Rétention de l’azote à l’échelle d’un petit bassin versant agricole artificiellement drainé

Auteur.e.s

C. Billy, F. Birgand, M. Sebilo, G. Billen, J. Tournebize, C. Kao

Université

CEMAGREF, Unité de recherche Hydrosystèmes et bioprocédés, UMR 7618, BIOEMCO, Université P. & M. Curie – INRA – CNRS, UMR 7619, SISYPHE, Université P. & M. Curie

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2007.vol36

Dans la plupart des régions agricoles, une dégradation progressive de la qualité des eaux de surface et souterraines a été observée depuis les années 70, notamment en ce qui concerne la pollution azotée. Cette dégradation est le résultat d’une intensification de l’agriculture qui s’est traduite par un changement des pratiques agricoles avec la généralisation des apports d’engrais azotés d’origine industrielle, et par la mise en place d’aménagements du territoire agricole tels que le drainage et le recalibrage des cours d’eau. Si l’augmentation des concentrations en nitrate dans les eaux est spectaculaire depuis une trentaine d’années, des bilans d’azote détaillés, établis à l’échelle de grands réseaux hydrographiques (plusieurs centaines à plusieurs milliers de km²), révèlent pourtant que seulement 20 à 60 % de l’apport net d’azote est exporté aux exutoires (Simmons et al, 1992; Howarth et al., 1996; Behrendt et Opitz, 1999; Billen et Garnier, 1999; Seitzinger et al., 2002), ce qui indique qu’une part considérable de l’apport net d’azote sur les grands bassins versants est en quelque sorte « retenu » ou éliminé. Dans le cas particulier du drainage agricole artificiel (13% de la surface cultivée en France, majoritairement dans des zones de plateaux), les réseaux de drainage court-circuitent les zones ripariennes et les eaux sous-racinaires s’écoulent directement à la rivière. Il est communément admis que le drainage de surbsurface ainsi que la recalibration des cours d’eau qu’il nécessite, engendrent une augmentation des flux d’azote nitrique provenant des zones agricoles (Magner et al., 2004). De plus, l’infiltration de l’eau vers les aquifères profonds est réduite par les drains. Les flux d’eau et d’azote qui circulent à travers les zones ripariennes plus en aval dans le bassin, quand les aquifères souterrains contribuent aux écoulements de surface, sont donc eux aussi modifiés. L’enjeu est, premièrement, de quantifier la rétention en azote à l’échelle du bassin versant agricole drainé. Pour cela, un suivi des débits et des concentrations en nitrate est réalisé sur une série de sous-bassins emboîtés, du groupement de parcelles au bassin versant d’ordre 3 de Strahler. Ensuite, l’objectif est de caractériser et de localiser d’éventuels processus de dénitrification impliqués dans cette rétention en mesurant la composition isotopique des nitrates aux mêmes points. La composition isotopique des nitrates (δ 15N) aux exutoires des sous-bassins, croisée avec les mesures de concentrations en nitrate, est en effet un marqueur de la dénitrification.

claire.billy@cemagref.fr