Transferts de pesticides vers les eaux souterraines, modélisation à l’échelle d’un bassin versant (Cas d’étude du bassin amont de la Vesle)

DOI
https://doi.org/10.26047/PIREN.rapp.ann.2006.vol18

Ce travail, initié dans le cadre du programme PIREN-Seine, sous l’impulsion de l’Agence de l’Eau Seine Normandie, antenne de Compiègne, a eu pour objectif de simuler les transferts de produits phytosanitaires depuis le sol jusqu’aux eaux souterraines. Après un travail de bibliographie identifiant les mécanismes responsables de la migration des pesticides dans l’hydrosystème souterrain et recensant les différents modèles existants, il est apparu judicieux de faire évoluer le modèle STICS, développé par l’INRA, destiné à la simulation du système sol-eau-plantes, en y incorporant la phénoménologie essentielle pour représenter le comportement des pesticides dans le sol. La confrontation du nouveau module STICS-PHYTO à des données expérimentales acquises par l’INRA à l’échelle de la parcelle, a permis d’évaluer ses capacités à représenter le transfert de molécules comme l’atrazine et son métabolite la déséthyl-atrazine au-delà de la zone racinaire. Il a été montré à cette occasion l’importance de la prise en compte des processus d’adsorption/désorption lente. Le module STICS-PHYTO a ensuite pris place au sein de la chaîne de modélisation STICS– MODCOU préalablement mise au point dans la cadre du PIREN-Seine pour simuler l’évolution des pollutions diffuses, telles que celles occasionnées par les nitrates, dans les eaux souterraines à l’échelle d’un bassin. Un exercice de démonstration a été entrepris sur le bassin de la Vesle en amont de Reims, choisi en raison de sa simplicité géologique et d’une typologie particulière dans l’emploi des pesticides due à la prédominance de la culture du maïs et à la présence d’une zone viticole. Ce bassin a fait l’objet de campagnes de mesures mensuelles pour différents pesticides sur une période de seize mois, dont il est ressorti une appréciation de la variabilité spatio-temporelle de la concentration dans l’eau souterraine. Des simulations exploratoires, à l’échelle du bassin, ont été réalisées en considérant l’atrazine et la terbuthylazine caractéristiques des cultures majoritaires rencontrées sur la zone d’étude (maïs et vigne). Les pratiques d’utilisation de ces molécules dont la connaissance était nécessaire pour définir les entrées du modèle ont été reconstituées par l’INRA Mirecourt sur un historique de trente ans représentant la mémoire de l’utilisation de ces produits. Les résultats des simulations de l’état actuel de la nappe de la craie rendent bien compte d’ordres de grandeur de la contamination des aquifères cohérents avec les observations effectuées dans une quinzaine de sites de captage. Des simulations prospectives du devenir de l’atrazine dont l’emploi a cessé en 2003 indiquent une rémanence de cette molécule et de son métabolite dans le système aquifère sur plusieurs dizaines d’années, mettant en relief la lenteur de la résorption de la pollution après cessation de l’emploi d’une telle molécule.