Les transferts de pesticides vers les eaux

Pollution ponctuelle, pollution diffuse

Le transfert des pesticides dans les eaux se décompose en deux circuits distincts :
- les apports directs de pesticides dans le réseau hydrographique lorsque l’application d’un traitement se fait en bordure de cours d’eau, lors de l’entretien des berges ou lors de la vidange des fonds de cuve dans la cour ou dans un puisard par exemple, c’est la pollution ponctuelle. Elle a très fortement diminuée, car de mieux en mieux encadrée par la réglementation récente ;
- les apports indirects de pesticides, surtout par le sol, un peu par l’air, qui migrent ensuite dans le réseau hydrographique et les eaux souterraines : par le sol, d’abord au cours d’une pluie, par ruissellement et drainage, puis, plus lentement, par la percolation dans le sol et la vidange de la nappe ; par l’air, au cours de l’application, par le brouillard de pulvérisation sur les cultures (dérive de pulvérisation), ou différée de l’application, suite à l’émission de pesticides vers l’atmosphère, sous l'effet du vent et/ou de la chaleur, et à leur retombée par les pluies sur le sol ou dans l'eau directement. Tout cela constitue une pollution diffuse. Cette pollution est difficile à maîtrisée car liée à un usage très global des pesticides, et à leur transfert en très faibles quantité vers les eaux superficielles : il suffit que quelques pourcents du produit appliqué aille vers les eaux superficielles, pour conduire à des concentrations inacceptables dans la réglementation.

L’échelle du champ

Suite à l'application sur les cultures, une petite partie du produit agit sur les organismes vivants, le reste est retenu (rétention) sur le sol, c’est-à-dire fixé aux composés du sol, ou se dégrade (dégradation), c’est-à-dire se décompose, sous l’action de facteurs physiques mais surtout de l’activité biologique du sol. La rétention, comme la dégradation sont plus ou moins rapide, plus ou moins aboutie, selon les caractéristiques des sols et des produits.

Les pesticides sont composés d’une matière active et d’adjuvants. Au fur et à mesure, ces molécules se dégradent, d’abord en métabolites puis en composés chimiques élémentaires. Le pesticide et ses métabolites peuvent avoir une durée de vie plus ou moins longue, que l’on caractérise par la demi-vie, c’est-à-dire le temps moyen pour que la moitié de la quantité de pesticide disparaisse, dans des conditions standard de sol, de température, d’humidité. Dans les sols, le temps de dégradation des matières actives est de quelques jours à quelques mois. Le pesticide et ses métabolites peuvent avoir une affinité plus ou moins grande pour le sol, que l’on caractérise par le KOC, c'est-à-dire un coefficient d’adsorption du pesticide sur le sol, qui indique en fait sa mobilité dans l’environnement. Les temps de demi-vie et les coefficients d’adsorption des métabolites ne sont pas toujours bien connus. Dans les cours d’eau, les pesticides ou les métabolites mobiles, c'est-à-dire ceux qui sont peu retenus sur la matrice du sol, sont surtout véhiculés dissous dans l’eau. Le temps de rémanence des pesticides dans un bassin versant, c’est-à-dire le temps de retour à un état non contaminé après arrêt de l’utilisation d’un produit, est encore mal connu, car les pesticides peuvent être stockés dans de multiples endroits où l’eau se renouvelle peu, donc peu accessibles aux micro-organismes (microporosité du sol, sédiments,…).

Le sol joue un rôle essentiel dans les processus de rétention, de dégradation et de transfert des pesticides vers le réseau hydrographique. Milieu récepteur, le sol agit tel un filtre qui retient les pesticides et régule les transferts ; il agit aussi sur leur dégradation. C’est la matière organique du sol qui est particulièrement importante. Elle retient les molécules de pesticides les rendant ainsi moins mobiles lors du lessivage des sols (rétention) et est le lieu de l’activité biologique des micro-organismes du sol (dégradation). Enfin, elle limite la battance, c'est-à-dire la dégradation de la structure et la diminution de la perméabilité du sol au fur et à mesure des pluies. Pour ces trois raisons, la teneur en matière organique de l’horizon de surface est déterminante pour les transferts latéraux et verticaux des pesticides vers les eaux. Malheureusement, depuis plusieurs décennies, ce taux tend à baisser en Bretagne.

L’échelle du bassin versant

Erosion du sol en plein champ

La pollution des eaux par les pesticides provient de leur entraînement vers les eaux de surface par le ruissellement, par le drainage agricole, ou par le drainage naturel des nappes superficielles contaminées par infiltration. Ces nappes sont d’autant plus contaminées qu’elles sont proches de la surface du sol. Les eaux souterraines, nappes superficielles ou plus profondes, peuvent aussi être contaminées par infiltration.

Les transferts de pesticides de la parcelle vers la rivière sont particulièrement importants durant les fortes précipitations qui suivent de quelques mois les applications. Les pesticides, qui sont adsorbés sur les particules du sol, sont alors entraînés par ruissellement et érosion, mais aussi par le drainage et l’infiltration vers les nappes proches de la surface. Ainsi, la nature des produits, les quantités appliquées, le calendrier d’application des pesticides sont déterminants. Les pertes de pesticides des champs vers les cours d’eau sont aussi fortement dépendantes des conditions du milieu qui peuvent limiter les transferts. Elles varient en fonction de l’état hydrique et structural des sols du bassin versant, de la localisation du champ dans le bassin versant, des dispositifs de bords de champ (haies, fossés, etc.), qui vont limiter ou favoriser les transferts. Les bandes enherbées en bordures de champ, de même que les haies, sont efficaces : elles interceptent les matières en suspension et les produits phytosanitaires qui y sont adsorbés grâce à la forte teneur en matière organique du sol en surface, à l’activité biologique stimulée par les racines ligneuses et herbacées, et la rugosité du couvert végétal. A l’inverse, les parcelles où la structure des sols est dégradée, où des traces de roues canalisent le ruissellement, où nappe est proche ou ceinturées par des fossés, sont autant de zones à risques.

Malgré une bonne identification des facteurs de risque de transfert des produits vers les eaux de surface, la prédiction des émissions de pesticides à l’échelle d’un bassin versant, par un indicateur ou encore plus par un modèle, est difficile et entachée d’une grande incertitude.