Dynamique de transfert des produits phytosanitaires vers les eaux superficielles : de l'étude de terrain à l'approche modélisatrice
Résumé
Pesticides applied for agricultural purposes can generate a non-point source pollution of surface and ground water. The objectiv of this study was to understand the effects of soil structure, pesticide physicochemical properties and climate conditions on pesticide transfer. Experimentation was carried out after an herbicide application in spring on a field drained plot gathering two soil types (leached brown soil and pelosol). Measurements of pesticide contents in
drain water and in the plough layer, together with studies of the sorption capacities of herbicides, suggested the occurrence of two ways for chemical transport : preferential flow and matrix flow. Both fluxes were dependent on the soil structural state, varying with time. Application of a water tracer (bromide) and of herbicides with different properties on soil cores filled wth calibrated aggregate sizes and watered with irrigation of variable intensities
confirmed the effects of soil structure on chemical transfer and highlighted its dependency with rain intensity. The magnitude of exportations by matrix or preferential flow was not only dependant on the soil retention properties but also on the chemical localisation in the porous medium. These both approaches were completed with the use of AgriFlux, a mathematical model
simulating pesticide fate. Water balance evaluated at the field and bromide losses in drain water were weil simulated. The simulation of metolachlor losses gave evidence for the inadequacy of the fast instantaneous sorption to describe the herbicide retention at the field scale. The integration of slow immobilisation processes yielded a better agreement between simulated and
measured losses.
Les produits phytosanitaires appliqués sur les cultures peuvent engendrer une contamination diffuse des eaux superficielles et souterraines. L'objectif de cette étude était de comprendre les effets de la structure du sol, des propriétés physico-chimiques des molécules et des conditions climatiques, sur le transfert des produits phytosanitaires. Des expérimentations ont été menées, après un traitement herbicide au printemps sur une parcelle agricole drainée, comportant deux types de sol (sol brun lessivé et pélosol). Les teneurs en produits dans les eaux de drainage, leur répartition dans la couche de labour et les capacités de rétention des herbicides par les sols, suggèrent l'occurrence de deux modes de transport des produits : le flux préférentiel et le flux matriciel. Ces deux flux sont sous la dépendance de l'état structural des sols, évoluant au cours du temps. L'application d'herbicides aux propriétés de rétention distinctes et d'un traceur de l'eau (bromure) sur des colonnes de sol, remplies d'agrégats de tailles calibrées, et soumises à des irrigations d'intensité variable, a confirmé l'effet de la structure, tributaire de l'intensité de la pluie, sur le transfert des produits. L'importance des quantités transportées par flux matriciel ou préférentiel dépend non seulement de la capacité de rétention des molécules par le sol, mais aussi de la localisation des produits dans le milieu poreux. L'utilisation du modéle mathématique AgriFlux, simulant le devenir des produits phytosanitaires, a complété ces deux approches. Les bilans en eau mesurés au champ et les exportations de bromure par les drains ont été reproduits de manière satisfaisante. La simulation des flux de métolachlore a mis en évidence l'inadéquation de l'adsorption instantanée rapide pour décrire la rétention de cet herbicide au champ. La prise en compte de processus lents d'immobilisation a conduit à une meilleure concordance entre les exportations simulées et mesurées.