives et al., 2012). L objectif est d analyser l influence du mode d accompagnement sur les trajectoires des agriculteurs, leurs pratiques culturales et le développement de formes d autonomie et de dépendance des agriculteurs au conseil, au conseiller et aux herbicides. L accompagnement directif est fondé sur un paquet technique basé sur le semis direct. Son succès auprès des agriculteurs vient de la performance économique du système proposé (ainsi que pour le temps de travail) et de la disponibilité et de l expertise du conseiller qui est prêt à se déplacer chez l agriculteur pour tout problème à condition qu il suive strictement ses consignes. Le conseiller assume ainsi une grande partie du risque lié au changement de pratiques. Les plantes de couverture ne sont pas introduites dans le paquet technique car trop complexes à gérer (trop risquées pour le conseiller). Cette forme de conseil conduit à un double attachement : au conseiller et aux herbicides qui, en l absence totale de travail du sol et de plantes de couverture sont le moyen privilégié de gérer les adventices. Le second dispositif est basé sur un club d environ 70 agriculteurs volontaires, conçu comme un lieu d échange de pratiques et un laboratoire de conception de systèmes en AC à partir de différentes ressources : visite des champs des adhérents, conduite coordonnée de tests chez les agriculteurs, conduite conjointe d expérimentations système, invitation d experts et voyages d étude. Les systèmes techniques couvrent toute la gamme des techniques sans labour jusqu au semis direct et la création collective de connaissances se focalise beaucoup sur l usage des plantes de couverture comme moyen d assurer différentes fonctions pour résoudre des problèmes d adventices, de fertilité etc. Le conseiller encourage les agriculteurs à créer euxmêmes les connaissances par la pratique et à les échanger au sein du club. Ces deux dispositifs de conseil conduisent à des trajectoires très différentes d évolution des pratiques : changements très rapides dans le premier cas (perçu par les protagonistes comme plus efficace) changement pas à pas dans le second (perçu comme un processus d apprentissage). Ils conduisent à des systèmes techniques également différents : homogènes dans le premier (package technique du conseiller) et diversifiés dans le second (en fonction de la trajectoire d évolution de chaque agriculteur, des risques qu il est prêt à prendre). Ils conduisent enfin à une posture très différente vis-à-vis des herbicides : le second dispositif permet de construire collectivement les connaissances locales nécessaires à l usage combiné des différents moyens alternatifs aux herbicides (plantes de couverture, rotation, travail du sol superficiel) alors que, dans le premier, ces alternatives sont verrouillées. Dans la perspective d EcoPhyto, ces résultats montrent l importance du dispositif de conseil et du régime de production des connaissances pour donner aux acteurs la possibilité (éviter les verrouillages technologiques) et la capacité (processus d apprentissage) de réduire l usage des pesticides. Perspectives et conclusions L exemple de l AC montre l importance des réseaux sociotechniques dans la mobilisation de processus écologiques pour réduire l usage des pesticides. L enjeu est de produire des connaissances et de concevoir des dispositifs pertinents pour accompagner un processus d innovation qui, à partir d une intensification de l usage des processus écologiques d un côté, et d une approche renouvelée des relations entre acteurs de l autre, puisse contribuer à accroître la durabilité de la production agricole et à renforcer les capacités futures d innovation. Références bibliographiques Brives H., Riousset P., de Tourdonnet S. (2012) Conservation agriculture is shaped through advisory schemes. 10th European IFSA Symposium, 1-4 July 2012, Aarhus, Danemark de Tourdonnet S., Triomphe B., Scopel E. (2010) Ecological, technical and social innovation processes in conservation agriculture. Research position and first results of the ANR funded program PEPITES. Proceedings of the symposium Innovation and Sustainable Development in Agriculture and Food, June 28 July , Montpellier. Scopel E., Triomphe B., Affholder F., Macena F., Corbeels M., Valadares JH, Lahmar R., Recous S., Bernous M., Blanchart E., de Carvalho Mendes I., de Tourdonnet S. (2012) Conservation agriculture cropping systems in temperate and tropical conditions, performances and impacts. A review. Agron. Sustain. Dev. DOI / s ECOPHYTO 64

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72 Les objectifs de réduction de l usage des intrants phytopharmaceutiques du Plan Ecophyto - qui s inscrit dans le nouveau projet agro-écologique pour la France initié par le Ministre de l Agriculture, de l Agroalimentaire et de la Forêt - appellent à réorienter l innovation et sollicitent un effort considérable de recherche mobilisant un large spectre de disciplines scientifiques. Le Groupe d Experts Recherche (GER), mis en place dans le cadre du Plan Ecophyto par la direction générale de l enseignement et de la recherche (DGER), a pour mission d identifier les besoins de recherche directement liés à la mise en œuvre du Plan et de sensibiliser la communauté scientifique à ces besoins par l intermédiaire de différents appels à projets de recherche (CASDAR, MEDDE, ANR, ANSES ). Le colloque «Ecophyto Recherche», organisé à Paris les 28 et 29 janvier 2013, réunit les porteurs de 23 projets en cours ou, pour la plupart, juste achevés qui apportent une contribution aux thématiques prioritaires identifiées par le GER (que ces projets aient été soutenus par les crédits provenant de la redevance pour pollutions diffuses ou qu ils aient bénéficié d autres sources de financement). La présentation des résultats de ces projets et leur mise en débat au travers de tables rondes avec les utilisateurs potentiels de ces travaux (services publics, instituts techniques, chambres d agriculture, coopératives ) permettent de faire le point sur les avancées de la recherche et de faire ressortir les pistes prometteuses en même temps que les domaines encore insuffisamment explorés. Organisé par le Ministère de l Agriculture, de l Agroalimentaire et de la Forêt (DGER), en collaboration avec l Institut national de la recherche agronomique et le GIS Relance agronomique, ce colloque s adresse à un large public : communautés scientifiques, professionnels agricoles et non agricoles, ainsi qu aux décideurs et élus locaux. avec la contribution financière du compte d affectation spéciale «Développement agricole et rural» Gis Relance Agronomique, Inra 147 rue de l Université Paris cedex 07 Tel. :

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